STAHL UND EISEN
Z E I T S C H R I F T F ÜR DAS D E U T S C H E E I S E N H Ü T T E N W E S E N
Herausgegeben vom V erein Deutscher Eisenhüttenleute im N S.-Bund Deutscher Technik G eleitet von Dr.-Ing. Dr. mont. E-h. O . P e t e r s e n
unter Mitarbeit von Dr. J. W. Reichert und Dr. W. Steinberg für den wirtschaftlichen Teil
H E F T 33 13. A U G U S T 1942 62. J A H R G A N G
Konservendosen aus phosphatiertem und lackiertem Stahlblech.
V on L u d w i g S c h u s t e r in F ra n k f u rt a. M.
[.M itteilung aus dem Chem ischen L ab o rato riu m d e r M etallgesellschaft. A .-G ., F ra n k fu rt a. M.]
(A uslausch von Weißblechdosen durch phosphatierte und lackierte Schicarzblechdosen. Eigenschaften und E in flu ß der Bonderschicht a u f die physikalischen Eigenschaften lackierter Blechdosen und als Korrosionsschutz. Ausicahl geeigneter Lackierungen. Technische Herstellung der Bonderdose. Phosphatierungsverfahren. Praktische Beicährungder Boivierdose.)
B
e tra c h te t m a n die m etallisch en "Werkstoffe, die seit lan g er Z eit als Y erp aek u n g sm ittel, besonders als K onservendosen, v erw en d et w urden, so fä llt die besondere S tel
lung des "Weißbleches sofort auf. W eißblech w ar bis vor kurzem d er alleinige W erk sto ff fü r D osen, die zur K onservie
rung vo n L eb en sm itteln dienten. D iese ü b e r r a g e n d e S t e l l u n g h a t das W e i ß b l e c h e i n e r R e i h e v o n g ü n s t i g e n E i g e n s c h a f t e n z u v e r d a n k e n . In einem U eberblick über W erkstoffe, die fü r die L eb en sm ittelk o n serv ieru n g in Frage kom m en, h a t R . H a n e l 1) tre ffe n d die E igenschaften des W eißbleches gekennzeichnet, die h ie r nochm als kurz h erausgestellt w erden sollen. D er E in sa tz v on "Weißblech in dem gekennzeichneten U m fang w äre unm öglich gewesen, wenn der Zinnüberzug, d er die d a ru n te ilie g e n d e E isenober
fläche schützen soll, n ich t gegen eine R eihe vo n F ü llg ü tern ein anderes V erh alten aufw iese als bei gew öhnlichen K orro
sionsbeanspruchungen. W äh ren d gegen m ilde F ü llg ü ter, z. B. gegen F leisch oder M ilch, d as Z inn, dem gew öhnlichen V erhalten folgend, ed ler als E isen ist, w ird Z inn in G egen
w art vo n F ru c h tsä u re n , also angreifenden F ü llg ü te rn wie zahlreicher G em üse- u n d O b stso rten , vielfach anodisch gegenüber E isen, g eh t also zu n äch st selbst in L ösung un d schützt das u n te r ih m liegende E isen k ath o d isch . Dieses eigentüm liche V erh alten des Z innüberzugs h a t den au s
schließlichen E in sa tz v o n W eißblech fü r K onservendosen ermöglicht. D er Z in n ü b erzu g b ra u c h t fü r diesen Zweck nicht porenfrei zu sein, eine F o rd e ru n g , die bei gew öhnlicher K orrosionsbeanspruchung a n einen edleren M etallüberzug zum Schutz des G rundw erkstoffs E isen sonst u n b ed in g t gestellt w erden m uß. W eitere V orteile des W eißbleches sind die verhältnism äßig einfache D u rch fü h ru n g d er F e u e rv e r
zinnung, die g u te V e ra rb e itb a rk e it u n d die hohe F estig k eit des dünnen Stahlbleches. D ie in D e u tsch lan d übliche F euerverzinnungsart u n te rsc h e id e t zwei G üteklassen von Weißblech, die B e sts ta h lg ü te m it ein er Z innauflage von 40 bis 6 0 g /m s un d die H a lb b e ststa h lg ü te m it einer solchen von 25 bis 40 g /m s. In den le tz te n J a h r e n w aren in D eu tsch lan d hauptsächlich W eißbleche d e r H a lb b e ststa h lg ü te fü r K on
servierungszwecke eingesetzt. E in e w esentliche R olle spielt auch der Preis des W eißbleches, d er durch im m er bessere H erstellung der Bleche u n d v e rfe in e rte V erfah ren d er F e u e r
verzinnung v o r dem K riege so g e h a lte n w erd en k o n n te , daß
*) M etallw irtsch. 20 (1941) S. 1069/73.
65 33.,,
auch die V erpackung von billigen F ü llg ü tern in W eißblech
dosen durchaus g erech tfertig t w ar.
D iesen V orteilen ste h t eine R eihe v o n N a c h t e i l e n d e s W e i ß b l e c h e s gegenüber, die nich t u n b each tet bleiben dürfen, w eil des ö fteren die A uffassung v e rtre te n w urde, daß W eißblech der vollkom m enste W erkstoff fü r K onserven
dosen u n d deshalb durch nichts auszutauschen ist. D ie B e
stän d ig k eit v on W eißblech gegen eine R eihe v on F ü llg ü tern is t ebenfalls n u r begrenzt. In solchen F ällen können n u r W eißblechdosen verw endet w erden, die im In n e rn la c k ie rt sind, w odurch ein ausreichender Schutz gew ährleistet w ird.
Bei K onservierung v o n eiw eißhaltigen F ü llg ü tern , die also schw efelhaltige V erbindungen en th alten , zeigt sich des öfteren das b e k a n n te schwarze A nlaufen, das sich b ei m a n chen F leischsorten auch au f das F ü llg u t ü b e rträ g t, im übrigen ab e r keine schädigende W irkung au sü b t. Die u n te r gleichen V erhältnissen oft blaue A nlauffarbe b ie te t sogar einen zusätzlichen K orrosionsschutz. Bei aggressiven F ü llg ü tern m a c h t sich ein M etallgeschm ack besonders b em erkbar, der p ra k tisc h bei allen F ü llg ü te rn v o rh an d en is t, wie ein V er
gleich v o n W eißblechkonserven gegen G laskonserven zeigt.
D as V erh alten des Z innüberzuges b rin g t es m it sich, daß d er K orrosionsschutz der A ußenflächen der W eißblechdosen n icht erheblich ist. Bei u n g ü n stig er L ag em n g k an n es sogar zum D u rch ro sten d er D osen vo n au ß en h e r kom m en. V or allem is t Z inn ein ausgesprochenes S p am ietall. A b b au w ürdige Z innerzvorkom m en finden sich n u r a n w enigen S tellen d er W eit, u n d zw ar in den M alay en staaten , in N ieder- ländisch-Indien. B olivien u n d in geringem U m fang auch in A frika. Im G egensatz zu an d eren m etallischen W erkstoffen sind neue V orkom m en in den le tz te n J a h re n k a u m erschlos
sen w orden. G erade die M angellage a n Z inn m u ß als w esent
lich ster N ach teil des W eißbleches b e tr a c h te t w erden.
