DE2029629A1 - Überzugsmasse zur Herstellung von porenfreien Lackieriingen - Google Patents

Überzugsmasse zur Herstellung von porenfreien Lackieriingen

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Description

202.9.62.9 Dipl.-Ing. H. Sauerland ■ Dn.-lng. R. König
Patentanwälte · 4oao Düsseldorf ■ Cecilienallee 7b · Telefon 43273s
Unsere Akte: 25 801 15. Juni 1970
Firma Hermann Wiederhold, 4010 Hilden/Rhld. Düsseldorfer Straße 102
"Überzugsmasse zur Herstellung von porenfreien
Laoki e rungen"
Die Erfindung betrifft eine Überzugsmasse in Form eines Organosols und ihre Verwendung zur Herstellung von haftfesten, porenfreien und sterilisationsbeständigen Lacküberzügen,
Weißblech, Feinstblech und Aluminiumblech für Verpackungen werden meist mit einer Lackierung versehen, welche die Aufgabe hat, den Kontakt des Füllgutes mit dem Verpackungswerkstoff zu vermindern oder auszuschalten. Einerseits soll die Verpackung das Füllgut nicht beeinträchtigen, andererseits sollen Korrosionen des Verpackungsma-•terials durch das Füllgut vermieden werden. Derartige Lackierungen werden vor dem Herstellen der Verpackungen, wie Dosen und Behältern, im Walzlackierverfahren in geringen Schichtdicken aufgetragen. Dünne Lackierungen können porös und außerdem anfällig gegen Verkratzen beim Herstellen der Dosen und Behälter sein. Dickere Lackierungen besitzen andererseits den Nachteil einer schlechteren Verformbarkeit und führen häufig zu Lackaufbrüchen an Sicken und Prägestellen.
Es ist bekannt, Lackierungen mit geringer Porigkeit auf
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Basis von Polyvinylchlorid, beispielsweise bei der Getränkedosenlackierung,. herzustellen. Aus Polyvinylchlorid bzw, Vinylchlorid-Mischpolymerisaten können jedoch nur'Lösungen mit niedrigem Peststoffgehalt hergestellt werden, weil eine bestimmte Verarbeitungsviskosität nicht überschritten werden darf» Mit diesen niedrig konzentrierten Lacken lassen sich nur Filme mit geringer Schichtdicke herstellen»
Es ist andererseits bekannt, zum Überziehen von Kronenkorken Piastisole und Organosole auf Basis von Vinylharzen zu verwenden» Solche Organosole stellen Dispersionen von feinverteilten, festen Kunststoffen in flüssigen Weichmachern und organischen "Verdünnungssystemen dar„ Der Feststoffgehalt von Plastisolen und Organosolen ist hoch und liegt zwischen 60 und 100%, Bei Verwendung von bekannten Plastisol en und Organosolen erhält man jedoch Lackierungen mit geringer Haftung und Wasserbeständigkeit, besonders beim Kochen und Sterilisieren, Das Einsatzgebiet dieser Lackierungen ist daher äußerst beschränkt.
Ferner wurden in der deutschen Auslegeschrift 1 292 283 bereits Überzugsmassen auf Basis von Polyvinylchlorid in Form von Organosolen beschrieben, die aus einer Dispersion von Polyvinylchlorid in einer Lösung von Acrylnitrilbütadienkautschuk und einer Lösung eines Phenolresoiharz.es"' bestehen. Diese bekannten Überzugsmassen besitzen jedoch den Nachteil eines geringen Feststoffgehalts und mangelnder Geruchs- und Geschmacksfreiheit.
Erfindungsgemäß wurde nun festgestellt, daß Organosole, die sich wegen ihrer guten Haftung, Porenfreiheit, Elastizität, Sterilisationsbeständigkeit und sehr"guten Geschmacks- und Geruchsfreiheit zum Lackieren von Nahrungsmittelbehältern eignen, erhalten werden, wenn man ein Vinylchloridpolymeres mit einem speziellen Polymerweichmacher, einem Phenolharz und einem Aminoplastharz kombiniert.
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Gegenstand der Erfindung ist demnach eine Überzugsmasse in Form eines Organosols, die ein Vinylchlorid-Hbmopolymeres, einen Polymerweichmacher und ein Verdünnungsmittel enthält. Diese Überzugsmasse ist dadurch gekennzeichnet, daß sie außer dem Vinylchlorid-Homopolymeren ein Phenolharz und ein Aminoplastharz und als Polymerweichmacher einen Polyester einer Dicarbonsäure enthält.
