[发明专利]用漆涂布镀锡钢皮之前的预处理

说明书

技术领域

本发明涉及镀锡钢皮的抗腐蚀预处理方法，其中抗腐蚀底漆涂层在单个步骤中施加，当本发明预处理的提供有顶涂层的镀锡钢皮接触释放或含有含硫化合物的液体和含蛋白质的食物时，所述底漆涂层有效地防止预处理的镀锡钢皮的光泽金属表面变黑。在根据本发明的方法中，所述镀锡钢皮在含有组成为M₂O·nSiO₂的硅酸盐的电解液中阳极极化，其中M是碱金属离子或季铵离子，且n为0.8和7之间的自然数。其后对镀锡钢皮表面的常规钝化可以另外永久地保存镀锡钢皮表面的金属外观，使用基于锆和钛的水溶性化合物的酸性含水组合物的钝化是特别有效的，并提供额外的优点。根据本发明预处理的镀锡钢皮特别地可用于生产食品安全的包装，如饮料罐或锡罐。

背景技术

镀锡薄钢带在食品工业中被认为是用于生产液体或罐头食品的包装单元的合适材料，由于锡层的电化学惰性，甚至在较长的一段时间内，镀锡钢皮仅向与锡表面接触的食品产品中释放少量的潜在有害的锡盐。镀锡薄钢带因此是用于钢加工工业中的食品包装的重要的起始产品，例如用于生产饮料和腌制汤、鱼或肉制品的罐。为了生产罐，所述包装工业主要使用已经提供有有机顶涂层的镀锡钢皮以使铁盐的引入最小化，该铁盐可在破坏保护性锡层的情况下进入产品并可能对食物的风味具有副作用。为了制备涂漆的镀锡薄钢带，必须预处理锡表面，一方面以确保漆粘附至金属表面，另一方面提供在漆下额外的防裂隙腐蚀保护。现有技术中仍广泛使用的合适的预处理是通过使镀锡钢皮与含有铬盐的酸性含水组合物接触来用铬酸盐处理锡表面。

在开发替代的钝化方法的过程中，镀锡钢皮的另一个性质应被考虑，当待储存或包装的食物包含蛋白质时这总是重要的。少量的低分子量含硫化合物作为蛋白质的降解产物形成，它们一接触镀锡钢皮的锡表面就致使曾经光泽的金属表面变黑。由于所述低分子量含硫化合物,例如H₂S,还可以通过有机顶涂层扩散，因此即使涂漆的镀锡钢皮也会变黑。虽然与任何显著的底漆粘附损伤无关，但镀锡钢皮罐的内表面的这些变色对于食品工业是不受欢迎的，因为它们给消费者造成所包装的食物不适于食用的印象。

在现有技术中，已知的镀锡钢皮的预处理包括锡表面的电化学改性和随后的钝化。现有技术中描述的这些预处理方法的目的，除了提供合适的底漆涂层以用于防腐之外，其还特别在于确保预处理和涂漆后的镀锡钢皮产品与释放含硫化合物的食物接触后可保持本色。

GB479,746已经描述了与包含蛋白质的食物接触的由镀锡钢皮制成的容器的内表面的变色问题，并建议在充氨电解液中向镀锡钢皮施加阳极电流，使得锡表面对由含硫化合物引起的变色不再敏感。根据GB479,746，已经被阳极氧化的所述镀锡钢皮继而提供有有机顶涂层。

US3,491,001描述了用于钝化镀锡钢皮的方法，其中在碱性电解液中阳极预处理后在碱性含铬酸盐电解液中阴极处理镀锡钢皮。如US3,491,001中描述的电解法操作序列保护锡表面抗腐蚀并在与释放含硫化合物的食物接触时不变黑。电解的含铬钝化也可为随后施加的有机顶涂层充当底漆层。

从US4,448,475可知，在酸性含水阳极电解液中对镀锡钢皮的阳极预处理已知改善了后来施加的有机顶涂层的粘附。所述方法据说特别适用于罐工业并且对罐工业有用。

EP0202870对US4,448,475中的教导补充了那些包含锡化物和/或锡酸盐的阳极电解液。

尽管现有技术中已经存在的有关锡表面的改性以保持经常与食物接触的由镀锡钢皮制造的容器内表面的金属光泽，仍存在在对已知方法在其经济可行性和效率方面进一步开发的需要。

发明内容

本发明的目的特别在于尽可能在一个步骤中预处理用于制造食品包装的镀锡钢皮产品，并在酸洗期间尽可能少的锡损失而确保镀锡钢皮上有机顶涂层的优异粘附以及预处理和涂漆的锡表面对由含硫化合物引起的变色的永久抵抗力。

通过在碱性含水电解液中阳极极化而电解钝化镀锡钢皮的方法实现该目的：其中电解液包含至少一种组成为M₂O·nSiO₂的水溶性硅酸盐，其中M是碱金属离子或季铵离子，并且n是0.8和7之间的自然数。

根据本发明，镀锡钢皮被理解为是镀锡或镀锡合金的钢板。

在根据本发明方法中作为电解液组分的盐如果基于各自的盐，其在pH值为8和20°C温度下的水中的溶解度为至少50g/l，则被认为是在本发明意义内水溶性的。