DE102012223356A1 - Verfahren zur Herstellung beschichteter Dosendeckel - Google Patents

Verfahren zur Herstellung beschichteter Dosendeckel

Info

Publication number
DE102012223356A1
DE102012223356A1 DE102012223356.3A DE102012223356A DE102012223356A1 DE 102012223356 A1 DE102012223356 A1 DE 102012223356A1 DE 102012223356 A DE102012223356 A DE 102012223356A DE 102012223356 A1 DE102012223356 A1 DE 102012223356A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
water
method according
paint
copolymerenmischung
preceding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102012223356.3A
Other languages
English (en)
Inventor
Ard De Zeeuw
Thomas Möller
Nicole Auweiler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Priority to DE102012223356.3A priority Critical patent/DE102012223356A1/de
Publication of DE102012223356A1 publication Critical patent/DE102012223356A1/de
Application status is Pending legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/14Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
    • B05D7/16Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies using synthetic lacquers or varnishes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/12Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by mechanical means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D123/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D123/02Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D123/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C09D123/08Copolymers of ethene
    • C09D123/0846Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
    • C09D123/0869Acids or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D123/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D123/02Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D123/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C09D123/08Copolymers of ethene
    • C09D123/0846Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
    • C09D123/0869Acids or derivatives thereof
    • C09D123/0876Neutralised polymers, i.e. ionomers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02Emulsion paints including aerosols
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2202/00Metallic substrate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2202/00Metallic substrate
    • B05D2202/20Metallic substrate based on light metals
    • B05D2202/25Metallic substrate based on light metals based on Al
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2252/00Sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2252/00Sheets
    • B05D2252/02Sheets of indefinite length
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2252/00Sheets
    • B05D2252/04Sheets of definite length in a continuous process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2252/00Sheets
    • B05D2252/10Applying the material on both sides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2401/00Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like
    • B05D2401/20Aqueous dispersion or solution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2503/00Polyurethanes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2508/00Polyesters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2701/00Coatings being able to withstand changes in the shape of the substrate or to withstand welding
    • B05D2701/10Coatings being able to withstand changes in the shape of the substrate or to withstand welding withstanding draw and redraw process, punching