Erfindungsgegenstand ist außerdem die Verwendung dieser Überzugsmasse zur Herstellung einer haftfesten, porenfreien und sterilisationsbeständigen Lackierung für Verpackungen aus den bereits erwähnten Materialien, insbesondere für Verpackungen, die sich ohne besondere Hilfsmittel, wie Dosenöffner, öffnen lassen. Solche Verpackungen, beispielsweise Konservendosen, besitzen einen Niet und im Deckel oder Rumpf eine Ritzlinie, längs der die Verpackung aufgerissen werden kann. Derartige Niete und Ritzlinien können bevorzugte Korrosionsstellen seino
Die erfindungsgemäßen Überzugsmassen enthalten als Dispersionsbzw. Verdünnungsmedium neben dem Weichmacher übliche organische Verdünnungsmittel, die zu dem angegebenen Zweck für Organosole aus Vinylchloridpolymeren an sich bekannt sind. Besonders geeignet sind aromatische Kohlenwasserstoffe und Terpenkohlenwasserstoffe mit Verdunstungszahlen von 15 bis 350.
Die zur Herstellung der Organosoldispersionen verwendbaren Vinylchloridpolymeren sind Homopolymere des VinylChlorids, insbesondere mit einem K-Wert von 70.
Für die Überzugsmasse gemäß der Erfindung ist wesentlich, daß das Organosol zusätzlich Phenolharz und Aminoplastharz enthalt. Zu geeigneten Phenolharzen gehören Phenolresolharze, insbesondere Phenolharze aus Alkylphenolen, vorzugs-
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weise des p-Propylphenols, p-Butylphenols und p-Octylphenols. Erfindungsgemäß verwendbare Aminoplastharze können Harnstoff-Formaldehydharze sein, vorzugsweise solche, die mit einwertigen Alkoholen veräthert sind.
Zur Polykondensation der genannten Harze und zur Haftungsverbesserung soll ein saurer Katalysator vorliegen, der insbesondere Ameisensäure, Essigsäure, Milchsäure, Weinsäure, Zitronensäure, Salicylsäure, Phosphorsäure oder Phthalsäure sein kann.
Die erfindungsgemäß als Bestandteile des Organosols verwendeten Polymerweichmacher sind Polyester von Dicarbonsäuren, insbesondere Polyester der Adipinsäure,, Als besonders vorteilhaft haben sich Polyester der Adipinsäure mit 1,2-Propylendiol, 1,3- und 1,4-Butandiol und 1,6-Hexandiol erwiesen.
Neben diesen wesentlichen Bestandteilen können die erfindungsgemäßen Überzugsmassen übliche Zusätze, wie Hitzestabilisatoren, Pigmente oder Farbstoffe aufweisen.
Die Mengenverhältnisse der Einzelbestandteile der erfindungsgemäßen Überzugsmasse können innerhalb eines gewissen Bereichs schwanken. So enthält die Überzugsmasse das Vinylchloridpolymere in einem Anteil von 25 bis 50 Gewichtsprozent, das Phenolharz in einem Anteil von 2 bis 15 Gewichtsprozent, das Aminoplastharz in einem Anteil von 2 bis 15 Gewichtsprozent und den Polymerweichmacher in einem Anteil von 5 bis 20 Gewichtsprozent. Die Menge des zu verwendenden Polymerweichmachers hängt in gewissem Maße von dem Anteil und der Art des Vinylchloridpolymeren ab.
Aufgrund ihrer besonderen^Eigenschaften eignen sich die erfindungsgemäßen Überzugsmassen vor allem zum Herstellen
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von porenfreien Lackierungen auf Feinstblech, wie den in der Feinstblechverpackungsindustrie üblichen Materialien verzinntes unbehandeltes und oberflächenbehandeltes Feinstblech, Aluminium und Aluminiumlegierungen. Da diese Lackierung kochfest ist, können vorteilhaft Dosen und Behälter für Nahrungsmittel, insbesondere Konservendosen und -deckel erfindungsgemäß lackiert werden. Zu diesem Zweck können die erfindungsgemäßen Überzugsmassen entweder allein oder in Kombination mit üblichen.Lacken, beispielsweise mit Lacken auf Basis von Epoxyphenolharzen, Epoxyaminoplastharzen, Epoxyvinylharzen, Phenolharzen, Vinylharzen, Aminoplastharzen, Polyestern u.dgl. eingesetzt werden. Kombiniert man sie mit üblichen Lacken, so können die Organosole wahlweise entweder als Grundlack oder als Überzugslack eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Überzugsmassen werden insbesondere
in Schichtdicken von 10 bis 40 g (Trockengewicht) pro m auf die Bleche aufgetragen. Dabei kann die Organosollackierung einschichtig oder mehrschichtig entweder auf das Blech oder auf eine übliche Lackschicht aufgetragen werden. Zum Auftragen eignen sich die zur Tafellackierung üblichen Lackierungsvorrichtungen und Trockenöfen0 Die Trockenzeit beträgt vorteilhaft 8 bis 15 Minuten bei einer Temperatur von 210 bis 2250C. Auch andere Auftragsverfahren, wie Gießen und Spritzen oder die Anwendung des Bandlackierverfahrens sind geeignet. Die erfindungsgemäß hergestellten Lackierungen können außerdem als Grundlackierung verwendet werden oder durch nachträgliches Spritzlackieren mit einer weiteren Überzugsschicht versehen werden.
