DE2228288A1 - Heat-curable coating compsn - esp for the insides of food-conserving tins - Google Patents
Heat-curable coating compsn - esp for the insides of food-conserving tinsInfo
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Abstract
Description
Wärrnehärtbares Überzugsmittel Die Erfindung betrifft ein wärmehärtbares ÜberzugsmitteL, das als Emballagenlack verwendbar ist, insbesondere Dosen- oder Tubeninnenlack für schwefelabspaltende Füllgüter, enthaltend ein Bindemittelsystem sowie gegebenenfalls ein Lösungsmittel und bzw. oder übliche Zusatzstoffe, z.B. Gleitmittel, Pigmente und Verlaufmittel. Thermosetting coating agent The invention relates to a thermosetting coating agent Coating agent that can be used as packaging varnish, in particular can or Inner tube lacquer for filling goods that split off sulfur, containing a binder system and optionally a solvent and / or customary additives, e.g. Lubricants, pigments and leveling agents.
Bei Emballagenlacken, die zum Innenanstrich von tuben oder von Konservendosen aus Weißblech, insbesondere Lebensmittelkonserven, verwendet werden, müssen besonders iohe Anforderungen hinsichtlich Schwefelfestigkeit und Tiefziehfestigkeit gestellt werden.For packaging varnishes that are used for painting the inside of tubes or cans made of tinplate, especially canned food, must be used in particular iohe requirements with regard to sulfur resistance and deep-drawing strength are made will.
bei der Sterilisation von proteinhaltigen Lebensmitteln entstehen nämlich, bedingt durch den dabei eintretenden thermischen Abbau, verschiedene schwefelhältige Spaltprodukte, vor allem Mercaptane und Schwefelwasserstoff.arise during the sterilization of protein-containing foods namely, due to the resulting thermal degradation, various sulfur-containing Fission products, especially mercaptans and hydrogen sulfide.
Wird nun eine solche Sterilisation in einer Weißblechverl)ackunf durc1'eführt, so reagiert das an der (3berfläche des Weißblechs befindliche Zinn Init den schwefelhältigen Abbauprodukten unter Bildung von Zinnsulfid, das sich optisch durch eine sogenannte "Marmorierung" bemerkbar macht. Durch diese Sulfidbildung eriiält die Innenfläche der Dose ein braun-bläuliches Aussehen.If such a sterilization is now carried out in a tinplate extension, the tin on the surface of the tinplate reacts with the sulfur-containing tin Decomposition products with the formation of tin sulphide, which is visually characterized by a so-called "Marbling" makes noticeable. Through this sulphide formation the inner surface gets the can has a brownish-bluish appearance.
Nimmt die Einwirkungsdauer der schwefelhältigen Spaltprodukte zu, so kann dies auch zur Bildung von Eisensulfid führen, das an der Innenfläche der Konserve schwarze Flecken bildet und auch das Füllgut verflocken kann Um sowohl die Innenfläche der Dosen als auch ihren Inhalt gegen solche Sulfurierungserscheinungen zu schützen, wird auf das Weißblech eine Lackschicht aufgetragen. Die hierfür allgemein verwendeten Lacktypen lassen sich in pigmentierte und nichtpigmentierte unterteilen.If the duration of action of the sulfur-containing cleavage products increases, this can also lead to the formation of iron sulphide, which adheres to the inner surface of the Canned food forms black spots and the contents can also flocculate the inner surface of the cans as well as their contents against such sulfurization phenomena To protect, a layer of varnish is applied to the tinplate. The general for this The types of paint used can be divided into pigmented and non-pigmented.
Die pigmentierten Lacktypen enthalten einen Füllstoff, der die schwefelhältigen Abbauprodukte chemisch bindet oder der das gebildete Zinnsulfid optisch verdeckt.The pigmented paint types contain a filler that the sulfur-containing Chemically binds degradation products or which optically hides the tin sulfide formed.
Durch Zusatz eines solchen Füllstoffes werden jedoch die mechanischen Eigenschaften des aufgebrachten Lackfilmes sowie dessen chemische Resistenz wesentlich verschlechtert.By adding such a filler, however, the mechanical Properties of the applied paint film and its chemical resistance are essential worsened.
