DE2029629C3

DE2029629C3 - Interior painting of food containers

Info

Publication number: DE2029629C3
Application number: DE19702029629
Authority: DE
Inventors: Hans Dr. 5657 Haan; Schulze Helga 5650 Solingen; Habenicht Gerd Dr. 3301 Mascherode Falkenburg
Original assignee: Fa. Hermann Wiederhold, 4010 Hilden
Filing date: 1970-06-16
Publication date: 1976-11-18

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Organosols aus 25 bis 50 Gewichtsprozent eines Vinylchloridhomopolymers, 5 bis 15 Gewichtsprozent eines niedrig konzentrierten Lacken lassen sich nur Filme mit geringer Schichtdicke herstellen.The invention relates to the use of an organosol made from 25 to 50 percent by weight of a vinyl chloride homopolymer, 5 to 15 percent by weight of a low-concentration paint can only be used with films produce a thin layer.

Es ist andererseits bekannt, zum Überziehen von Kronenkorken Plastisole 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 Piastisolen und Organosolen ist hoch und liegt zwischen 60 und ίο 100%. Bei Verwendung von bekannten Plastisolen und Organosolen erhält man jedoch Lackierungen mit geringer Haftung und Wasserbeständigkeit, besonders beim Kochen und Sterilisieren. Das Einsatzgebiet dieser Lackierungen ist daher äußer*· beschränkt.
Bei den Kronenkorken tritt der Plastisol-Auftrag an die Stelle der früher üblichen elastischen Dichtungsscheibe zum gas- und flüssigkeitsdichten Verschließen dsr Flaschenmundung. Der Plastisol-Auftrag ist demzufolge auf den Bereich der Flaschenmundung bzw. des ebenen Verschiußbodens beschränkt. Bei ausgezeichnetem Dichtungsvermögen weisen die Plastisole jedoch ein äußerst geringes Haftvermögen auf, so daß sie sich nicht ohne zusätzliche Maßnahmen als Dichtungsmittel eignen, wei! sie sich von dem glatten Verschlußboden ohne weiteres als geschlossener Film abziehen lassen. Um dem zu begegnen, ist es bekannt, als Haftgrund ein Organosol zu verwenden. Dieses Organosol wird jedoch von dem als Dichtung fungierenden Plastisol überdeckt und kommt demzufolge mit dem Flaschenhals nicht in Berührung. Bekannt sind aus der britischen Patentschrift 11 05 620 auch spezielle Polyester aus zweiwerti-. gen Alkoholen und Dicarbonsäuren als Weichmacher für Polyvinylchloridhar/ Inwieweit damit weichgemachtes Polyvinylchlorid zusätzlich noch andere Harze enthalten kann oder darf, ist nicht bekannt.On the other hand, it is known to use plastisols and organosols based on vinyl resins for covering crown corks. Such organosols are dispersions of finely divided, solid plastics in liquid plasticizers and organic dilution systems. The solids content of plastisols and organosols is high, between 60 and 100%. When using known plastisols and organosols, however, coatings with poor adhesion and water resistance are obtained, especially when cooking and sterilizing. The field of application of these coatings is therefore limited.
In the case of crown corks, the plastisol application replaces the previously common elastic sealing washer for gas- and liquid-tight closure of the bottle mouth. The plastisol application is therefore limited to the area of the bottle mouth or the flat closure bottom. With excellent sealing properties, however, the plastisols have extremely low adhesive strength, so that they are not suitable as sealing agents without additional measures, white! they can easily be pulled off the smooth closure bottom as a closed film. To counter this, it is known to use an organosol as a primer. This organosol, however, is covered by the plastisol that functions as a seal and consequently does not come into contact with the neck of the bottle. Special polyesters made of bivalent are known from British patent specification 11 05 620. gen alcohols and dicarboxylic acids as plasticizers for polyvinyl chloride resin / The extent to which polyvinyl chloride plasticized with them can or may also contain other resins is not known.