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung beschichteter Dosendeckel aus Aluminiumband und basiert auf der Erkenntnis, dass bei Verwendung von Wasser basierten Lacken enthaltend ein Copolymer oder eine Copolymerenmischung zumindest eines aliphatischen und acyclischen Alkens mit zumindest einer α,β-ungesättigten Carbonsäure in wasserdispergierter Form sowie ein Härtersystem flexible, gut umformbare Beschichtungen mit hoher Abriebsbeständigkeit resultieren. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann auf die Aufbringung eines Lackhaftgrundes gänzlich verzichtet werden, wenn als Härtersystem wasserlösliche Verbindungen der Elemente Zr und/oder Ti im Lack eingesetzt werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung beschichteter Dosendeckel aus Aluminiumband und basiert auf der Erkenntnis, dass bei Verwendung von Wasser basierten Lacken enthaltend ein Copolymer oder eine Copolymerenmischung zumindest eines aliphatischen und acyclischen Alkens mit zumindest einer α,β-ungesättigten Carbonsäure in wasserdispergierter Form sowie ein Härtersystem flexible, gut umformbare Beschichtungen mit hoher Abriebsbeständigkeit resultieren. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann auf die Aufbringung eines Lackhaftgrundes gänzlich verzichtet werden, wenn als Härtersystem wasserlösliche Verbindungen der Elemente Zr und/oder Ti im Lack eingesetzt werden.
  • Im Stand der Technik ist eine Vielzahl von Verfahren zur korrosionsschützenden Beschichtung von Aluminiumoberflächen bekannt, bei denen typischerweise zunächst ein Lackhaftgrund und anschließend eine organische Lackschicht aufgebracht werden. Die Aufbringung eines Lackhaftgrundes über eine Konversionsbeschichtung ist meist notwendig, um die korrosive Delamination der Lackschicht zu minimieren. Speziell in der Fertigung metallischer Umverpackungen für Lebensmittel werden hohe Qualitätsstandards auch an die Beschichtung der Umverpackungen gestellt, um sicherzustellen, dass keine Kontamination des Lebensmittels über korrosiven Eintrag von Metallen oder über Delamination und Abrieb von Lackpartikeln erfolgt. Die Anforderungen an die Lackhaftung der aufgebrachten Beschichtung sind dabei insbesondere für die Herstellung von Dosendeckel aus vorbeschichtetem Aluminiumband besonders hoch, da die Innenseite des Dosendeckels einer gefertigten Dose üblicherweise in ständigem Kontakt mit dem bevorrateten Dosengut, zumeist Flüssigkeiten, steht und daher korrosiv stark beansprucht wird. Zusätzlich ist die Fertigung von Dosendeckeln mit starken mechanischen Beanspruchungen der Beschichtung beim Umformen des Metallbands zum Dosendeckel verbunden. Ein Abplatzen der Lackschicht oder das Entstehen von irreversiblen Defekten in stark beanspruchten Bereichen des Dosendeckels ist daher zu verhindern. Zudem limitieren verschiedenen Verordnungen zur Lebensmittelhygiene das Spektrum möglicher Vorbehandlungen und Lackbeschichtungen. So gilt es auf chromhaltige Vorbehandlungen zur Aufbringung eines Lackhaftgrundes und hinsichtlich der organischen Beschichtung auf Bisphenol A basierte Lacke weitgehend zu verzichten, da unter anderem in der EU-Direktive 2002/72/EU Höchstgrenzen für die Migration von Bisphenol A aus Umverpackungen in Lebensmittel festlegt sind.
  • So beschreibt die WO 04/053183 die chromfreie Vorbehandlung von Aluminium für die Herstellung beschichteter Dosendeckel vor einer Beschichtung mit einem organischen Lack. Die Vorbehandlung basiert auf einer sauren wässrigen Zusammensetzung enthaltend Fluorokomplexe beispielsweise der Elemente Zr und/oder Ti, sowie eine organische Carbonsäure mit Hydroxyl-Gruppen und Polyvinyphenol-Derivate. Gemäß dieser Offenlegungsschrift können entsprechend vorbehandelte Aluminiumoberflächen mit gängigen organischen Schutzlacken beschichtet werden, wobei einerseits die besonderen technischen Anforderungen der Dosenhersteller an Lackhaftung und Korrosionsschutz und anderseits die lebensmittelhygienischen Anforderungen an die Vorbehandlung erfüllt werden.
  • Darüber hinaus sind Alternativen zu Epoxid-basierten Doseninnenlacken im Stand der Technik bekannt, die in Sprühverfahren aufgebracht werden können, beim Aushärten eine homogene Filmbildung ergeben und eine hohe Flexibilität bei gleichzeitig guter Lackhaftung und Beständigkeit gegenüber wässrigen Zusammensetzungen aufweisen. So offenbart die EP 2505625 einen Wasser basierten Doseninnenlack enthaltend ein Copolymer oder eine Copolymerenmischung zumindest eines aliphatischen und acyclischen Alkens mit zumindest einer α,β-ungesättigten Carbonsäure in wasserdispergierter Form, wobei die Säurezahl des Copolymers oder der Copolymerenmischung zumindest 20 mg KOH / g, jedoch nicht mehr als 200 mg KOH / g beträgt, und mindestens einen wasserdispergierten oder wasserlöslichen Härter ausgewählt aus der Gruppe der Aminoplaste und/oder der Gruppe der Carbodiimide.
  • Obwohl also sowohl chromfreie Vorbehandlungen und aus lebensmittelhygienischer Sicht unbedenkliche Lackformulierungen im Stand der Technik bekannt sind, so besteht weiterhin ein Bedarf für prozesstechnisch vereinfachte und damit meist wirtschaftlichere Verfahren zur Herstellung beschichteter Dosendeckel. Insbesondere für Dosendeckel aus Aluminiumband gilt es die Haftung der Lackbeschichtung bei gleichzeitiger Unterbindung der korrosiven Delamination voranzutreiben, wobei die Lackbeschichtung einerseits eine hervorragende Umformbarkeit bzw. Flexibilität und andererseits eine hohe Abriebsbeständigkeit aufzuweisen hat, so dass weder Abplatzungen noch Abrieb vom Dosendeckel eine Kontamination des bevorrateten Lebensmittel verursachen.
  • Dieses Aufgabenspektrum wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung beschichteter Dosendeckel aus Aluminiumband, bei dem zunächst auf Aluminiumband eine Lackformulierung aufgebracht und ausgehärtet und anschließend das Deckelmaterial aus dem Band ausgestanzt und zum Dosendeckel umgeformt wird, wobei als Lackformulierung, die auf das Aluminiumband aufgebracht wird, ein Wasser basierter Lack verwendet wird, der neben Wasser
    • a) ein Copolymer oder eine Copolymerenmischung zumindest eines aliphatischen und acyclischen Alkens mit zumindest einer α,β-ungesättigten Carbonsäure in wasserdispergierter Form, wobei die Säurezahl des Copolymers oder der Copolymerenmischung zumindest 20 mg KOH / g, jedoch nicht mehr als 200 mg KOH / g beträgt und die Säuregruppen des Copolymers oder der Copolymerenmischung in wasserdispergierter Form zumindest zu 20%, jedoch nicht mehr als zu 60% neutralisiert vorliegen, und
    • b) mindestens einen wasserlöslichen Härter enthält,
    wobei die dispergierten polymeren Bestandteile des Wasser basierten Lacks einen D50-Wert von weniger als 1 µm aufweisen.
  • Aluminiumband kennzeichnet erfindungsgemäß ein Flacherzeugnis aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung, wobei das Flacherzeugnis in Form eines Bleches oder als quasikontinuierliches Band, das von einem Coil abgewickelt wird, vorliegen kann.
  • Ein Wasser basierter Lack umfasst erfindungsgemäß eine Dispersion und/oder Emulsion von organischen Polymeren in einer kontinuierlichen wässrigen Phase, wobei unter einer wässrigen Phase im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch eine homogene Mischung von Wasser und einem wassermischbaren Lösemittel verstanden wird. Der Begriff „in wasserdispergierter Form“ bedeutet demnach, dass das jeweilige Polymer in der kontinuierlichen wässrigen Phase fest- oder flüssigdispers vorliegt.
  • Als Copolymerenmischung gelten erfindungsgemäß Mischungen chemisch und/oder strukturell unterschiedlicher Copolymere zumindest eines aliphatischen und acyclischen Alkens mit zumindest einer α,β-ungesättigten Carbonsäure. So können in einer Copolymerenmischung einer erfindungsgemäßen Lackformulierung beispielsweise Copolymere, die unterschiedliche Alkene oder unterschiedliche α,β-ungesättigte Carbonsäuren als Comonomere enthalten oder eine unterschiedliche Anzahl an ansonsten gleichen Comonomeren im Copolymer aufweisen, nebeneinander vorliegen.