Die bekannten nichtpigmentierten Lacktypen, z.B. Epoxyphenol-, Epoxyharnstoff-Formaldehyd- oder Polybutadien-Lacke, können einen Durchtritt der schwefelhältigen Abbauprodukte, d.h. die Bildung von Zinnsulfid, nicht in befriedigender Weise gewährleisten, z.B. an nach der Lackierung verformten Blechteilen, wie l)eckelsiclcen, Falzkanten und tiefgezogenen Dosenteilen.The well-known non-pigmented paint types, e.g. epoxyphenol, epoxy urea-formaldehyde or polybutadiene lacquers, the sulfur-containing degradation products, i.e. the formation of tin sulphide, does not ensure in a satisfactory manner, e.g. on sheet metal parts deformed after painting, such as l) corner corners, rebated edges and deep-drawn can parts.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Überzugsmittel zu schaffen, das besonders gute Tiefzugeigenschaften aufweist und die vorerwähnten Sulfierungserscheinungen vermeidet.The object of the invention is to create a coating agent that has particularly good deep-drawing properties and the aforementioned sulphonation phenomena avoids.
Diese Aufgabe wird bei einen Überzugsmittel der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bindemittelsystem 50 bis 95 Gew.% eines wärmehärtbaren reaktionsfähigen Phenolformaldehydkondensationsproduktes, das gegebenenfalls veräthert ist, und 50 bis 5 Gew.% eines höhermolekularen Polyesters vom Alkydharztyp mit funktionellen Hydroxylgruppen, hergestellt durch Kondensation von aliphatischen organischen zwei- oder mehrbasischen Säuren mit 5 bis 15 Kohlenstoffatomen, z.B.In the case of a coating agent, this task becomes the one mentioned at the beginning Kind according to the invention in that the binder system 50 to 95 wt.% Of a thermosetting reactive phenol-formaldehyde condensation product, optionally Is etherified, and 50 to 5 wt.% Of a higher molecular weight polyester of the alkyd resin type with functional hydroxyl groups, produced by condensation of aliphatic organic di- or polybasic acids with 5 to 15 carbon atoms, e.g.
Adipin- oder Sebacinsäure, gegebenenfalls mit einem Anteil von Phthalsäure und bzw. oder Fettsäure, und zwei- oder mehrwertigen Alkoholen, enthält.Adipic or sebacic acid, optionally with a proportion of phthalic acid and / or fatty acid, and di- or polyhydric alcohols.
Die Funktionsweise dieses Bindemittelsystems besteht darin, daß die bei der Sterilisation des Füllgutes freiwerdenden schwefelhältigen Abbauprodukte den eingebrannten Uberzugs-bzw. Lackfilm nicht durchwandern können, wodurch auch eine Bildung von Zinn-, bzw. Eisensulfid vermieden wird.The functioning of this binder system is that the sulfur-containing degradation products released during the sterilization of the contents the baked-in coating or. Paint film cannot wander through, which also the formation of tin or iron sulfide is avoided.
I)ieser Effekt wird wahrscheinlich durch eine besondere günstige geometrische Anordnung der Atome innerhalb der Bindemittel-Molekel erzielt.I) this effect is probably due to a special favorable geometric Arrangement of the atoms within the binder molecule achieved.
Diese erfindungsgemäße Alkyd-Polyester-Phenolharzkombination besitzt abgesehen von der Schwefelfestigkeit auch die besonderen Vorteile, daß sie im unvernetzten Zustand - also vor deln Einbrennen - in den gebräüchli chen Lack-Lösungsmitteln gut löslich ist1 daß mit ihr Beschichtungsmittel mit hohem Festkörpergehalt, z.B.50 Gew.%, bei niedriger Viskosität hergestellt werden können und daß derartige Beschichtungsmittel leicht in üblicher Weise, z.B. durch @alzen oder Spritzen, auf das zu beschichtende @etall aufgebracht werden können. Weitere Vorteile besichen darin, daß der nach dem Einbrennen, z.B. 15 Minuten bei @00° C, gebildete überzugsfilm @hvsiologisch unbedenklich, sterilisationsfest und geschmacksfrei ist und sich durch hohe chemische Resistenz sowie Tiefziehfähigkeit auszeichnet. Schließlich ist auch der für die llerstellung und den Transport des erfindungsgemäßen Uberzugsmittels erforderliche Aufwand geringer, da das verwendete Bindemittelsystem weniger Lösungsmittel und daher auch weniger Transportbehälter erfordert.This alkyd-polyester-phenolic resin combination according to the invention possesses apart from the sulfur resistance also the special advantages that they are uncrosslinked State - i.e. before the stoving - in the common lacquer solvents It is readily soluble1 that it uses a coating material with a high solids content, e.g. 50 % By weight, can be produced at low viscosity and that such coating agents easily in the usual way, e.g. by salting or spraying, onto the surface to be coated @etall can be applied. Other advantages are that the after after baking, e.g. 15 minutes at @ 00 ° C, the coating film formed @hvsiologically harmless, Is sterilization-proof and tasteless and is characterized by high chemical resistance as well as deep drawability. Finally, the one for the creation and the effort required to transport the coating agent according to the invention is lower, because the binder system used is less solvent and therefore less Transport container required.