Schließlich wird in der US-Patentschrift 31 37 666 ein Verfahren zum Herstellen festhaftender Lackierungen auf Zinn-, Stahl- und Aluminiumblechen beschrieben, bei dem eine Organosol-Überzugsmasse mit einem Vinyl-Finally, in US Pat. No. 3,137,666 a Process for producing firmly adhering coatings on tin, steel and aluminum sheets described in an organosol coating compound with a vinyl

Phenolharzes, 2 bis 15 Gewichtsprozent eines Amino- ₄₀ chloridhomopolymer, einem Aminoplast, einem Ver-Phenolic resin, 2 to 15 percent by weight of an amino ₄₀ chloride homopolymer, an aminoplast, a

plastharzes, 5 bis 20 Gtiwichtüprozent eines Polyesters einer Dicarbonsäure als Polymierweichmacher, 10 bis 45 Gewichtsprozent eines Verdünnungsmittels, einem sauren Katalysator und gegebenenfalls üblichen Zusätzen. plastic resin, 5 to 20 weight percent of a polyester a dicarboxylic acid as a polymer plasticizer, 10 to 45 percent by weight of a diluent, a acidic catalyst and optionally customary additives.

Weißblech, Feinstblech und Aluminiumblech für Verpackungen werden meist mit einer Lackierung versehen, welche die Aufgab« hat, den Kontakt des Füllgutes mit dem Verpackuriigswerkstoff zu vermindünnungsmittel, einem Polyesterweichmacher und einem weiteren Harz aufgetragen wird. Hierbei handelt es sich um eine dekorative Lackierung mit beispielsweise texturiertem, gewelltem, lederartigem oder gehämmerten Aussehen. Die Lackierung braucht hinsichtlich ihrer Beständigkeit daher lediglich einer üblichen Außenbeanspruchung gewachsen zu sein.Tinplate, ultra-thin sheet and aluminum sheet for packaging are usually coated with a coating provided, which has the task of reducing the contact between the product and the packaging material, a polyester plasticizer and another resin is applied. This acts it is a decorative paintwork with, for example, textured, wavy, leather-like or hammered Look. The paintwork therefore only needs a customary one with regard to its durability To be able to cope with external stress.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Oberzugsmasse zum Herstellen einer festhaftenden.The invention is now based on the object of providing an upper traction compound for producing a firmly adhering one.

dem oder auszuschalten. Einerseits sioll die Verpackung 50 porenfreien und sterilisationsbeständigen Innenlackiedas Füllgut nicht beeinträchtigen, andererseits sollen Korrosionen des Verpackungsmaterials durch das Füllgut vermieden werden. Derartige Lackierungen werden vor dem Herstellen der Verpackungen, wie Dosen und Behälter, im Walzlackierverfahren in geringeren Schichldicken aufgetragen. Dünne Lackierungen können porös und au3erdem anfällig gegen Verkratzen beim Herstellen der Dosen und Behälter sein. Dickere Lackierungen besitzen andererseits den Nachteil einer schlechteren Verformbarkeit und führen häufig zu Lackaufbiiichen an Sicken und Prägestellen.to or off. On the one hand, the packaging 50 should have a pore-free and sterilization-resistant inner lacquer Do not affect the contents, on the other hand, corrosion of the packaging material should be caused by the Contents are avoided. Such coatings are before the production of the packaging, such as Cans and containers, applied in thinner layers using the roller coating process. Thin paintwork can be porous and also prone to scratching during manufacture of the cans and containers being. On the other hand, thicker coatings have the disadvantage of poor deformability and lead often to paintwork on beads and embossed areas.

Es ist bekannt, Lackierungen mit geringer Porigkeit auf Basis von Polyvinylchlorid, beispielsweise bei der Gelränkedosenlackierung, herzustellen. Aus Polyvinylchlorid bzw. Vinylchlorid-Mischpolymerisaten können jedoch nur Lösungen mit niedrigem Feststoffgehalt hergestellt werden, weil eine bestimmte Verarbeitungsviskosität nicht überschritten werden darf. Mit diesen rung von Nahrungsmittelbehältern aus verzinntem, unbehandeltem oder oberflächenbehandeltem Feinstblech, Aluminium- oder Aluminiumlegierungen vorzuschlagen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, hierfür ein Organosol der eingangs erwähnten Zusammensetzung zu verwenden.It is known that coatings with low porosity based on polyvinyl chloride, for example in the Gel drink can varnishing to manufacture. Made of polyvinyl chloride or vinyl chloride copolymers, however, can only be solutions with a low solids content because a certain processing viscosity must not be exceeded. With these tion of food containers made of tinned, untreated or surface-treated fine sheet metal, Propose aluminum or aluminum alloys. The solution to this task is to to use an organosol of the composition mentioned at the outset for this purpose.

