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Hauptfaktoren, die die Schweißqualität beeinflussen
Nach dem Schweißen wird die ursprüngliche schützende Zinnschicht auf der Schweißnaht vollständig entfernt, sodass nur noch das Grundeisen übrig bleibt.
Daher muss es mit einer hochmolekularen organischen Beschichtung überzogen werden, um Korrosion durch den Kontakt zwischen dem Eisen und dem Inhalt zu verhindern und korrosionsbedingte Verfärbungen zu vermeiden.
1. Arten von Beschichtungen
Reparaturbeschichtungen lassen sich in Flüssigbeschichtungen und Pulverbeschichtungen unterteilen. Jeder Typ weist aufgrund von Unterschieden in Zusammensetzung, Anwendung und Aushärtungsprozessen einzigartige Eigenschaften auf.
1. Flüssigbeschichtungen
Hierzu zählen Epoxid-, Phenol-, Acryl-, Polyester-, Organosol- und Pigmentbeschichtungen, die sich für die Reparatur von Schweißnähten bei den meisten Lebensmittel- und Getränkedosen eignen.
▶ Epoxid-Phenol-Beschichtungen: Sie weisen wenige Mikroporen auf, sind chemikalienbeständig und sterilisierbar, benötigen jedoch hohe Einbrenntemperaturen. Unzureichendes Einbrennen führt zu einer unvollständigen Aushärtung, wodurch die Beschichtung nach der Sterilisation weiß wird, was Leistung und Lebensmittelsicherheit beeinträchtigt. Übermäßiges Einbrennen verringert Flexibilität und Haftung, wodurch die Beschichtung spröde und rissanfällig wird.
▶ Acryl- und Polyesterbeschichtungen: Bieten hervorragende Haftung, Flexibilität, chemische Beständigkeit und Sterilisationsresistenz. Acrylbeschichtungen können jedoch Lebensmittelfarben absorbieren und sind nur begrenzt beständig gegen Sulfidkorrosion.
▶ Organosol-Beschichtungen: Gekennzeichnet durch einen hohen Feststoffgehalt, bilden sie dicke, blasenfreie Beschichtungen auf Schweißnähten mit ausgezeichneter Flexibilität und Verarbeitbarkeit. Sie benötigen weniger Einbrennwärme als andere Beschichtungen, weisen jedoch eine geringe Durchdringungsbeständigkeit auf und neigen zu Sulfidkorrosion, weshalb sie für schwefelhaltige Lebensmittel ungeeignet sind.
▶ Pigmentierte Beschichtungen: Werden normalerweise durch Zugabe von Titandioxid oder Aluminiumpulver zu Organosol-, Epoxid- oder Polyesterbeschichtungen hergestellt, um Korrosionsflecken unter der Folie zu maskieren. Geeignet für die Reparatur von Schweißnähten in Dosen, beispielsweise für Frühstücksfleisch.
2Pulverbeschichtungen
Pulverbeschichtungen bilden dicke, dichte Filme und bieten optimalen Schutz für Schweißnähte. Sie emittieren bei der Verarbeitung keine Lösungsmittel, reduzieren die Umweltbelastung und werden häufig für Lebensmittel- und Getränkedosen mit hohen Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit verwendet. Pulverbeschichtungen werden in thermoplastische und duroplastische Typen unterteilt.
▶ Thermoplastische Beschichtungen: Bestehen hauptsächlich aus Polyesterpulver, Titandioxid, Bariumsulfat usw. Die Filmbildung ist ein einfacher Schmelzprozess. Beim Einbrennen nach dem Sprühen mit der gesamten Dose, wenn die Temperatur den Schmelzpunkt der Pulverbeschichtung erreicht, schmilzt die Reparaturbeschichtung erneut und bildet sich. Diese Beschichtungen sind hochflexibel und widerstandsfähig gegen verschiedene mechanische Prozesse, weisen jedoch eine geringere chemische Beständigkeit als duroplastische Beschichtungen auf und nehmen leicht Lebensmittelfarben auf. Ihre Haftung an der Grundbeschichtung ist geringer als an der Schweißnaht, wodurch eine brückenartige Bogenform entsteht.
▶ Duroplastische Beschichtungen: Sie bestehen hauptsächlich aus Epoxid/Polyester und härten nach dem Erhitzen durch Polymerisation zu hochmolekularen Verbindungen aus. Dabei bilden sie dünnere Filme als thermoplastische Beschichtungen mit ausgezeichneter chemischer Beständigkeit, aber schlechterer Verarbeitbarkeit.
