EP0230903B1 - Verfahren zur Reinigung von Aluminiumbehältern - Google Patents

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EP0230903B1
EP0230903B1 EP87100373A EP87100373A EP0230903B1 EP 0230903 B1 EP0230903 B1 EP 0230903B1 EP 87100373 A EP87100373 A EP 87100373A EP 87100373 A EP87100373 A EP 87100373A EP 0230903 B1 EP0230903 B1 EP 0230903B1
Authority
EP
European Patent Office
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rinsing
solution
treatment
aluminum
process according
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP87100373A
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English (en)
French (fr)
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EP0230903A2 (de
EP0230903A3 (en
Inventor
Thomas H. Fick
Samuel T. Farina
Peter F. King
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel Corp
Original Assignee
Henkel Corp
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Publication date
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Priority to AT87100373T priority Critical patent/ATE75783T1/de
Publication of EP0230903A2 publication Critical patent/EP0230903A2/de
Publication of EP0230903A3 publication Critical patent/EP0230903A3/de
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Publication of EP0230903B1 publication Critical patent/EP0230903B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/12—Light metals
    • C23G1/125—Light metals aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/14—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with alkaline solutions
    • C23G1/22—Light metals

Definitions

  • the invention relates to a process for cleaning aluminum containers with the aid of alkaline cleaning solutions and subsequent rinsing with an aqueous solution, and to the use thereof as a pretreatment of aluminum containers before the application of conversion coatings.
  • Aluminum containers have found widespread use and are used in particular for packaging food and beverages, such as soft drinks and beer. It is common practice in the manufacture of such containers to first punch round disks from aluminum sheet, to bring them into a preliminary cup shape with suitable devices and finally to deform them in one or more stages by pulling and smoothing them into the final can. The cans are then trimmed and subjected to various cleaning and treatment stages. The conclusion is usually the application of an inner varnish and a decorative outer coating.
  • various lubricants and cooling lubricants are used which - together with fine metal particles that are formed during the shaping process - remain in certain quantities. It is essential that such lubricant residues and metal particles are removed before the containers are subjected to further treatment.
  • the type and thoroughness of the rinsing after the cleaning treatment is also of crucial importance for a possible taste impairment, but also the appearance of the surface.
  • the detergent solution adhering to the aluminum container and added to the rinsing stage must be practically completely removed.
  • the prior art includes a process for cleaning aluminum containers using alkaline ones Detergent solutions and subsequent water rinsing, in which one works in the rinsing stage with circulating rinsing water, which is kept approximately neutral to acidic by pH control (EP - A2 - 181 673).
  • this method has considerable advantages, particularly with regard to the consumption of rinsing water, the desired advantages with regard to the cleanliness of the containers and their mobility in the transport device of the treatment system and on the way from there to the further production stages, such as printing etc., cannot be achieved on a regular basis.
  • EP-A-0 157 382 describes a process for cleaning aluminum surfaces with acidic, aqueous cleaning solutions or cleaning solutions suitable therefor, which contain a soluble boron compound and a soluble fluorine compound, the boron content compared to the free fluoride content being greater than the stoichiometric requirement corresponds to the formation of BF4- and which has a pH of ⁇ 3.5.
  • the cleaning solution contains at least 10 ppm free fluoride, the stoichiometric excess of boron compared to the free fluoride is at least 4 ppm.
  • FR-A-2 147 336 describes a process for removing oxide and dirt layers by bringing the layer to be cleaned into contact with an acidic, aqueous solution which contains between 5 and 21 g ions / l iron ions, 0.5 to 2, Contains 0 g ions / l fluoride ions and 0.05 to 3.0 g / l thiourea, the pH of the solution being between 0.1 and 1.8. After applying the solution, the treated surface is rinsed with water.
  • WO 85/01302 describes a method for producing clean surfaces of aluminum and aluminum alloys before gluing or applying paint to these surfaces.
  • the surface is first cleaned with alkali, washed with hot water and then etched with an acid (sulfuric acid containing fluoride ions). It is then washed again with water and then coated with a chromate-phosphate layer, after which the surface is washed again.