Eine derartige Innenlackierung ist nicht nur sterilisations- und nahrungsmittelbeständig, sondern darüber hinaus auch den außerordentlich starken Verformungen beim Einbringen einer Aufreiß- bzw. Ritzlinie gewachsen und erfordert demzufolge kein Nachlackieren. Demzufolge eignet sich das erfindungsgemäß zu verwendende Organosol für Verpackungen, wie beispielsweise Konservendosen, die einen Niet und im Deckel oder Rumpf eine Ritzlinie besitzen, längs deren sich die Verpackung aufreißen läßt. Derartige Niete und Riizlinien sind infolge der starken Kaltverformung des Blechs in besonderem Maße korrosionsgefährdet.Such an interior coating is not only resistant to sterilization and food, it is more than that In addition, it can cope with the extraordinarily strong deformations when a tear or scratch line is introduced and therefore does not require repainting. Accordingly, this is suitable according to the invention using Organosol for packaging, such as food cans that have a rivet and im Lid or body have a score line along which the packaging can be torn. Such rivets and Due to the strong cold deformation of the sheet metal, crack lines are particularly at risk of corrosion.

Besonders geeignet als Verdünnungsmittel sind aromatische Kohlenwasserstoffe und Terpenkohlenwasserstoffe mit Verdunstungszahlen von !5 bis 350.Aromatic hydrocarbons and terpene hydrocarbons are particularly suitable as diluents with evaporation rates from! 5 to 350.

Die zur Herstellung der Organosoldispersionen verwendbaren Vinylchloridpolymeren sind Homopolymere des Vinylchlorids, insbesondere mit einem K-Wert von 70.The vinyl chloride polymers which can be used to prepare the organosol dispersions are homopolymers of vinyl chloride, especially with a K value of 70.

Es ist wesentlich, daß das Organosol zusätzlich Phenolharz und Aminoplastharz enthält. Zu geeigneten Phenolharzen gehören Phenolresolharze. insbesondere Phenolharze aus Alkylphenolen, vorzugsweise des p-Propylphenols, p-Butylphenols und p-OctylphenoIs. Erfindungsgemäß verwendbare Aminoplastharze können Formaldehydharze sein, vorzugsweise solche, die mit einwertigen Alkoholen veräthert sind.It is essential that the organosol additionally contain phenolic resin and aminoplast resin. To suitable Phenolic resins include phenolic resole resins. in particular phenolic resins made from alkylphenols, preferably des p-propylphenols, p-butylphenols, and p-octylphenols. Aminoplast resins which can be used according to the invention can be formaldehyde resins, preferably those which are etherified with monohydric alcohols.

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 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 erfindungsgemäß zu verwendenden Organosole übliche Zusätze, wie Hitzestabilisatoren, Pigmente oder Farbstoffe enthalten.An acid catalyst is said to be used for polycondensation of the resins mentioned and to improve adhesion present, in particular formic acid, acetic acid, lactic acid. Tartaric acid, citric acid, salicylic acid, Can be phosphoric acid or phthalic acid. The polymer plasticizers used as components of the organosol are polyesters of dicarboxylic acids, especially polyesters of adipic acid. As special Polyesters of adipic acid with 1,2-propylenediol, 1,3- and 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol are advantageous proven. In addition to these essential constituents, the organosols to be used according to the invention can contain conventional additives such as heat stabilizers, pigments or dyes.

