Brevet FR2009224A1 — publié le 19700130

L'invention concerne un procédé de traitement préliminaire des bandes et des tôles d'aluminium destinées en particulier à la fabrication de récipients par formage. Dans les procédés connus de ce genre, après un dégraissage soigneux, l'aluminium pur est revote de vernis à base d'époxyde, contenant des phénols, puis soumis au formage. Les inconvénients de ce procédé sont qu'on ne peut employé que l'aluminium pur, que de hautes températures de cuisson sont nécessaires et que le vernis n'est pas complètement incolore mais prend une teinte légèrement jaunatre, ce qui est parfois considéré comme gênant. En outre, ces vernis phénolés affectent souvent de manière défavorable le got du contenu des récipients. On désire aussi pouvoir remplacer ces vernis par d'autres qui ne peuvent entratner en aucun cas des conséquences dommageables pour la santé.Enfin, les couleurs d'impression qui sont appliquées dans des buts d'identification ou de publicité adhèrent mal à ces vernis phénoliques. Un autre procédé connu, dans lequel on applique d'abord aux feuilles ou aux bandes d'aluminium, par oxydation anodique, une couche d'oxyde d'une épaisseur approximative de O,OOimm, puis dans lequel on vernit ces tales ou ces bandes pour en fabriquer des récipients, apporte déjà une certaine amélioration, car on nwest pas tenu d'utiliser exclusivement de l'aluminium pur, on ne doit pas faire tellement attention à une teneur relativement élevée en phénol et on obtient une amélioration de l'adhérence du vernis ainsi qu'une certaine protection contre la corrosions La nécessité s'impose maintenant de trouver un procédé permettant d'atteindre les buts suivants:: 1) indépendance au point de vue du choix de la matière, c'est-à-dire possibilité d'utiliser également des alliages d'aluminium à coté de l'aluminium pur; 2) possibilité de remplacer les vernis phénoliques absolument nécessaires jusqu'ici par des vernis exempts de phénol et par conséquent, possibilité d'adopter des revêtements de vernis incolorés; 3) augmentation de l'aptitude au formage, par comparaison avec les procédés connus jusqu'ici; 4) meilleure protection contre la corrosion et contre le cheminement sous le vernis et en outre, autmentation importante de la résistance à la stérilisation; 5) amélioration des possibilités d'impression, c'est-à-dire possibilité d'employer, par exemple, des couleurs d'impression pigmentées en blanc, ce qui n'était pas possible auparavant, tout au moins avec formage simultané;; 6) élimination des décolorations quand la face extérieure du récipient ne doit pas être vernie; 7) amélioration de l'adhérence de l'aluminium pur et des alliages d'aluminium avec les vernis, les adhésifs, les dispersions de matières synthétiques, les poudre de matières synthétique frittées et les thermoplastes appliqués par extrusion; 8) remplacement d'un traitement préliminaire mécanique dispendieux effectué, par exemple, au moyen de brosses, par un prétraitement chimique; 9) innocuité du point de-vue physiologique et conformité aux prescriptions légales concernant les produits alimentaires; 10) mise au point d'un procédé plus simple et moins comateux queles procédés antérieurs. Selon l'invention, dans un procédé tel que celui expliqué en commençant, ces buts sont atteints du fait qu'après dégraissage, on applique d'abord aux bandes ou aux tales en matières à base d'aluminium un procédé de chromage vert connu en soi, pendant une durée inférieure à 10 secondes, de préférence de 3 à 5 secondes, à une température de 500C et en les munissant ensuite d'un revtte- ment d'une épaisseur maximale de O,2/um, et, de préférence, allant de 0,05 à O,l/um. Sous le nom de procédé de chromage vert, on entend, par exemple, le mode opératoire suivant: traitement dans une solution aqueuse acide, contenant des ions phosphate, chromate et fluorure, préparée d'après les indications du fabricant (Firme Amchem) et désignée sous le nom de Alodine 401/45 (marque déposée). Cette firme donne les renseignements suivants: L'ALODINE 401/45 est un traitement chimique de surface, appliqué sans courant, en vue de former sur l'aluminium et les alliages d'aluminium des couches constituées en principe par du phosphate de chrome et ayant une coloration allant