  • an acid sulfuric acid containing fluoride ions
  • US-A-3 634 262 describes a composition for the treatment of aluminum and aluminum alloy surfaces which are suitable for subsequent further treatment processes.
  • the composition consists essentially of a dry mixture of 5 to 20 wt .-% of a compound selected from alkali metal peroxodiphosphate, alkaline earth metal peroxodiphosphate and ammonium peroxodiphosphate.
  • the composition further consists of 77 to 95% by weight of an acidic salt of sulfuric acid and between 0 and 3.0% by weight of a water-soluble fluoride salt.
  • the aluminum or aluminum alloy object is soaked in an aqueous solution of the composition for 1 to 10 minutes at a temperature of from 15.5 ° C (60 ° F) to 76.7 ° C (170 ° F) treated.
  • the pH of this solution is not more than 3.
  • the object of the invention is to provide a method for cleaning aluminum containers, which regularly leads to aluminum containers which have a high level of purity and which, owing to their great mobility, permit high throughputs, in particular also in a printing device which may be connected downstream.
  • the object is achieved by designing the method of the type mentioned at the outset in accordance with the invention in such a way that the aluminum containers treated with alkaline cleaning solution are rinsed in at least one stage with a solution whose pH is set at ⁇ 2.5.
  • a preferred development of the method according to the invention provides for rinsing with an acidic aqueous solution before treatment with alkaline cleaning solution. This measure already allows a considerable part of the contamination on the aluminum container consisting of fine aluminum particles and organic residues to be removed, so that the subsequent step of the alkaline cleaning is less stressed.
  • the method according to the invention can be used with particular advantage if the aluminum containers are cleaned with a cleaning solution which, in addition to alkaline components, contains a complexing agent and at least one surfactant with an HLB number of at least 12 and a pH of at least 10.
  • the alkaline reaction can occur in this cleaning solution Part of alkali or alkaline earth borate, carbonate, hydroxide or phosphate and mixtures thereof.
  • Alkali hydroxide and carbonate are the preferred ingredients.
  • concentration must be sufficient to remove the aluminum particles on the container surface, but on the other hand it must not cause excessive etching of the aluminum surface. The result must be a clean, shiny appearance of the surface.
  • the pH value which is limited to 10, can go up to around 13 depending on the nature of the container surface. It is preferably in the range from 11.5 to 12.5.
  • the concentration is usually between 0.05 and 10 g / l, preferably between 0.4 and 3.5 g / l.
  • the complexing agent must be soluble in the cleaning solution and compatible with the other components. He must also be able to complexly bind the ions in the solution to the extent that the formation of troublesome precipitates is avoided.
  • Sugar acids such as gluconic acid or glucoheptanoic acid, citric acid, ethylenediaminetetraacetic acid, tartaric acid or salts of these acids and sodium tripolyphosphate are particularly suitable as complexing agents.
  • the concentration of the complexing agents is usually in the range from 0.01 to 5 g / l, preferably in the range from 0.05 to 1 g / l.
  • the HLB number of the surfactant is a measure of the size and strength of the hydrophilic surfactant component in relation to the lipophilic surfactant component (cf. Römpps Chemie-Lexikon, Franckh'sche Verlagsbuch Kunststoff, Stuttgart, 8th edition, page 1715).
  • All of the aforementioned surfactants can be used individually or in combination. Their concentration should usually be 0.003 to 5 g / l, preferably 0.02 to 1.0 g / l.
  • This cleaning solution is applied as usual by e.g. Flooding, dipping or spraying at temperatures of about 15 to 65 ° C, preferably 32 to 54 ° C, for a period of time that ensures the purity of the aluminum surface.
  • Another advantageous embodiment of the invention provides for rinsing the aluminum containers treated with alkaline cleaning solution in several stages.
  • the second stage should then be operated with an aqueous solution adjusted to a pH ⁇ 2.5.
  • a water rinse which can be multi-stage and equipped with countercurrent flow of the rinse water.
  • the final rinse is carried out regularly with deionized water.
  • the conditions with which the water rinse is carried out should correspond to those of the acid rinse with regard to the type and temperature of treatment. Flushing in the syringe is particularly advantageous.