Bei der praktischen Ausführung der Erfindung ist es günstig, wenn das Bindernittelsystem 70 bis 90 Gew.7c' Phenolformaldehydkondensationsprodukte und 30 bis 10 Gew.% höhermolekularen Polyester vom Alkydharztyp mit funktionellen Hydroxylgruppen enthält.In the practical implementation of the invention, it is advantageous if the binder system 70 to 90 wt. 7c 'phenol-formaldehyde condensation products and 30 to 10% by weight of higher molecular weight polyester of the alkyd resin type with functional Contains hydroxyl groups.
Die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Uberzugsmittels können durch übliche Zusatzstoffe, beispielsweise Katalysatoren, z.B. Zinkoktoat, Verlaufmittel, z.B. Polyvinylbutyral, kraterverhindernde Mittel und Gleitmittel, z.B. Polyäthylen, gegebenenfalls weiter verbessert werden. Zur Erhöhung der Kratzfestigkeit ist z.B. ein Zusatz von Polyvinylbutyral günstig.The properties of the coating composition according to the invention can by Usual additives, e.g. catalysts, e.g. zinc octoate, leveling agents, e.g. polyvinyl butyral, anti-crater agents and lubricants, e.g. polyethylene, may be further improved. To increase the scratch resistance, e.g. an addition of polyvinyl butyral favorable.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von beispielen erläutert.The invention is explained below with reference to examples.
I; e i s p i e 1 l: 70 Gew.-Teile wärmehärtbares Phenolformaldehydkondensationsprodukt, das unter der Bezeichnung "PHENODUR PR 897" im Handel erhältlich ist, 30 Gew.-Teile höhermolekularer Polyester vorn Alkyldharztyp mit funktionellen Hydroxygruppen, mit unverzweigten Molekülketten uiid einem Hydroxylgehalt von etwa 1,2 Gew.' (Handelsname "Desmophen 1700") und 100 Gew.-Teile Athylglykol als Lösungsmittel wurden auf einem Rührgerät miteinander vermischt und bildeten darnach ein bberzugsmittel niedriger Viskosität. I; e i s p i e 1 l: 70 parts by weight of thermosetting phenol-formaldehyde condensation product, which is commercially available under the name "PHENODUR PR 897", 30 parts by weight higher molecular weight polyester of the alkyl resin type with functional hydroxyl groups, with unbranched molecular chains and a hydroxyl content of about 1.2 wt. (Trade name "Desmophen 1700") and 100 parts by weight of Ethylglykol as a solvent were on one mixer mixed with one another and then formed a coating agent low viscosity.
Um die Sulfurierfestigkeit im Laboratorium zu prüfen, wurde dieses Überzugsinittel mit der üblichen Trockenauflage von ca. 6 g/m2 auf gebräuchliches Weißblech (sowohl feuer- als auch elektrolytverzinnt) aufgetragen und 15 Minuten bei 200° C eigenbrannt. Das Blech mit dem nun vernetzten Uberzugsfilm wurde tiefgezogen und 2 Stunden bei 130° C in der nachstehend angeführtten Sulfidlösung sterilisiert, die als Sulfid-Testlösung allgemein gebräuchlich ist und als Kriterium der Schwefelfestigkeit eines Uberzuges für repräsentativ angesehen wird.In order to test the sulfurization resistance in the laboratory, this Coating agent with the usual dry application of approx. 6 g / m2 on the usual Tinplate (both hot-dip and electrolyte-tinned) applied and 15 minutes self-fired at 200 ° C. The sheet with the now crosslinked coating film was deep-drawn and sterilized for 2 hours at 130 ° C in the sulphide solution listed below, which is commonly used as a sulfide test solution and as a criterion for sulfur resistance of a coating is considered representative.
Zusammensetzung der verwendeten Sulfidl ösung: 2 g Na2S 10 g NaCl 10 g Gelatine 978 g Wasser Diese Mischung wird mit einer Essigsäure (3 Gew.%) auf einen pH-Wert von 6,5 bis 7,0 eingestellt.Composition of the sulphide solution used: 2 g Na2S 10 g NaCl 10 g gelatin 978 g water This mixture is made up with an acetic acid (3 wt.%) adjusted to a pH of 6.5 to 7.0.
