DE2520512C2 - Lebensmittelgerechtes Aluminiumhalbzeug sowie Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung - Google Patents

Lebensmittelgerechtes Aluminiumhalbzeug sowie Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung

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Description

1 Gew.-Teil 0,1 Gew.-Teil
Siliconharzkomponente Katalysator
Die Erfindung bezieht sich auf ein lebensmittelgerechtes Aluminiumhalbzeug der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Gattung sowie auf dessen Verwendung und Herstellung.
Es ist bereits bekannt (Seifen, öle. Fette, Wachse 1974, Seite 297), Aluminiumfolien, die stark geglüht sind und keine Spuren von Walzfetten mehr aufweisen, oberflächlich dadurch haftungsarm zu machen, daß sie einen Oberzug auf der Basis von Siliconharz erhalten. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der als Trennmittel dienende Oberzug unter Verwendung von Polysiloxanen nicht genügend fest an dem Aluminiumerzeugnis haftet, insbesondere wenn das Aluminiumerzeugnis nach dem Anbringen des Oberzugs einer Weiterverarbeitung beispielsweise durch Tiefziehen unterzogen oder bei der Verwendung gebogen bzw. geknickt wird. Selbst eine Corona-Behandlung, die nur bei noch nicht entfetteten Folien wirksam ist, schafft hiergegen keine Abhilfe.
Darüber hinaus haben solcherart beschichtete Metallfolien die Eigenschaft zu »Blocken«, wenn sie als Band zu einer satten Rolle aufgewickelt werden. Das »Blocken« tritt auch ein, wenn solche Folienstücke oder daraus geformte Behälter so aufgestapelt werden, daß die Flächen eng aufeinanderliegen. Trotz der an sich geringen Haftungseigenschaft tritt das gleiche Phänomen auf, wie wenn zwei, plangeschliffene Glasplatten aufeinandergepreßt werden. Sucht man diesem Umstand zu begegnen durch ein lockeres Wickeln des Bandes, so tritt das Phänomen des sogenannten Teleskopierens der Rolle auf, dadurch, daß sich die Windungen der Rolle sehr leicht axial verschieben lassen. Dies führt zu Schwierigkeiten und Beschädigungen im Transport und beim Verbrauch des Bandes.
Darüber hinaus ist es bekannt (CH-PS 5 01 505), Aluminiumerzeugnisse, die beispielsweise als Bratpfannen Verwendung finden, mit einem Oberzug auf der Basis von Fluorkohlenwasserstoff-Polymer unter Zusatz sphäroider fester Glasperlen zu versehen. Auch hierbei ist die Haftfestigkeit des Überzugs auf dem Alutniniumerzeugnis nicht besonders gut, weshalb die Oberfläche beispielsweise der Bratpfanne vor dem Aufbringen des Überzugs sandgestrahlt wurde. Sofern es sich um Aluminiumerzeugnisse dünner Wandstärken handelt, die bei der Weiterverarbeitung oder Verwendung gebogen, geknickt und dergleichen mechanisch stark strapaziert werden, splittern auch hier vielfach Überzugsteile ab.