  • Common organic or inorganic acids are suitable for adjusting the pH of the acidic rinsing solution. It is particularly expedient to use sulfuric acid and / or hydrofluoric acid.
  • the presence of fluoride ions in sufficient quantities has the advantage that the mobility of the aluminum containers is further increased and the suppression or removal of any discoloration is promoted.
  • a further advantageous embodiment of the invention consists in rinsing with an aqueous acidic solution which contains fluoride ions.
  • the fluoride levels can be up to 1000 ppm. Under special circumstances, if the concentrations are too high, caustic phenomena can occur, so that 200 ppm should not be exceeded. It is particularly expedient to keep the fluoride concentration below 100 ppm. In general, 40 ppm or less is sufficient.
  • the aforementioned fluoride contents or concentrations refer to free fluoride.
  • the fluoride can also be introduced via soluble simple or complex Fluoride compounds are made.
  • the required pH value may then be adjusted with other acids, for example with sulfuric acid.
  • the aluminum containers are dried after the rinsing treatment, usually also painted, printed or otherwise provided with decorative coatings.
  • Conversion coatings greatly improve the mobility of the containers (rotation, sliding against each other) as they pass through the treatment plant and through the subsequent production stages and also increase the corrosion resistance.
  • Conversion coatings of this type can be produced, for example, from solutions based on chromium phosphate or titanium, zirconium and hafnium fluoride with or without additional tannin content. Examples of processes for forming such conversion coatings are given in US Pat. Nos. 4,017,334, 4,054,466 and 4,338,140.
  • the aforementioned drying, painting, etc. usually follows, depending on the type of process, after a previous rinsing treatment.
  • the printing device could be operated with full performance and a perfect result.
  • the pH of the aqueous washing-up liquid was increased from 2.5 to 5 in the third stage, the mobility of the aluminum cans was reduced, so that the performance of the printing device had to be reduced to 710 cans per minute if its perfect operation was ensured should.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Aluminiumbehältern mit Hilfe von alkalischen Reinigerlösungen und anschließende Spülung mit wäßriger Lösung sowie dessen Anwendung als Vorbehandlung von Aluminiumbehältern vor dem Aufbringen von Konversionsüberzügen.
  • Aluminiumbehälter haben weite Verbreitung gefunden und finden insbesondere zur Verpackung von Nahrungsmitteln und Getränken, wie alkoholfreie Getränke und Bier, Verwendung. Gängige Praxis bei der Herstellung derartiger Behälter ist es, zunächst aus Aluminiumblech runde Scheiben zu stanzen, diese mit geeigneten Vorrichtungen in eine vorläufige Napfform zu bringen und schließlich in einer oder mehreren Stufen durch Ziehen und Glätten zur endgültigen Dose zu verformen. Danach werden die Dosen besäumt und verschiedenen Reinigungs- und Behandlungsstufen unterworfen. Den Abschluß bildet üblicherweise die Aufbringung eines Innenlackes und eines dekorativen Außenüberzugs.
  • Zur Erleichterung des vorgenannten Verfahrensganges mit Walzen, Stanzen, Ziehen und Glätten werden verschiedene Schmiermittel und Kühlschmierstoffe eingesetzt, die - zusammen mit feinen Metallteilchen, die während des Verformungsvorganges gebildet werden - in gewissen Mengen zurückbleiben. Es ist wesentlich, daß derartige Schmiermittelreste und Metallteilchen entfernt werden, bevor die Behälter einer weiteren Behandlung unterworfen werden.