  • Die Säurezahl ist erfindungsgemäß eine experimentell zu bestimmende Kennzahl, die ein Maß für die Anzahl der freien Säuregruppen im Copolymer oder in der Copolymerenmischung ist. Die Säurezahl wird bestimmt, indem eine eingewogene Menge des Copolymers oder der Copolymerenmischung in einem Lösemittelgemisch aus Methanol und destilliertem Wasser im Volumenverhältnis 3:1 gelöst und anschließend mit 0,05 mol/l KOH in Methanol potentiometrisch titriert wird. Die potentiometrische Messung erfolgt mit einer Einstabmesskette (LL-Solvotrode® der Fa. Metrohm; Bezugselektrolyt: 0,4 mol/l Tetraethylammoniumbromid in Ethylenglykol). Die Säurezahl entspricht dabei der hinzugesetzten Menge an KOH in Milligramm pro Gramm Copolymer bzw. Copolymerenmischung im Wendepunkt der potentiometrischen Titrationskurve.
  • Der D50-Wert gibt an, dass 50 Vol.-% der dispergierten polymeren Bestandteile des Doseninnenlackes eine Größe unterhalb des angegebenen Wertes aufweisen. Der D50-Wert kann aus volumengewichteten kumulativen Partikelgrößenverteilungen ermittelt werden, wobei dem Fachmann entsprechende dynamische Lichtstreumethoden bekannt sind, mit deren Hilfe die Partikelgrößenverteilungskurve gemessen werden kann.
  • Der Härter des Lackes im erfindungsgemäßen Verfahrens muss die Eigenschaft besitzen, erst bei Temperaturen oberhalb der Glasübergangstemperatur, vorzugsweise erst oberhalb von 100 °C, mit dem Copolymer oder der Copolymerenmischung über Kondensationsreaktionen zu vernetzen, da anderenfalls bereits vor einer vollständigen Verfilmung der dispergierten polymeren Bestandteile des Lackes eine Aushärtung erfolgt und auf diese Weise sehr heterogene Lackfilme auf dem Aluminiumband erzeugt werden. Als Härtersysteme kommen sowohl wasserlösliche organische als auch wasserlösliche anorganische Härter in Frage. Organische Härter sind wasserlöslich im Sinne der vorliegenden Erfindung, wenn ihre Löslichkeit in entionisiertem Wasser (κ < 1µScm–1) bei 20°C jeweils zumindest 5 g/l beträgt.
  • Besonders geeignete wasserlösliche organische Härter in Lacken des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Aminoplast-Härter, die auf Melamin, Harnstoff, Dicyandiamid, Guanamine und/oder Guanidin basieren. Insbesondere bevorzugt sind Melamin-Formaldehyd-Harze als Aminoplast-Härter mit einem molaren Verhältnis von Formaldehyd:Melamin, das bevorzugt größer als 1,5 ist.
  • Alternativ oder zusätzlich ist der wasserlösliche organische Härter des Lackes im erfindungsgemäßen Verfahren ein Carbodiimid. Carbodiimide weisen erfindungsgemäß zumindest eine Diimid-Struktureinheiten der Art -C=N=C- auf. Sie sind jedoch bevorzugt polyfunktional mit einem Diimid-Äquivalentgewicht im Bereich von 300–500 Gramm der polyfunktionalen Verbindung pro Mol an Diimid-Gruppen. Insbesondere sind Carbodiimide bevorzugt, die aus Isocyanaten mit zumindest zwei Isocyanat-Gruppen durch Decarboxylierung hervorgehen, insbesondere solche der allgemeinen Strukturformel (I):
    Figure DE102012223356A1_0001
    mit n: ganze natürliche Zahl im Bereich von 1 bis 20;
    R1: aromatischer, aliphatischer oder alicyclischer Rest mit nicht mehr als 16 Kohlenstoffatomen;
  • Die Isocyanat-Gruppen wiederum sind vorzugsweise mit hydrophilen Schutzgruppen blockiert, die als solche dem Carbodiimid eine verbesserte Wasserdispergierbarkeit bzw. Wasserlöslichkeit verleihen. Die Verwendung dieser bevorzugten Carbodiimide erbringt den zusätzlichen Vorteil, dass der Lack nahezu vollständig frei von organischen Lösemitteln formuliert werden kann, da die Carbodiimide eine gute Wasserlöslichkeit besitzen, ohne bereits in der wässrigen Formulierung mit dem Copolymer oder der Copolymerenmischung zu vernetzen. In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Doseninnenlackes, der als Härter zumindest teilweise Carbodiimide enthält, liegt der Anteil an organischen Lösemitteln daher unterhalb von 10 Gew.-%, besonders bevorzugt unterhalb von 4 Gew.-%, insbesondere bevorzugt enthält der Doseninnenlack kein Lösemittel. Geeignete Schutzgruppen mit hydrophilem Charakter sind beispielsweise Hydroxyalkylsulfonsäuren, Hydroxyalkylphosphonsäuren, Hydroxyalkylphosphorsäuren, Polyalkylenglykole sowie tertiäre oder quarternäre Aminoalkylalkohole und Aminoalkylamine. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist der Härter des Lackes somit ausgewählt aus Carbodiimiden mit blockierten terminalen Isocyanat-Gruppen gemäß der allgemeinen Strukturformel (II):
    Figure DE102012223356A1_0002
    mit n: ganze natürliche Zahl im Bereich von 1 bis 20;
    R1: aromatischer, aliphatischer oder alicyclischer Rest mit nicht mehr als 16 Kohlenstoffatomen;
    X: -NH-R1-N(R1)2, -O-R1-N(R1)2, -NH-R1-N(R1)3Y, -O-R1-N(R1)3Y, -O-R1-SO3Z, -O-R1-O-PO3Z, -O-R1- PO3Z, -O-(C2H4)p-OH, -O-(C3H6)p-OH
    mit Y: Hydroxid, Chlorid, Nitrat, Sulfat
    mit Z: Wasserstoff, Ammmonium, Alkali- oder Erdalkalimetall
    mit p: ganze natürliche Zahl im Bereich von 1 bis 6
  • Bevorzugte Diisocyanate, die durch Decarboxylierung die entsprechenden Carbodiimide ergeben sind beispielsweise Hexamethylendiisocyanat, Cyclohexan-1,4-diisocyanat, Xylylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Dicyclohexylmethan-4,4-diisocyanat, Methylcyclohexandiisocyanat and Tetramethylxylylendiisocyanat, 1,5-naphthylendiisocyanat, 4,4-diphenylmethandiisocyanat, 4,4-diphenyldimethylmethandiisocyanat, 1,3-phenylendiisocyanat, 1,4-phenylen-diisocyanat, 2,4-toluenylendiisocyanat, 2,6-toluenylendiisocyanat,
  • Alternativ oder zusätzlich ist der wasserlösliche organische Härter des Lackes im erfindungsgemäßen Verfahren ein organisches Polymer oder Copolymer, das Hydroxyl-Gruppen aufweist, das jedoch nicht auf aromatischen Epoxiden beruht, vorzugsweise ein Polymer und/der Copolymer von Vinylalkohol, wobei die Hydroxylzahl der organischen Polymere oder Copolymere vorzugsweise zumindest 100 mg KOH/g beträgt. Derartige Polymere können bei der Einbrenntemperatur des Lackes Veretherungsreaktionen mit den Carboxyl-Gruppen der Copolymer oder der Copolymerenmischung gemäß Komponente a) eingehen und so die Vernetzung des Bindemittels herbeiführen. Der Gewichtsanteil dieser Polymere und/der Copolymere bezogen auf den Gewichtsanteil des Copolymers oder der Copolymerenmischung gemäß Komponente a) des Lackes beträgt in einem bevorzugten Verfahren jedoch nicht mehr als 20 %.
  • Die Hydroxylzahl ist ein Maß für die Anzahl an freien Hydroxylgruppen im Polymer oder in einer Polymerenmischung und wird experimentell durch potentiometrische Titration bestimmt. Hierfür wird eine eingewogene Menge des Polymers oder der Polymerenmischung in einer Reaktionslösung von 0,1 mol/l Phtalsäureanhydrid in Pyridin bei 130 °C für 45 Minuten erwärmt und zunächst mit dem 1,5 fachen Volumen der Reaktionslösung an Pyridin und anschließend mit dem 1,5 fachen Volumen der Reaktionslösung an entionisiertem Wasser (κ < 1 µScm–1) versetzt. Die freigesetzte Menge an Phtalsäure wird in diesem Gemisch mittels 1 M Natronlauge titriert. Die potentiometrische Messung erfolgt mit einer Einstabmesskette (LL-Solvotrode® der Fa. Metrohm; Bezugselektrolyt: 0,4 mol/l Tetraethylammoniumbromid in Ethylenglykol). Die Hydroxylzahl entspricht dabei der hinzugesetzten Menge an NaOH pro Gramm Polymer bzw. Polymerenmischung im Wendepunkt der potentiometrischen Titrationskurve.
  • Grundsätzlich ist es bei wasserlöslichen organischen Härtern bevorzugt, wenn diese ein gewichtsmittleres Molekulargewicht Mw von nicht mehr als 2.500 u, besonders bevorzugt von nicht mehr als 1.500 u aufweisen, um eine hinreichende Vernetzung mit dem Copolymer oder der Copolymerenmischung zu gewährleisten.
  • Ein zum organischen Härter alternatives Härtersystem des Lackes basiert im erfindungsgemäßen Verfahren auf wasserlöslichen anorganischen Verbindungen der Elemente Zr und/oder Ti. Derartige anorganische Verbindungen sind wasserlöslich im Sinne der vorliegenden Erfindung, wenn ihre Löslichkeit in entionisiertem Wasser (κ < 1µScm–1) bei 20°C jeweils zumindest 1 g/l bezogen auf das jeweilige Element Zr und/oder Ti beträgt. Bevorzugte Vertreter dieser wasserlöslichen anorganischen Härter sind ausgewählt aus Alkoxiden und/oder Carbonaten, besonders bevorzugt aus Tetrabutoxyzirkonat, Tetrapropoxyzirkonat, Tetrabutoxytitanat, Tetrapropoxytitanat, Ammoniumzirkoniumcarbonat und/oder Ammoniumtitaniumcarbonat, insbesondere bevorzugt Ammoniumzirkoniumcarbonat.
