成型金属表面润滑和表面调理剂制造技术

成型金属表面特别是饮料容器的润滑和表面调理剂可降低金属表面的静摩擦系数并提高其移动性而同时又不会对喷在其上的涂料或油漆粘结性产生不利影响。调理剂为水溶性有机物，可选自磷酸酯，醇，脂肪酸，包括一，二，三和多元酸，脂肪酸衍生物如盐，羟基酸，酰胺，酯，醚及其衍生物，以及其混合物。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及成型金属表面润滑和表面调理剂。更具体地讲，本专利技术涉及可改善铝罐移动性而同时又不会降低喷在其表面上的涂料或油漆粘附性的润滑和表面调理剂。铝罐常用作许多产品的容器，成型后一般都用酸性清洗剂进行清洗以除去其表面上的铝粉和其它污物。近来出于环境因素并考虑到铝罐上残留物进行酸洗影响其中饮料香味的可能性，致使人们认为碱洗除去铝粉和污物更为有利。但铝罐处理一般会使其内外表面达到不同的蚀比。例如达到无铝粉内表面通常会因外表面粗糙度提高而在传送线上带来难于移动的问题。这类铝罐移动性问题在将其传送过单台注入机以及印制机时表现得特别明显。因此铝罐加工业迫切要求改善其外表面的静摩擦系数以提高其移动性而同时又不会降低喷在其表面上的涂料或油漆粘附性。提高铝罐移动性的原因在于该行业总的趋势是想在设立新的生产厂时提高产量而同时又不增加资本投入。提高产量的需要不断要求铝罐制造商加快其生产线和印制速度以保证单位时间内铝罐增产20～40%。例如铝罐通过印制台的最大速度一般平均为约1150罐/分钟，而要求该速度提高到约1400～1500罐/分钟或更高。但无论酸洗或碱洗的完全清洁铝罐的特点一般是表面粗糙度高，因此静摩擦系数也高。这种特性阻碍了试图提高其生产线速度时罐通过单台注入机和印制机的移动。结果是除罐大量损坏而外，还会导到印制时的传送失效问题，经常出现堵塞，停机以及产量降低。改善铝罐表面特性的另一原因是考虑到生产中有可能干扰或降低罐送到印制或贴标台时进行印刷的能力。例如罐清洗后其外表面可贴标签并可在内表面上喷漆。这种情况下主要关心的问题是涂料和油漆的粘附性。因此迫切需要开发可提高铝罐通过注入机和印制机的移动性以提高产量，减少生产线堵塞现象，最大限度降低停机次数并降低罐损坏率的办法。本专利技术目的即提出提高铝罐移动性而解决前述问题的措施。除了操作实施例或另有说明而外，所有成分量或本文所用反应条件的数据均应认为是“大约”值。本专利技术已发现清洗后涂在铝罐表面上的润滑和表面调理剂可提高其移动性。润滑和表面调理剂可降低罐外表面上的静摩擦系数并可大大提高其生产线速度。更具体地讲，本专利技术已发现涂在铝罐外表面上的有机薄膜可作为降低静摩擦系数并因此提高其移动性的润滑剂。还发现罐移动性的提高取决于有机薄膜的厚度或涂量以及涂料的化学性质。本专利技术铝罐润滑和表面调理剂可选自水溶性有机磷酸酯;醇;脂肪酸，包括一，二，三和多元酸;脂肪酸衍生物如盐，羟基酸，酰胺，酯，醚及其衍生物;以及其混合物。本专利技术铝罐润滑和表面调理剂最好包括水溶性饱和脂肪酸衍生物如乙氧基化硬脂酸或乙氧基化异硬脂酸或其碱金属盐如多氧乙基化硬脂酸盐和多氧乙基化异硬脂酸盐。此外，铝罐润滑和表面调理剂可包括至少带4碳的可水溶性醇并可含高达约50摩尔的环氧乙烷。若醇包括平均每摩尔醇含约20摩尔环氧乙烷的多氧乙基化油酰醇，则可获得优良的效果。此外，本专利技术铝罐润滑和表面调理剂最好包括磷酸酯或乙氧基化烷基醇磷酸酯。这些磷酸酯为市售产品，可采用美国GAFCorporation，Wayne，NewJersey以商品名GafacPE510以及EthoxChemicals，Inc.，Greenville，S.C.以商品名Ethfac136和Ethfac161出售的产品。一般来讲，有机磷酸酯可包括乙氧基化或非乙氧基化的烷基和芳基磷酸酯。铝罐润滑和表面调理剂可在其清洗循环，其处理循环之一，其水洗循环之一或最好是在其最终水洗循环过程中涂到其表面上。此外，润滑和表面调理剂可在其最终水洗循环之后即烘干之前或在烘干之后采用水或挥发性不易燃溶剂液以细粒喷雾法喷涂到罐表面上。