d'une faible irisation jusqu'à un vert intense. Ces couches de phosphate de chrome augmentent la résistance de ces métaux à la corrosion et assurent une meilleure base d'adhérence pour un vernissage ultérieur. Le traitement ALODINE 401/45 peut s'appliquer au trempé, au pistolet ou au rouleau. L'Alodine 401/45 peut s'appliquer en combinaison avec des échangeurs d'ions, de sorte que le bain est maintenu exempt d'ions métalliques parasites, meme en cas d'une utilisation intenses Ce mode opératoire garantit la formation de couches particulièrement uniformes ainsi qu'une meilleure rentabilité o On peut appliquer de manière analogue d'autres procédés de chromage vertu Ainsi que l'ont montré des recherches approfondies, le procédé de l'invention permet d'atteindre les buts énumérés ci-dessus. En particulier, on n'est plus tenu à l'emploi absolument nécessaire auparavant d'aluminium pur et l'on peut employer à volonté des alliages d'aluminium. C'est ainsi qu'on peut employer, par exemple, des alliages des types Alun, ALMgMn et ALMg, ce qui est très avantageux pour des raisons de résistance. On a en outre constaté qu'on peut employer dans le cadre de l'invention des vernis à base d'esters époxydes qui se distinguent par leur incoloration et leur transparence de meme que par leur facilité d'impression, meme avec des vernis blancs, et par une innocuité physiologique absolue. Ces vernis présentent également des avantages au point de vue de l'influence exercée sur le godet de produits sensibles tels que la viande et le poisson. E4ce qui concerne la meilleure aptitude au formage, on doit dire qu'on était jusqu'ici lié au degré de déformation qui était limité par le fait qu'on ne pouvait utiliser que des vernis à base de résine phénolique qui sont peu fluides. Des essais de formage ont montré que l'on peut aller jusqu'à la rupture de la matière sans endommager les couches de vernis ou d'oxyde ou sans réduire l'adhérence, de sorte que du point de vue des conditions de formage, on est simplement lié par la résistance de la matière à la rupture. Tandis qu'on ne pouvait éviter jusqu'ici la déchirure du vernis ou d'autres détériorations des fermetures à couvercles, avec la conséquence que le contenu du récipient pouvait venir directement en contact avec la surface du métal, le procédé de l'invention permet d'éviter ces déchirures ou ces soulèvements des vernis et en particulier dans les coins du récipients il ne peut plus se produire d'échange entre le contenu et le métal. Ceci a aussi pour conséquence la suppression des cheminements sous le vernis à ces endroits. La résistance à la stérilisation est fortement augmentée, surtout dans les systèmes avec plusieurs couches de couleurs d'impression. On peut en outre désormais éviter les décolorations d'une face extérieure non protégée par le vernis, pendant la cuisson et la stérilisation. Ceci revêt une importancè particulière parce qu'on a souvent intérêt, du point de vue économique, à supprimer l'application d'une couche extérieure de vernis. Dans le cas d'une matière vernie ou revêtue par un autre procédé, on a aussi l'avantage que les bandes et les tôles ayant subi le traitement préliminaire de l'invention ne doivent pas dtre travaillées immédiatement après ce pré-traitement mais peuvent titre transportées et entreposées sans autres mesures de précaution. Enfin, on peut arriver à ce que les surfaces soumises au traitewent préliminaire de l'invention ne se distinguent pas, au point de vue de l'aspect, des surfaces non traitées0 Ceci est souvent désirable pour ne pas laisser apparattre les colorations vertes qui se présentent dans le procédé de chromage vert. Dans de nombreux cas, on ne vernit pas la surface métallique mais on applique une mince feuille de matière synthétique sur celle-ci avec l'aide d'un adhésif. Lors du formage extérieur, l'adhérence se révélait jusqu'ici défectueuse du point de vue de la résistance à la cuisson et à la stérilisation, ce qui rendait nécessaire un traitement préliminaire très onéreux, tel que, par exemple, un traitement sécanique à la brosse ou au jet de sable. Selon l'invention, ce traitement peut etre supprimé dans tous les cas, car l'adhésivité de la colle est renforcée et subsiste après le formage. Ceci est vrai également dans les