Reparaturbeschichtungen lassen sich in Flüssigbeschichtungen und Pulverbeschichtungen unterteilen. Jeder Typ weist aufgrund von Unterschieden in Zusammensetzung, Anwendung und Aushärtungsprozessen einzigartige Eigenschaften auf.
1. Flüssigbeschichtungen
Hierzu zählen Epoxid-, Phenol-, Acryl-, Polyester-, Organosol- und Pigmentbeschichtungen, die sich für die Reparatur von Schweißnähten bei den meisten Lebensmittel- und Getränkedosen eignen.
▶ Epoxid-Phenol-Beschichtungen: Sie weisen wenige Mikroporen auf, sind chemikalienbeständig und sterilisierbar, benötigen jedoch hohe Einbrenntemperaturen. Unzureichendes Einbrennen führt zu einer unvollständigen Aushärtung, wodurch die Beschichtung nach der Sterilisation weiß wird, was Leistung und Lebensmittelsicherheit beeinträchtigt. Übermäßiges Einbrennen verringert Flexibilität und Haftung, wodurch die Beschichtung spröde und rissanfällig wird.
▶ Acryl- und Polyesterbeschichtungen: Bieten hervorragende Haftung, Flexibilität, chemische Beständigkeit und Sterilisationsresistenz. Acrylbeschichtungen können jedoch Lebensmittelfarben absorbieren und sind nur begrenzt beständig gegen Sulfidkorrosion.
▶ Organosol-Beschichtungen: Gekennzeichnet durch einen hohen Feststoffgehalt, bilden sie dicke, blasenfreie Beschichtungen auf Schweißnähten mit ausgezeichneter Flexibilität und Verarbeitbarkeit. Sie benötigen weniger Einbrennwärme als andere Beschichtungen, weisen jedoch eine geringe Durchdringungsbeständigkeit auf und neigen zu Sulfidkorrosion, weshalb sie für schwefelhaltige Lebensmittel ungeeignet sind.
▶ Pigmentierte Beschichtungen: Werden normalerweise durch Zugabe von Titandioxid oder Aluminiumpulver zu Organosol-, Epoxid- oder Polyesterbeschichtungen hergestellt, um Korrosionsflecken unter der Folie zu maskieren. Geeignet für die Reparatur von Schweißnähten in Dosen, beispielsweise für Frühstücksfleisch.
2. Pulverbeschichtungen
Pulverbeschichtungen bilden dicke, dichte Filme und bieten optimalen Schutz für Schweißnähte. Sie emittieren bei der Verarbeitung keine Lösungsmittel, reduzieren die Umweltbelastung und werden häufig für Lebensmittel- und Getränkedosen mit hohen Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit verwendet. Pulverbeschichtungen werden in thermoplastische und duroplastische Typen unterteilt.
▶ Thermoplastische Beschichtungen: Bestehen hauptsächlich aus Polyesterpulver, Titandioxid, Bariumsulfat usw. Die Filmbildung ist ein einfacher Schmelzprozess. Beim Einbrennen nach dem Sprühen mit der gesamten Dose, wenn die Temperatur den Schmelzpunkt der Pulverbeschichtung erreicht, schmilzt die Reparaturbeschichtung erneut und bildet sich. Diese Beschichtungen sind hochflexibel und widerstandsfähig gegen verschiedene mechanische Prozesse, weisen jedoch eine geringere chemische Beständigkeit als duroplastische Beschichtungen auf und nehmen leicht Lebensmittelfarben auf. Ihre Haftung an der Grundbeschichtung ist geringer als an der Schweißnaht, wodurch eine brückenartige Bogenform entsteht.
▶ Duroplastische Beschichtungen: Sie bestehen hauptsächlich aus Epoxid/Polyester und härten nach dem Erhitzen durch Polymerisation zu hochmolekularen Verbindungen aus. Dabei bilden sie dünnere Filme als thermoplastische Beschichtungen mit ausgezeichneter chemischer Beständigkeit, aber schlechterer Verarbeitbarkeit.
2. Schichtdicke
3. Integrität der Beschichtung
1. Schweißqualität
Die Integrität flüssiger Reparaturbeschichtungen hängt maßgeblich von der geometrischen Form der Schweißnaht ab. Weist die Schweißnaht Spritzer, starke Extrusion oder eine raue Oberfläche auf, können flüssige Beschichtungen diese nicht vollständig abdecken. Auch die Dicke der Schweißnaht beeinflusst die Beschichtungswirkung; im Allgemeinen sollte die Schweißnahtdicke weniger als das 1,5-fache der Blechdicke betragen. Bei sekundär kaltgewalztem Eisen oder hochhartem Eisen beträgt die Schweißnahtdicke das 1,5- bis 1,8-fache der Blechdicke.