  • Zu diesem Zweck gibt es zahlreiche saure oder alkalische Reiniger. Obgleich diese Reiniger im Hinblick auf die Rückstandsentfernung durchaus wirksam sind, ergeben sich häufig Probleme bezüglich einer Geschmacksbeeinträchtigung des Behälterinhalts. Dieses Problem ist insbesondere deswegen ärgerlich, weil es nur gelegentlich und in unvorhersehbarer Weise auftritt und dann zur Zurückweisung ganzer Dosen-Chargen wegen Beeinträchtigung des Doseninhalts führt. Die eigentlichen Gründe für das plötzliche Auftreten derartiger Geschmacksbeeinträchtigungen sind nicht bekannt. Eine etwas spekulative Vermutung geht dahin, daß von der Reinigung und einer eventuellen chemischen Behandlung verbleibende Rückstände zu dem fraglichen Problem führen. Anpassungen bzw. Veränderungen der Konzentration der wirksamen Bestandteile der Reinigerlösung sind insoweit ohne Wirkung. Außerdem sind der Größe der Veränderung der Konzentrationen der wirksamen Bestandteile Grenzen gesetzt, da sie zu nachteiligen Auswirkungen bezüglich der Aluminiumoberflächen führen, z.B. einem unerwünschten matten Aussehen.
  • Von wesentlicher Bedeutung für eine eventuelle Geschmacksbeeinträchtigung, aber auch das Aussehen der Oberfläche, ist zudem die Art und Gründlichkeit der Spülung nach der Reinigungsbehandlung. Dabei muß insbesondere die dem Aluminiumbehälter anhaftende und in die Spülstufe eingetragene Reinigerlösung praktisch vollständig entfernt werden.
  • Zum Stand der Technik gehört ein Verfahren zur Reinigung von Aluminiumbehältern mit Hilfe von alkalischen Reinigerlösungen und anschließende Wasserspülung, bei dem man in der Spülstufe mit im Kreislauf geführtem Spülwasser, das durch pH-Wert-Kontrolle etwa neutral bis sauer gehalten wird, arbeitet (EP - A2 - 181 673). Obgleich dieses Verfahren insbesondere auch im Hinblick auf den Spülwasserverbrauch beträchtliche Vorteile besitzt, sind nicht regelmäßig die erwünschten Vorteile hinsichtlich Reinheit der Behälter und deren Beweglichkeit in der Transporteinrichtung der Behandlungsanlage sowie auf dem Weg von dort zu den weiteren Fertigungsstufen, wie Bedrucken etc., erzielbar.
  • EP-A-0 157 382 beschreibt ein Verfahren zur Reinigung von Aluminiumoberflächen mit sauren, wäßrigen Reinigungslösungen bzw. hierfür geeigneten Reinigungslösungen, die eine lösliche Borverbindung und eine lösliche Fluorverbindung enthalten, wobei der Borgehalt gegenüber dem Gehalt an freiem Fluorid größer ist als dem stöchiometrischen Bedarf zur Bildung von BF₄- entspricht und die einen pH-Wert von < 3,5 aufweist. Die Reinigungslösung enthält mindestens 10 ppm freies Fluorid, der stöchiometrische Borüberschuß gegenüber dem freien Fluorid beträgt mindestens 4 ppm.
  • FR-A-2 147 336 beschreibt ein Verfahren zur Entfernung von Oxid- und Schmutzschichten durch das In-KontaktBringen des zu reinigenden Schicht mit einer sauren, wäßrigen Lösung, die zwischen 5 und 21 g Ionen/l Eisenionen, 0,5 bis 2,0 g Ionen/l Fluoridionen und 0,05 bis 3,0 g/l Thioharnstoff enthält, wobei der pH der Lösung zwischen 0,1 und 1,8 beträgt. Nach der Anwendung der Lösung wird die behandelte Oberfläche mit Wasser gespült.
  • WO 85/01302 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von sauberen Oberflächen von Aluminium und Aluminiumlegierungen vor dem Bekleben oder dem Anbringen von Farbe auf diesen Oberflächen.
  • Die Oberfläche wird hierzu zunächst mit Alkali gereinigt, mit heißem Wasser gewaschen und anschließend mit einer Säure (Fluoridionen enthaltende Schwefelsäure) geätzt. Danach wird wiederum mit Wasser gewaschen und anschließend mit einer Chromat-PhosphatSchicht überzogen, wonach die Oberfläche erneut gewaschen wird.