revttements au moyen de poudre de matière synthétique par frittage ou extrusion.De même, l'adhérence des assemblages par collage entre deux couches métalliques dont l'une au moins est en aluminium est améliorée du coté de celle-ci par l'application du procédé de l'invention. Exemples d'application du procédé 1) il s'agit de traiter, par le procédé de l'invention, une bande d'alliage ALMn ayant la composition chimique suivante: I X Mn, le restant étant de l'aluminium à 99,5 avec les impuretés habituelles, cfest-à-dire: Fe jusqu'à 0,5 % Si " 0,5 % Ti " 0,2 % Zn jusqu'à 0,2 % CU " 0,1 % La bande a une épaisseur de 0,3 mm. Le bain de traitement est utilisé comme suit: 1.Préparation pour un bain de mille litres Au récipient du bain, à moitiè rempli d'eau, on ajoute successivement, dans l'installation de pistolage, avec la pompe en marche: ALODINE 401 65 kg = 44 1 ALODINE STARTER 1 32 kg = 20 1 ALODINE 45 5,3 - 16 kg = 5 - 15 l Hydroxyde de sodium 1 kg Après avoir bien mélangé, on complète à mille litres avec de l'eau et l'on porte le bain à la température de traitement. 2. Données techniques- . Nombre de points - ALODINE 401 15 + 1 Température 500C Durée d'imncersion 5 secondes Déroulement du procédé dans le cas d'une succession de bains normale a) dégraissage b) rinçage c) décapage d) rinçage e) n alodisation " avec ALODINE 401/45 f) rinçage g) rinçage final h) séchage Cette recette provient de la firme Gerhard Collardin GmBH, Cologne. Des indications précises au sujet de la composition du bain ne peuvent etre données que sous réserve, car le fabricant des produits chimiques, ctest-à-dire la firme Collardin, n'en donne pas la composition exacte. Le bain a toutefois à peu près la composition suivante: pour 1 litre d'eau: 55 ml H3P04 (D = 1,7) 22 g H2CrO4 3,3 g NH4HF2 2,2 g (NH4)2+ HP04 L'aspect de la bande ne se distingue pratiquement pas de celui de la surface de départ, Après ce traitement, l'dpaisseur de la couche se situe entre 0,05 et O,l,um. On applique ensuite des deux côtés, au moyen d'un système de cylindres, un vernis incolore à base d'ester époxyde - mélamine, dans une proportion de 4 :: 1; l'épaisseur du film humide peut atteindre lOQ/um. La cuisson s'effectue à une température de 180 OC, pendant 10 à 15 minutes. Des corps de bottes sont formés de la manière habituelle, par emboutissage profond, à partir de cette bande. Des essais ont été effectués sur ces boites remplies de poissons et stérilisées à 121in, pendant 30 à 60 minutes. Après leur retrait de l'autoclave, le vernissage intérieur aussi bien que le vernissage extérieur étaient en parfait état. La surface du vernis n'était pas endommagée et après entreposage dans une étuve d'incubation à 370C,- pendant plusieurs mois, le contenu de la bote était encore en parfait état. Exemple 2: La meme bande a été vernie suivant le procédé décrit à l'exemple 1, uniquement sur ce qui serait plues tard le coté intérieur, tandis que le côté extérieur n'était pas verni. On a également fabriqué des corps de boites de la manière décrite et on les a stérilises dans les mimes conditions. Aucune modification de la surface de l'aluminium ne pouvait se constater sur le côté extérieur non verni. Le vernissage intérieur et le contenu se sont comportés comme décrit dans l'exemple I. Exemple 3: Ce qui devait mètre ultérieurement le côté extérieur de la méme bande, vernie avec le même vernis incolore qu'à l'exemple 1, fut en outre revêtu d'une couleur d'impression blanche sur toute la surface, avant stérilisation. Comme dans les exemples 1 et 2, des corps de botes furent ensuite emboutis remplis et fermés. Après stérilisation, la-couleur d'impression ne présentait aucun défaut du point de vue de l'adhérence ou de l'aspect. R E V E N D I C A T I O N Procédé de traitement préliminaire des bandes ou des tôles d'aluminium, destinées en particulier à la faDrication de récipients par formage, caractérisé en ce qu'après dégraissage, les bandes ou les tôles en matières à base d'aluminium sont d'abord traitées par un procédé de chromage vert, connu en soi, pendant une durée inférieure à 10 secondes, de préférence de 3 à 5 secondes, à une température de 500C, et en ce qu'on forme ensuite un revêtement ayant une épaisseur maximale de 0,2 et de préférence de 0,05 à Osl/um.