D ie gekennzeichneten N achteile u n d d er M angel an Zinn h ab en d a h e r b ereits vo r dem K riege d azu g efü h rt, die M ö g l i c h k e i t e n , W e i ß b l e c h z u r H e r s t e l l u n g v o n K o n s e r v e n d o s e n a u s z u t a u s c h e n , eingehend zu u n te r
suchen. A uf G n in d d er E rfah ru n g en , die b ereits w ährend des ersten W eltkrieges m it l a c k i e r t e n S c h w a r z b l e c h d o s e n gem acht w urden, u n d nach den E rfah ru n g en , die m a n ganz allgem ein b ei der L ackierung v on W eißblechen h a tte , la g der G edanke nahe, a n S telle von W eißblech lack iertes Schw arzblech als W erkstoff fü r K onservendosen
685
686 S tahl und Eisen L . Schuster: Konservendosen aus phosphatiertem und lackiertem Stahlblech 62. Jah rg . N r. 33 einzusetzen. Soll eine solche Lösung befriedigend sein, dann
m uß der L acküberzug drei F o rderungen erfüllen: E r m uß eine ausreichende B eständigkeit gegen das F ü llg u t un d eine genügende H aftfestig k eit auf dem Schw arzblech aufweisen sowie porenfrei sein, da er die Stahloberfläche u n m itte lb a r schützen m uß. D urch die L ackierung der Bleche in den W alzw erken selbst k o n n ten diese drei Forderungen nicht hinreichend e rfü llt w erden. Besonders auf dem W ege vom W alzwerk zum V erarb eiter un d w ährend der V erarbeitung selbst sind V erletzungen des L acküberzuges unverm eidlich.
B ereits im J a h re 1937 tr a t d ah er die DZ-Blechwaren- vertriebs-G . m. b. H . in Leipzig zusam m en m it der B lech
w arenfabrik F ritz Züchner in Seesen an die M etallgesell
schaft, A.-G., m it dem Vorschlag heran, p h o sp h atierte un d lackierte Schw arzblechdosen zu erzeugen, wobei diese O ber
flächenbehandlung in der B lechw arenfabrik vorgenom m en w erden sollte. G rundsätzlich w ar der Gedanke, erst nach F ertig stellu n g der Dosen das B ondern u n d die L ackierung vorzunehm en, richtig, da dadurch V erletzungen des L a c k überzuges ausgeschlossen w erden konnten. Die P h o sp h a t
schicht (Bonderschicht) sollte hierbei die A ufgabe des H a f t
grundes fü r den Lacküberzug übernehm en un d die a ll
gemeine K orrosionsbeständig
k eit der lackierten D osen stei
gern. Die gebonderten u nd lackierten K onservendosen w erden aus w arm - oder k altg e
w alzten, unlackierten Blechen hergestellt, wobei an Stelle der L ö tu n g des D osenrum pfes die Schweißung t r i t t 2). Nach A uffalzen des Bodens erfolgt die P hosphatierung u n d die Lackierung.
Einfluß der Bonderschicht auf die mechanischen Eigenschaften lackierter Dosenbleche.
Die B onderschicht b e ste h t aus te rtiä re m Z inkphosphat neben einigen Prozenten sekundärer u n d te rtiä re r F erro- p hosphate u n d stellt eine m it der E isenoberfläche verw ach
sene K ristallh au t d a r3). Sie b ew irk t eine A ufrauhung und erhebliche V ergrößerung der M etalloberfläche. Die Schicht ist nichtm etallischer N a tu r, sie e n th ä lt nach den F e s t
stellungen von W . M a c h u 4), wie alle P hosphatschichten, etw a 0,3 bis 0,5 % P oren; ohne N achbehandlung ist sie also n ich t korrosionsbeständig. Die P ho sp h atsch ich t h ä lt orga
nische Stoffe wie Oele oder L acke sehr s ta rk fest, erm öglicht eine gute V erankerung des L acküberzuges auf der M etall
oberfläche u n d ist d ah er ein ausgezeichneter H aftg ru n d fü r L acke. Ih re nichtm etallischen E igenschaften bew irken eine erhebliche Steigerung der K orrosionsbeständigkeit des L ack
überzuges, wobei das U n terro sten bei v erletztem L acküber
zug weitgeh end verm ieden w ird. Die A u f g a b e d e r B o n d e r - s c h i c h t bei lackierten Schw arzblech-K onservendosen ist dem nach, ein gutes H aftverm ögen des Lacküberzuges auf der M etalloberfläche zu verm itteln , das U n terro sten bei V erletzung des Lacküberzuges zu verh in d ern oder zu v e r
m indern, also die allgemeine K orrosionsbeständigkeit zu erhöhen u nd die P origkeit des Lacküberzuges herabzusetzen.
D a es durch das B onderverfahren möglich ist, nicht n u r gleichm äßige P hosphatschichten zu erzeugen, sondern auch je nach A uswahl bestim m ter B onderverfahren S chicht
2) V ierjahresplan 4 (1940) S. 279/80.
3) S c h u s t e r , L .: S ta h l u. E isen 60 (1940) S. 785/90;
R o e s n e r , G., L. S c h u s t e r u n d R . K r a u s e : K orrosion u M etallsch. 17 (1941) S. 174/79.
*) K orrosion u. M etallsch. 17 (1941) S. 157 u. 160.
dicke u n d K orngröße des U eberzuges zu verändern, war z u n ä c h s t z u ü b e r p r ü f e n , w e l c h e B o n d e r s c h i c h t e n f ü r S c h w a r z b l e c h d o s e n a m b e s t e n g e e i g n e t sind.
Von vornherein w ar k lar, daß bei einm aliger Lackierung mit v erh ältn ism äß ig dünnen L acküberzügen, wie sie für die K onservendosen in F rag e kom m en, eine dünne, feinkristal
line P h o sp h atsch ich t zw eckm äßiger als dicke Ueberzüge ist.
D aß dies rich tig w ar, zeigte auch d er E in flu ß von dicken und d ünnen Schichten auf den A usfall d er Lackierung ganz allgem ein u n d der E in flu ß der B onderschicht auf die physi
kalischen E igenschaften des L acküberzuges. D a jede Phos
p h atsch ich t als K ris ta llh a u t eine geringere Verform barkeit aufw eisen m uß als das d aru n terlieg en d e M etall, w ar anzu
streben, daß die gebo n d erten u n d la c k ie rte n Dosen den gestellten m echanischen A n forderungen gewachsen waren.
E s w urde deshalb ein B o n d erv erfah ren eingesetzt, das nach einer B ehandlungszeit v on etw a 5 m in Schichten von rd. 0,003 m m erg ib t (B onder-5-V erfahren). Zum Vergleich w urde das B onder-2-V erfahren herangezogen, das dickere (0,01 m m ) Z in k p h o sp h atsch ich ten liefert.
Z u r U n t e r s u c h u n g d e s E i n f l u s s e s v e r s c h i e d e n e r V o r b e h a n d l u n g e n w urde k a ltg e w a lz te r B a n d s t a h l von
0 .2 7 .m m D icke m it v ie r verschiedenen O berflächen ver
glichen:
1. n ich t v o rb eh an d elte O berfläche,
2. gesandete O berfläche,
3. gebonderte O berfläche m it rd . 0,003 m m dicker Phosphat
schicht (B onder 5),
4. gebonderte O berfläche m it rd . 0,01 m m dicker Phosphat
schicht (B onder 2).
B ild 1 zeigt die O berflächen der gesandeten un d gebonder
te n Bleche. Zum Sanden w urde Q uarzsand verw endet, wobei d arau f g each tet w urde, daß in etw a d er gleiche Rauhigkeits
g rad wie bei der B onder-5-O berfläche erreicht wurde. Die so v o rb eh an d elten Bleche w urd en m it verschiedenen Lacken lack iert, u n d zw ar w urden die L ack iertech n ik u nd die son
stigen B edingungen so g ehalten, d aß sie w eitgehend der P rax is entsprachen. V erw endet w u rd en Einbrennlacke (A bis C), die b ereits in größerem U m fang zur Schwarzblech
lackierung verw en d et w erden. Vorzugsweise h an d elt es sich u m K unstharzlacke, die bei den vom H erstelle r geforderten E in b re n n te m p e ra tu re n u n d -zeiten v e ra rb e ite t wurden.