Schließlich sind die Herstellungskosten für solche Aluminiumartikel verhältnismäßig teuer, so daß die Anwendung solcher Überzüge bei sogenannten Wegwerfartikeln, die nur zum einmaligen Gebrauch bestimmt sind, nicht vertretbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aluminiumhalbzeug der obengenannten Gattung mit einfachen Mitteln zu verbessern: Es soll sich nicht nur durch eine Oberfläche sehr geringen Haftungsvermögens, sondern auch durch eine sehr feste Haftung des Überzuges am Aluminiumerzeugnis auszeichnen, so daß
sich bei nachträglichem Verformen des Aluminiumerzeugnisses, insbesondere durch Biegen oder gar Knicken, nicht Teile des Oberzugs vom Aluminuimerzeugnis ablösen. Darüber hinaus soll das sogenannte »Blocken« vermieden werden, welches zu Transportschäden führt und sogar das Abrollen des Bandes oder die Abstapelung von Zuschnitten oder Behältern erschwert Überdies soll so wenig Oberzugsmaterial wie möglich verwendet werden, um den Materialbedarf und entsprechend die Herstellungskosten zu vermindern-
Die Erfindung isi im. Anspruch 1 gekennzeichnet
Dabei empfiehlt es sich, dem Siliconharz micronisierte poröse Kieselsäure zuzusetzen. Das ist z. B. weiße, sehr leichte synthetische Kieselsäure einer Teilchengröße von 1 —27 μπι. Dieses pujverförmige Siliciumdioxid (Silicagel) wird z.B. zum Trocknen von Gasen, zum Zerlegen von Flüssigkeitsgemischen, zusammen mit Chemikalien als desodorierendes oder desinfizierendes Streupuder, als Insektizid sowie als Zusatzmittel zu Farben, Lacken, Tinten, ölen, Arzneipräparaten und dergleichen verwendet Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß die obengenannte und seit langem bekannte Aufgabe lösbar ist, wenn dem Siliconharc-Überzug Silicagel als Füllstoff zugegeben wird. Dabei ist es zweckmäßig, Silicagel einer Teilchengröße zwischen 1 und 30 pm, insbesondere in hochporöser Form in Anteilen von 1 — 10% der Trocken-Gesamtsubstanz zu verwenden.
Sofern das Aluminiumhalbzeug an der mit dem Überzug versehenen Seite eine bestimmte Färbung aufweisen soll, empfiehlt es sich nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung, dem Siliconharz neben dem in der Regel farblosen Silicagel als färbende Zusatzstoffe Pigmente zuzusetzen oder vorher eine Farbschicht aufzutragen, auf die nachträglich die Silikonbeschichtung appliziert wird. Hierdurch können neben ästhetischen Aufgaben auch technische Aufgaben gelöst werden, indem man dadurch sehr einfach und ohne Schwierigkeiten feststellen kann, welche Seite des Aluminiumüberzuges eine Oberfläche mit geringem Haftungsvermögen bzw. großem Trennvermögen gegenüber anderen Substanzen aufweist
An sich ist es bereits bekannt, Siliconharze mit Füllstoffen, wie Glas, Glimmer, Asbest zu versetzen, um Elektroisoliermaterial herzustellen. Dabei ist es auch bekannt Pigmente (Zn, Al, Eisenoxide) zu verwenden. Solche Überzüge weisen elektrische Heizöfen, Bügeleisen und dergleichen auf.
Darüber hinaus ist es auch bekannt, Silicontrennmittel in Form von Ölen und Emulsionen als Gleitmittel und Formentrennmittel in der Kunststoff- und Metallindustrie sowie im Backgewerbe zu verwenden.
Das erfindungsgemäße Aluminiumerzeugnis ist besonders vorteilhaft als Aluminiumfolie insbesondere zu Haushaltszwecken zu verwenden, um Gegenstände, vor allem Nahrungsmitte!, zu verpacken, wenn diese zum Beispiel in Gefriertruhen längere Zeit aufbewahrt oder gebraten werden sollen. Trotz der starken Biege- und Knickbeanspruchungen solcher dünner Aluminiumfoliert einer Foliendicke zwischen 12 und 25 pm und einer Überzugsdicke von insbesondere 0,1 bis 1 μπι, vor allem zwischen 0r3 und 0,4 μπι, besteht nicht die Gefahr, daß der Überzug von der Aluminiumfolie abreißt und besteht auch nicht die Gefahr, daß beim Auswickeln des verpackten Gutes Teile davon an der mit dem Überzug guter Trennfähigkeit versehenen Aluminiumfolie anhaften.
