DE1446072A1 - Verfahren zur Herstellung von Weissblech - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eiu Verfahren zum Herstellen von Weißblech von hoher Korrosionsfestigkeit gegen säurehaltige Stoffe, etwa 2Jitrusfrüchte.

Die Aufgabe, diese iiorrosionsfestigkeit im Vergleich mit derjenigen bekannter Weißbleche zu steigern, ist erfindungs— gemäß durch die Kombination der folgenden, an sich bekannten Verfahrensschritte gelöst:

(a) Gereinigtes Schwarzbleoh wird in einem alkalischen Uad anodisch oxydiert und dadurch mit einer Oxydschicht vorsehen.

(b) Witteis eines alkalischen Hades wird das lilech vorverzinnt,

(c) Mittels eines sauren Bades wird das Blech galvanisch nachverzinnt, wobei der noch fehlende Rest des insgesamt aufzubringenden Zinns niedergeschlagen wird.

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

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-rnr.ro. PATFNTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT BAD UHl

iieJcauiit. ist auch die Vereinigung der Ver JahrensscJu'i tte b and c. Demi in der aoiei'ikaiiischeti Patentschrift 2 2 7'*· 9oj ist ein Verfahren avlai Lers bellen von Weißliloch beschrieben, bei weloliom in «iiLem galvanischen Bad Z Irin überzug erzeugt unu aui" diesen dann i u einem- saureu-Bad der noch X'eh.i onde ties'c des insgesamt aufzubringenden Z,iaiis iiiedergeachla^ou wird, Durch daw /ο rueiial ton des Veri'alirensschrifc ts a wird die Lebensdauer det5 illeches unter de.;i Eiiiiluß von ΛΪ Irus- £r lieh ten um 7') /■■· cr'iöiiL.

iLUoti die lioiubina tion eier Vex^i's-hreusschri t te a und b ist bekannt (L^ro.-.-L'atentsCiLrirt 2 iü'i 2^fj6). iJurcIi Naehschalten des VerxahrousHChr i t tos c wird die Lebensdauer uui U5· 'jO ';'ö ex'hüllt.

i-'ertier war ein Verfahren mit den /er icüiroassohri t ton a und e bekannt (britische I'a tents ehr ii't hS9 9^0). . Deiugegenüber "X'iüirfc-. das "vsriatiröu nach der Lriiuda-.ig :-;u einer .Jteigerung der Lebensdauer von 70 '-,o,

uei einer hovoi-xii^fcen xair^ey tal tuug de f.- Yeri'ahreuc Λν erden i'üx· die anodisclie Oxydeition ein elektrolytisches ßad, das ■ΊΟΟ - 700 GraiHiii eitioo iilkaliäydroxyds oder Alicalil:arbouü.ts je . iter enthält, und ein ο trouidiclite von 0,1 L - 0,33 ιλλι·/ca" verwendet, bis eine Liektrizi ta tsmenge von -jniiides tens o,i:2 Gouloiiib je Ci:i" ciai.j.ev.^ndt sind.

Bei dem v'erialireii, nach der Lriindung geht laan wie j'olgt vor: Zunächst wird das .jclivrarzblech gereinigt, gespült, gebeizt und wieder gespült, wie es bei der Herstellung von i/eißhlech üblich ist. Dann wird das'-Blech irgendwie oberflächlich oxydiert, vorzugsweise in der erläuterten Weise,

-■■ :::':;·■ BAD OR[QfMAL

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Urs licißt in einer waruien kouzerxfcriorleu Lauge, in der das

οfcauluium den anodischeu Pol bildet, vvie bereits erläutert,

bildet t>ioii dabei auf der Oberfläche des iiandi¹».·?" wau.-;orlialtiges

Siseno:cyd (fe_o0_ " h_oü). Dieser Üiierz-u^ hat ^iae stärke von jOü bis 500 ^. Nach de.a Oxydieren wird das Band ^ereinigt und dann galvanisch mit einem hauchdünnen Zianüberzug (0,35 g/üi¹" oder weniger) untei' Verwendung eines jj.ades versehen, das aus einem Alkalimetailstannat, also Natrium- oder Kaliumstannat, und einem Alkaliiiietallliydroxyd, wie Ätznatron oder Atzkali, besteht. Das Band wird dann gespült und wie im.Beispiel i in einem saureu IJad in der üblichen Vveise verzinnt, bis der Zimiüberzug die gewünschte Stärke hat, die sich gewöhn Lieh auf 11 g/m² belauft.