S äm tliche Bleche h a tte n die gleiche, w eitgehend den prak
tischen V erhältnissen en tsprechende L ackauflage, bestimmt durch die T rockensubstanz, so d aß die erhaltenen Werte verg leich b ar w aren (Zahlentafel 1).
K onservendosen sind beim G ebrauch einer gewissen Ver
form ung au sg esetzt; die vorherige K en n tn is ihres Verhaltens bei dieser B eanspruchung is t also v on B edeutung. Die V er- f o r m b a r k e i t w urde nach dem V orschlag von H . N iesen u n d W. R ö h r s 6) g e p rü ft u n d b e ste h t d arin , daß der bei einer
*) Farben-Z tg. 1940, S. 551/52 u. 569/70. F ra n z. Patent 705 690 vom 8. F e b ru a r 1930.
Gesandet. Bonder 5. Bonder 2.
B ild 1. Oberflächen gesandeter u n d geb o n d erter Bleche, ( x rd . 150.)
13. A ugust 1942 L . S chm ter: Konservendosen aus pkosphsitiertem und lackiertem, Stahlblech S ta h l un d E isen 687 Z ahlentafel 1. D i c k e d e r L a c k ü b e r z ü g e b e i d e n u n t e r
s u c h t e n v e r s c h i e d e n v o r b e h a n d e l t e n B l e c h e n . Vorbehandlung
der Bleche
Lackauflage in g Trockensubstanz je m2 bei
Lack A Lack B Lack 0
B lan k . . . . 8,72 9,42 8,35
G esandet . . 9,73 9,94 8,95
B onder 2 . . 8,12 9,68 8,83
B onder 5 . . 9,54 9,45 8,72
Spannung vo n 10 V zw ischen dem la c k ie rte n Blech u n d einer Elektrode in einer Zelle m it einem flüssigen L e ite r fließende W echselstrom i n A b h ä n g i g k e i t v o n d e r T i e f u n g g e m e s s e n w ird. Solange d er L ackfilm d ic h t b leib t, fließ t kein S tro m ; in dem M aße, in dem durch die V erform ung des Lackfilms Risse a u ftre te n , e rh ö h t sich auch d er Strom fluß.
Die B üder 2 bis 4 e n th a lte n das E rg e b n is dieser P rü fu n g . Zunächst zeigen sich U ntersch ied e zw ischen den einzelnen Lacken. Die V erfo rm b ark eit d er L acküberzüge au f der dünnen B onderschicht is t in einem F a lle etw as besser (Lack C), bei den L acken A u n d B n ic h t w esentlich schlechter als auf b lan k er O berfläche. D ie B onder-2-S chicht erg ib t eine schlechtere V erfo rm b ark eit. B em erkensw ert ist das V erhal
ten der gesandeten B leche. H ie r liegen die V erhältnisse so, daß der L ack ü b erzu g rissig w ird, infolge der g u te n V eranke
rung auf der O berfläche die einzelnen Teilchen des gerissenen Lacküberzuges jedoch haften b leib en . So e rk lä rt sich die andere L age d er K u rv en d e r g esan d eten O berflächen gegen
über den an d eren V orbeh an d lu n g en . B ei L ack C k o n n te auf
re n kom m en p ra k tisc h k a u m in F ra g e . B eobachtungen an zahlreichen v erh ältn ism äß ig s ta rk b e a n sp ru ch ten D osen h ab en ergeben, daß sich durch S toß e n tstan d en e V er
letzu n g en im m er au f eine größere F läch e erstrecken, als der E in d ru c k n ach dem N iesen-G erät erg ib t. T rotzdem erschien die D u rch fü h ru n g dieser S chlagprüfung bedeutungsvoll, um den E in flu ß d er V orbehandlungen kennenzulernen. D ie L ack au flag e w ar die gleiche wie v o rh er. Die E rgebnisse in Zahlentafel 2 zeigen, daß die B onder-5-Schicht n u r einen geringen R ü ck g an g d er Schlagfestigkeit bew irk t, w äh ren d die B onder-2-Schicht schlechter abschneidet. B em erkens
w e rt is t das V erh alten des L ackes B, der eine schlechte Schlagfestigkeit tr o tz v erh ältn ism äß ig g u te r E richsentiefung aufw eist. Die gesandete O berfläche is t w ieder re c h t schwer abzudecken; besonders die m it L ack C b e h an d elten Bleche w eisen eine erhebliche P o rig k eit auf.
Z a h le n ta fel 2. F e s t i g k e i t v e r s c h i e d e n e r L a c k i e r u n g e n b e i d e r S c h l a g p r ü f u n g n a c h H . N i e s e n .
Stromstärke in mA
Vorbehandlung vor dem Schlag nach dem Schlag1)
der Bleche bei Lacküberzug
A B 0 A B 0
B la n k . . . 7 0 5 7 125 5
G e sa n d et . . 70 45 450 200 385 700
B o n d er 2 . . 2 0 8 64 670 200
B o n d er 5 . . 2 0 4 20 450 8
!) A ngelegte S p an n u n g 10 V. T iefung d u rc h d en S chlag 2,5 m m .
1r 11
1 LackC i
/ / 1/
/1 /
// 11
11
j /i // /
1
/y 0
B ild e r 2 bis 4. E richsen-T iefung u n te r A nw endung v o n S trom fü r die L acke A, B un d C.
gesandeter O berfläche infolge seiner großen P o rig k eit kein dichter L ackfilm bei einer L ack au flag e vo n etw a 8 bis 10 g /m2
T rockensubstanz erzielt w erden. Im G egensatz zu dem Hinweis v o n F ü r e r - A r n d t s 6), d aß die S p rö d ig k eit der Bonderschicht zu einer geringen V erfo rm b ark eit g e so n d e rte r und lack ierter K onservendosen fü h re, zeigen diese V ersuche in U ebereinstim m ung m it d er P ra x is, d aß bei d er W ahl geeigneter L acke eine d u rch au s befriedigende V erform bar
keit besteht.
H . N i e s e n 7) h a t vorgeschlagen, l a c k i e r t e K o n s e r v e n d o s e n b l e c h e a u f S t o ß f e s t i g k e i t durch ein S ch lag p rü f
verfahren zu u n t e r s u c h e n , d as d a rin b e ste h t, d aß die Bleche durch einen H am m e r m it einem b e stim m te n G ew icht von einer bestim m ten F a llh ö h e au s p lötzlich v e rfo rm t u n d in gleicher W eise wie bei dem T iefungsversuch nach N iesen und R öhrs v o r u n d n ach dem S chlag d er fließende S tro m gemessen w ird. D er S ch lag ein d ru ck is t v erh ä ltn ism ä ß ig scharf. D abei erh eb t sich die F ra g e , ob diese S chlagprüfung den tatsäch lich en B ean sp ru ch u n g en v o n K onservendosen nahekom m t. Zweifellos w erden infolge d er geringen B lech
stärke die K onservendosen b ei m echanischer B ean sp ru ch u n g auf einer größeren F läch e e in g ed rü ck t, solche schlagartige B eanspruchungen wie b ei dem vorgeschlagenen P riifv erfah -
•) A lum inium , B erl., 22 (1941) S. 63/67.
7) Farben-Z tg. 1941, S. 478/80 u . 496/97.
W ie die E richsentiefung u n d die Schlagprüfung beweisen, m üssen z u r P h o s p h a t i e r u n g v o n K o n s e r v e n d o s e n d ü n n e B o n d e r s c h i c h t e n eingesetzt w erden. D er E in satz des B onder-5-V erfahrens erscheint dem nach d urchaus gerech tfertig t. D ie V erw endung einer dickeren B onder
schicht is t auch deshalb unzw eckm äßig, weil die A bdeckung der p h o sp h a tie rte n O berfläche schw ieriger ist, so daß die O berfläche ra u h b leib t, w odurch das g u te A ussehen der D osen g e stö rt w ird.