  • Für eine hinreichende Vernetzung der Copolymer bzw. der Copolymerenmischung gemäß Komponente a) des Lackes einerseits und eine gute Lackhaftung andererseits, die eine zusätzliche lackhaftungsverbesserende Vorbehandlung des Aluminiumbandes vor der Aufbringung des Lacks überflüssig macht, ist es bevorzugt, wenn der Gewichtsanteil des anorganischen Härters basierend auf wasserlöslichen anorganischen Verbindungen der Elemente Zr und/oder Ti bestimmt als Gewichtsanteil der Elemente Zr und/oder Ti bezogen auf den Feststoffanteil des Copolymers oder der Copolymerenmischung gemäß Komponente a) dividiert durch die dimensionslose Säurezahl des Copolymers oder der Copolymerenmischung gemäß Komponente a) in Gramm KOH/g größer als 0,04·XZr + 0,02·XTi ist. Umgekehrt ist bevorzugt, dass eben dieses Gewichtsverhältnis dividiert durch die dimensionslose Säurezahl des Copolymers oder der Copolymerenmischung gemäß Komponente a) in Gramm KOH/g vorzugsweise kleiner als 0,12·XZr + 0,06·XTi ist, um stabile Lackformulierungen zu erhalten. XZr und XTi sind dabei die jeweiligen Massenbrüche der Elemente Zr oder Ti des Härters gemäß Komponente b) bezogen auf den Gesamtanteil der Elemente Zr und Ti des Härters.
  • Ein Vorteil solcher Lacke, die auf anorganischen Härtern wasserlöslicher anorganischer Verbindungen der Elemente Zr und/oder Ti basieren, besteht darin, dass auf organische Härter, die Amino-Gruppen, Imin-Gruppen oder Carbodiimid-Gruppen aufweisen und üblicherweise für eine gute Vernetzung in einem Gewichtsanteil oberhalb von 20 %, bezogen auf Komponente a) des Lackes enthalten sind, vollständig verzichtet werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind daher weniger als 1 Gew.-% und besonders bevorzugt weniger als 0,1 Gew.-%, insbesondere bevorzugt weniger als 0,01 Gew.-% an wasserlöslichen und wasserdispergierten organischen Härtern mit Amino-Gruppen, Imin-Gruppen oder Carbodiimid-Gruppen enthalten.
  • Das Copolymer oder die Copolymerenmischung des aliphatischen und acyclischen Alkens mit einer α,β-ungesättigten Carbonsäure mit der vorgegebenen Säurezahl zeigt als ein auf Metalloberflächen aufgeschmolzener dünner Film bereits eine gute Lackhaftung und hohe Flexibilität, insbesondere auf Oberflächen von Aluminium. Zusätzlich vermitteln die Säuregruppen dem Copolymers oder der Copolymerenmischung die inhärente Eigenschaft selbstemulgierend zu sein, so dass im erfindungsgemäßen Verfahren weitgehend auf Emulgatoren oder Lösemittel zur Bereitstellung eines gut verfilmenden Lackes verzichtet werden kann.
  • Liegt die Säurezahl der Copolymere oder Copolymerenmischung von Alkenen und α,β-ungesättigten Carbonsäuren gemäß Komponente a) unterhalb von 20 mg KOH / g, so besitzt die auf einer Aluminiumoberfläche ausgehärtete Lackformulierung keine ausreichende Haftung und eignet sich daher nicht als filmbildender Bestandteil von Lacken zur Beschichtung von Aluminiumband in einem erfindungsgemäßen Verfahren. Umgekehrt bedingt eine Säurezahl der Copolymere oder der Copolymerenmischung von Alkenen und α,β-ungesättigten Carbonsäuren oberhalb von 200 mg KOH / g als filmbildender Bestandteil in Lacken eine nur unzureichende Barrierewirkung gegenüber korrosiv wirkenden Ionen in wässrigen Medien und zudem eine Lackbeschichtung, die gegenüber Wasser bei Temperaturen oberhalb von 60 °C vergleichsweise wenig widerstandfähig ist.
  • Der Gewichtsanteil der aliphatischen und acyclischen Alkene beträgt im Copolymer oder in der Copolymerenmischung vorzugsweise zumindest 40 Gew.-%, besonders bevorzugt zumindest 60 Gew.%, jedoch vorzugsweise nicht mehr als 95 Gew.-%. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Durchlässigkeit des auf dem Aluminiumband ausgehärteten Lackes für Ionen und das Aufquellen desselben bei Kontakt mit wässrigen Medien bei gleichzeitig hinreichender Benetzungsfähigkeit und Haftung des Lackes zum Dosenmaterial maximal erniedrigt wird. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Aluminiumband beidseitig mit dem Lack beschichtet wird, so dass der hieraus im erfindungsgemäßen hergestellte Dosendeckel nach Fertigung der Dose auf seiner Innenseite mit der darin abgefüllten Flüssigkeit in Kontakt steht.
  • Bevorzugte aliphatische und acyclische Alkene der erfindungsgemäß enthaltenen Copolymere oder der Copolymerenmischung sind ausgewählt aus Ethen, Propen, 1-Buten, 2-Buten, Isobuten, 1,3-Butadien und/oder 2-Methylbuta-1,3-dien, besonders bevorzugt Ethen.
  • Bevorzugte α,β-ungesättigten Carbonsäuren der erfindungsgemäß enthaltenen Copolymere oder der Copolymerenmischung sind ausgewählt aus Zimtsäure, Crotonsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, besonders bevorzugt Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, insbesondere Acrylsäure.
  • Weitere Comonomere, die in einem erfindungsgemäßen Doseninnenlack zusätzlicher Bestandteil der Copolymere oder Copolymerenmischung sein können, sind ausgewählt aus Estern von α,β-ungesättigten Carbonsäuren, vorzugsweise lineare oder verzweigte Alkylester der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit nicht mehr als 12 Kohlenstoffatomen im aliphatischen Rest. Derartige Comonomere verbessern die Haftung und zugleich die Flexibilität des ausgehärteten Lackes auf Metalloberflächen aufgrund einer erhöhten Beweglichkeit des Polymergrundgerüstes, die wiederum die Orientierung der oberflächenaffinen Säuregruppen zur Aluminiumoberfläche erleichtert. Dieser Effekt kommt insbesondere bei niedrigen Säurezahlen des Copolymers unterhalb von 100 mg KOH / g zum Tragen. Es zeigt sich allgemein, dass niedrige Säurezahlen der Copolymere oder der Copolymerenmischung die Barriereeigenschaften der ausgehärteten Lackformulierung bei Exposition mit wässrigen Medien verbessern. Dementsprechend sind Copolymere oder Copolymermischungen, die zusätzlich die zuvor beschriebenen Comonomere enthalten, mit Säurezahlen unterhalb von 100 mg KOH / g, insbesondere unterhalb von 60 mg KOH / g im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt.
  • Das Copolymer oder die Copolymerenmischung des Lackes enthält vorzugsweise weniger als 0,05 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 0,01 Gew.-%, an epoxidisch gebundenem Sauerstoff.
  • Für eine gute Filmbildung beim Aushärten des Lackes ist es erforderlich, dass das Wasser dispergierte Copolymer oder die Wasser dispergierte Copolymerenmischung des Lackes nach Verflüchtigung der wässrigen Phase in den schmelzflüssigen Zustand übergeht. Um diesem Erfordernis zu genügen, sind Copolymere oder Coplymerenmischungen bevorzugt, die als solche eine Glasübergangstemperatur von nicht mehr als 80 °C, besonders bevorzugt von nicht mehr als 60 °C aufweisen. Üblicherweise besitzen Copolymere oder Copolymerenmischungen zusammengesetzt aus Alkenen und α,β-ungesättigten Carbonsäuren mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht Mw von nicht mehr als 20.000 u Glasübergangstemperaturen deutlich unterhalb von 100 °C, so dass Copolymere oder Copolymermischungen mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von nicht mehr als 20.000 u, insbesondere von nicht mehr als 15.000 u in Lacken des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt sind.