  • US-A-3 634 262 beschreibt eine Zusammensetzung zur Behandlung von Aluminium und Aluminiumlegierungsoberflächen, die für nachfolgende Weiterbehandlungsverfahren geeignet sind. Die Zusammensetzung besteht hierbei im wesentlichen aus einer trockenen Mischung von 5 bis 20 Gew.-% einer Verbindung ausgewählt aus Alkalimetallperoxodiphosphat, Erdalkalimetallperoxodiphosphat und Ammoniumperoxodiphosphat. Die Zusammensetzung besteht des weiteren aus 77 bis 95 Gew.-% eines sauren Salzes der Schwefelsäure und zwischen 0 und 3,0 Gew.-% eines wasserlöslichen Fluoridsalzes. In dem ebenfalls in dieser Druckschrift beschriebenen Verfahren zur Reinigung der Aluminium- und Aluminiumlegierungsoberflächen wird der Aluminium- oder Aluminiumlegierungsgegenstand in einer wäßrigen Lösung der Zusammensetzung für 1 bis 10 min bei einer Temperatur von 15,5 °C (60 °F) bis 76,7 °C (170 °F) behandelt. Der pH dieser Lösung beträgt dabei nicht mehr als 3.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Reinigung von Aluminiumbehältern bereitzustellen, das regelmäßig zu Aluminiumbehältern führt, die eine hohe Reinheit aufweisen und - infolge ihrer großen Beweglichkeit - hohe Durchsätze, insbesondere auch in einer gegebenenfalls nachgeschalteten Bedruckunosvorrichtung, zulassen.
  • Die Aufgabe wird gelöst, indem das Verfahren der eingangs genannten Art entsprechend der Erfindung derart ausgestaltet wird, daß man die mit alkalischer Reinigerlösung behandelten Aluminiumbehälter in mindestens einer Stufe mit einer Lösung, deren pH-Wert auf ≦ 2,5 eingestellt ist, spült.
  • Aufgrund der pH-Wert-Einstellung von ≦ 2,5 in der wäßrigen Lösung gelingt es, die auf den Aluminiumbehälter nach der alkalischen Reinigung häufig auftretende Braun- bzw. Gelb-Verfärbung zu vermeiden und die Beweglichkeit der Behälter erheblich zu verbessern. Eine derartige Verfärbung tritt insbesondere dann auf, wenn es aus unvorhersehbaren Gründen zu einem Stillstand der Behandlungsanlagen für die Aluminiumbehälter kommt. Der Grund für die erzielte verbesserte Beweglichkeit der Aluminiumbehälter auf Transporteinrichtungen und gegeneinander liegt nach dem derzeitigen Kenntnisstand in der Entfernung des während der alkalischen Reinigung gebildeten Aluminiumoxidfilms.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, vor der Behandlung mit alkalischer Reinigerlösung mit einer sauren wäßrigen Lösung zu spülen. Durch diese Maßnahme läßt sich bereits ein erheblicher Teil der auf dem Aluminiumbehälter befindlichen, aus feinen Aluminiumteilchen und organischen Rückständen bestehenden Verunreinigung entfernen, so daß die nachfolgende Stufe der alkalischen Reinigung weniger stark belastet wird.
  • Besonders wirksam ist es, vor und/oder nach der Behandlung mit alkalischer Reinigerlösung mit einer wäßrigen Lösung zu spülen, deren pH-Wert auf etwa 2 eingestellt ist.
  • Dabei empfiehlt es sich, die Temperatur der Lösung auf < 65,6°C, insbesondere 32,2 bis 54,4°C, einzustellen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere mit Vorteil einsetzbar, wenn die Aluminiumbehälter mit einer Reinigerlösung gereinigt werden, die neben alkalisch reagierenden Bestandteilen einen Komplexbildner und wenigstens ein Tensid mit einer HLB-Zahl von wenigstens 12 enthält und einen pH-Wert von wenigstens 10 aufweist.
