Der äußere und innere Schutz von Metallverpackungen durch Lacke ist eine sehr verbreitete Technik, die auf eine mehr als 150-jährige Geschichte zurückblicken kann. In anderen technischen Artikeln auf dieser Website werden Lacke unter verschiedenen Gesichtspunkten analysiert: ihre verschiedenen Arten, Eigenschaften und Merkmale, die geeignetsten Verwendungen usw. In dieser Arbeit werden wir uns ausschließlich auf die verschiedenen Tests konzentrieren, die es uns ermöglichen, die Qualität des Auftragens eines Lacks auf einen metallischen Träger zu überprüfen.

Vor der Anwendung kann ein Lack einigen Prüfungen unterzogen werden, um die Einhaltung der Lieferspezifikationen sicherzustellen, wie z. B.: Dichte, Viskosität, Trockenextrakt, etc. Diese Tests werden in diesem Artikel nicht behandelt, wir beschränken uns auf diejenigen, die den Zustand eines bereits aufgetragenen Lacks definieren.

Die Schutzfunktion eines Lackes ist an drei wesentliche Bedürfnisse geknüpft:

– Haftung auf dem Metallsubstrat

– chemische Trägheit

– das Fehlen von Porosität

Der Lackfilm muss bei der Bildung des Behälters hohen Belastungen standhalten. Der Lack muss den Belastungen standhalten, ohne an Haftung zu verlieren oder abzublättern. Die Haftung ist das Ergebnis der Sättigung der Oberflächenenergien des Metallsubstrats und des Lacks. Manchmal kommt es zu dauerhaften oder gelegentlichen Unverträglichkeiten zwischen beiden. Die Metallpassivierungsschicht spielt dabei eine entscheidende Rolle.

Die chemische Inertheit ist im Allgemeinen gewährleistet, wenn der Lack korrekt eingebrannt wurde. Die vollständige Vernetzung garantiert die Eliminierung von Molekülgruppen, die mit den Ionen des verpackten Produkts reagieren können.

Die Porosität, deren Bedeutung die Schutzqualität der Folie beeinträchtigen kann, erfordert manchmal extreme Sorgfalt. Mit zunehmender Schichtdicke ist zu erkennen, dass die Porosität abnimmt.

Obwohl ein erfahrener Bediener in der Lage sein kann, den korrekten Auftrag und die Aushärtung einer Beschichtung schnell und zuverlässig zu beurteilen, sind jedoch bestimmte Tests für die genaue Beurteilung des Zustands der Beschichtung erforderlich.

Diese Tests können in zwei Gruppen unterteilt werden:

Tests der physikalischen Eigenschaften:

-Trocknung

-Grosor

-Adhäsion

-Flexibilität

-Härte

-Porosität

Chemische Merkmalsprüfungen:

Beständigkeit gegen Säure

Widerstand gegen den Prozess

Undurchlässigkeit für Sulfidionen

-Geschmack

1. a) PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN

Trocknen

Sie dient dazu, festzustellen, ob der Einbrennvorgang des Lackes ausreichend war und geht von folgender Grundlage aus: Ein perfekt ausgehärteter Epoxid-Phenol-Lack wird in Lösungsmitteln unlöslich. Es hält daher dem „mec“-Test (Methylethylketon) stand. Sie besteht darin, einen Wattebausch entweder mit Aceton oder Methylethylketon zu imprägnieren und den Lack damit abzureiben. Je mehr Reibung der Film mit der Baumwolle aushält, desto höher wird die Polymerisation sein. Ein allgemein akzeptiertes Kriterium ist, dass es zwanzig Doppelschleifen aushalten muss, ohne die Haftung zu verlieren. Bei Vinyllacken wird eine farbige Substanz verwendet und die Farbaufnahme durch den Lack getestet.

Ein unzureichend ausgehärteter Lack zeigt nach der Verarbeitung einen weißlichen Schleier, der auf die Wasseraufnahme zurückzuführen ist.

Schichtdicke des Lacks

Die genaueste Methode ist das Wiegen einer Probe einer bestimmten Fläche vor und nach dem Entfernen des Lackfilms. Normalerweise ist der Ausgangspunkt eine kreisförmige Scheibe mit einer Fläche von vier Quadratzoll. Um sie zu erhalten, wird eine kleine Matrize verwendet, deren Schnitt mit diesem Bereich zusammenfällt. Das Gewicht muss in Milligramm und sehr genau ermittelt werden. Die Differenz zwischen den beiden Gewichten, geteilt durch 4, ergibt die Dicke oder Belastung in Milligramm pro Quadratzoll. Wenn die Probe auf beiden Seiten lackiert ist, muss der Vorgang auf jeder Seite wiederholt werden.

