DE2033938A1

DE2033938A1 - Dosenblech mit unterschiedlicher Uberzugsstarke

Info

Publication number: DE2033938A1
Application number: DE19702033938
Authority: DE
Inventors: James Edward. Murrysville Carter Paul Richard. Monroeville Pa Bird (V St A)
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc , Pittsburgh, Pa (V St A )
Priority date: 1969-07-09
Filing date: 1970-07-08
Publication date: 1971-01-28
Also published as: BE752901A; GB1318311A; NL7010185A; ZA704541B; ES381599A1; FR2051618A1; FR2051618B1; IT1036033B; JPS4927491B1

Description

Zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von ?/eißblech sind zahlreiche Behandlungsverfahren bekannt. Insbesondere sollen solche Verfahren betrachtet werden,, die eine Korrosion durch speziell korrodierende Nahrungsmittel verhindern, beispielsweise schwefelhaltige Nahrungsmittel, die eine Verfärbung durch Sulfid verursachen, oder andere korrodierende Nahrungsmittel, die das Weißblech zersetzen oder entzinnen. · '

■ Eine gleichzeitig anhängige Anmeldung

beschreibt ein Verfahren zur Behandlung von Weißblech, wodurch das Weißblech außerordentlich Widerstandsfähig gegen Sulfidverfärbung und Zersetzung wird. Dieses Verfahren umfaßt, eine elektrolytische Behandlung, durch die das Weißblech in einer

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirfsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Ηοπϊβμπ}

PATENTANWALT DR.UEfNHOlD SCHMIDT

verdünnten Natriumbichromat-Lösung als Kathode mit einem dreiwertigen Chromoxyd beschichtet wird, beispielsweise CrpO^'xHpO, das eine geeignete Schutzschicht bildet. Der Überzug bewirkt eine außerordentlich gute Widerstandsfähigkeit gegen Sulfidverfärbung und Zersetzung; außerdem- haften Lacke gut auf dem Überzug und er ist beständig gegen . Oxydation während der Lagerung.

Bei der Anwendung des obigen erfindungsgemäßen Verfahrens zeigte sich, daß der Chromoxydüberzug zwar die Lötbarkeit herkömmlichen Weißblechs nicht beeinflußt, sich jedoch nachteilig auf die Löteigenschaften von Weißblech mit unterschiedlicher Überzugsstärke auswirkt. Als Weißblech mit unterschiedlicher Überzugsstärke bezeichnet man Weißblech, das auf der einen Seite stärker verzinnt ist als auf der anderen. Aus ökonomischen Gründen enthält die als Innenseite von Dosen zu verwendende Weißblech-Oberfläche einen Zinnüberzug üblicher Stärke, während die Außenseite eine dünnere Zinnschicht aufweist, da sie Korrosionseinwirkungen weniger unterworfen ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Erkenntnis, daß Weißblech mit unterschiedlicher Überzugsstärke zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit gegen Sulfidverfärbung und Zersetzung geeignet behandelt werden kann und trotzdem gut lötbar bleibt, wenn eine Chromoxydsohicht mit unterschiedlicher Überzugsstärke aufgebracht wird. Die Beschichtung muß ao vorgenommen werden, daß auf

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der stark verzinnten Seite des Weißblechs 1,0-1,5 mg Chrom gegenüber 0,4-0,8 mg Gh rom .auf der gegenüberliegenden, schwach verzinnten Seite vorliegen.

Die vorliegende Erfindung schafft also ein Weißblech mit unterschiedlicher Überzugsstärke, das extrem hohe VfiderstandsfähigKieit gegen. Sulfidverfärbung und Zersetzung und eine gute lötbarfceit aufweist und das ein herkömmliches Weißblech mit unter?chiedlicher Überzugsstärke umfaßt,dessen Beschichtung auf der schwach verzinnten Oberfläche weniger als 227 £· (0,5 pounds) pro Flächeneinheit (1 Flächeneinheit = ba-se box = 217,78 square foot) enthält, gekennzeichnet durch einen Überzug mit unterschiedlicher tjberzugsstärke aus einem ■dreiwertigen Chromoxyd, so daß der Überzug auf der stark verzinnten Oberfläche des Weißblechs 10,8-16,2 mg/m (1,0-1,5 mg pro^uadratfuß) Chrom und auf der schwach verzinnten Oberfläche

4,3-8,6 mg/m (0,4-0,8 mg pro Quadratfuß) Chrom enthält. Die vorliegende Erfindung schafft außerdem ein Verfahren zur Behandlung von Weißblech mit unterschiedlicher Überzugsstärke,, wodurch- das Weißblech eine gute lötbarkeit und extrem hohe Widerstandsfähigkeit gegen SuIfidverfärbung und Zersetzung erhält, gekennzeichnet durch elektrolytische Behandlung des als Kathode dienenden Weißblechs in einer Batriuiabichromatlösung mit einem Salzgehalt von k:0-30 g/l und einem ph-Wert von 3$5-5r5 ^^ei einer Temperatur von 71-95 ⁰C . (160-200 ⁰F)} Zufuhr einer elektrischen Strommenge zur stark verzinnten Weißblechoberfläche im Bereich von 1080-1830 C/m