Nach Durchführung dieses Testversuches wurde festgestellt, daß weder im tiefgeformten noch in dein nichtverformten Teil der überzogenen Probebleche die geringsten Anzeichen einer Marmorierung vorhanden waren.After performing this test, it was found that neither in the deep-formed nor in your non-deformed part of the coated test sheets there were slightest signs of marbling.
Das eingangs genannte Mischungsverhältnis des Bindemittelsystems brachte somit absolute Schwefelbeständigkeit und ausgezeichnete Tiefzugfestigkeit des Überzugsmittels.The above-mentioned mixing ratio of the binder system brought thus absolute sulfur resistance and excellent deep tensile strength of the coating agent.
B e i s p i e l 2: 80 Gew.-Teile Phenolformaldehydkondensationsprodukt der vorerwähnten Art und 20 Gew.-Teile eines höhermolekularen Polyesters vom Alkydharztyp mit funktionellen Hydroxylgruppen, mit schwach verzweigten Molekülketten und einem Hydroxylgehalt von etwa 1,8 Gew.% (Handelsname "Desmophen 1800") wurden mit lOf) Gew. -Teilen Äthylglykol als Lösungsmittel etwa 30 Minuten lang mittels eines Riihrgerätos miteinander vermischt. Example 2: 80 parts by weight of phenol-formaldehyde condensation product of the aforementioned type and 20 parts by weight of a higher molecular weight Polyester of the alkyd resin type with functional hydroxyl groups, with weakly branched molecular chains and a hydroxyl content of about 1.8% by weight (trade name "Desmophen 1800") with lOf) parts by weight of ethyl glycol as a solvent for about 30 minutes by means of a mixer mixed together.
Dieses Überzugsmittel wurde, wie in Beispiel 1 l)cschrieben, aufretraren, gehärtet und getestet. Die Proben zeigten keinerlei Anzeichen einer Narmorierung, absolute Schwefelbeständirkeit und gute Tiefzugfestigkeit.This coating agent was, as described in Example 1 l) c, on retraren, hardened and tested. The samples showed no signs of narcosis, absolute sulfur resistance and good deep tensile strength.
B e i s p i e l 3: 90 Gew.-Teile des vorerwähnten Phenolformaldehydlcondensationsproduktes und 10 ?ew.-Teile des Polyesters nach Beispiel l wurden gemeinsam mit einem Lösungsmittel, z.B. 100 Gew.-Teilen Butylglykol, miteinander vermischt. Dieses Überzugsmittel wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, aufgetragen, gehärtet und getestet. Die Proben zeigten geringe Anzeichen einer Marmorierung und ausreichende Tiefzugfestigkeit. Example 3: 90 parts by weight of the aforementioned phenol-formaldehyde condensation product and 10 ew.-parts of the polyester according to Example 1 were together with a solvent, e.g. 100 parts by weight of butyl glycol, mixed together. This coating agent was as described in Example 1, applied, cured and tested. The samples showed slight signs of marbling and sufficient deep tensile strength.
B e i 5 p i e 1 4: 50 Gew.-Teile des vorerwähnten Phenolformaldehydkondensationsproduktes und -50 Gew.-Teile des Polyesters nach Beispiel l wurden gemeinsam mit einem Lösungsmittel, z.B. 120 Gew.-Teilen Äthylglykol, vermischt. B e i 5 p i e 1 4: 50 parts by weight of the aforementioned phenol-formaldehyde condensation product and -50 parts by weight of the polyester according to Example l were together with a solvent, e.g. 120 parts by weight of ethyl glycol mixed.
Dieses Überzugsmittel wurde, wie in Beispiel l angegeben, aufgetragen, gehärtet und getestet. Die Proben zeigten keinerlei Anzeichen einer Marmorierung, absolute Schwefelbeständigkeit und ausgezeichnete Tiefzugeigenschaften.This coating agent was applied as indicated in Example 1, hardened and tested. The samples showed no signs of marbling, absolute sulfur resistance and excellent deep-drawing properties.