  • In einer bevorzugten Lackformulierung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen die Säuregruppen des in Wasser dispergierten Copolymers oder der in Wasser dispergierten Copolymerenmischung gemäß Komponente a) zumindest teilweise neutralisiert vor. Diese Maßnahme erhöht die Fähigkeit der Copolymere zur Selbstemulgierung in der wässrigen Phase, so dass stabilere Lackformulierungen mit geringeren Partikelgrößen der dispergierten Copolymere resultieren. Dementsprechend enthält der Lack im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise zusätzlich ein Neutralisationsmittel. Als Neutralisationsmittel, die in einer solchen bevorzugten Lackformulierung zusätzlich enthalten sind, eignen sich vorzugsweise Ammoniak, Amine, metallisches Aluminium und/oder Zink, vorzugsweise in Pulverform, sowie wasserlösliche Oxide und Hydroxide der Elemente Li, Na, K, Mg, Ca, Fe(II) und Sn(II). Dem Fachmann ist an dieser Stelle bewusst, dass die Neutralisationsmittel entsprechend ihrer Funktion mit den Bestandteilen des Lackes Neutralisationsreaktionen eingehen und daher als solche in diesen bevorzugten Formulierungen gegebenenfalls nur indirekt in Form ihrer Reaktionsprodukte nachweisbar sind. Beispielsweise reagiert metallisches Aluminium- oder Zinkpulver in der wässrigen Phase des Lackes unter Wasserstoffentwicklung zu den entsprechenden Hydroxiden, die wiederum die Neutralisation von Säuregruppen des Copolymers oder der Copolymerenmischung herbeiführen, so dass in der Lackformulierung letztlich nur die Kationen der Elemente Aluminium oder Zink nachweisbar sind. Die Neutralisationsmittel sind daher lediglich als Formulierungshilfe der Lacke für das erfindungsgemäße Verfahren zu verstehen. Besonders bevorzugte Neutralisationsmittel sind Ammoniak und Amine, da diese beim Aushärten des Lackes bei erhöhter Temperatur in die Gasphase übergehen und damit nicht im ausgehärteten Lack zurückbleiben. Bevorzugte Amine, die als Neutralisationsmittel in Lacken des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden können sind Morpholin, Hydrazin, Hydroxylamin, Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Dimethylethanolamin und/oder Diethylethanolamin. Die Neutralisation der Säuregruppen des Copolymers oder der Copolymerenmischung in Lacken des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt vorzugsweise in einem solchen Maß, dass zumindest 20%, besonders bevorzugt zumindest 30% der Säuregruppen neutralisiert vorliegen. Hohe Neutralisationsgrade oberhalb von 50%, vorzugsweise oberhalb von 40%, sind in einer bevorzugten Ausführungsform der Lacke des erfindungsgemäßen Verfahrens zu vermeiden, da die nahezu vollständig neutralisierten Copolymere bereits in signifikanten Mengen in Wasser gelöst und damit nicht dispergiert vorliegen, was eine hohe Viskosität des Lackes zur Folge hat, so dass derartige Formulierungen wegen ihrer rheologischen Eigenschaften weniger gut geeignet sind.
  • In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, das Neutralisationsmittel dem Lack in einer solchen Menge hinzuzuformulieren, dass bezogen auf 1 g des Copolymers oder der Copolymerenmischung zumindest 4/z µmol, vorzugsweise zumindest 6/z µmol jeweils multipliziert mit der Säurezahl des Copolymers oder der Copolymerenmischung an Neutralisationsmittel enthalten sind, jedoch vorzugsweise nicht mehr als 10/z µmol, besonders bevorzugt nicht mehr als 8/z µmol, multipliziert mit der Säurezahl des Copolymers oder der Copolymerenmischung. Der Divisor z ist dabei eine natürliche Zahl und entspricht der Äquivalentzahl der Neutralisationsreaktion. Die Äquivalentzahl gibt an wie viel Mol Säuregruppen des Copolymers oder der Copolymerenmischung ein Mol des Neutralisationsmittels zu neutralisieren vermag.
  • Die dispergierten polymeren Bestandteile des Wasser basierten Lacks weisen einen D50-Wert von weniger als 1 µm auf und können daher in Anwesenheit des Härters gemäß Komponente b) beim Eintrocknen und Aushärten eines Nassfilms des Lackes im erfindungsgemäßen Verfahren optimal vernetzen. Eine gröbere Dispergierung der polymeren Bestandteile, insbesondere der Copolymere oder der Copolymerenmischung gemäß der Komponente a) der vorliegenden Erfindung erschwert eine homogene Vernetzung, da eine Durchdringung des wasserlöslichen Härters mit dem wasserdispergierten polymeren Bestandteilen gemäß Komponente a) nur in sehr begrenztem Maße erfolgen kann. Dies gilt insbesondere für die anorganischen Härter auf Basis wasserlöslicher Verbindungen der Elemente Zr und/oder Ti. Bevorzugt in diesem Zusammenhang ist eine solche Dispergierung der polymeren Bestandteile, in der ein D50-Wert von weniger als 0,5 µm realisiert vorliegt. Umgekehrt erhöht sich die Viskosität des Lackes bei noch feinteiliger werdender Dispergierung der polymeren Bestandteile, so dass der D50-Wert vorzugsweise 0,1 µm nicht unterschreitet, um eine einfache Applikation des Lackes weiterhin gewährleisten zu können.
  • Ein besonders bevorzugter Lack im erfindungsgemäßen Verfahren enthält zumindest 40 Gew.-% Wasser und
    • a) 4–30 Gew.-%, vorzugsweise 10–20 Gew.-%, des zuvor beschriebenen Copolymers oder der zuvor beschriebenen Copolymerenmischung in dispergierter Form,
    • b) 0,05–4 Gew.-%, vorzugsweise 0,1–2 Gew.-%, des mindestens einen Härters basierend auf anorganischen Verbindungen der Elemente Zr und/oder Ti,
    • c) nicht mehr als 0,1 Gew.-% an wasserlöslichen organischen Härtern mit Amino-Gruppen, Imin-Gruppen oder Carbodiimid-Gruppen;
    • d) nicht mehr als 5 Gew.-% an Emulgatoren ausgewählt aus nichtionischen Amphiphilen mit einem HLB-Wert von zumindest 8;
    • e) nicht mehr als 10 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew.-%, an wassermischbaren organischen Lösemitteln;
    • f) nicht mehr als 10 Gew.-%, vorzugsweise zumindest 1 Gew.-% an Hilfsstoffen ausgewählt aus Netzmitteln, Verlaufsmitteln, Entschäumern, Katalysatoren, Filmbildern, Stabilisatoren und/oder Neutralisationsmitteln.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung beschichteter Dosendeckel aus Aluminiumband wird das Band ggf. zunächst gereinigt und anschließend – mit oder ohne dazwischenliegendem Spülschritt – der Lack auf das Aluminiumband aufgebracht. Das Aufbringen des Lackes erfolgt vorzugsweise beidseitig, so dass nach dem Austanzen und Umformen des beschichteten Bandmaterials zum Dosendeckel keine weitere Beschichtung mit einem Lack notwendig ist. Der ausgehärtete Lack besitzt eine hervorragende Flexibilität und Lackhaftung, so dass im erfindungsgemäßen Verfahren das Umformen der gestanzten Aluminiumbandteile zum Dosendeckel keine Lackabplatzungen oder Lackbeschädigungen bewirkt, die anderenfalls bei Exposition der Innenflächen der gefertigten Dosen mit abgefüllten Flüssigkeiten eine Delamination der Beschichtung und damit eine unerwünschte Eintrag von Lackbestandteilen in das Füllgut herbeiführen können. Die Lackhaftung ist bei Verwendung von anorganischen Härtern auf Basis wasserlöslicher Verbindungen der Elemente Zr und/oder Ti derart, dass das gereinigte Aluminiumband in einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren vor der Aufbringung des Lackes keinen solchen nasschemischen Behandlungsschritt durchläuft, der eine Konversionsbeschichtung mit einem Schichtgewicht von zumindest 5 mg/m2 bezogen auf solche Metallelemente bewirkt, die keine Bestandteile des Dosenmaterials sind. Insbesondere keine nasschemischen Behandlungsschritte mit chromfreien wässrigen Zusammensetzungen enthaltend wasserlösliche Verbindungen der Elemente Zr, Ti und/oder Si und vorzugsweise weniger als 0,1 Gew.-% an organischen Polymeren. Eine Reinigung des Aluminiumbands vor der Aufbringung des Lackes dient erfindungsgemäß der Bereitstellung einer von organischen Bestandteilen weitgehend befreiten metallischen Oberfläche und erfolgt vorzugsweise mit in der Oberflächenbehandlung von Aluminium bekannten alkalischen bis neutralen wässrigen Reinigern.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren wird der Lack vorzugsweise in einer Trockenschichtauflage von zumindest 2 g/m2, jedoch vorzugsweise in einer Trockenschichtauflage von nicht mehr als 20 g/m2 auf Oberfläche des Aluminiumbands aufgebracht. Die Auftragung eines Nassfilms des Lackes erfolgt im erfindungsgemäßen Verfahren mit herkömmlichen Auftragsverfahren, beispielsweise durch Walzenauftrag oder durch Sprühverfahren. Der Nassfilm des Lackes auf dem Aluminiumband wird in einem Trockenofen bei Temperaturen im Bereich von 120 °C bis 200 °C (Objekttemperatur) zu einem Lackfilm ausgehärtet. Der Aushärteprozess umfasst die Verflüchtigung der wässrigen Phase sowie die Verfilmung und Vernetzung der polymeren Bestandteile.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 04/053183 [0003]
    • EP 2505625 [0004]