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(C = Coulomb) (100-170 Coulomb pro Quadratfuß) und Zufuhr einer elektrischen Strommenge zur schwach verzinnten Weißblechoberfläche .von nicht mehr als 485 Coulomb/m (45 Coulomb pro Quadratfuß). ■

Weißblech, für das sich die vorliegende Erfindung insbesondere eignet, sind Bleche mit den handelsüblichen Be-■ zeichnungen 75-25, 100-25 und 135-25} das sind also solche Bleche, die auf der einen Seite schwächer verzinnt sind, und zwar in der Größenordnung der üblichen Überzugsstärke, die bei 113 g (0,25 pounds) Zinn pro Flächeneinheit (base box) liegt (d. h. etwa 5,6 g/m Zinn oder 0,00115 pounds/square foot bei einer Dicke von 0,000038 cm oder 0,000015 Zoll). Solches Weißblech mit unterschiedlicher Überzugsstärke oder in diesem Fall jedes Yieißblech mit einer Überzugsstärke von weniger als 227 g pro Flächeneinheit (0,50 pounds/base box),d. h. 0,000076cm (0,00003 Zoll) zeigt oft unzureichende Lötbarkeit, insbesondere wenn das Blech gebrannt ist, z. B. nach dem Emaillieren. Wenn solches Weißblech mit einer Schutzschicht aus Chromoxyd überzogen wird, wie in der.erwähnten, gleichzeitig anhängigen Anmeldung beschrieben wird, verschlechtern sich die Löteigenschaften noch weiter. Tatsächlich beeinflußt die Chromoxydschicht die Lötbarkeit der schwach verzinnten Weißblechoberfläche so stark, daß Dosenblech mit den in der Konservenindustrie ver-• wendeten Strahllötmaschinen nicht geeignet gelötet werden kann.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung beruht auf der Tatsache, daß die Lötbarkeit der schwach verzinnten Weiß-

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blechoberflache, wie sich herausgestellt hat, auch wenn'das Blech gebrannt wird, nicht negativ beeinflußt wird, wenn eine dreiwertige Chromoxydsohicht elektrolytisch in einer Stärke von 4,3-8,6 mg/m Chrom (0,4*-0,8 mg/Quadratfuß) aufgebracht wird. Da die stark verzinnte Oberfläche normalerweise eine gute lötbarkeit aufweist, die von der Dicke der aufgebrachten Chromoxydschicht unabhängig ist, kann diese Seite mit einer ..

stärkeren Schutzschicht versehen werden, z. B. mehr als

10,8 mg/m Chrom (1 mg Chrom pro Quadratfuß), um eine geeignete Widerstandsfähigkeit gegen Sulfidverfärbung und Zersetzung zu gewährleisten.

Für ein spezielles Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde als Bandmaterial vorliegendes 100-25 Weißblech durch eine Natriumbichromatlösung mit einem Salzgehalt von 20-30 g/l geführt, während die Lösung auf einem ph-Wert von etwa 4,0 und einer Temperatur von etwa 88⁰C (19O⁰F) gehalten wurde. Während des Durchgangs war-das Blech als Kathode in einem Elektrolytkreis mit einer geeigneten Stromquelle verbunden. Leitende Anoden aus Flußstahl befanden sich in einem Abstand von etwa 3»8 cm (P/2 Zoll) gegenüber den beiden Oberflächen deg Weißblechs. Die stark verzinnte Weißblechoberfläohe erhielt einen elektrischen Strom von 1620 ööulomb/m / ■ .(150 Coulomb/Quadratfuß), während die schwach verzinnte Weiß-

■ - ρ blech oberfläche einem Strom von 430 öoulomb/m (40 Coulomb pro Quadratfuß) unterworfen war. Dann wurde das Blech mit Wasser nachgespült und in der üblichen Weiae weiterbetoandelt, 4· to·-·

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getrocknet, geölt und aufgerollt. Die unterschiedlichen Stromstärken wurden durch eine größere Anodenfläche auf der Seite mit dem stärkeren Strom erzielt. Im einzelnen wurde das Blech durch zwei getrennte Tanks hindurchgeführt. Im ersten Tank wurde das Blech an zwei 1,50 ι (5 Fuß) großen Anoden vorbeigeführt, die beide auf der starlc verzinnten Seite des Blechs angebracht waren. Im zweiten Tank wurden

ψ drei Anoden verwendet, wobei zwei der stark verzinnten Seite und eine der schwach verzinnten Seite des Blechs gegenüberlagen. Die resultierende Beschichtung bestand aus 1,25 mg Chrom auf der stark verzinnten und 0,80 mg Chrom auf der gegenüberliegenden, schwach verzinnten Oberfläche des Blechs. Von dem Blechstreifen abgeschnittene Dosenblech-Stücke wurden gei^äß den üblichen Verfahren der Konservenindustrie emailliert und gebrannt und ließen sich mit Strahllötgeräten leicht löten.