Der Überzug nach der Erfindung übt auch keine die Gesundheit gefährdenden Einflösse auf damit in Kontakt gebrachte Lebensmittel aus und kann daher als den amtlichen Lebensmittel-Schutzbestimmungen entsprechend bezeichnet werden. In Anbetracht der außerordentlich dünnen Oberzugsschichtstärke wird auch nur sehr wenig Oberzugsmaterial verwendet, weshalb das erfindungsgemäße Aluminiumerzeugnis nur vertretbar höhere Herstellungskosten als ein überzugsloses Aluminiumerzeugnis verursacht
ίο Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß das sogenannte »Blocken« vermieden werden kann, das bisher ein Aufrollen von bandförmigen Aluminiumfolien oftmals unmöglich machte, da die aneinander anliegenden Teile infolge ihrer äußerst glatten Oberflächen und der oberflächenaktiven Kräfte sehr stark aneinander anhafteten, weshalb man bisher vielfach zusätzliche dünne Papierlagen zwischen die aufgewickelten Aluminiumlagen einwickelte. Die Erfindung/Neuerung vermeidet solche Papierzwischenlagen.
Nach einer anderen Ausbildung der Erfindung wird das Alumininmenzeugnis als Aluminiumband einer Bandstärke zwischen 0,04 und 0,15 mr zum Auslegen von Behältern verwendet die vor allem cn Haushalt zur Aufbewahrung von Lebensmitteln, Genußmitteln und dergleichen verwendet werden. Solche Aluminiumbänder oder auch die oben erwähnten Aluminiumfoiien werden auch zum Überziehen von Backblechen, Backformen oder dergleichen verwendet und es hat sich gezeigt, daß selbst solche Teige nach dem Ausbacken nicht mehr am Aluminiumerzeugnis anhaften, die sonst bei üblichen Backblechen »oder auch bei Aluminiumerzeugnissen ohne oder mit üblichen Silicon-Überzügen nicht so leicht von diesen trennbar sind, so daß Reste des Backgutes daran kleben blieben und bestimmte Backformen nicht originalgetreu hergestellt werden konnten. Derartige Bänder sind auch durch einfache Verformungsverfahren selbst zu Backformen und dergleichen nach Art von Wegwerfbehältern herstellbar, ohne daß dabei die Überzugsschicht beeinträchtigt wird oder gar abblättert
Dies ist besonders für solche Formen wichtig, die sehr scharf geknickte Rillen, Wellen oder dergleichen aufweisen und insbesondere auch als Pralinenformen verwendet werden. Bisher war es oft schwierig, die in solchen kleinen Behältern eingeformte Pralinenmasse, vor allem Marzipan und ähnlich pastöses Gut, rückstandsfrei beim Verzehr auszuformen. Durch die - Erfindung werden solche Nachteile vermieden.
Auch andere Aluminiumerzeugnisse, wie Fertigbehälter, Menüschalen, und dergleichen, eignen sich mit der erfindungsgemäßen Beschichtung vorzüglich zur Aufbewahrung der verschiedenartigsten Massen, die beim Verbrauch rückstandsfrei aus den Behältern ohne Schwierigkeiten entnommen werden sollen.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht auch
darin, daß der Überzug selbst bei hohen Temperaturen, wie diese beim Becken, Braten und dergleichen auftreten, nicht beeinträchtigt wird.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung besteht das Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumerzeugnisses darin, daß die mit der micronisierten porösen Kieselsäure versetzte Mischung der Ausgangsstoffe unmittelbar auf eine Oberfläche des Alumipiumerzeugnisses aufgebracht und anschließend bei Tempe* raturen zwischen 80 und 250°C eingebrannt wird. Es empfiehlt sich, die Siliconharzkomponente zuerst in Lösungsmittel zu lösen, dann den Katalysator einzurühren und danach einen Verzögerer zuzumischen. Erst
hiernach wird das Siliciumdioxid — kurz vor der Applikation — in die vorbereitete Mischung eingerührt.