Zum Entfernen des Lacks von der Scheibe können mehrere Methoden verwendet werden. Bei Vinyl lassen sie sich leicht durch Reiben mit einem in einem Lösungsmittel (Chloroform, Aceton, Methylenchlorid usw.) getränkten Wattestäbchen entfernen.

Epoxid-Phenole können durch Eintauchen der Probe in basische Glykol-Ethylen-Lösungen, die mit einem Netzmittel versetzt sind, abgelöst werden. Das elektrolytische Verfahren kann verwendet werden, indem die Probe in einer 1%igen wässrigen Lösung von Natriumchlorid, die auf etwa 45 ºC erhitzt wurde, durch Anlegen eines Stroms von 6 V für zwanzig Sekunden katholisch behandelt wird.

Die Dicke in Mikrometern kann auch direkt mit Instrumenten gemessen werden, die auf magnetischen Flussschwankungen oder Wirbelstrom basieren. Die Genauigkeit ist im Allgemeinen unzureichend, wenn Beschichtungen mit einer Dicke von weniger als 10 Mikrometern gemessen werden sollen.

Für kleinere Dicken wurden wesentlich genauere Geräte entwickelt, die auf Kapazitätsmessung basieren. Eine Sonde wird einfach auf die lackierte Probe aufgesetzt, so dass sie mit der Elektrode einen Kondensator bildet, dessen Kapazität von der Dicke der Folie und ihrer Permeabilität abhängt (u.a. Fadenmessgeräte).

Diese Geräte ermöglichen schnelle und zerstörungsfreie Messungen und lassen sich leicht an systematische Kontrollen während des Lackierens anpassen, vorausgesetzt, die Kalibrierung der Messgeräte wird regelmäßig anhand von Referenzproben überprüft.

Haftung

Misst die Adhäsion des Lacks auf dem Metall. Die Lackschicht wird mit einer Zirkelspitze oder ähnlichem angeritzt, wodurch die Schicht bis zum Metall aufgespalten wird. Hierfür sind spezielle Geräte auf dem Markt erhältlich (Braivae, Erichsen). Dadurch entsteht eine Reihe von parallelen Markierungen, wie ein Gitter, mit gleichem Abstand von etwa 2 mm. Ein Zellophan-Klebeband (Cello) wird auf das Gitter geklebt und dann, das Cello an einem Ende haltend, mit einem scharfen Ruck abgezogen.

Bei einem gut verklebten Overlay sollten keine Quadrate aus dem Gitter herausgerissen werden, und es sollten auch keine Brüche oder Risse an den Seiten oder Ecken vorhanden sein.

Zur genaueren Prüfung können Vorbiege- und Tiefziehversuche durchgeführt werden; die Beschichtung sollte auch an den am stärksten beanspruchten Stellen nicht abblättern oder abplatzen.

Flexibilität

Die Flexibilität kann nicht unabhängig von der Adhärenz beurteilt werden und umgekehrt.

Sie kann auf zwei Arten gemessen werden:

Biegen Sie es um einen Dorn; Sie können sehen, an welchem Radius die Beschichtung zu reißen beginnt.

Ziehprüfung nach Erichsen; die Ziehtiefe wird gemessen, sobald Brüche im Lack auftreten. Wenn dieses Gerät nicht zur Verfügung steht, kann es durch einen Ziehversuch mit einer kleinen Doppelmatrize ersetzt werden, die in zwei Arbeitsgängen eine Probe des Materials zieht. Der erste Arbeitsgang besteht darin, ein Reagenzglas mit einem ungefähren Durchmesser von 50 mm und einer Höhe von 25 mm zu stanzen. Eine zweite Operation, ausgehend von der vorherigen, mit einem Durchmesser von ca. 25 mm. Dieser Test kann komplexer gestaltet werden, indem man ihn auf einem Ziehstein von Proben mit einer mehr oder weniger quadratischen Grundform durchführt, bei der jede Ecke einen anderen Radius hat, von größer bis kleiner. In jedem Fall handelt es sich um Vergleichstests mit einem beliebigen tiefen Verformungsmedium im Verhältnis zu einer Standardprobe, deren Flexibilität als gut angesehen wird.

Nach dem oben genannten Tiefziehen ist es ratsam, den nachfolgend beschriebenen Autoklaventest durchzuführen.

Härte

Die Grundlage des Tests ist der Versuch, die Beschichtung mit Bleistiftminen bekannter Härte zu zerkratzen. Die Härte der Mine wird durch eine Zahl und einen Buchstaben angegeben (von 7B: sehr weich bis 9H: sehr hart). Der Härtewert wird durch die Zahl des weichsten Bleistifts ausgedrückt, der beginnt, die Lackschicht zu zerkratzen.

Porosität oder Filmkontinuität

Poren oder Risse in der Lackschicht legen folglich das darunter liegende Metall frei und bringen es in direkten Kontakt mit dem aggressiven Medium.