U m den E i n f l u ß d e r V o r b e h a n d l u n g e n a u f d ie P o r i g k e i t d e r L a c k ü b e r z ü g e zu u n tersu ch en , w urde das b e k a n n te P rü fv e rfa h re n v o n V. D u f f e k herangezogen.
D azu w u rd en die Bleche anodisch an eine G leichstrom span
n u n g v o n 8 V geleg t u n d d er fließende S tro m nach 3 s abgelesen. Dieses V erfahren e rla u b t auch, die P o ren sich tb ar zu m achen, da sich d o rt, wo das m etallische E isen bloßliegt, ein w eißer F a rb s to ff abscheidet. U m die U nterschiede der einzelnen V orbehandlungen besser herauszuschälen, w urde absichtlich eine d ü n n e L ack au flag e gew ählt. Die P origkeit d er L acküberzüge w ird, wie Zahlentafel 3 zeigt, durch das B on d ern s ta rk h e rab g esetzt. Zw ischen den drei L acken er
geben sich w ieder erhebliche U nterschiede. A uch h ie r zeigt d er L ack C die m eisten P oren. D ie Schw ierigkeit eines völ
ligen A bdeckens d er g esan d eten O berfläche zeigen die erh al
te n e n W e rte w ieder deutlich. B each ten sw ert is t d er V er-
688 Stahl und Eisen L. Schuster: Konservendosen aus phosphatiertem und lackiertem Stahlblech________ 62. Ja h rg . Nr. 33
Z ah len ta fel 3. E r g e b n i s s e d e r P o r i g k e i t s p r ü f u n g n a c h V. D u f f e k b e i v e r s c h i e d e n e r V o r b e h a n d l u n g . __
Vorbehandlung der Bleche
Lacka A
uflage in bei Lack
B g/m2
C
Stron bei A
istärke in Lacküber
B mA1) zug
C B lan k . . .
G esan d et . . B o n d er 2 . . B o n d er 5 . .
5,11 5,24 4,61 5,15
4,55 5,03 4,98 4,75
4,20 4,68 4,56 4,27
60 500 2,5 10
30 480 7,5 17,5
140 780 10 20
*) S tro m stä rk e je 112,5 cm 2 g e p rü fte O berfläche bei 8 V Spannung.
gleich zwischen der dünnen un d der dicken B onderschicht.
Obwohl die m it B onder 2 b ehandelten Bleche nach der L ackierung nicht völlig g la tt w aren, ist auch hier die P orig
keit w eitgehend herabgesetzt worden. D ieser V ersuch ist deshalb w ichtig, weil er zeigt, daß bei gröberen P h o sp h a t
schichten, die eine nicht völlig g latte L ackierung der Bleche ergeben, nicht unbedingt ein schlechteres K orrosionsverhal
te n solcher Bleche die Folge ist. E rk lärlich ist das V erhalten dadurch, daß die Spitzen der Z inkphosphatkristalle zw ar nicht völlig von dem Lacküberzug abgedeckt sind, infolge ih rer nichtm etallischen N a tu r jedoch im elektrochem ischen Sinne zu keiner Korrosion V eranlassung geben können. Die wesentliche H erabsetzung der P origkeit der Lacküberzüge au f p h o sp h atierter Oberfläche is t besonders w ichtig un d e rk lä rt auch das gute V erhalten gebonderter u n d lack ierter K onservendosenbleche; denn zweifellos tr e te n in den Poren die ersten K orrosionen bei A nw esenheit von angreifenden Medien auf. B ild 5 zeigt eine gebonderte u n d lack ierte K on
servendose, die k rä ftig eingeknickt u n d vo r u n d nach der E inknickung der P orenprüfung nach D uffek unterw orfen w urde. Die Messung ergab, daß an den K nickstellen keinerlei V erletzung des Lacküberzuges eingetreten war.
7 d
Bild 5. A nsicht zweier der P orenprüfung nach V. Duffek unterw orfener K onservendosen.
Die Bonderschicht als Korrosionsschutz.
D as a l l g e m e i n e K o r r o s i o n s v e r h a l t e n vo n Blechen m it gleicher L ackauflage u n d verschiedenen V orbehand
lungen w urde im S a l z s p r ü h n e b e l ( m it 3 % N a C l) u n t e r s u c h t . B ild 6 zeigt das E rgebnis nach 96 h Sprüh- dauer. Von den blanken, gesandeten u n d gebonderten B le
chen (Bonder 5) w urde ein Teil bis auf den M etallgrund d urch
g eritzt, um den E influß der V orbehandlungen auf die U n te r
rostu n g feststellen zu können. W eitaus am besten schneiden die gebonderten Bleche ab, w ährend die blanken u n d die gesandeten erhebliche A nrostungen zeigen. H ier v e rh ä lt sich der L ack C besonders schlecht. Die m it den L acken A u n d B lackierten R eihen w urden w eiter dem Salznebel ausgesetzt (B ild 7). Auch nach 192 h ergibt sich die U eberlegenheit d er gebonderten Bleche. Im Salzsprühversuch sc h n itt am besten der L ack B ab.
D a die L ebensm ittel in den geschlossenen D o s e n im A u t o k l a v e n b e i 1 2 0° gekocht w erden, ist das V erhalten der Dosen u n te r diesen Bedingungen besonders w ichtig. Die m eisten F ü llg ü ter sind entw eder salzig oder sauer. D as V er
h a lte n der verschieden vorbehandelten Dosen, die m it
1 2 3
Bild 6 c. Lack 0.
B ilder 6 a bis 6 c. A ussehen vo n lack ierten Blechen m it ver- schieden v o rb e h a n d e lte r O berfläche n a c h 96 h Sprühdauer
im K ochsalznebel (3 % NaCl).
1 = blank, 2 = g esan d et, 3 = gebondert.
den L acken A, B u n d C la c k ie rt w urden, w urde daher gegen M i l c h s ä u r e u n d g e g e n K o c h s a l z l ö s u n g g e p r ü f t und das in L ösung gegangene E isen b e stim m t (Zahlentafel 4).
13. A ugust 1942 L. Schuster: Konservendosen aus phosphatiertem und lackiertem Stahlblech S ta h l u n d E isen 689
Die gebonderten D osen schneiden in allen F ä lle n a m besten ab. Zwischen den einzelnen L ack en ergeben sich erhebliche Unterschiede. D ie bessere H a ftfe stig k e it des L ackes auf
Z a h le n ta fe l 4. L ö s l i c h k e i t d e s E i s e n s b e i v e r s c h i e d e n b e h a n d e l t e n u n d l a c k i e r t e n D o s e n im K o c h v e r s u c h .
Vorbehandlung der Bleche
Bei Angriff vor 0,5 % Milchsäure in Lösung gegangenes Eis
A | B | 0
Lösunge 3 en in mg
A n mit
% NaCl1 bei Lackü
B ) berzug
0 B lank . . .
G esandet . . B onder 5 . .
36 22
25 18
11 14
2 2 0 2 2 0 74
12 9,3 7,1
10 7,6 6,5
11 13 8,7
*) 14-kg-D ose y2 h bei 120° g ek o ch t.
Bild 7 a. Lack A.
1 2 3
Bild 7 b. Lack B.
Bilder 7 a und 7 b. Aussehen v o n B lechen m it verschiedener O berflächenvorbehandlung n ach 192 h S p rü h d a u e r im K ochsalz
nebel (3 % N a C l).
1 = blan k , 2 = g esan d et, 3 = g eb o n d ert.
gesandeter O berfläche m a c h t sich auch in einem besseren Abschneiden beim K ochversuch b e m e rk b a r. Bei d er m ilden K ochsalzprüfung erscheinen die U nterschiede d er M engen gelösten Eisens n ich t erheblich. B ild 8 g ib t die au fg esch n it
tenen Dosen des K o chsalzversuches w ieder, u n d zw ar fü r den Lack B. Obgleich die e rh a lte n e n W e rte , z. B. fü r den Lack B, nicht sta rk au sein an d erg eh en , zeig t das äu ß ere B ild doch erhebliche U nterschiede; die g eb o n d erte D ose is t ein
wandfrei, die g esandete D ose zeig t am B oden u n d D eckel
Bild 8 a.