  • In dieser Reinigerlösung kann der alkalisch reagierende Bestandteil Alkali- oder Erdalkaliborat, -carbonat, -hydroxid oder -phosphat sowie Mischungen hiervon sein. Alkalihydroxid und -carbonat sind die bevorzugten Bestandteile. Deren Konzentration muß einerseits ausreichen, um die auf der Behälteroberfläche befindlichen Aluminiumteilchen zu entfernen, darf andererseits jedoch keine übermäßige Ätzung der Aluminiumoberfläche hervorrufen. Im Ergebnis muß ein sauberes glänzendes Aussehen der Oberfläche resultieren. Der pH-Wert, der nach unten mit 10 begrenzt ist, kann je nach Beschaffenheit der Behälteroberfläche bis etwa 13 gehen. Vorzugsweise liegt er im Bereich von 11,5 bis 12,5. Die Konzentration liegt üblicherweise zwischen 0,05 und 10 g/l, vorzugsweise zwischen 0,4 und 3,5 g/l.
  • Der Komplexbildner muß in der Reinigerlösung löslich und mit den anderen Bestandteilen verträglich sein. Er muß ferner in der Lage sein, die in der Lösung befindlichen Ionen in dem Maße komplex zu binden, daß die Bildung von störenden Niederschlägen vermieden wird. Als Komplexbildner besonders geeignet sind Zuckersäuren, wie Gluconsäure oder Glucoheptansäure, Zitronensäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Weinsäure bzw. Salze dieser Säuren und Natriumtripolyphosphat. Die Konzentration der Komplexbildner liegt üblicherweise im Bereich von 0,01 bis 5 g/l, vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 1 g/l.
  • Die HLB-Zahl des Tensids ist ein Maß für die Größe und Stärke der hydrophilen Tensidkomponente im Verhältnis zur lipophilen Tensidkomponente (vgl. Römpps Chemie-Lexikon, Franckh'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, 8. Auflage, Seite 1715). Durch Wahl von Tensiden mit einer HLB-Zahl von wenigstens 12 und vorzugsweise maximal 15 wird eine wirksame Entfernung von Schmiermitteln und organischen Verunreinigungen, die insbesondere von der Verformung und Glättung der Aluminiumbehälter herrühren, erzielt. Außerdem wird die Bildung von Weißrost inhibiert. Bei Verwendung von Tensiden mit einer HLB-Zahl von über 15 sind in der Regel größere Konzentrationen erforderlich, wenn eine vollständige Reinigung erzielt und eine Wiederabscheidung von Verunreinigungen auf der Behälteroberfläche vermieden werden sollen.
  • Geeignete Tenside sind beispielsweise solche, deren hydrophobe Gruppe von Alkylphenol, geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkoholen sowie Propylenglykol/Propylenoxid-Polymerisaten gebildet werden. Der hydrophile Bestandteil kann von Ethylenoxidgruppen, deren Endgruppen gegebenenfalls veräthert oder anderweitig besetzt sind, stammen. Tenside auf Basis alkoxylierter Kohlenwasserstoffe, die besonders geeignet sind, weisen die allgemeine Formel



            R(OR')nOH



    auf, wobei
    • R
    ein Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 30 C-Atomen,
    R'
    eine Ethylen- und gegebenenfalls Propylen-Gruppierung, wobei der Ethylenanteil überwiegt, und
    n
    eine ganze Zahl von 5 bis 100
    darstellt.
  • Beispiele für besonders geeignete Tenside sind
    • Tergitol 15-5-9
    der Firma Union Carbide Corporation (ethoxylierter sekundärer Alkohol; HLB-Zahl 13,5)
    Neodol 91-8
    der Firma Shell Chemical Company (ethoxylierter linearer Alkohol; HLB-Zahl 14,1) und
    Igepal CA 630
    der Firma GAF Corporation (ethoxyliertes Octylphenol; HLB-Zahl 13,0).
  • Alle diese vorgenannten Tenside können einzeln oder in Kombination eingesetzt werden. Ihre Konzentration sollte üblicherweise 0,003 bis 5 g/l, vorzugsweise 0,02 bis 1,0 g/l, betragen.