Bas Erzeugen des blanken Zimiüberzuges besteht genau genommen darin, daß aus dem alkalisehen Verzinnungsbad auf der oxydierten flache des Bandes ohne vorheriges Entfernen des Oxydhäutchens ein Zinnüberzug niedergeschlagen wird. Zu diesem Zweck gelangt vorzugsweise ein übliches galvanisches Zinn-

++++ bad zur Verwendung, das je Liter etwa 70 g Sir und Ii g NaOH enthält und bei einer Temperatur von etwa 77 U verwendet wird, wobei sich die Stromdichte auf etwa 0,033 Amp/cm beläuft. Das Galvanisierungsbad braucht indessen nicht unbedingt Natriuia-btamiat und Natrium-Hydroxyd enthalten, da man auch Vorbindungen von Natrium- und Kaliumsalzen verwenden kann. Für die Zwecke der Erfindung braucht die Stärke der Verzinnung mit Hilfe des alkalischen Bades nicht größer zu sein als 0,55 g/m und kann sich auf einen Bereich von etwa 0,055 bis 0,55 g/ra belaufen.

S09807/0384 BAD ORIGINAL

Vorzugsweise wählt man eine Stärke des im alkalischen

Bad erzeugten £inuÜberzuges von etwa 0,33

Einige bezeichnende Beispiele für die Anwendung der Erfindung seien nunmehr im einzelnen erläutert: Beispiel 1 * .

Man geht aus von schwarzblech, das zunächst vom Fett, Schmutz, 01 usw. in eineta elektrooptischen alkalischen Ueinigungsbad gereinigt, dann gespült und elektrolytisch Lu einer Lösung von 5 /« Schwefelsäure bei Zimmertemperatur gebeizt wird. Man verwendet dabei abwechselnd kathodische und anodische Polarität bei einer Stromdichte von 0,22 ivmp/cm für die Bauer von 1,5.Sekunden, bei jeder Polarität. Das Band wird dann mit Wasser gespült und als Anode galvanisch in dem , folgenden Bade behandelt:

Wässerige Lösung - 500 g/l Na(IIt Temperatur - 124⁰C . .

Stromdichte·. - 0,22 Amp/cin "... . '-Zeit - 2,5 Sek.

Nach dieser Behandlung wird das Band mit Wasser abgespült und mit Hilfe eines alkalischen galvanischen Bades, verzinnt, bis die Zinnschicht eine Stärke von0,55 g/m hat. Das alkalische Bad enthält je Liter 70g Sn⁺⁺*⁺ und 11 g NaOII. Seine Temperatur beläuft sich auf 77°C und die Stromstärke beträgt 0,$3 Amp/cm·.

Bas Band wird dann mit Wasser abgespült und in einem säuren galvanischen Bad bis auf die gewünschte Stärke der Zinnsehicht von 11 g/m verzinnt. Diese Bad enthalt jeEiter

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8G9807/038A λ

32 g Sn ,13 g Pheno Ls ulfonsäure (berechnet als Sciiwefeisäure) und 5 g Dihydroxy—Diphenyl—SuIfon. Die Temperatur des Lades Deläuft sich auf 37 C und die Stromdichte auf

/2
0,22 Anip/cm .

Das Band wird dann abgespült und die Zinnschicht durch die übliche elektrische Widerstaudsbeheizung aufgeschmolzen.

Weißblech von besonders hohem Korrosionswiderstand braucht man in der Hegel nur für Erzeugnisse aus Apfelsinen, Zitronen und anderen Zitrusfrüehten. Um die hierfür bestimmte Korrosionsfestigkeit von Weißblech zu prüfen, hat mau in den Vereinigten Staaten von iiuierika besondere Prüfverfahren t entwickelt und zwar den sogenannten ",alloy tin couple (aTC) test". Von einem Probestück wird dabei das freie Zinn entfernt, das an die aus einer Eiseu-Zinn-Legierung (i'e^n_o) bestehende Schicht nicht gebunden ist. Die Probe wird dann iiiit einem Stück Zinnfolie verbunden und mit dieser /ölie 20 Stunden lang in Pampelmusensaft eingetaucht, wobei der zwischen der Legierung und der Zinnfolie fließende Strom in Mikroampere je ^uadratzentimeter geneseen wird. Der in dieser Weise erhaltene Strom zeigt an, mit welcher Lebensdauer des Weißbleches man rechnen kann, wenn aus diesem Weißblech hergestellte Konservendosen mit Erzeugnissen aus Zitrusfrüehten gefüllt und dann aufbewahrt werden. Je niedriger der bei dem Versuch gemessene Strom ist, um so größer ist dex" Korrosionswiderstand des Ueißbleehes.