Die mit erfindungsgemäßen Organosolen hergestellten Lackierungen überstehen Sterilisationsvorgänge in unterschiedlichen Testlösungen wie Wasser, 3%-iger Kochsalzlösung, 3%-iger Essigsäurelösung und 1%-iger MiLchsäurelösung ohne
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Wasseraufnähme und ohne Verlust der Haftung, Sie entsprechen in dieser Hinsicht praktisch den bekannten herkömmlichen Konservendosenlacken. Diese.haben aber den Nachteil, daß bei der Anbringung von Ritzlinien Beschädigungen eintreten, die man bei wenig korrosiven Füllgütern hinnimmt oder, im Interesse einer ordnungsgemäßen Behälter-Füllgut-Funktion, durch eine nachträgliche Spritzlackierung erneut abdeckt. Dieser Nachteil wird durch die Erfindung vermieden.
Besonders vorteilhaft· ist die Sterilisationsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Organosollackierung für eine Innenbeschichtung von Feinstblech-Aufreißdeckeln, insbesondere Aluminiumaufreißdeckeln, Diese Deckel erhalten nach der Lackierung eine beispielsweise trapez- oder V-förmige oder ähnlich ausgebildete Ritzlinie auf der Deckelaußenseite, durch die die Materialdicke an der Ritzlinie so weit verringert wird, daß ein bequemes Öffnen der Dose von Hand ermöglicht wird. Alle bisher bekannten Innenlackierungen werden an der Ritzlinie und an dem Niet, der der Befestigung des Aufreißringes dient, zerstört. Wie vorher erwähnt, ist es daher erforderlich, bei herkömmlichen Lacken noch eine nachträgliche Spritzlackierung aufzubringen. Die erfindungsgemäße Organosollackierung hat den Vorteil, daß keine oder praktisch keine Beschädigung des Lackfilms auftritt und somit eine Spritzlackierung nach dem Anbringen der Ritzung in den meisten Fällen überflüssig ist.
Eine möglichst geringe Porigkeit und Beschädigung der Lackierung ist vor allem bei den Verpackungssystemen erforderlich, die aus Materialien mit unterschiedlichem elektrochemischen Verhalten kombiniert werden. Die Auflösung des unedleren Materials an nicht durch die Lackierung geschützten Stellen wird durch die Ausbildung eines elektrochemischen Elements zwischen den verschiedenen Metallen von Rumpf und Deckel sehr stark beschleunigt, wobei das Füllgut als Elektrolyt wirkt. In diesem Fall wird
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_ 7 —
durch die erfindungsgemäße Organosollackierung als Grundlack und einen gegebenenfalls-zusätzlich aufgetragenen Spritzlack ein völlig porenfreier Überzug an der Ritzlinie gewährleistet,
Beispiel:
Es -wurde ein Organosol folgender Zusammensetzung hergestellt:
Vinylchloridhomopolymerisat 45 Teile
Polymerweichmacher 9 Teile
Phenolharz 8 Teile
Aminoplastharz 8 Teile
Säurekatalysator 0,1 Teile
Hitzestabilisator 2 Teile
Benzolkohlenwasserstoffgemisch 27,9 Teile
Das Organosol wurde im Walzlackierverfahren auf Aluminiumtafelmaterial für Fischdosendeckel und Konservendosendeckel aufgetragen und 12 Minuten bei einer Temperatur von 215°C eingebrannt. Die Deckel wurden hergestellt und mit einer außenseitigen Ritzlinie und einem Niet versehen. Die Beschädigung der Innenlackierung wurde durch Messung des Stromdurchgangs geprüft, wobei die Deckel als Anode geschaltet wurden. Die Spannung betrug 7 Volt, die Prüfdauer 10 Minuten, als Elektrolyt diente eine Lösung von 1 Prozent Essigsäure und 1,5 Prozent Kochsalz. Der gleichen Behandlung wurden Fischdosendeckel und Konservendosendeckel, die mit herkömmlichem Epoxyphenolharzlack lackiert waren, unterworfen; dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt:
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Deckel mit Deckel mit
Epoxyphenolharz-Lackierung Organosol-Lackierung
Stromdurchgang Fischdosendeckel 180 mA Stromdurchgang
(Hansa-Dosen) 160 mA' 1 mA
200 mA 2 mA
Kons ervendos ende ekel 15 mA 1 mA
(Runddeckel 0 73 mm) 20 mA 0 mA
22 mA 0 mA
1 mA
Der geringe Stromdurchgang ist gleichbedeutend mit einer weitgehend porenfreien Abdeckung auf der Innenseite des Deckels, besonders an den gefährdeten Stellen unter der Ritzlinie, an dem Niet und an der Deckelschulter.