  • Die Applikation dieser Reinigerlösung erfolgt wie üblich durch z.B. Fluten, Tauchen oder Spritzen bei Temperaturen von etwa 15 bis 65°C, vorzugsweise 32 bis 54°C, während einer Zeitdauer, die die Reinheit der Aluminiumoberfläche gewährleistet.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die mit alkalischer Reinigerlösung behandelten Aluminiumbehälter in mehreren Stufen zu spülen. Hierbei sollte dann die zweite Stufe mit einer auf einen pH-Wert ≦ 2,5 eingestellten wäßrigen Lösung betrieben werden. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wie auch bei der mit der alkalischen Reinigung unmittelbar nachgeschalteten sauren Spülung erfolgt üblicherweise eine anschließende Wasserspülung, die mehrstufig und mit Gegenstromführung des Spülwassers ausgestattet sein kann. Die Abschlußspülung erfolgt regelmäßig mit vollentsalztem Wasser.
  • Die Bedingungen, mit denen die Wasserspülung vorgenommen wird, sollten hinsichtlich Behandlungsart und -temperatur mit denen der sauren Spülung übereinstimmen. Die Spülung im Spritzen ist besonders vorteilhaft.
  • Zur Einstellung des pH-Wertes der sauren Spüllösung sind gängige organische oder anorganische Säuren geeignet. Besonders zweckmäßig ist es, Schwefelsäure und/oder Fluorwasserstoffsäure zu verwenden. Die Gegenwart von Fluoridionen in ausreichenden Mengen hat den Vorteil, daß die Beweglichkeit der Aluminiumbehälter weiter erhöht und die Unterdrückung bzw. Entfernung irgendwelcher Verfärbungen begünstigt wird. Demzufolge besteht eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung darin, mit einer wäßrigen sauren Lösung zu spülen, die Fluoridionen enthält. Die Fluoridgehalte können bis l000 ppm betragen. Unter besonderen Umständen können bei zu hohen Konzentrationen Ätzerscheinungen auftreten, so daß 200 ppm nicht überschritten werden sollten. Besonders zweckmäßig ist es, die Fluoridkonzentration unter l00 ppm zu halten. Im allgemeinen sind bereits 40 ppm und weniger ausreichend. Die vorgenannten Fluoridgehalte bzw. -konzentrationen beziehen sich auf freies Fluorid.
  • Außer durch Fluorwasserstoffsäure kann die Einbringung des Fluorids auch über lösliche einfache oder komplexe Fluoridverbindungen erfolgen. Der erforderliche pH-Wert ist dann gegebenenfalls mit anderen Säuren, beispielsweise durch Schwefelsäure, einzustellen.
  • Sofern eine weitere naßchemische Behandlung nicht beabsichtigt ist, werden die Aluminiumbehälter im Anschluß an die Spülbehandlung getrocknet, in der Regel auch lackiert, bedruckt oder anderweitig mit dekorativen Überzügen versehen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere mit Vorteil zur Behandlung von Aluminiumbehältern vor der Bildung von Konversionsüberzügen geeignet. Durch Konversionsüberzüge wird die Beweglichkeit der Behälter (Rotation, Gleitung gegeneinander) beim Durchgang durch die Behandlungsanlage und durch die nachfolgenden Fertigungsstufen stark verbessert und zudem die Korrosionsbeständigkeit erhöht. Derartige Konversionsüberzüge können beispielsweise aus Lösungen auf Basis Chromphosphat oder Titan-, Zirkon- und Hafniumfluorid mit oder ohne zusätzlichen Gehalt an Tannin erzeugt werden. Beispiele für Verfahren zur Bildung derartiger Konversionsüberzüge sind in den amerikanischen Patentschriften 4 0l7 334, 4 054 466 und 4 338 l40 gegeben.
  • Auch im Falle der vorgenannten Erzeugung von Konversionsüberzügen schließt sich üblicherweise die vorerwähnte Trocknung, Lackierung etc. an, je nach Verfahrensart nach einer vorherigen erneuten Spülbehandlung.
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele beispielsweise und näher erläutert.