Die Ergebnisse der ATC-Teste, denen das nach der Erfindung hergestellte Weißblech und zum Vergleich damit das üb-

BAD

^Äfc—*-—■ ■

__b_ 144B07

liehe, im sauren Bad. verzinnte Weißblech (unter i^D der zwriseheugeschalteten alkali sehe ή Verzinnung) unter-

worfen wurden, hatte die folgenden Kr&ebnisse: :

αϊ U Amp/am Lebensdauer für !'ampel-

iiiuserisaft jermittelt auf irr und. itles Ai¹U-. Strome S--

übLiches sauer- '

0,25 36 Vi

verzinntes Weißblech

iveißDlech nach der

Erfindung °'°⁷ ^ '"'^oohea"

Diese Ergebnisse beweisen also, daß durch das "Verjähren. nach der ijrfiiidung die Lebensdauer des Veißbleches unter deiU Eiuiluß von P-aEtpelinusensai't um etw£i 13Ο > verlähgeirt worden ist. Schon die vorgalvanisierung im alkalischen"Haä ohne die Voroxydierung verlängert die unter dem Einfluß von Pampel-

fiiusensaft zu erwartende Lebensdauer um etwa 70 yo. Bie vor— herige Oxydation ohne die alkalische untere Zinnseiaicht hingegen bewirkt noch keine Verlängerung der zu erwartenden Lebensdauer. Hiernach wäre zu erwarten, daß sich eine Verlängerung der Lebensdauer um-etwa 70 /ό aus der Vereinigung der beiden Behandlungen ergibt. Überraschenderweise ist festgestellt worden,· daß "die""Behandlungen zusammen" einen synergistisChen Effekt ergeben, der sich nicht ohne weiteres erklären läßt und dazu führt, daß.tatsächlich die Lebensdauer um das Doppelte des erwarteten nertes verlängert wird. Beispiel 2

Schwarzbleeh wird wie im Beispiel 1 gereinigt »und gebeizt, nur daß die Zeit des Beizens auf zwei Sekunden verkürzt wird... . .- ■"-■ . ~ V " ^BÄD ORfGfNAL

809807/0384

ιό Oxydierungsbehatidlung wird in einem Bad ausgeführt, das jo Liter Wasser 000 g NaOM enthält, und bei einer Temperatur von i21° O drei uekuiideu laug verwendet wird, wobei sich die !stromdichte auf O,ii iuup/eui belauft. Die alkalische Galvanisierung mit Zinn erfolgt unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1 mit der Ausnahme", daß sich die* stärke der
Zinuschicht nur auf 0,055 g/m" beläuft. Daran schließt sicli die galvanische Verstärkung der kinnschicut mit dom in Beispiel 1 i'ür diesen zweck beschriebenen Bad, bis sich die
stärke auf 11 g/m*" beläuft. Die Korrosionsfestigkeit des in dieser waise hergestellten Bleches gemessen mit dem ATC-Test ergab sich wie folgt:

ATC Aiap/cm Lebensdauer für

i'ampelmusensaf t ermittelt auf
Grund des

übliches sauer- ^₃₂ 28 ta oben

verzinntes Weißblech

»Weißblech nach der

Lrfindung

0,17 50 Wochen

iilrio sogar noch mit einer Herabsetzung der Oxydierungs— behandlung und einer Verringerung des Gewichts der bei der
alkalisehen Vorgalvanisierung· erzeugten Zinnschicht beläuft sich die Verlängerung der Lebensdauer auf etwa SO %. Dies
beweist, daß sogar noch eine größere Verlängerung der Lebensdauer als um 70 /» erzielt werden kann, die man unter normalen Umständen als i'olge der alkalisehen Vorgalvanisierung ohne
Voroxydation zu erwarten hat, selbst wenn die Bedingungen
weniger günstig sind als die optimalen.

BAD ORIGINAL 809807/0.3 8.4-

Claims (2)

1. Neue Patentansprüche

   i.) Verfahren zum Herstellen von Weißblech von hoher Korrosionsfestigkeit gegen säurehaltige Stoffe, etwa Citrusfrüchte, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden, an sich bekannten Verfahrens schritte:

   (a) Gereinigtes Schwarzblech. wird in einem alkalischen Bad anodisch oxydiert und dadurch mit einer Oxydschicht versehen.

   (b) Mittels eines alkalischen Bades wird das Blech vorverzinnt.

   (e) Mittels eines sauren Bades wird das Blech galvanisch nachverzinn t, wobei der noch fehlende Rest des insgesamt aufzubringenden Zinns niedergeschlagen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch geJrennzelehnet, daß für die anodische Oxydation ein elektrolytisches Bad, das " 400 bis 700 Gramm eines Alkalilchydroxyds oder Alkalikarbonats je Liter enthält, und eine Stromdichte von 0,11 bis 0,33 Amp/eja² verwendet werden, bis eine Elektrizitätsmenge von mindestens

   2 '

   " 0,22 Coulomb je cm aufgewandt sind. ' . .

   Patentanwälte Dipl.-lng. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann