专利名称：用于金属基底的表面处理方法和装置以及相应的产品的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用于金属基底的表面处理的方法和装置，所述金属基底尤其被设计用于装饰容器和食品包装，如电解锡涂布板、电解铬涂布板、铝、锌涂布的钢层压制件，以及所述金属基底的“卷材涂层(coilcoating)”。
本发明的目的是提出一种用于金属基底的表面处理的方法，所述方法尤其适合于赋予保护金属基底所使用的油漆体系更好的粘合性能。
本发明进一步的目的是提出一种处理所述油漆产品用以改进表面性能的方法。
如上所述，在装饰容器和食品的金属包装部件中，制造食品用容器所使用的钢基材料是-电解锡涂布板；和-电解铬涂布板。
与这些材料一起使用其它辅助金属材料，这些辅助金属材料是获得最终容器必不可少的。
电解锡涂布板(ETP)在制造金属钢基容器用于罐头工业和不同应用中是最广泛的材料。一般地，ETP由薄的“软质”钢层压制件制造，即具有低含量的碳和其它元素；所述钢基材料在其两个面上涂布有锡的薄层。
通过连续电解方法，电解锡涂布板中的锡沉积在基础钢上；就单位表面上沉积的锡的用量/质量和就其机械特征这两方面来说，可生产非常宽范围质量的这种材料。
电解铬涂布板或者电解铬涂布的钢(ECCS)或不含锡的钢-铬类(TFS-CT)是钢基材料，它是为减少锡的消耗而开发的，且对于一些应用来说，在容器部件内，它能替代电解锡涂布板。
根据欧洲标准EN 10202，该产品的官方定义如下“通过电沉积用铬的氧化物或铬的氢氧化物层涂布的由金属状态的铬(粘附到钢基础材料上)组成的涂层，在两个表面上涂布的低碳钢的片材或卷材”。
辅助钢基材料是电解方法涂布锌或者通过浸渍在熔融锌内得到的锌涂布的层压制件，如平钢层压制件。
相当长一段时间以来，尤其在金属包装内的食品保存的历史中，常见的做法是求助于油漆容器表面，其双重功能是限制金属物质与食品的相互作用现象(内部保护)并提供预包装的包装材料(外部保护)。
同样的做法可用到在外侧上装饰的金属容器上。
因此，在许多情况下，在金属基底的两个表面上使用聚合物涂层，以致于迄今为止正是后者提供与盒体结构的一致性，同时实际上与产品接触的容器组件是所谓的“油漆”。
对于一些类型的金属层压制件和/或随着更广泛和更深入的机械操作的引入其厚度的逐渐下降来说，油漆已经担当了决定其加工性的基本角色。
通过一种或多种树脂或聚合物在溶剂内的溶液或分散液，构成为特定应用而设计的油漆产品，所述溶剂可以是有机混合物或水与有机溶剂的混合物。此外，存在其它组分例如催化剂、增塑剂、增量剂、润滑剂和可能的颜料与有机添加剂。
以下列出了目前所使用的涂层的类型-底漆和结合剂；-白色搪瓷；-环氧酚醛油漆；-无色罩光油漆；-有机溶胶油漆；和-印刷油墨。
所使用的技术可以分成溶剂基产品；和水基产品和粉末形式的产品；紫外线可交联的产品(UV固化)和电子束固化(EB固化)。
表征在金属基底上涂布油漆产品的主要参数中的一些以下述为代表基底的润湿性这是在涂料应用中出现的主要特征之一。可注意到基底的润湿性问题，所述问题以“收缩”，即以可能受到局限但或多或少地在整个片材上分配的区域为代表，其中在所述区域上，油漆没有润湿基础材料，且例如可来自于锡涂布板的过量和/或不均匀的上油(oiliing)。
对基底的粘合性这是涂布并干燥的油漆产品的主要特征之一影响油漆/油墨粘合到基底上的主要因素是-构成膜的树脂的结构的化学特征；-基底的表面特征，在金属层压制件的情况下，所述表面特征可归因于钝化/氧化状态；-基底的润滑类型与程度；和-以克/单位表面为单位的恰当用量和所涂布的膜的烘烤/交联。
对基底的粘合性也可对涂层的其它性能，例如耐机械性(涂层必须耐受机械操作且没有经历过度的损坏，例如一般来说拉伸、成珠、折边、接缝和处理操作)；耐化学性和耐热处理(与具有宽范围pH的溶液、盐溶液、有机酸等接触、巴氏灭菌或杀菌)具有决定性影响。
紫外线可交联的涂层(油墨和油漆)是关键体系，它对与金属基底的直接粘合提出了相当大的难度。
美国专利3451871公开了处理至少一种金属部件(例如片材)用以增加在其上涂布的涂层的粘合性。通过在高压(介于50000V至600000V)和高频率(介于25kHz至400kHz)下交变电场来进行处理。优选地，电压介于400000V至600000V，且频率介于25kHz至75kHz。
因此，初步提出了使用非常复杂装置(即，电极)的方法，以达到需要在其下操作的给定电压和频率，且当在连续和非常快速的循环中使用时，由于电压和频率的高操作数值，导致当然存在严重的实施和可靠性难题。
为了实现以上所述的目的并克服前面援引的现有技术的缺点，本发明提出进行金属基底的表面处理，所述表面处理由在待处理的材料表面上施加的高压和中频放电构成。
形成本发明主题的处理与所谓的“电晕处理”具有一些类似点，电晕处理可得到关于利用什么“能量”的一些观点，以便获得对塑料和金属二者所需的影响。
然而，电晕处理被视为仅仅在塑料膜或小的厚度上施加，而在其它更加苛刻的应用，例如大厚度的塑料中，它被定义为“三维电晕处理”。
使用电极和对电极，进行用于塑料膜的常规的电晕处理。电极通常由金属板组成，所述金属板由不同厚度的不锈钢或铝制成。对电极由旋转圆筒制成，所述旋转圆筒由用硅氧烷鞘涂布的铝制成。
可达到10000-13000V和10-15kHz的放电在电极和圆筒之间放电(strike)。在电极侧面上处理的塑料膜在圆筒上滑动，并因此通过放电往返移动(traverse)，这将改性聚合物链，使它们断裂并使诸如PP或PE之类的材料具有极性，于是使之倾向于与油墨、粘合剂等具有良好的粘合性。
物体的三维电晕处理与以上所述的“传统”电晕处理具有相同的原理，其差别是电压和频率较高，分别在12000-15000V和15-18kHz范围内。
对于金属来说，形成本发明主题的处理不可能定义为“电晕处理”，这是因为该材料没有通过放电“往返移动”且没有“极化”，但确实经历了干燥脱脂。
相反，根据本发明的金属处理可定义为干燥脱脂。
实际上通过高电压和中频放电来进行本发明的处理，所述高电压和中频放电通过陶瓷电极被引到电解锡涂布板上。这一能量渗透到该材料的深层内，并引起脂肪颗粒或污染物从中脱落。
在金属板上利用通过发电器和变压器产生的能量，以便采用与以上提及的“电晕处理”完全不同的原理。
所生成的电压一般为约30000V(不小于17000V且不大于49000V)，且施加到电极上的频率为约22kHz(不小于18kHz且不大于24kHz)，所述电极通过由用绝缘陶瓷层涂布的不锈钢或铝制造的导电棒形成。火花直接在电极与待处理的板之间放电。该板没有通过放电往返移动，且采用电极引起的火花导致在表面和深度处存在的污染物上“挖掘(digging)”的工作。
所述的技术构造是可能最好的一种。存在其它可能的不那么有效的变通方案，这些变通方案预计用其它绝缘材料，如硅氧烷、树脂或热固性材料替代陶瓷。电极可制成旋转卷材或者冷却的固定电极形式。
金属基底，一旦采用前面所述的方法处理，则具有大于50达因/厘米的表面张力，从而保证在聚合物涂料(油漆和油墨)的粘合性方面的优良性能。
存在目前使用的一些油漆，这些油漆已经足够充分地粘合到它们在其上铺开的金属基底上；因此，对于这些油漆来说，使用本发明的金属基底处理不是必不可少的，即使这对于进一步改进粘合性是有利的。
一些油漆必须例如通过平版印刷术或喷墨印刷经历进一步的表面涂布，且这些涂层具有与在金属基底上铺开的常规油漆相同的缺点，即粘合力差。
本发明的处理在第二种情况中也是有利的，在所述第二种情况中，施加约30000V的电压和约22kHz的频率到已经铺开且粘合到金属基底上的油漆上，以便明显地改进与金属直接接触的油漆上其它膜或油漆的粘合特征。
仅仅通过阐述本发明的方式(如同在实验室试验中呈现的一样)提供以下的实施例且无论如何不应当理解为限制本发明的范围，本发明的范围由所附的权利要求来定义。
实施例1在第一个实施例中，根据本发明直接在金属基底上进行处理，随后油漆所述金属基底。
基底电解锡涂布板类型E1；钝化311；测试涂层的粘合性A)使用0.4-cc Duncan Lynch，施加UV胶印油墨，并使用总剂量为100mj/cm2的(汞类型的)UV灯交联B)使用刮涂棒施加厚度为6微米的UV透明油漆，并使用总剂量为300mj/cm2的(汞类型的)UV灯交联在附
图1中明显可见该实验的结果。
*粘合性-使用610型号的3M粘合剂胶带，采用成格(chequered)-切割方法，在相应的撕裂下进行测试；结果用粘着的产品的百分数形式表达。
实施例2同样在第二个实施例中，根据本发明直接在金属基底上进行处理，随后油漆所述金属基底。
基底电解铬涂布板测试涂层的粘合性A)使用0.4-cc Duncan Lynch，施加UV胶印油墨，并使用总剂量为100mj/cm2的(汞类型的)UV灯交联B)使用刮涂棒施加厚度为6微米的UV透明油漆，并使用总剂量为300mj/cm2的(汞类型的)UV灯交联
*粘合性-使用610型号的3M粘合剂胶带，采用成格-切割方法，在相应的撕裂下，进行测试；结果用粘着的产品的百分数形式表达。
实施例3在第三个实施例中，相反根据本发明，在油漆金属基底之后进行处理，为的是改进它用UV可交联的涂层再油漆的性能。
在金属基底上施加聚酯-蜜胺性质的透明底漆和丙烯酸-蜜胺性质的白色底漆的处理，为的是改进它用UV可交联的涂层再油漆的性能。
基底施加到电解锡涂布板上的聚酯-蜜胺类型的透明底漆和丙烯酸-蜜胺类型的白色底漆测试涂层的粘合性A)使用0.4-cc Duncan Lynch，施加UV胶印油墨，并使用总剂量为100mj/cm2的(汞类型的)UV灯交联
*粘合性-使用610型号的3M粘合剂胶带，采用成格-切割方法，在相应的撕裂下进行测试；结果用粘着的产品的百分数形式表达。
在附图2中明显可见该实验的结果。
实施例4在第四个实施例中，通过进行许多测量表面张力的评价，在通过测量接触角用以评价表面润湿性方面的改性，强调干燥脱脂处理之前和之后，处理对金属面板的影响。
试验所使用的仪器DATAPHYSIC-C0ntact Angle System OCA参考液体蒸馏水，水滴体积7微升该仪器在20秒的间隔内进行许多次扫描。最后，它处理水滴接触角的平均值。大数值的角意味着金属的表面张力低，因此润湿性差(相反，小数值的角意味着金属的表面张力较高，因此具有较好的润湿性)。
在同一表面上进行许多次读取。结果以多次数值的平均值形式获得。
结果基底未处理的锡板钝化311未处理接触角70.6°-72.0°(平均71.3°)基底未处理的锡板钝化311用干燥脱脂法处理接触角26.6°-27.5°(平均27.1°)基底不含锡的钢未处理接触角86.0°-87.4°(平均86.7°)基底不含锡的钢用干燥脱脂法处理接触角55.5°-61.0°(平均58.2°)
权利要求
1.一种金属基底的表面处理方法，该方法特征在于使用电极，施加电压介于17000V至49000V和频率介于18kHz至24kHz的放电到待处理的金属基底的表面上，其中所述金属基底事先油漆过或未油漆过。
2.权利要求1的方法，其特征在于生成的电压为约30000V。
3.权利要求1的方法，其特征在于使用的频率为约22kHz。
4.前述任何一项权利要求的方法，其中金属基底事先油漆过。
5.权利要求4的方法，其中涂布金属基底的油漆通过平版印刷术、油墨印刷来进一步涂布。
6.前述任何一项权利要求的方法，其中金属基底事先没有油漆过。
7.根据权利要求1-3任何一项的方法表面处理金属基底用的装置，其特征在于电极由导电棒构成，所述导电棒由用绝缘陶瓷材料层涂布的不锈钢或铝制成。
8.根据权利要求1-6的方法并采用权利要求7的装置得到的金属基底，其尤其用于食品包装，其中所述金属基底事先油漆过或未油漆过。
全文摘要
尤其用于装饰容器和用于装饰容器以及用于食品包装的金属基底的表面处理方法，该方法特征在于使用电极，施加电压介于17000V至49000V和频率介于18kHz至24kHz的放电到待处理的金属基底的表面上，其中所述金属基底事先油漆过或未油漆过。
文档编号H01T19/00GK1984782SQ200480036611
公开日2007年6月20日 申请日期2004年12月2日 优先权日2003年12月9日
发明者F·韦尔特里, P·德尔福尔诺, G·米罗内 申请人:梅特拉克股份公司