@ e i s p i e 1 5: 30 Gew.-Teile des vorerwähnten Phenolformaldehydkondensationsproduktes und 70 Gew.-Teile des Polyesters nach Beispiel 1 wurden gemeinsam mit einem Lösungsmittel, z.B. 100 Gew.Teilen Äthylgiykol, vermischt. Dieses Überzugsmittel wurde entsprechend den Angaben in Beispiel i aufgetragen, gehärtet und getestet. Die Proben zeigten geringe Anzeichen einer Marmorierung und route Tiefzugfestigkeit; der Überzugsfilm war jedoch, je nac Art des eingesetzten Polyesters des vorgenannten Typs, gegebenenfalls klebrig. @ e i s p i e 1 5:30 parts by weight of the aforementioned phenol-formaldehyde condensation product and 70 parts by weight of the polyester according to Example 1 were together with a solvent e.g. 100 parts by weight of ethyl glycol, mixed. This coating agent was made accordingly Applied to the information in Example i, cured and tested. The samples showed slight signs of marbling and route deep tensile strength; the coating film was, however, depending on the type of polyester of the aforementioned type used, if necessary sticky.
B e i 5 p i e 1 6: 70 Ciew.-Teile eines verätherten Phenolformaldehydkondensationsproduktes, das unter der Bezeichnung "PHENO-DTJR PR 722" im Handel erhältlich ist, und 30 Gew. -Teile des im Beispiel l genannten Polyesters wurden gemeinsam mit 100 Gew.Teilen Athylglykol als Lösungsmittel auf einem Rührgerät miteinander vermischt. Dieses Überzugsmittel wurde entsprechend den Angaben in Beispiel 1 aufgetragen, gehärtet und getestet. Die Proben zeigten keinerlei Anzeichen einer Marmorierung, absolute Schwefelbeständigkeit und gute Tiefzugfestigkeit. B e i 5 p i e 1 6: 70 Ciew. Parts of an etherified phenol-formaldehyde condensation product, which is commercially available under the name "PHENO-DTJR PR 722", and 30 wt. -Parts of the polyester mentioned in Example l were together with 100 parts by weight Ethylglycol as a solvent mixed with one another on a stirrer. This Coating agent was applied as described in Example 1 and cured and tested. The samples showed no signs of marbling, absolute Sulfur resistance and good deep tensile strength.
Ergänzend zu diesen Beispielen ist festzustellen, daß die Verwendung verschienener wärmehärtbarer reaktionsfähiger Phenolformaldehydkondensationsprodukte (Resole), die nuch nicht veräthert sein können, und bzw. oder die Verwendung verschiedener höhermolekularer Polyester vom Alkylharztyp mit fuktionellen Hydroxygruppen sowie die Verwendung verschiedener Lösungsmittel praktisch keinen Einfluß auf die Versuchsergebnisse analoger Beispiele hatte, bei welchem beispielsweise auch ein stark verzweigter derartiger Polyester mit einem llvdroxvlgehalt von etwa 7,5 Gew.% (Handelsname "Desmophen 800") und ein linearer derartiger Polyester mit einem Hydroxylgehalt von etwa 8,5 Gew.% (Handelsname "Desmopehn 850") verwendet wurden. Auch eine Veränderung der Menge des verwendeten Lösungsmittels blieb ohne Einfluß auf die Qualität des getesteten Uberzuges. Die Lösungsmittelmenge konnte somit der gewählten Auftragungsart des Überzugsmittels, z.B. Walzen, Spritzen oder Streichen, angepaßt werden. Bevorzugt enthält jedoch das uberzugsmittel wenigstens 40 Gew.% Lösungsmittel, vorteilhaft 40 bis 6(! Gew.% Bindemittelsvstenl.In addition to these examples, it should be noted that the use various thermosetting reactive phenol-formaldehyde condensation products (Resole), which can also not be etherified, and / or the use of different higher molecular weight polyester of the alkyl resin type with functional hydroxyl groups and the use of different solvents has practically no effect on the test results had analogous examples, in which, for example, also a strong A branched polyester of this type with a hydroxyl content of about 7.5% by weight (trade name "Desmophen 800") and a linear such polyester with a hydroxyl content of about 8.5% by weight (trade name "Desmopehn 850") were used. A change too the amount of solvent used had no effect on the quality of the tested coating. The amount of solvent could therefore depend on the type of application selected of the coating agent, e.g. rolling, spraying or brushing. Preferred however, the coating agent contains at least 40% by weight of solvent, advantageously 40 to 6 (!% By weight binder package.
Das erfindungs geinäße Überzugsmittel ergibt auf We ißblech oder Aluminium grold- oder silberfarbige Uberzüge, kann aber nach Bedarf pigmentiert werden, z.B. mit Aluminiumpulver.The fiction geinäß coating agent results in We ißblech or aluminum gold or silver colored coatings, but can be pigmented as required, e.g. with aluminum powder.
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