Auf Grund ihrer besonderen Eigenschaften eignen sich die erfindungsgemäß zu verwendenden Organosole vor allem zum Herstellen von porenfreien Lackierungen auf Feinstblech, wie den in der Feinstblechverpackungsindustne üblichen Materialien, verzinntes, unbehandeltes und oberflächenbehandeltes Feinstblech, Aluminium und Alumini>imlegierungen. Da diese Lackierung kochfest ist, können vorteilhaft Dosen und Behälter für Nahrungsmittel, insbesondere Konservendosen und -deckel lackiert werden. Zu diesem Zweck können die 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.Due to their special properties, the organosols to be used according to the invention are suitable especially for the production of non-porous coatings on thin sheet metal, such as those used in the thin sheet metal packaging industry common materials, tinned, untreated and surface-treated fine sheet metal, aluminum and aluminum alloys. Since this coating is boil-proof, cans and containers for Food, especially food cans and lids, are painted. For this purpose, the Coating masses either alone or in combination with conventional paints, for example with paints Based on epoxy phenolic resins, epoxy aminoplast resins, epoxy vinyl resins, phenolic resins, vinyl resins, amino resins, Polyesters and the like. If you combine them with common paints, they can Organosols can be used either as a base coat or as a top coat.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Organosole werden insbesondere in Schichtdicken von 10 bis 40 g (Trockengewicht) pro m² 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 Trockenofen. Die Trokkenzeit beträgt vorteilhaft 8 bis 15 Minuten bei einer Temperatur von 210 bis 225°C. Auch andere Auftragsverfahren, wie Gießen und Spritzen oder die Anwendung des Bandlackierverfahrens, sind geeignet. Die Lackierungen können außerdem als Grundlackierungen verwendet werden oder durch nachträgliches Spritzlakkieren mit einer weiteren Überzugsschicht versehen werden.The organosols to be used according to the invention are applied to the metal sheets in particular in layer thicknesses of 10 to 40 g (dry weight) per m ^2. The organosol lacquer can be applied in one or more layers, either to the sheet metal or to a conventional layer of lacquer. The usual painting devices and drying ovens for panel painting are suitable for application. The drying time is advantageously 8 to 15 minutes at a temperature of 210 to 225 ° C. Other application methods, such as pouring and spraying or the use of the strip painting process, are also suitable. The paintwork can also be used as a base coat or can be provided with a further coating layer by subsequent spray painting.

Die mit erfindungsgemäß zu verwendenden Organosolen hergestellten Lackierungen überstehen eine Sterilisation in unterschiedlichen Testlösungen, wie Wasser, 3%igcr Kochsalzlösung, 3%iger Essigsäurelösung und l°/oigej- Milchsäurelösung ohne 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.The coatings produced with organosols to be used according to the invention survive Sterilization in different test solutions, such as water, 3% saline solution, 3% acetic acid solution and 100% lactic acid solution without water absorption and without loss of liability. In this respect they practically correspond to the known conventional ones Tin can varnishes. But these have the disadvantage that when making scoring lines Damage occurs that is accepted with less corrosive filling goods or, in the interest of a proper container filling function, covered again by subsequent spray painting. This disadvantage is avoided by the invention.

ίο Besonders vorteilhaft ist die Sterilisationsbeständigkeit der 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, du^rch 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 Spritzlackierung aufzubringen. Die Organosollackierung hat den Vorteil, daß keine oder oraktisch keine Beschädigung des Lackfilms auftritt und somit eine Spritzlackierung nach dem Anbringen der Ritzung in den meisten Fällen überflüssig ist.ίο The sterilization resistance of the organosol coating is particularly advantageous for an inner coating of thin sheet metal tear-open lids, in particular aluminum tear-open lids. These lids obtained after painting an example, trapezoidal or V-shaped or similarly formed scribe line on the lid outside du ^r ch which is reduced so much the material thickness at the score line, that an easy opening of the can is made possible by hand. All previously known interior paintwork will be destroyed on the score line and on the rivet that is used to attach the tear ring. As mentioned before, it is therefore necessary to apply a spray coating with conventional paints. The advantage of organosol painting is that there is no damage to the paint film or that there is no damage to the paint film, so that spray painting after the scratch has been made is superfluous in most cases.