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Claims (13)

  1. -■ 9 -.""■■
    Firma Hermann Wiederhold, 4010 Hilden/Rhld. Düsseldorfer Straße 102 '
    Patentansprüche; ' ' : ; ·'
    1, Überzugsmasse in Form eines Organosols, enthaltend ein Vinylchlorid-Homopolymeres, einen Polymer^öibhinacher'und" ein Verdünnungsmittel, dadurch g e k e -n "n - ; zeichnet, daß sie außer dem Vinylchlorid-Homopolymeren ein Phenolharz und ein Aminoplastharz und als Polymerweichmacher einen.Polyester einer Dicarbonsäure' ' enthält» ·; ., . .
  2. 2. Überzugsmasse nach Anspruch 1, g e k e η h ζ e i c*h net durch den Gehalt eines sauren Katalysators.
  3. 3* Überzugsmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Polyester einen Adipinsäurepolyester, insbesondere von 1,2-Propylendiol, 1,3- oder 1,4-Butandiol oder 1,6-Hexandiol, enthält.
  4. 4. Überzugsmasse nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h gekenn ze i chnet , daß als Verdünnungsmittel ein Nichtlösungsmittel, insbesondere ein aromatischer Kohlenwasserstoff , ein Terpenkohlenwasserstoff oder ein Gemisch solcher Verdünnungsmittel vorliegt,
  5. 5ο Überzugsmasse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Phenolharz ein Alkylphenolharz enthält.
  6. 6. Überzugsmasse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkylphenolharz ein
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    - ίο -
    Harz des p-Propylphenols, p-Butylphenols oder p-Octylphenois ist,
  7. 7· Überzugsmasse nach Anspruch 1" bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß als Aminoplastharz ein Harnstoff-Formaldehyharz vorliegt.
  8. 8. Überzugsmasse nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, " daß: sie als säuren Katalysator Ameisensäure, Essigsäure, Milchsäure, Weinsäure, Zitronensäure, Salicylsäure, Phosphorsäure oder Phthalsäure enthält,
  9. 9. Überzugsmasse nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie 25 bis 50 Gewichtsprozent des Vinylchloridpolymeren, 2 bis Λ5 Gewichtsprozent des Phenolharzes, 2 bis 15 Gewichtsprozent des Aminoplastharzes, 5 bis 20 Gewichtsprozent des Polymerweichmachers und 10 bis 4-5 Gewichtsprozent des Verdünnungsmittels enthält.
  10. 10. Verwendung einer Überzugsmasse nach Anspruch 1 bis 9 zum Herstellen einer haftfesten, porenfreien und sterilisationsbeständigen Lackierung auf Verpackungsmaterialien aus Feinstblech, insbesondere auf Materialien, die mit einer Ritzlinie und einem Fiet versehen sind.
  11. 11. Verwendung nach Anspruch 10, zum Lackieren von Konservendosen und -deckein aus verzinntem, unbehandelten oder oberflächenbehandeltem Feinstblech, Aluminium oder Aluminiumlegierungen,
  12. 12. Verwendung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsmasse in Form eines Organosols in Kombination mit üblichen Lacken,
    insbesondere auf Basis von Epoxyphenolharzen, Ipoxyami-• noplastharzen, Epoxyvinylharzen, Phenolharzen, Vinylharzen, Aminoplastharzen oder Polyesterharzen aufgetragen wird,
  13. 13. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch g e kennz eichnet , daß das Organosol als Grundlack aufgetragen wird.
    14o Verwendung nach Anspruch 12, dadurch geke nnz ei c hne t , daß das Organosol als Überzugslack aufgetragen wird.
    1098 52/1819 y^\
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