Die Porosität ist nicht mit der Permeabilität zu verwechseln.

Permeabilität

Das Ion muss sich seinen Weg durch die Vernetzungsnetzwerke und das Makromolekülgitter arbeiten.

Porosität

Die Porosität des Lacks wirkt sich nicht immer zum Nachteil der in Metall verpackten Produkte aus. Es hängt alles von der Art und Stärke der Reaktionen ab, die zwischen dem Behälter und dem Inhalt stattfinden können. Hier sind die bisherigen Erfahrungen von größter Bedeutung. Obst und Gemüse mit Anthocyanpigmenten sowie Getränke wie Bier und kohlensäurehaltige Getränke erfordern einen maximalen Schutz (oft zwei Anstriche, wobei der Deckanstrich über dem fertigen Gebinde angebracht wird).

Eine völlige Porenfreiheit ist immer dann erforderlich, wenn starke Entzinnungsprobleme (z.B. durch Nitrate) vorliegen, vor allem aber, wenn die Gefahr von Korrosionsstellen besteht, die früher oder später zu Perforationen führen.

Durch Aufbringen einer Lösung von Kupfersulfat in Salzsäure auf die zu prüfende Oberfläche wird in den ungeschützten Metallbereichen eine elektrochemische Übertragungsreaktion ausgelöst, die die Diskontinuitäten im Lackfilm sichtbar macht. Dieser Test kann durch Eintauchen oder Abwischen mit einem Wattestäbchen durchgeführt werden, das für eine bestimmte Zeit in eine wässrige Lösung aus Kupfersulfat und 37%iger Salzsäure getränkt wurde.

Es ist zu beachten, dass bei verchromtem Stahl die Konzentration der Salzsäure in der Kupfersulfatlösung erhöht werden muss, da sich Kupfer auf Chrom nicht so leicht ablagert wie auf Zinn.

Eine andere Möglichkeit, die Porosität zu messen, ist die Messung des Stroms durch den Lackfilm in Kontakt mit einer 3%igen NaCl-Lösung durch Durchleiten eines Stroms bei einem Potential von 6 V (WACO-Test); Bier- und kohlensäurehaltige Getränkebehälter werden üblicherweise auf diese Weise geprüft. Zum Beispiel lässt eine 5 Mikrometer dicke Folie einen Strom von 1 bis 100 microA/cm2 durch, während eine 10 Mikrometer dicke Folie Werte von 0,1 bis 1 microA/cm2 ergibt.

Ein zu berücksichtigender Punkt ist, dass der Überschuss an Öl (variabel je nach Öltyp) die Ursache für das Vorhandensein von „Augen“ (Poren im Lack aufgrund mangelnder Deckung an den Stellen mit Ölüberschuss) sein kann.

1. b) CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN

Die meisten Lebensmittel müssen einen thermischen Prozess in einem Autoklaven durchlaufen, daher beinhalten die verschiedenen Tests, denen die Lacke unterzogen werden, einen Autoklavierprozess. Es gibt bestimmte Musterlösungen und Präparate, mit denen die chemische Beständigkeit der Lackfilme getestet werden kann.

Beständigkeit gegen Sterilisation

Die lackierte Probe wird in destilliertem oder Leitungswasser 90 Minuten lang bei 121º C autoklaviert. Der Test kann durch Biegen oder Tiefziehen des Metalls härter gemacht werden. Es ist darauf zu achten, dass der Lack keine Farbveränderungen, Blasen oder Ablösungen aufweist.

Säurebeständigkeit

Die Sterilisation erfolgt durch Zugabe von organischen Säuren, die z. B. in Obst und Gemüse vorkommen (Zitronensäure, Weinsäure, Essigsäure, Äpfelsäure usw.):

Zitronensäure : 1,2 und 5%.

Weinsäure : 1,2 und 5%.

Essigsäure : 3 und 5%.

Milchsäure : 1%.

Beständigkeit gegen Schwefelung

Jeder Stoff oder jedes Produkt, das Sulfid-Ionen freisetzen kann, kann verwendet werden. In der Praxis haben sich jedoch bestimmte Standardrezepte durchgesetzt: getrocknete Erbsen, Pferdefleisch, Thiocetamid oder Mononatriumsulfid.

Abwesenheit von Geschmack

Für bestimmte Verwendungszwecke ist es wichtig, darauf zu achten, dass der Lack keinen Geschmack an das Produkt abgibt. Der Test besteht in der Verkostung von destilliertem Wasser oder besser noch von neutralem Mineralwasser, das in Gegenwart des zu prüfenden Lacks destilliert wurde. Diese Tests sind vergleichend und es ist notwendig, einen Referenzlack einzubeziehen, dessen praktische Funktionen gut bekannt sind.

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