Bild 8 b.
Bild 8 c.
B ild er 8 a bis 8 c. A ussehen von m it L ack B la c k ie rte n D osen n ach dem K ochversuch in K ochsalzlösung bei 120°.
1 = b lan k , 2 = gesan d et, 3 = gebo n d ert.
A nrostungen, w äh ren d bei d er b lan k en D ose d er L ack te il
weise a b g e b lä tte rt ist. In Tafel 5 is t das V erh alten aller D osen nochm als zusam m engestellt.
U m den E in flu ß der V o rbehandlung des L acküberzuges noch besser h erau szu stellen , w urden in gleicher W eise l a c k i e r t e B l e c h e dem A u t o k l a v e n v e r s u c h u n t e r z o g e n u n d dabei die K o ch d au er erh ö h t. In Tafel 6 ist das E rg eb n is des V ersuches zusam m engestellt. D ie Bilder 9 un d 10 zeigen die Bleche des K ochsalz- u n d des M ilch
690 S tah l u n d Eisen L. Schuster: Konservendosen aus phosphatieriem und lackiertem Stahlblech 62. Ja h rg . Nr. 33 M i l c h s ä u r e u n d K o c h s a l z l ö s u n g b e i 120°.
Vorbehandlung der Dosen Lack
Verhalten gegei 0,5 % Milchsäure
Lösungen mit
3 % NaOl Verfärbung Blasen
bildung Ablösung Korrosion Verfärbung Blasen
bildung Ablösung Korrosion
b la n k . . g e s a n d e t . B o n d e r 5 .
A A A
s t a r k sc h w a c h
k e in e
s ta r k s c h w a c h
g e r in g e
t e ilw e is e k e in e k e in e
k e in e k e in e k e in e
k e in e k e in e k e in e
k e in e k e in e g e r in g e
g e r in g e g e r in g e k e in e
R ostflecken geringe A nrostung
keine b lan k . .
g esan d et . B o n d er 5 .
B B B
s t a r k sc h w a c h
k e in e
s ta r k g e r in g e
k e in e
k e in e k e in e k e in e
80 % B o s tp u n k te keine keine
k e in e k e in e k e in e
k e in e k e in e g e r in g e
s ta r k k e in e k e in e
R o stp u n k te R o stp u n k te
keine b la n k . . C s t a r k s t a r k seh r s ta r k E läch e n a n ro stu n g s ta r k geringe gei-inge F läch en an ro stu n g g esa n d et . C se h r s ta r k seh r s ta r k k e in e viele R o s tp u n k te se h r s ta r k s ta r k keine
u n d R o stp u n k te B o n d er 5 . C s t a r k s t a r k k e in e geringe R o s tp u n k te s c h w a c h g e r in g e k e in e einzelne R ö stpunkte T afel 6. E r g e b n i s s e d e s e i n s t ü n d i g e n K o c h v e r s u c h s m i t B l e c h e n in M i l c h s ä u r e u n d K o c h s a l z l ö s u n g b e i 120°
Vorbehandlung der Bleche
0,5 % Milchsäure
Verhal en gegen Lösungen mit
3 % NaCl Ver
färbung Blasen
bildung Ablösung Korrosion Verfärbung Blasen
bildung Ablösung Korrosion
b l a n k ... A
_ _
v o llk o m m e n_
k e in e k e in e s ta r k R ostfleckenb la n k , g e r i tz t . . A __ — v o llk o m m e n — k e in e k e in e s ta r k R ostflecken
g e s a n d e t . . . . A s ta r k k e in e k e in e R o s t p u n k t e se h r s ta r k se h r s ta r k schw ach schw ache A nrostung g e s a n d e t , g e r i t z t . A s ta r k k e in e k e in e R o s t p u n k t e s e h r s ta r k se h r s ta r k schw ach schw ache Anrostung B o n d e r 5 . . . . A g e r in g k e in e k e in e k e in e g e r in g s t a r k k e in e einzelne R ostpunkte B o n d e r 5, g e r it z t . A g e r in g k e in e k e in e k e in e g e r in g s ta r k k e in e einzelne R ostpunkte
b l a n k ... B
_ _
v o llk o m m e n __ schw ach k e in e schw ach keineb la n k , g e ritz t . . B — — v o llk o m m e n — s c h w a c h k e in e s ta r k —
g e s a n d e t . . . . B s t a r k k e in e k e in e k e in e s ta r k k e in e k e in e R o stp u n k te
g e s a n d e t , g e r i tz t . B s t a r k k e in e keine k e in e s ta r k k e in e k e in e viele R o stp u n k te
B o n d e r 5 . . . . B k e in e k e in e k e in e k e in e k e in e k e in e k e in e k e in e
B o n d e r 5, g e r itz t . B k e in e k e in e k e in e k e in e k e in e k e in e k e in e k e in e
b l a n k ... C __ — v o llk o m m e n __ _ __ v o llk o m m e n __
b la n k , g e r i tz t . . C — — v o llk o m m e n — — — vo llk o m m en —
g e s a n d e t . . . . C — — v o llk o m m e n — — — v ollk o m m en s ta rk e A nrostung
g e s a n d e t , g e r i t z t . C — — v o llk o m m e n — — — v o llk o m m e n s ta rk e A nrostung
B o n d e r 5 . . . . C s t a r k k e in e s e h r s ta r k — s c h w a c h k e in e k e in e R o stp u n k te B o n d e r 5, g e r i t z t . C s ta r k k e in e s e h r s ta r k - s c h w a c h keine k e in e R o stp u n k te säureversuchs. B ei beiden P rüfungen schneiden die g e ä n
d e rte n Bleche am b esten ab. Die gesandeten zeigen ebenfalls ein besseres V erhalten als die blanken, reichen jedoch an die gebonderten Bleche nich t h eran . Infolge des g u ten H a ftv e r
m ögens auf der aufg erau h ten gesandeten O berfläche sind die L acküberzüge zw ar nu r teilw eise a b g e b lä tte rt, die m e ta l
lische O berfläche bew irkt jedoch ein erheblich schlechteres A bschneiden als die gebonderten Bleche.
Die K orrosionsversuche m achen deutlich k lar, daß die P h o s p h a t s c h i c h t z w e i A u f g a b e n e r f ü l l t :
1. sie ste llt die V erbindung zwischen der M etalloberfläche u n d dem L acküberzug dar, b ew irk t also das F e sth aften des L ackes auf der M etalloberfläche;
2. da sie nichtm etallisch ist, erh ö h t sie den U n terro stu n g s
schutz erheblich.
Die gesandete O berfläche v erb essert zw ar ebenfalls die V er
ankerung des L acküberzuges, k an n jedoch einen eigentlichen U nterrostungsschutz nicht gew ährleisten. Diese F e stste l
lu n g ist wichtig, weil gerade des ö fteren die A uffassung v e r
tr e te n w ird, daß die P h o sp h atieru n g n u r eine A ufrauhung der M etalloberfläche zur besseren V erankerung des L ack ü b er
zuges bezw ecken soll.
Sowohl die physikalischen als auch korrosionschem ischen P rüfungen zeigen die g r o ß e B e d e u t u n g d e r A u s w a h l g e e i g n e t e r L a c k e , w orüber H . W e i s e 8) ausführlich b e rich tet h a t. H eu te w erden ausschließlich ofentrocknende K unstharzlacke angew endet, deren K orrosionsbeständigkeit gegenüber den frü h er gebräuchlichen L acken sehr verb essert w orden ist. Die T ro ck en tem p eratu ren liegen m eist ü b er
8) K orrosion u. M etallsch. 17 (1941) S. 363/65.