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung beschichteter Dosendeckel aus Aluminiumband, wobei zunächst auf Aluminiumband eine Lackformulierung aufgebracht und ausgehärtet und anschließend das Deckelmaterial aus dem Band ausgestanzt und zum Dosendeckel umgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Lackformulierung, die auf das Aluminiumband aufgebracht wird, ein Wasser basierter Lack verwendet wird, der neben Wasser a) ein Copolymer oder eine Copolymerenmischung zumindest eines aliphatischen und acyclischen Alkens mit zumindest einer α,β-ungesättigten Carbonsäure in wasserdispergierter Form, wobei die Säurezahl des Copolymers oder der Copolymerenmischung zumindest 20 mg KOH / g, jedoch nicht mehr als 200 mg KOH / g beträgt und die Säuregruppen des Copolymers oder der Copolymerenmischung in wasserdispergierter Form zumindest zu 20%, jedoch nicht mehr als zu 60% neutralisiert vorliegen, und b) mindestens einen wasserlöslichen Härter enthält, wobei die dispergierten polymeren Bestandteile des Wasser basierten Lacks einen D50-Wert von weniger als 1 µm aufweisen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wasserlösliche Härter ausgewählt ist aus der Gruppe der Aminoplaste und/oder der Gruppe der Carbodiimide.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wasserlösliche Härter ausgewählt ist aus Polymeren und/der Copolymeren von Vinylalkohol, wobei die Hydroxylzahl der organischen Polymere oder Copolymere vorzugsweise zumindest 100 mg KOH/g beträgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wasserlösliche Härter ausgewählt ist aus anorganischen Verbindungen der Elemente Zr und/oder Ti, vorzugsweise aus Alkoxiden und/oder Carbonaten, besonders bevorzugt aus Tetrabutoxyzirkonat, Tetrapropoxyzirkonat, Tetrabutoxytitanat, Tetrapropoxyzirkonat, Ammoniumzirkoniumcarbonat und/oder Ammoniumtitaniumcarbonat.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Säuregruppen des Copolymers oder der Copolymerenmischung in wasserdispergierter Form zumindest zu 30%, jedoch vorzugsweise nicht mehr als zu 50%, neutralisiert vorliegen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosenlack zur Neutralisation der Säuregruppen des Copolymers oder der Copolymerenmischung in wasserdispergierter Form als Neutralisationsmittel Ammoniak, Amine, metallisches Al oder Zn und/oder wasserlösliche Oxide und Hydroxide der Elemente Li, Na, K, Mg, Ca, Fe(II), Sn(II) enthält.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Neutralisationsmittel ausgewählt ist aus Ammoniak und/oder Aminen, wobei die Amine wiederum vorzugsweise ausgewählt sind aus Morpholin, Hydrazin, Hydroxylamin, Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Dimethylethanolamin und/oder Diethylethanolamin.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Copolymer oder die Copolymerenmischung des Dosenlacks eine Glasübergangstemperatur von nicht mehr als 80°C, vorzugsweise nicht mehr als 60 °C aufweist.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aliphatischen und acyclischen Alken ausgewählt sind aus Ethen, Propen, 1-Buten, 2-Buten, Isobuten, 1,3-Butadien und/oder 2-Methylbuta-1,3-dien, vorzugsweise Ethen und/oder Propen.
  10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die α,β-ungesättigten Carbonsäuren ausgewählt sind aus Zimtsäure, Crotonsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, vorzugsweise Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, besonders bevorzugt Acrylsäure.
  11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil der aliphatischen und acyclischen Alkene im Copolymer oder in der Copolymerenmischung zumindest 40 Gew.-%, vorzugsweise zumindest 60 Gew.-%, jedoch nicht mehr als 95 Gew.-% beträgt.
  12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosenlack zumindest 40 Gew.-% Wasser und a) 4–30 Gew.-%, vorzugsweise 10–20 Gew.-%, des Copolymers oder der Copolymerenmischung in dispergierter Form, b) 2–20 Gew.-%, vorzugsweise 4–12 Gew.-%, des mindestens einen organischen und/oder anorganischen Härter, c) nicht mehr als 5 Gew.-% an Emulgatoren ausgewählt aus nichtionischen Amphiphilen mit einem HLB-Wert von zumindest 8; d) nicht mehr als 40 Gew.-%, vorzugsweise zumindest 5 Gew.-%, an wassermischbaren organischen Lösemitteln; e) nicht mehr als 10 Gew.-% an Hilfsstoffen ausgewählt aus Netzmitteln, Verlaufsmitteln, Entschäumern, Katalysatoren, Filmbildern, Stabilisatoren und/oder Neutralisationsmitteln.
  13. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das gereinigte Aluminiumband vor der Aufbringung des Dosenlackes keinen solchen nasschemischen Behandlungsschritt durchläuft, der eine Konversionsbeschichtung mit zumindest 5 mg/m2 bezogen auf solche Metallelemente bewirkt, die keine Bestandteile des Metallbands sind.
  14. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack in einer Trockenfilmdicke von zumindest 2 g/m2, jedoch vorzugsweise in einer Trockenfilmdicke von nicht mehr als 20 g/m2 auf das Aluminiumband aufgebracht wird.
  15. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumband beidseitig mit dem Dosenlack beschichtet wird.
DE102012223356.3A 2012-12-17 2012-12-17 Verfahren zur Herstellung beschichteter Dosendeckel Pending DE102012223356A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012223356.3A DE102012223356A1 (de) 2012-12-17 2012-12-17 Verfahren zur Herstellung beschichteter Dosendeckel