Das Auftragen der Überzugsmasse wird nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung durch Rasterwalzen vorgenommen, die auf der glatten Fläche des Aluminiumerzeugnisses sich abwälzen und auf diese Fläche die in den Rasternäpfchen befindliche Menge der Überzugsmasse aufdrucken. Hierbei empfiehlt es sich, solche Rasterwalzen zu verwenden, die eine Linienzahl/cm von 100 aufweisen.
Eine besonders günstige Mischung zur Herstellung des Haftungsverminderungsbeschichtungsmittels des Überzuges besteht darin, daß
1 Gewichtsteil Siliconharz
0,! Gewichtsteil Katalysator
0,045 Gewichtsteile Siliciumdioxid
8,15 Gewichtsteile Lackbenzin als Lösungsmittel
0,75 Gewichtsteile Isopropanol als Verzögerer
innig gemischt werden.
Im folgenden werden Beispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt
Fig. 1 die schematische Ansicht einer aus einem Aluminiumband gepreßten Wegwerf-Backform;
Fig. 2 eine entsprechende Wegwerf-Back- bzw. Keksform;
Fig. 3 eine entsprechende Einfüll- und Aufbewahrungsform für Marzipan oder Prailinenmasse;
F i g. 4 schematisch eine zu Haushaltszwecken und dergleichen verwendete Aluminiumfolie, bei der ein Teil von der Folienrolle abgerollt ist; und
F i g. 5 einen vergrößerten Teil-Querschnitt durch die erfindungsgemäße Aluminiumfolie.
Sämtliche Aluminiumerzeugnisse der Fig. 1, 2, 3 und 4 weisen gemäß F i g. 5 neben dem Aluminiumgrundkörper 1 in Form einer Folie, eines Bandes oder eines noch dickwandigeren Gegenstandes einen Überzug 2 auf, der insbesondere an einer Seite des Grundkörpers 1 angebracht ist. jedoch auch an der anderen Seite angeordnet sein kann, falls der Eiedarf besteht, daß der Grundkörper I an beiden Seiten mit Produkten in Berührung gelangt, die später rückstandsfrei leicht wieder von dem Aluminiumerzeugnis abgenommen werden sollen. Der Überzug 2 besteht aus mit Silicagel bzw. Siliciumdioxid gefülltem Siliconharz und ist auf die nachfolgend noch beschriebene Weise auf der Aluminiumoberfläche aufgebracht und ohne vorherige Zwischenbehandlung so fest mit dem Aluminiumkörper 1 verbunden, daß selbst Verformungen desselben und die Anwendung großer Hitze, wie sie beim Braten und Becken auftritt, nicht zu einem Ablösen des Überzugs 2 oder Teilen desselben vom Aluminiumgrundkörper 1 führen.
Dies ist besonders wichtig bei solchen Aluminiumer-Zeugnissen, die wie bei den Backformen nach F i g. 1 und 2 aus Aluminiumband einer Dicke von C,04 bis 0,15 mm durch Verformen hergestellt s'nd und teilweise sehr geringe Biegungsradien aufweisen, deren Herstellung eine erhebliche Verformung bedingt und in der Regel eine große Delaminierungsgefahr verursacht. Erheblicher sind die Beanspruchungen bei der in F i g. 4 dargestellten Aluminiumfolie mit einer Schichtdicke von 12 bis 25 μιη. die in der Art von Papier gebogen und sogar geknickt werden kann, ohne daß dabei der Überzug 2 absplittern soil.
Der Überzug 2 macht auch Zwischenlagen von Seidenpapier und dergleichen Trennmittel beim Aufrollen der beispielsweise in F i g. 3 dargestellten Folienrolle überflüssig, da er gleichzeitig als »Antibackmittel« wirkt, wie oben bereits beschrieben wurde. Außerdem wird die Tendenz zum axialen Verschieben der -, Rollenwindungen, d. h. das sogenannte Teleskopieren der Rolle, wesentlich vermindert.