180°. D ie w ichtigsten V e rtre te r d er h e u te verwendeten K onservendosenlacke fallen in die G ru p p e d er Phenolharze u n d A lkydharze. A uch G emische verschiedener K unstharze w erden selb stv erstän d lich angew endet, z. B. von Phenol- u n d P h th a lsä u re h a rz e n . A llen diesen L ack en ist eine gute W asserfestigkeit u n d K o ch b estän d ig k eit gemeinsam . Die K och b estän d ig k eit is t w egen d er Geschmacksbeeinflussung besonders w ichtig. S elb stv erstän d lich ergeben sich dabei U nterschiede zw ischen verschiedenen L a c k a rte n ; die F o rt
schritte, die auch h ier erzielt w urden, sind als sehr erfolg
versp rech en d anzusehen. D ie m itg e te ilte n V ersuche zeigen zw ar erhebliche U nterschiede im V erh alten d er Lacke, aber in allen F ä lle n w ird durch die B onderschicht das Korro
sionsverhalten v erb essert. U m den E in flu ß der Vorbehand
lu n g eindeutig k lä re n zu k ö nnen, is t es unerläßlich, gleiche L acke u n te r gleichen B edingungen heranzuziehen; denn nur dan n sind V ergleichsversuche w ertv o ll u n d können Rück
schlüsse ü b e r v erw endetes B lech m aterial, Vorbehandlung u n d eingesetzten L ack ergeben.
Technische Herstellung der Bonderdose.
Die geb o n d erte u n d la c k ie rte K onservendose w ird bereits seit m eh reren J a h re n erzeu g t u n d is t je nach der H erstel
lu n g s a rt u n te r den N am en „L em adose“ , „O ftadose“ oder nach dem ausschließlich ang ew en d eten Phosphatierungs
v erfa h re n auch h äu fig u n te r dem N am en „Bonderdose“
b e k a n n t. A ls im J a h r e 1937 z u n ä c h st ü b e r die Auswahl des P h o sp h atieru n g sv erfah ren s, d er B lechgüten u n d der ein
zusetzenden L acke K la rh e it g esch afft w ar, w ar die wichtige A u f g a b e e i n e r t e c h n i s c h u n d w i r t s c h a f t l i c h e in w a n d f r e i e n R u m p f s c h w e i ß u n g zu lösen; denn an Stelle
13. August 1942 L. Schuster: Konservendosen aus vhosphatiertem un d lackiertem Stahlblech S tah l un d E isen 691
1 2 3
Bild 9 c. Lack C.
Bilder 9 a bis 9 c. Aussehen v o n B lechen n a ch 1 h K ochzeit in K ochsalzlösung.
1 = blank, 2 = g esa n d et, 3 = g eb o n d ert.
der gelöteten D osen sollten geschw eißte D osen h erg estellt werden. H ierfü r w ar es notw endig, S ch w eiß au to m aten zu entwickeln, die in etw a den L eistu n g en d er L ö ta u to m a te n
1 2 3
Bild 10 c. Lack 0.
B ild er 10 a bis 10 c. A ussehen v on B lechen n a ch 1 h K ochzeit in M ilchsäurelösung.
1 = blan k , 2 = g esandet, 3 = gebondert.
en tsp rach en . K o n n te diese F o rd e ru n g nicht erfü llt w erden, so w a r an eine M assenherstellung d er geschw eißten K onser
vendose n ic h t zu denken. G erade die B lechw arenfabrik
692 S tahl und Eisen L. Schuster: Konservendosen aus phosphatiertem und lackiertem Stahlblech 62. Jah rg . Nr. 33
Bild 13. A ufgabe der D osen bei der A nlage nach Bild 11 Bild 11. G esam tansicht einer selb sttätig e n Bonder- und
L ackieranlage.
Bild 12. F ördereinrichtung der A nlage nach Bild 11.
Z üchner h a t durch ihre T a tk ra ft die E n tw icklung der ge
schw eißten Dose außerordentlich g efördert. D en Schw eiß
autom atenfabriken gelang es, elektrische Rollenschw eiß
m aschinen hoher L eistung zu entw ickeln, die h e u te eine un b ed in g t sichere un d einw andfreie Schw eißung der Zargen gew ährleisten9).
Z u r H erstellung von B onderdosen h a t sich k a l t g e w a l z t e r B a n d s t a h l besonders b ew ährt, der eine sehr g u te O ber- fläehengüte a ufw eist u n d d ah er fü r die P h o sp h atieru n g
9) V ierjahresplan 4 (1940) S. 279/80.
B ild 14. A bnahm e der D osen bei d er A nlage nach Bild 11.
besonders geeignet ist. Die V erw endung von kaltgewalztem B an d u n d die H erstellu n g vo n geschw eißten D osen bedeutet auch eine n ich t u n erhebliche B lechersparnis. Bei 100000 D osen w erden durch die R um pfschw eißung etw a 165 kg Blech (infolge der gegenüber d er L ö tn a h t geringeren Ueber- la p p u n g ) eingespart.
Bei der H e r s t e l l u n g d e r D o s e n w erden zuerst die Z argen in üblicher W eise au s u n v erzin n tem , unlackiertem Tafelblech, R ollenblech oder B a n d sta h l geschnitten, dann durch elektrische W iderstandsschw eißung der R um pf gß-
13. A ugust 1942 L . S ch u ster: Konservendosen au s phosphatiertem und lackiertem Stahlblech S ta h l u n d E isen 693
schweißt u n d z u le tz t n a c h E in leg en d e r D ich tu n g der B oden wie üblich au f gefalzt.
Die ersten v o n d er M aschinenfabrik G öhring & H eben
streit in R ad eb eu l b ei D resden g e b a u te n B o n d e r - u n d L a c k i e r a n l a g e n k am e n b e i Z ü eh n er im J a h r e 1938 zu r A ufstellung u n d w aren noch g e tre n n te A nlagen, d. h . das Bondern m it den n otw endigen V or- u n d N achbehandlungen wurde in eigenen A nlagen d u rch g efü h rt u n d in besonderen Lackieranlagen, sei es im S p ritz- o d er im T auchverfahren, die L ackierung d er D osen vorgenom m en. D ie E rfah ru n g en bei diesen A nlagen fü h r te n d a n n zu G r o ß a n l a g e n , in denen beide A rbeitsgänge n ic h t m e h r g e tre n n t sind. Viel
leicht f ü h r t die E n tw ic k lu n g a b e r w ieder au f den a lte n V or
schlag in v e rb e sse rte r F o rm zurück, d a eine T ren n u n g der A rbeitsstufen eine g rö ß ere F re ih e it in der L ackierung erlau b t.
Büd 11 g ib t die G esam tan sic h t ein er d e ra rtig e n vollselbst
tätig en B o n d er- u n d L ack ieran lag e w ieder. H ierb ei w erden die fe rtig e n D osen m it einer se lb sttä tig e n F ö rd eran lag e (B ü d 12) zu r A ufgabe (B ild 13) g eb rach t u n d d o rt in fest eingebaute u n d le ic h t zu bedienende H o rd en eingesetzt.
Die D osen d u rch lau fen d a n n zu n äch st die nassen B eh an d lungszonen die sich in E n tfe ttu n g s b ä d e m , X ach sp ü lb äd em . das eigentliche B o n d erb ad , N ach sp ü l- u n d Trockenzone gliedern. E in anschließender seitlich offener K a n a l erlau b t eine U eb erp rü fu n g d er D osen au f gleichm äßige B o n d er
schicht u n d g u te T rocknung. E s folgt d an n die eigentliche Lackierzone m it den en tsp rech en d en E in ric h tu n g e n , die sich ebenfalls w ieder in verschiedene Zonen, die zum Trocknen u n d E in b re n n e n des L acküberzuges dienen, gliedert. N ach D u rch lau fen ein er län g eren A bkühlstrecke werden d a n n die D osen abgenom m en (B ild 14).