已发现润滑和表面调理剂可沉积在罐的铝表面上而使其具有所要求的特性。润滑和表面调理剂可进行喷涂施用并可通过化学或物理吸附与铝表面发生反应而使其形成符合要求的薄膜。一般来讲，在罐清洗过程中，洗涤后通常要进行酸性水冲洗。之后可按本专利技术用包括阴离子表面活性剂如磷酸酯的润滑和表面调理剂予以处理。在这种情况下，处理体系的pH值很重要，一般应为酸性即在约1～约6.5之间，最好在约2.5～约5之间。如果罐在酸性水冲洗后不用本专利技术润滑和表面调理剂处理，则进行自来水冲洗，然后再用去离子水冲洗。在这种情况下，制成含有本专利技术润滑和表面调理剂的去离子水冲洗液，其中可包括选自前述多氧乙基化醇或多氧乙基化脂肪酸的非离子表面活性剂。这样进行处理之后将罐送入烘箱烘干，然后再作进一步的加工处理。涂在罐表面上的润滑和表面调理剂量应足以将其外表面静摩擦系数降为约1.5或更低，最好降为约1或更低。一般来说，外表面上的润滑和表面调理剂涂量应达到约3mg/m2～约60mg/m2左右。为了更好地理解本专利技术，可参考以下实施例，这些实施例仅用于举例说明本专利技术，并不限制其保护范围。实施例1该实施例旨在说明提高罐通过工业制罐设备的导轨和印制台时的自由移动性所需的润滑和表面调理剂量并表明该润滑和表面调理剂不会对印在其外表面上的标签以及喷在其内表面上的油漆粘附性产生不利影响。从工业制罐机来的未清洗铝罐用Amchem Products Division，Henkel Corporation，Ambler，PA出售的碱性清洗剂并按该公司的Ridolin 3060/306工艺进行清洗。在实验室小型清洗机中一次洗14个罐并在最终冲洗步骤中用不同量的润滑和表面调理剂处理后送入烘箱进行干燥。所用润滑和表面调理剂包括约10%活性多氧乙基化异硬脂酸盐浓缩物，为Ethox Chemicals，Inc.，Greenville，S.C.以商名Ethox M I-14出售的乙氧基化非离子表面活性剂。将处理罐送回制罐机进行生产线速度和印制质量评价。然后将印制罐分成两组，每组包含4～6个罐。将所有罐浸入下述的粘附试验液之一中达20分钟。试验液A180°F下在3∶1的去离子水∶自来水中的1% Joy (市售液态洗盘剂，Procter and Gamble Co.)溶液。试验液B212°F下去离子水中的1% Joy 洗涤剂溶液。从粘附试验液中取出印制罐后用锋利金属物体画出交叉线，穿过涂料或油漆而露出铝线并试验涂料粘附性。该试验包括将Scotch(Scotch为3M公司的注册商标)透明胶带No610牢固地贴在划线区域上，然后再用力将其从该区域上拉下来。试验结果评价如下10为优，表明该带未从表面上剥下任何涂料;8为合格;而0为最差。其间用肉眼观察罐表面上是否有任何涂料或油漆剥离痕迹。此外，再用实验室静摩擦试验机评价罐的静摩擦系数。该装置测定与铝罐表面性能有关的静摩擦。这是用斜面进行的，其中用匀速移动仪，转子和连在斜面自由摆动端上的缆绳使斜面上移弧度达90°。用与斜面底相连的托架支撑起水平位置相距约0.5英寸的2个罐，其顶部面对斜面的固定端。再将第3个罐放在这2个罐上，以其顶部面对斜面的自由摆动端，并使所有这3个罐的边对准以使其互相平齐。一旦斜面沿弧度运动，计时器就自动工作。当斜面达到某一角度而使第3个罐可从下面的2个罐上自由地滑动时，光电开关即关掉计时器。这段以秒计的时间常称为“滑动时间”。静摩擦系数等于罐开始移动时斜面摆角的正切。粘附试验和静摩擦系数评价结果平均值列于下表1表1润滑和调理粘附试验评价试验号剂浓缩物静摩擦(体积%)试验本文档来自技高网...

【技术保护点】
铝罐润滑和表面调理剂组合物，其中包括水溶性有机物，可选自磷酸酯，醇，脂肪酸，包括一，二，三和多元酸；脂酸酸衍生物如盐，羟基酸，酰胺，酯，醚及其衍生物；以及其混合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：塞姆B爱渥德，
申请(专利权)人：亨凯尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]