Die Herstellung erfolgt zum Beispiel folgendermaßen:
Eine weichgeglühte Reinaluminiumfolie von 20 μιη ίο Dicke wird mittels Rasterwalzen mit einer Linienzahl/cm von 100 im Tiefdruckverfahren mit einem haftungsvermindernden Beschichtungsmittel bedruckt bzw. so beschichte! daß nach Trocknen und Aushärten des filmartig dünnen Filmüberzugs eine Menge von 0,05 r, bis I g vorzugsweise von 0,2 bis 0,5 g je Quadratmeter aufgetragen ist.
Das haftungsvermindernde Beschichtungsmittel selbst wird folgendermaßen hergestellt:
45 I, das entspricht 32,6 kg des Lösungsmittels, in der
>0 Regel Lackut;n£in, für' uic SiiiCGfiuärZKumpOnCniC WiMj in einem Gefäß vorgelegt. 4 kg der Siliconharzkomponente wird im Lösungsmittel gelöst. Nunmehr wird 0,4 kg des betreffenden Katalysators verwendet. Hierauf werden 3 kg Isopropanol zugemischt, das als
.η Verzögerer dient, damit eine genügende Topfzeit erreichbar ist. Kurz vor der Applikation, d. h. dem Auftragen des Beschichtungsmittels auf die Aluminiumfolie, werden 0,18 kg des Silicagels mit dem Schnellrührer beigt.nischt und wird diese das haftungsvermindern-
jo de Beschichtungsmittel bildende Gesamtmischung laufend gerührt, um ein Absetzen des Siliciumdioxids zu verhindern. In G^w.-% ausgedrückt besteht die Mischung aus
3= 9,95% Siliconharzkomponente
0,99% Katalysator
0,45% Silicagel
81,16% Lösungsmittel
7,46% Isopropanol.
Die Topfzeit dieses Beschichtungsmittel beträgt ein bis zwei Tage.
Nach dem Auftragen der Mischung auf die Aluminiumfolie wird Jas haftungsvermindernde Beschichtungs-
4i mittel 10 bis 40 s bei einer Temperatur zwischen 80 und 250° C, vorzugsweise im Bereich von 150-180° C, getrocknet und chemisch gehärtet, worauf der Überzug ohne besondere Vorbehandlung der Aluminiumfolie physikalisch fest an dieser haftet
Die hervorragenden Trenneigenschaften des erfindungsgemäßen Aluminiumerzeugnisses wurden mit folgenden Ergebnissen ermittelt Dabei wurde ein zu einer Schale etwa gemäß F i g. 1 gepreßtes Aluminiumband einer Bandstärke von 80 μπι mit einem Überzug der obengenannten Art von 0,7 g/m2 verwendet Auf eine glatte Fläche dieses Alurniniumerzeugnisses an der beschichteten bzw. mit dem Überzug versehenen Seite wurde ein 19 mm breites Klebband 24 Stunden aufgeklebt und anschließend nach Zuschneiden auf
bo 15 mm Streifen mit einer Zugprüfmaschine auf Schälfestigkeit untersucht und zwar mit einem Abschälwinkel von 90° und einer Geschwindigkeit von 100 mm/min. Während der betreffende Aluminiumartikel ohne Überzug 220 g und ein mit einem Trennöl versehener
h5 entsprechender Artikel 155 g ergaben, betrug die Schälfestägkeit des erfindungsgemäßen Artikels praktisch 0 g.
Anschließend wurde ein Backversuch durchgeführt,
und zwar mit einem solchen Teig, der üblicherweise schwierig aus den Backformen auszuformen ist. Bei einer Temperatur von 220°C wurde 1,5 Stunden ein Schmelzbrötliteig gebacken. Nach dem Erkalten ließen sich die Kekse aus der erfindungsgemäßen Wegwerf-Backform, die innen mit dem haftungsvermindernden Überzug versehen war, leicht und rückstandslos entnehmen, während das Ausformen sogar aus mit Trennt.'· versehenen, jedoch überzugsfreien entsprechenden Wegwerf-Backformen aus Aluminium nur schwer herausnehmen ließen. Darüber hinaus verblieben bei der bekannten Backform, insbesondere am Boden und in den Ecken der Backform Keksbrocken.