B ild 15. S chaltstelle d e r A nlage n ach B ild 11.
Die S ch altu n g d er g esam ten A nlage u n d R egelung der notwendigen A rb e itste m p e ra tu re n erfolgt v o n ein er Stelle aus (B ü d 1 5 ). Jed e H o rd e k a n n 24 D osen oder 240 D eckel aufnehm en. Die G esam tzahl d er H o rd en b e tr ä g t etw a 630, die K ettenlänge d er A nlage 240 m . N ach F . Z ü e h n e r 10) ist das G esam tgew icht d er in B ew egung befindlichen K e tte , Horden un d D osen rd . 1 11. D ie G esam tlän g e d er A nlage ist etwa 45 m, die H öhe etw a 6 m .
Die E n tw icklung solcher A n lag en k o n n te n u r d an n ge
rech tfertig t sein, w enn sie die in d e r B lechpa k m itte l-In d u - strie üblichen L e i s t u n g e n erreich te. D ie stü n d lich e L ei
stung der A nlagen lieg t je nach d e r G eschw indigkeit der K ette zwischen 5000 u n d 6000 D osen. A us w ärm etech n i
schen G ründen is t es zw eckm äßig, die A nlagen in zwei bis drei Schichten täg lich zu b etreib en , w as ta tsä c h lic h , wie die bis je tz t vorliegenden E rfa h ru n g e n a u ch bei den neuen Großanlagen ü b er eine Z eit v o n zwei J a h r e n zeigen, ohne weiteres möglich ist.
“ J E l. Z tg. B lechind. In s ta ll. 1941, S. 236.
33..,
D ie H e rstellu n g v o n B onderdosen is t eine ausgesprochene M assenfertigung, die n u r w irtschaftlich ist, w enn hohe E r zeugungsm engen durch die eingesetzten M aschinen u n d A n
lag en erreicht w erden. D eshalb spielt auch die L e i s t u n g s f ä h i g k e i t d e s e i n g e s e t z t e n P h o s p h a t i e r u n g s v e r f a h r e n s eine besondere Rolle, an das wegen des h ohen D u rch satzes ä u ß e rs t hohe A nforderungen gestellt w erden m üssen.
H eber das W e s e n u n d d ie W i r k u n g s w e i s e d e r P h o s p h a t i e r u n g s v e r f a h r e n is t b ereits frü h e r3) b e ric h te t w orden. D ah er sollen n u r einige grundsätzliche B e tra c h tu n gen nochm als w iedergegeben w erden, die gerade im R ah m en der P h o sp h a tie ru n g v o n K onservendosen v on B ed eu tu n g sind. D as zu r B ehandlung vo n K onservendosen eingesetzte B onderverfahren is t auf der G rundlage Z inkphosphat- u n d Z inknitratlösungen aufg eb au t. Im B onderbad spielen sich V orgänge ab, die durch die n ach steh en d en G leichungen in etw a um rissen w erden k ö n n en :
1. F e -j- 2 H3P O4—> F e (H2P 04 ) 2 -|- H j.
2. 3 Z n (H jP 0 4), — Zn3i P 04 ) 2 + 4 H3P O „ 3. 2 H N O , + 5 H2 -► N , + 6 H20 , 4. F e1 1 "0 Fem .
D as B onderverfahren se tz t sich also grundsätzlich aus fol
genden T eilvorgängen zusam m en:
1. den B eizvorgang, durch den zunächst E isen in L ösung geht.
2. D ie in L ösung gegangenen F erroionen bew irken besonders an d er Grenze zwischen M etalloberfläche u n d Flüssigkeit eine N eu tralisa tio n der P hosphatlösung (A bnahm e der W asserstoffionenkonzentration) u n d d am it eine Verschie
bung des Gleichgewichts zugunsten d er B ildung von unlöslichen P h o sp h aten (2). Die stark e A nreicherung v on F erroionen besonders a n der G renzfläche b ew irk t d o rt eine schnelle p 3-Verschiebung, so daß im allgem einen das A usfallen vo n unlöslichen P h o sp h a te n auf die G renz
fläche zw ischen M etall u n d F lüssigkeit b esch rän k t ist, w odurch sich auf der E isenoberfläche unlösliche P hos
p h a te (tertiäres Z inkphosphat) ausscheiden.
3. D u rch den N itra tz u sa tz oder die S alpetersäure im B ad fin d e t eine D epolarisation des W asserstoffs an der M etall
oberfläche s ta tt, w odurch d er V erlauf der P h o sp h atieru n g v o n 30 bis 60 m in auf wenige M inuten abgekürzt w ird (3).
4. D ie N itra te u n d ih re R eduktionserzeugnisse bew irken gleichzeitig die O xydation des in L ösung gegangenen F e r r o e i s e n s , das als unlösliches F errip h o sp h a t in F o rm v o n B adschlam m au sfällt, w odurch eine B eständigkeit des Phosphatierungsvorganges e in tritt (4). D ies h a t zur Folge, daJß der Z inkgehalt des B ades unabhängig v on der durch g esetzten Eisenoberfläche unveränderlich gehalten w erden k a n n u n d sich P h o sp h atsch ich ten bilden, die, ebenfalls u n ab h än g ig vom D urchsatz, eine ste ts gleiche Zusam m ensetzung bei gleichen p hysikalischen E igen
sch aften aufw eisen.
B ü d 16 g ib t die Z u s a m m e n s e t z u n g d e r S c h i c h t in A b h ä n g i g k e i t d e r d u r c h g e s e t z t e n S t a h l o b e r f l ä c h e bei V erw endung v o n L ösungen ohne u n d m it N itr a te n w ieder.
M an sieht, daß die n itra tfre ie n L ösungen im m e r eisenreichere Schichten liefern, w äh ren d die n itra th a ltig e n Lösungen u n a b h ä n g ig v o m D u rch satz S chichten gleichbleibender Z u
sam m ensetzung ergeben. W egen d e r sta rk e n O xydations
fäh ig k eit des in P h o sp h atsch ich ten aus n itra tfre ie n B ädern v o rh an d en en F e rro p h o sp h a ts neigen solche Schichten sehr schnell zum R o sten , d. h . m it steigender A usnutzung des B ades sin k t d er K orrosionsschutz der P h o sp h atsch ich ten , so d aß tr o tz Z u fü h ru n g v o n E rgänzungsstoffen, die den V erb rau ch ausgleichen, eine oftm alige E rn e u e ru n g des B ades notw en d ig ist.