Obwohl in dem obigen Beispiel die optimalen Verfah-

^ rensparameter angegeben sind, können diese Parameter in gewisser Weise gemäß den jeweiligen Wünschen.und Anforderungen abgeändert werden. Insbesondere kann die Salzkonzentration •der Natriumbichromatlösung zwischen 20 und 30 g/l variiert werden, während der ph-Wert zwischen 3,5 und 5,5 variieren kann, wobei er jedoch vorzugsweise auf 4,0-4,2 gehalten wird. Die Temperaturen der Lösung sollten im Bereich zwischen 71-93 ⁰O (160-200 ⁰F) und vorzugsweise/bei 82-88 ⁰O (180-19O⁰F) gehalten werden» Für. eine hochwirksara© Schutzschicht auf der stark beschichteten QberfläoJae, die hohe Widerstandsfähigkeit

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gegen Sulfidverfärbung und Zersetzung aufweist, sollte der dieser Oberfläche zugeführte Gesamtstrom größenordnungsmäßig

im Bereich von 1080-1830 Coulomb/m (100-170 Coulomb pro ^uadratfuß), vorzugsweise jedoch bei 1350-1620 Coulomb/m (125-150 Coulomb pro Quadratfuß) liegen, wodurch eine Chromschicht von 10,8-16,2 mg/m (1,00-1,50 mg pro Quadratfuß) erzielt werden kann. Um jedoch die Lo"tbarkeit der schwach verzinnten Oberfläche zu verbessern, sollte der dieser Qberfläche zugeführte Gesamtstrom 485 Coulomb/m (45 Coulomb pro Quadratfuß) nicht überschreiten, wodurch eine Chromschicht

von 4,3.-8,6 mg/m (0,40-0,80 mg pro Quadratfuß) erzielt wird.

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Claims

USS ENGrINEERS AND CONSULTANTS, INC, Pittsburgh, Penneylvanien William Penn Place 525 V, St, A. Patentanmeldungt Dosenbleoh mit unterschiedlicher Überzugsstärke» PATENTANSPRÜCHE

1. Wfißbleoh mit unterBChiedlicher Überzugsstärke, das eictr«m höh· Widtretmnäefähigkeit gegen Sulfidverfärbung uöfl Zersetzung und eine gute Lötbarkeit aufweist und das tin herkömmlicheβ Weißblech mit unterschiedlicher Überzugs-■tärkt umfaßt, dessen Beschichtung auf der schwach verzinnten Oberfläche weniger als 227 g.(0,50 pounds) pro Flächeneinheit (1 Flächeneinheit = baee box = 217,78 square foot) enthält, gekennzeichnet durch einen Überzug mit unterschiedlicher Überzugsstärke aus einem dreiwertigen Chromoxyd, so daß der Übereug auf der stark verzinnten Obe'rflache des Weißblechs 10,0-16,2 mg/m² Chrom (1,00-1,50 mg/Quadratfuß)

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

und auf der achwach verzinnten Oberfläche 4,3-8»6 mg/m Chrom (0,40-0,80 mg/Quadratfuß) enthält.

2. Verfahren zur Behandlung von Weißblech mit unter-' achiedlicher Überzugsstärke, wodurch das Weißblech eine gute Lötbarkeit und extrem hohe "Widerstandsfähigkeit gegen Sulfidverfärbung und Zersetzung erhält, gekennzeichnet durch elektrolytische Behandlung des als Kathode dienenden Weißblechs in einer Natriumbichromatlösung mit einem Salzgehalt von 20-30 g/l und einem ph-Wert von 3»5-5»5 bei einer Temperatur von 71-93 ⁰C (160-200 ⁰Tt); Zufuhr einer el-ektr.i sch en Strommenge zur stark verzinnten Weißblechoberfläche im Bereich von 1080-1830 Coulomb/m² (100-170 Coulomb/Quadratfuß) und Zufuhr einer elektrischen Strommenge zur schwach verzinnten Weißblechoberfläche Vi
Quadratfuß).

oberfläche von nicht mehr als 485 Ooulomb/m (45 Coulomb/

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ph-Wert bei 4,0-4,2 und die Temperatur bei 82-88 ⁰G (180-190 ⁰P) gehalten wird, wobei die der stark verzinnten Weißblechoberfläche zugeführte Strommenge bei 1350-1620 Ooulomb/m² (125-150 Ooulomb/Quadratfuß) liegt.

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