    • Beispiele
  • Zur Veranschaulichung der Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens hinsichtlich der erzielbaren Beweglichkeit von Aluminiumdosen in einer Hochgeschwindigkeitsbehandlungsanlage wurden verschiedene Tests durchgeführt. Der erste dreistufige Teil der Anlage diente der Reinigung, wobei die erste Stufe der Vorreinigung mit einer wäßrigen sauren Lösung, die zweite Stufe der alkalischen Reinigung mit einem Reiniger der oben näher bezeichneten Beschaffenheit mit einem pH-Wert von ll,9 und die dritte Stufe der Spülung mit einer sauren, auf pH 2,5 eingestellten Lösung diente. Nach einer Wasserspülung wurden die Aluminiumdosen dem Teil der Anlage zugeführt, in dem die Erzeugung des Konversionsüberzuges mit einer Lösung eines pH-Wertes von 2,8 bis 3,2 erfolgte. Nach erneuter Spülung mit Wasser und vollentsalztem Wasser wurde getrocknet. Anschließend wurden die Aluminiumdosen über eine Transportvorrichtung und Schurren einer Bedruckungsvorrichtung, die auf eine Leistung von 980 bis l000 Dosen pro Min. ausgelegt war, zugeführt.
  • Sofern die vorgenannten Verfahrensbedingungen beibehalten wurden, konnte die Druckvorrichtung mit voller Leistung und einwandfreiem Ergebnis betrieben werden.
  • Wurde hingegen der pH-Wert des wäßrigen Spülmittels in der dritten Stufe von 2,5 auf 5 erhöht, wurde die Beweglichkeit der Aluminiumdosen reduziert, so daß die Leistung der Bedruckungsvorrichtung auf 7l0 Dosen pro Min. zurückgenommen werden mußte, wenn deren einwandfreier Betrieb gewährleistet bleiben sollte.
  • Sobald der pH-Wert des Spülmittels wieder auf 2,5 eingestellt wurde, erhöhte sich die Beweglichkeit der Aluminiumdosen erneut und damit der Zulauf zur Bedruckungsvorrichtung, so daß deren Leistung von 980 bis l000 Aluminiumdosen pro Min. wieder erreicht werden konnte.
  • Eine weitere Versuchsserie zeigte den positiven Einfluß der Erzeugung eines Konversionsüberzuges entsprechend der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung auf die Beweglichkeit der Aluminiumdosen. Für einen Zeitraum von 24 Stunden wurde diese Überzugsbildung ausgesetzt. Als Folge hiervon reduzierte sich die Beweglichkeit der Aluminiumdosen erheblich und die Leistung der Druckvorrichtung mußte auf 820 Dosen pro Min. zurückgenommen werden. Bei erneuter Aufnahme der Erzeugung des Konversionsüberzuges wurde die ursprüngliche Leistung der Druckvorrichtung wieder erreicht.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Reinigung von Aluminiumbehältern mit Hilfe von alkalischen Reinigerlösungen und anschließende Spülung mit wäßriger Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß man die mit alkalischer Reinigerlösung behandelten Aluminiumbehälter in mindestens einer Stufe mit einer Lösung, deren pH-Wert auf ≦ 2,5 eingestellt ist, spült.
  2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Behandlung mit der alkalischen Reinigerlösung mit einer sauren wäßrigen Lösung spült.
  3. Verfahren nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man vor und/oder nach der Behandlung mit alkalischer Reinigerlösung mit einer wäßrigen Lösung spült, deren pH-Wert auf etwa 2 eingestellt ist.
  4. Verfahren nach Anspruch l, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man vor und/oder nach der Behandlung mit alkalischer Reinigerlösung mit einer wäßrigen Lösung spült, deren Temperatur auf < 65,6°C, insbesondere 32,2 bis 54,4°C, eingestellt ist.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die mit alkalischer Reinigerlösung behandelten Aluminiumbehälter in mehreren Stufen spült, wobei man die zweite Stufe mit einer auf einen pH-Wert ≦ 2,5 eingestellten wäßrigen Lösung betreibt.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Spülung mit einer wäßrigen Lösung im Spritzen vornimmt.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer wäßrigen sauren Lösung spült, die Fluoridionen enthält.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Spülung mit wäßriger saurer Lösung mit Wasser spült.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die mit alkalischer Reinigerlösung behandelten und gespülten Aluminiumbehälter trocknet.
  10. Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 8 als Vorbehandlung von Aluminiumbehältern vor dem Aufbringen von Konversionsüberzügen.
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