Eine möglichst geringe Porigkeit und Beschädigung der Lackierung sind vor allem bei den Verpackungssystemen erforderlich, die aus Materialien mit unterschiedlichem elektrochemischem 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, "η diesem Fall wird durch eine Organosollackierung nach der Erfindung als Grundlack und e-^:?en gegebenenfalls zusätzlich aufgetragenen Spritzlack einThe lowest possible porosity and damage to the paintwork are particularly necessary for packaging systems that are made from materials with different electrochemical behavior. The dissolution of the less noble material in areas not protected by the paint is very much accelerated by the formation of an electrochemical element between the different metals of the body and cover, the filling material acting as an electrolyte basecoat and ^e: s optionally additionally applied spray paint a

völlig porenfreier Überzug an der Ritzlinie gewährleistet. completely pore-free coating on the score line guaranteed.

example

Es wurde ein Organosol mit folgender Zusammensetzung hergestellt:An organosol was produced with the following composition:

TeileParts

Vinylchloridhomopolymerisat 45Vinyl chloride homopolymer 45

Polyesterweichmacher 9Polyester plasticizer 9

Phenolharz 8Phenolic resin 8

Aminoplast 8Aminoplast 8

Säurekatalysator 0,1Acid catalyst 0.1

Hitzestabilisator 2Heat stabilizer 2

Benzolkohlenwasserstoffgemisch 27,9.Benzene hydrocarbon mixture 27.9.

Das Organosol wurde in WalzlackierveHahren auf Aluminiumtafelmaterial für Fischdosendeckel und Konservendosendeckel aufgetragen und 12 Minuten bei einer Temperatur von 215⁰C eingebrannt. Die DeckelThe organosol was applied in WalzlackierveHahren on aluminum sheet material for fish can lid and can end, and baked for 12 minutes at a temperature of 215 ⁰ C. The lids

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% Essigsäure und 1,5% Kochsalz. Der gleichen Behandlung wurden Fischdoiendeckel und Konservendosendeckel, die mit herkömmlichem Epoxyphenolharzlackwere made and provided with an outside score line and a rivet. The damage to the Interior paintwork was tested by measuring the current passage, with the cover being connected as an anode became. The voltage was 7 volts, the test duration 10 minutes, a solution of 1% was used as the electrolyte Acetic acid and 1.5% table salt. The same treatment was given to fish can lids and tin can lids, those with conventional epoxyphenolic resin varnish

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lackiert waren, unterworfen; dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt:were painted, subjected; The following results were achieved:

Deckel mit
Epoxyphenolharzlackierung
StromdurchgangCover with
Epoxy phenolic paint
Continuity

Deckel mit Organosol-Lackierung StromdurchgangLid with Organosol coating. Electrical continuity

Fischdosendeckel
(Hansa-Dosen)Fish can lid
(Hansa cans)

Konservendosendeckel
(Runddeckel
73 mm)Tin can lids
(Round lid
73 mm)

18OmA18OmA

16OmA16OmA

20OmA20OmA

15 mA15 mA

2OmA20mA

22 mA22 mA

1 mA1 mA

2 mA 1 mA OmA OmA 1 mA2 mA 1 mA OmA OmA 1 mA

Der geringe Stromdurchgang ist gleichbedeutend mit
einer weitgehend porenfreien Abedckung auf der
Innenseite des Deckels, besonders an ten gefährdetenThe low current passage is synonymous with
a largely pore-free cover on the
Inside of the cover, especially on vulnerable th

Stellen unter der Deckelschulier.Places under the lid shoulder.

Ritzlinie, an dem Niet und an derScore line, on the rivet and on the

Claims

Patent claims:

1. Use of an organosol made from 25 to 50 percent by weight of an inyl chloride homopolymer, 5 to 15 percent by weight of a phenolic resin, 2 to 15 percent by weight of an aminoplast resin. 5 to 20 percent by weight of a polyester of a dicarboxylic acid as a polymer plasticizer, 10 to 45 Percentage by weight of a diluent, an acidic catalyst and optionally customary Additives for the production of a firmly adhering, pore-free and sterilization-resistant interior coating of food containers made of tinned, untreated or surface-treated fine sheet metal, aluminum or aluminum alloys.

2. Use of an organosol according to claim 1, which additionally contains a conventional varnish, for the purpose of claim 1.

3. Use of an organosol according to claim 1, the phenolic resin of which is an alkylphenolic resin, for the Purpose according to claim 1.

4. Use of an organ sol according to claim 1, the aminoplest resin of which is a urea-formaldehyde resin is for the 2 wake of claim 1.