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012223356.3A DE102012223356A1 (de) 2012-12-17 2012-12-17 Verfahren zur Herstellung beschichteter Dosendeckel
AU2013361729A AU2013361729B2 (en) 2012-12-17 2013-12-17 Method for the production of coated can lids
PCT/EP2013/076954 WO2014095904A1 (de) 2012-12-17 2013-12-17 Verfahren zur herstellung beschichteter dosendeckel
EP13811456.6A EP2931820A1 (de) 2012-12-17 2013-12-17 Verfahren zur herstellung beschichteter dosendeckel
JP2015551153A JP6243447B2 (ja) 2012-12-17 2013-12-17 コーティングされた缶蓋を製造する方法
CN201380066202.XA CN104870579B (zh) 2012-12-17 2013-12-17 用于生产涂覆的罐盖的方法
KR1020157019147A KR20150097674A (ko) 2012-12-17 2013-12-17 코팅된 캔 뚜껑의 제조 방법
CA2895433A CA2895433A1 (en) 2012-12-17 2013-12-17 Method for the production of coated can lids
US14/739,202 US9889468B2 (en) 2012-12-17 2015-06-15 Method for manufacturing coated can lids

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012223356A1 true DE102012223356A1 (de) 2014-06-18

Family

ID=49876598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012223356.3A Pending DE102012223356A1 (de) 2012-12-17 2012-12-17 Verfahren zur Herstellung beschichteter Dosendeckel

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9889468B2 (de)
EP (1) EP2931820A1 (de)
JP (1) JP6243447B2 (de)
KR (1) KR20150097674A (de)
CN (1) CN104870579B (de)
AU (1) AU2013361729B2 (de)
CA (1) CA2895433A1 (de)
DE (1) DE102012223356A1 (de)
WO (1) WO2014095904A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015208076A1 (de) * 2015-04-30 2016-11-03 Henkel Ag & Co. Kgaa Verfahren zur Versieglung von oxidischen Schutzschichten auf Metallsubstraten