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694 S ta h l und E isen L. S c h ü le r: Konservendosen aus phosphutiertem und lackiertem Stahlblech_______ 62. Jah rg . Nr. 33
Um ein völlig beständiges P hosphatierungsverfahren zu erh alten , dürfen n u r solche K ationen verw endet w erden, die zur Schichtbildung v e rb ra u c h t w erden. W ürde m an also an Stelle des Z in k n itrats N a triu m n itra t oder N a triu m n itrit verw enden, so fände bei steigender A usnutzung des B ades eine A nreicherung a n A lkalien s ta tt, weil das N atriu m nicht in die Schicht eingeht. Die Folge davon ist, daß die B äder von Zeit zu Z eit abgestoßen w erden m üssen. A ehnliche F orderungen gelten fü r die A nionen. E s d arf z. B. durch die V erw endung eines O xydationsm ittels in den B ädern keine A nreicherung vo n A bbaustoffen stattfin d en . Bei den N itra ten e n tste h t Stickstoff, der gasförm ig entw eicht, un d W asser, das die P h o sp h atieru n g nicht beeinflußt. V erw endet m an
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0 0,1 0,2 0,3 0,1 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2100 Ourchgesefzte Stahloberfläche ¡nm^/l Badlösung
Bild 16. A bhängigkeit der Schichtzusam m ensetzung in P hos
phatierungsbädern von der durchgesetzten Stahloberfläche.
z. B. Chlorate als O xydationsm ittel, so entstehen als R eduk
tionserzeugnisse Chloride, die sich ebenfalls im B ad an rei
chern un d in gleicher W eise eine E rn eu eru n g der B adlösung notw endig m achen. M an erk en n t hieraus, daß das eingesetzte P h o s p h a t i e r u n g s v e r f a h r e n auf der Basis Z inkphosphat- Z in k n itra t d e n B e d i n g u n g e n d e r v o ll k o m m e n e n B e s t ä n d i g k e i t genügt. Diese F o rd eru n g m uß gestellt w erden, weil durch die zur E rzeugung der Bonderdosen verw endeten A nlagen täglich 1 bis 1,5 m 2 O berfläche je 1 B adflüssigkeit durchgehen u n d die A nlagen in zw eieinhalb bis drei Schich
ten arbeiten, also täglich 20 bis 24 h in B etrieb sind. B äder ohne Beschleunigung können also, abgesehen davon, daß die notwendige B ehandlungszeit von 30 bis 60 m in fü r die Mas
senfertigung u n tra g b a r w äre, wegen zu geringer Lebens
dau er g a r nich t eingesetzt w erden. D as gleiche g ilt g ru n d sätzlich fü r solche K urzzeitverfahren, bei denen sich durch N ebenreaktionen unerw ünschte u n d die P ho sp h atsch ich t schädlich beeinflussende Stoffe anreichern.
Die B onder-5-Bäder in den K o n s e r v e n d o s e n a n l a g e n sind ohne E rn eu eru n g schon seit m ehreren Ja h re n in B etrieb.
Sie w erden n u r laufend, entsprechend dem D urchsatz, durch Regenerierlösung ergänzt, wobei der anfallende Badschlam m m it H ilfe eines Schlam m absetzbehälters von Z eit zu Zeit en tfern t w erden kann. E ine v ö l l i g e E r n e u e r u n g d e s B a d e s w ürde bei den B etriebsverhältnissen der B onder
großanlagen n i c h t t r a g b a r sein un d die F o rd eru n g nach M assenfertigung hinfällig m achen. G erade die T atsache, daß eine Auswechselung der B äder nicht oder n u r durch erheb
lichen B etriebsausfall bei solchen G roßanlagen möglich ist, w ird viel zu wenig b each tet. An ein P hosp h atieru n g sv er
fahren m uß m an d ah er nicht nu r die F ord eru n g einer guten u n d gleichbleibenden Schichtbildung stellen, sondern auch die einer gleichm äßigen Badlösung. N ur w enn das P h o s
p h atieru n g sv erfah ren beide Forderungen erfüllt, lä ß t es sich w irkungsvoll in solchen G roßanlagen einsetzen. E ine w eitere w ichtige F o rd eru n g ist die, daß das eingesetzte P h o sp h atie
run g sv erfah ren die w ertv o llen G roßanlagen nicht schädigt.
Auch h ier liegen beim B o n d erv erfah ren etw a dreijährige E rfah ru n g en vor, die als sehr g ü n stig bezeichnet werden m üssen. E ine S chädigung d e r A nlagen ist bis je tz t noch n ich t au fg etreten .
Praktische Bewährung der Bonderdose.
D ie p r a k t i s c h e B e w ä h r u n g d er B onderdose m it den dam als zur V erfügung steh en d en L acken w urde von einer R eihe von A n sta lte n g ep rü ft. So w urden z. B. durch ein I n s titu t zahlreiche F ü llg ü te r bei e rh ö h te r T em peratur (37°) ein J a h r lan g gelag ert. H ierb ei ergab sich eine völlige B estän d ig k eit gegen Fleisch u n d G emüse. Bei Füllung mit S p in at, S pargel u n d Fisch in Oel w aren die D osen Weißblech
dosen sogar überlegen. Gegen O bst reich te dagegen die B estän d ig k eit nicht an die vo n W eißblechdosen heran.
D as gleiche E rgebnis zeig t die B ew ährung in der Praxis.
Gegen Fleisch u n d G em üse is t die Dose voll einsatzfähig.
T rotz V erbesserung der G ü te d er D ose im L aufe der Zeit ist sie gegen s ta rk angreifende F ü llg ü te r wie eine Reihe von O b stso rten n u r b esc h rä n k t h a ltb a r.
Die W e i t e r e n t w i c k l u n g d er B onderdose ist an erster Stelle eine F ra g e der L ack ieru n g . In dem Maße, in dem die B estän d ig k eit d er L acküberzüge auch gegen stark saure F ü llg ü te r steigt, w ird auch die E in satzfäh ig k eit der Bonder
dose steigen. Zweifellos sind h ie r in d er le tz te n Zeit große F o rts c h ritte g em ach t w orden, so d aß die Dosen, die heute erzeugt w erden, in ih re r G ü te den v o r einigen Ja h re n erzeug
te n D osen sicher ganz erheblich überlegen sind. E ine weitere E ntw icklungsm öglichkeit d e u te t F . Z ü c h n e r10) an, der auf die E rzeu g u n g von vollgeschw eißten D osen, also auch mit eingeschw eißtem B oden, hinw eist. S ollte dies im großtech
nischen M aßstab gelingen, so läge d arin ein großer Fort
sc h ritt, denn h äufig tr e te n gerade am B odenfalz Korrosionen auf. E ine vollgeschw eißte D ose h a t den erheblichen Vorteil, daß solche K orrosionen v erm ieden w erden; nicht unbeachtet darf bleiben, d aß bei eingeschw eißtem Boden eine weitere erhebliche E in sp a ru n g a n B lechen e in treten w ird.
Zusammenfassung.
D ie g ebonderte u n d la c k ie rte K onservendose w ird heute b ereits in erheblichem U m fang erzeu g t, wobei der Bonder
schicht besondere B ed eu tu n g zukom m t. D urch verglei
chende U n tersu ch u n g en m it an d eren V orbehandlungen der B lechoberfläche w ird der E in flu ß d er B onderschicht auf die p hysikalischen u n d korrosionschem ischen Eigenschaften solcher la c k ie rte r D osen u n te rs u c h t. D ie Bonderschicht e rfü llt im w esentlichen folgende A ufg ab en : Sie stellt die V erbindung zw ischen M etalloberfläche u n d dem Lacküberzug h e r u nd b e w irk t ein F e s th a fte n des L acküberzuges auf der S tahloberfläche. Sie se tz t die P o rig k eit von Lacküberzügen h e ra b u n d v erb essert das allgem eine K orrosionsverhalten.
Besonders w ertvoll is t die B onderschicht als Schutz für die U n terro stu n g . Als zw eckm äßig h a t sich erwiesen, dünne, feinkristalline B onderschichten zu r V orbehandlung von Kon
servendosen zu erzeugen.
D ie gebonderte u n d la c k ie rte K onservendose ist rumpf- geschw eißt. D as B ondern u n d L ack ieren erfolgt in Groß
anlagen m it einer stü n d lich en L eistu n g von 5000 bis 6000 D osen.
D ie W ich tig k eit eines gleichm äßigen Phosphatierungs
bades, das fü r eine d e ra rtig e M assenfertigung einsetzbar ist, w ird hervorgehoben u n d e rlä u te r t, d aß das Bonderverfahren den gefo rd erten B edingungen g en ü g t. Dieses Verfahren e rla u b t, u n ab h än g ig v o m D u rch satz u n d A lter des Bades, stets gleichm äßige P h o sp h a tsc h ic h te n zu erzeugen.