Da der Überzug aus lebensmittelrechtlich zugelassenen Siliconharzen einschließlich des entsprechenden
Katalysators besteht und auch das Silicagel keine gesundheitsbeeinträchtigenden Wirkungen in Verbindung mit dem Überzug ausübt, können die erfindungsgemäßen Aluminiumerzeugnisse auch bei Anwendung der verhältnismäßig hohen Back- und Brattemperaturen oder bei verhältnismäßig niedrigeren Temperaturen (Gefrierschrank) als den Lebensmittelzulassungsbestimmungen entsprechend angesehen werden. Die bei obengenanntem Beispiel verwendete Siliconharzkomponente und der beschriebene Katalysator sind auch vom Deutschen Bundesgesundheitsamt wie viele andere Siliconharztypen für solche Zwecke zugelassen, die mit Nahrungs-, Lebens- und Genußmitteln in Berührung gelangen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:
1. LebenspUtelgerechtes Aluminiumhalbzeug, das mindestens an einer Seite mit einem als Trennmittel dienenden Siliconprodukt überzogen ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Siliconprodukt aus Siliconharz besteht, das mit einem Füllstoff versehen ist, der mikronisierte, poröse Kieselsäure mit einer mittleren Teilchengröße zwischen 1 und 30 μτη aufweist
2. Aluminiumhalbzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliconharz einen Füllstoffanteil zwischen 1 und 10% hochporösen Siliciumdioxid aufweist
3. Aluminiumhalbzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke des aus Siliconharz bestehenden Oberzugs (2) auf der Aluminiumoberfläche zwischen 0,2 und 1 μπι beträgt
4. Aluminiumhalbzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Silicocbarz Pigmente als färbende Füllstoffe aufweist
5. Verwendung eines Aluminiumhalbzeugs nach einem der Ansprüche 1 —4 zu Brat- und Backzwekken in Form von Aluminiumblech oder Aluminiumfolie.
6. Verwendung eines Alumuiiumhalbzeuges nach einem der Ansprüche 1 —4, in Form eines Behälters zum Eingießen und Aufbewahren von pastösen oder flüssigen Nahrungs- und Genußmitteln, Kosmetika und Heilmitteln.
7. VerweihJung eines Aluminiumhalbzeugs nach einem der Ansprüche +,—4, in vorm einer Folie oder eines Behälters zum Aufbewahren von pastösen oder flüssigen Nahrungs- und Oenußmitteln, Kosmetika und Heilmitteln in der Tiefkühlkette.
8. Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumhalbzeuges nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Siliciumdioxid versetzte Mischung der Ausgangsstoffe des Siliconprodukts unmittelbar auf eine Oberfläche des Aluminiumhalbzeuges aufgebracht und anschließend bei Temperaturen zwischen 80 und 250° C eingebrannt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Siliciumdioxid versetzte Mischung mittels Walzen aufgetragen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Siliciumdioxid versetzte so Mischung mittels Rasterwalzen auf die glatte Fläche des Aluminiumhalbzeuges aufgedruckt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Rasterwalzen mit einer Linienzahl/cm von 100 verwendet werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8—11, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliconharzkomponente im Lösungsmittel gelöst, dann der Katalysator eingerührt und danach ein Verzögerer zugemischt wird, und daß das Siliciumdioxid erst kurz vor der eo Applikation in die vorbereitete Mischung eingerührt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Zusammensetzung an Ausgangsmaterialien für den Überzug verwendet wird:
0,045 Gew.-Teile Siliciumdioxid
8,15 Gew.-Teile Lösungsmittel, insbesondere
Lackbenzin . 0,75 Gew.-Teile Verzögerer, insbesondere Isopro-
panol
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