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004053183A2 (en) 2002-12-11 2004-06-24 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien High performance non-chrome pretreatment for can-end stock aluminum
EP2505625A1 (de) 2011-03-31 2012-10-03 Henkel AG & Co. KGaA Lackformulierung für Doseninnenflächen

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1054870A (en) 1974-05-20 1979-05-22 Ihab M. Hekal Method for coating metal container body interiors with aqueous dispersed resin coating materials
JPH11171179A (ja) * 1997-12-12 1999-06-29 Seiji Kagawa プルトップ式缶
AU2002219609B2 (en) * 2001-01-15 2007-03-15 Unitika Ltd Aqueous polyolefin resin dispersion
US20030059618A1 (en) 2001-03-23 2003-03-27 Hideyuke Takai Method of producing epoxy compound, epoxy resin composition and its applications, ultraviolet rays-curable can-coating composition and method of producing coated metal can
JP4389067B2 (ja) * 2003-08-29 2009-12-24 三井化学株式会社 水分散型防錆塗料用組成物
JP4389066B2 (ja) 2003-08-29 2009-12-24 三井化学株式会社 水分散型防錆塗料用組成物
DE10345788A1 (de) 2003-10-02 2005-04-21 Bayer Materialscience Ag Wässrige Beschichtungsmittel für Can Coating
EP1584638A1 (de) 2004-03-29 2005-10-12 Imperial Chemical Industries Plc. Beschichtungsmittel auf der Basis von modifizierten Epoxidharzen
JP2006022127A (ja) 2004-07-06 2006-01-26 Mitsui Chemicals Inc 水分散型防錆塗料用組成物
EP2420541B1 (de) 2004-10-20 2015-12-30 Valspar Sourcing, Inc. Verfahren zur Beschichtung einer Lebensmittel- oder Getränkedose
US20060233955A1 (en) 2005-04-14 2006-10-19 Noel Smith Process for the coating of metallic components with an aqueous organic composition
BR112012000451A2 (pt) * 2009-07-24 2016-02-16 Dow Global Technologies Llc dispositivo recipiente revestido, método para fazer um dispositivo recipiente revestido, dispositivo de fechamento revestido e método para fazer um dispositivo de fechamento revestido
CN102533057A (zh) 2012-02-08 2012-07-04 蚌埠飞浦科技包装材料有限公司 一种食品罐头内壁涂料的配方及其制作工艺

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004053183A2 (en) 2002-12-11 2004-06-24 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien High performance non-chrome pretreatment for can-end stock aluminum
EP2505625A1 (de) 2011-03-31 2012-10-03 Henkel AG & Co. KGaA Lackformulierung für Doseninnenflächen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015208076A1 (de) * 2015-04-30 2016-11-03 Henkel Ag & Co. Kgaa Verfahren zur Versieglung von oxidischen Schutzschichten auf Metallsubstraten
WO2016174122A1 (de) * 2015-04-30 2016-11-03 Henkel Ag & Co. Kgaa Verfahren zur versieglung von oxidischen schutzschichten auf metallsubstraten

Also Published As

Publication number Publication date
US20160038973A1 (en) 2016-02-11
KR20150097674A (ko) 2015-08-26
US9889468B2 (en) 2018-02-13
AU2013361729A1 (en) 2015-07-09
CA2895433A1 (en) 2014-06-26
EP2931820A1 (de) 2015-10-21
JP6243447B2 (ja) 2017-12-06
AU2013361729B2 (en) 2016-08-25
JP2016512484A (ja) 2016-04-28
CN104870579B (zh) 2018-10-26
WO2014095904A1 (de) 2014-06-26
CN104870579A (zh) 2015-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1715001B1 (de) Polymere enthaltend Phosphor- und/oder Phosphonsäure Gruppen zur Metalloberflächenbehandlung
DE19843581C2 (de) Verfahren zur Herstellung lackierter Substrate sowie entsprechend lackierte Substrate und deren Verwendung
EP0427979B1 (de) Wässriges Überzugsmittel und die Verwendung von in Wasser dispergierbaren Polyurethanpolyharnstoffen als Bindemittel
DE10149148B4 (de) Verfahren zur Beschichtung von metallischen Oberflächen mit einer wässerigen, Polymere enthaltenden Zusammensetzung, die wässerige Zusammensetzung und Verwendung der beschichteten Substrate
AU2008225914B2 (en) Method for coating metal surfaces using an aqueous compound having polymers, the aqueous compound, and use of the coated substrates
DE3006175C3 (de) Überzugsharzmasse in Form einer wäßrigen Dispersion
EP1809714B1 (de) Verfahren zur beschichtung von metallischen oberflächen
EP1280865B1 (de) Leitfähige, organische beschichtungen
EP0003966B1 (de) Durch einen Klarlacküberzug abgedeckte Mehrschichtlackierung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE60100651T2 (de) Wässrige Zweikomponenten-Schutzbeschichtungszusammensetzungen
DE10308237B4 (de) Verfahren zur Beschichtung von metallischen Oberflächen, zugehörige Zusammensetzung und ihre Verwendung
DE69823164T2 (de) Zusammensetzung und Verfahren für die chromatfreie Oberflächenbehandlung metallischer Materialien
EP1599615B1 (de) Verfahren zur beschichtung von metallischen oberflächen mit einer silan-reichen zusammensetzung
EP0391271B2 (de) Wässriges hitzehärtbares überzugsmittel auf Polyester- und Acrylbasis, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung
EP0230292B1 (de) Wässriges,hitzehärtbares Überzugsmittel,dessen Verwendung und damit beschichtete Gegenstände
EP0646420B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtlackierungen
DE60224565T2 (de) Beschichtungsmasse zur ausbildung eines titanoxidfilms, verfahren zur ausbildung eines titanoxidfilms sowie mit titanoxidfilm beschichtetes metallsubstrat
EP1585793B1 (de) Verfahren zur beschichtung von metallischen oberflächen, beschichtungszusammensetzung und derart hergestellte überzüge
DE4143688B4 (de) Verwendung eines Mischsystems sowie Verfahren zur Herstellung von Wasserbasislacken und von wasserverdünnbaren Überzugsmitteln
DE3630667C2 (de)
DE3640662C2 (de)
EP0661363B1 (de) Flüssige Zweikomponenten-Überzugsmittel
DE10161383B4 (de) Verfahren zur Beschichtung von metallischen Oberflächen mit einer wässerigen Zusammensetzung und Verwendung der beschichteten Substrate
EP1246874B1 (de) Beschichtung, enthaltend kolloidal verteiltes metallisches bismut
EP0036975B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Metalleffektlackierungen und witterungsbeständige Metalleffekt-Mehrschichtlackierungen aufweisende Flächengebilde