Bei Schweißnähten ohne Stickstoffschutz kann es aufgrund übermäßiger Oxidschichten zu einer schlechten Haftung der Reparaturbeschichtung kommen, was bei nachfolgenden Prozessen wie Bördeln, Einschnüren und Bördeln zu Beschichtungsrissen führen und die Integrität der Reparaturbeschichtung beeinträchtigen kann.
Pulverbeschichtungen können aufgrund ihrer ausreichenden Dicke Probleme mit der Metallfreilegung durch Schweißfehler perfekt beheben und bieten einen hervorragenden Schutz für die Schweißnaht.
2. Blasen
Unangemessene Lösungsmittelzusammensetzungen in flüssigen Reparaturbeschichtungen können die Integrität der Beschichtung beeinträchtigen. Wenn flüssige Beschichtungen mehr niedrigsiedende Lösungsmittel enthalten, die Temperatur beim Einbrennen zu schnell ansteigt oder die Schweißnahttemperatur zu hoch ist, verdunstet beim Einbrennen eine große Menge Lösungsmittel und hinterlässt Blasenfäden oder Mikroporen in der Beschichtung, was die Deckkraft und die Schutzwirkung auf die Schweißnaht verringert.
4. Backen und Aushärten
1. Aushärtungsprozess von Reparaturbeschichtungen
Das Einbrennen und Aushärten von Flüssigbeschichtungen lässt sich grob in folgende Phasen unterteilen: Die Beschichtung ebnet zunächst die Schweißnaht und die blanken Bereiche ein und benetzt sie (ca. 1–2 Sekunden), dann verdunstet das Lösungsmittel zu einem Gel (sollte innerhalb von 3–5 Sekunden abgeschlossen sein, da die Beschichtung sonst von der Schweißnaht abfließt) und schließlich polymerisiert sie. Die Beschichtung muss ausreichend Wärme aufnehmen, was sich maßgeblich auf Dicke und Leistung der Reparaturbeschichtung auswirkt. Wie bereits erwähnt, kann ein schneller Temperaturanstieg beim Einbrennen leicht zu Blasenbildung führen, während ein langsamer Temperaturanstieg aufgrund der kurzen Aufrechterhaltung der Spitzentemperatur zu unzureichender Aushärtung führen kann.
Verschiedene Beschichtungen weisen unterschiedliche Spitzenzeiten beim Einbrennen auf. Epoxid-Phenol-Beschichtungen benötigen längere Zeiten als Organosol-Beschichtungen, d. h. sie benötigen mehr Hitze zum Einbrennen.
Bei Pulverbeschichtungen schmelzen thermoplastische Beschichtungen beim Einbrennen einfach zu einem Film, ohne zu polymerisieren, während duroplastische Beschichtungen nach der Vorpolymerisation und dem Schmelzen eine Additionspolymerisation durchlaufen, um zu hochmolekularen Verbindungen zu vernetzen. Daher hängt die Einbrenntemperatur eng mit der Leistung der Reparaturbeschichtung zusammen.
2. Einfluss des Aushärtungsgrades auf die Beschichtungsleistung
Reparaturbeschichtungen entfalten ihre Eigenschaften erst, wenn sie vollständig eingebrannt und ausgehärtet sind. Unzureichendes Einbrennen führt zu zahlreichen Mikroporen und schlechter Verarbeitbarkeit. Beispielsweise können unzureichend eingebrannte thermoplastische Pulverbeschichtungen beim Bördeln Falten werfen. Übermäßiges Einbrennen beeinträchtigt die Haftung. Beispielsweise werden übergebrannte Epoxid-Phenol-Beschichtungen spröde und neigen beim Bördeln, Einschnüren und Bördeln zur Rissbildung. Darüber hinaus ist eine ausreichende Kühlung nach dem Einbrennen entscheidend für die Leistung der Reparaturbeschichtung. Werden thermoplastische Pulverbeschichtungen nach dem Einbrennen beispielsweise nicht schnell auf Raumtemperatur abgekühlt, kann die Beschichtung beim Bördeln reißen. Durch den Einbau einer Kühlvorrichtung nach dem Ofen können Rissbildungen in der Reparaturbeschichtung beim Bördeln vermieden werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es zur Gewährleistung der Qualität der Reparaturbeschichtung – d. h. geringer Porosität und guter Verarbeitbarkeit – von entscheidender Bedeutung ist, die Dicke und den Aushärtungsgrad der Beschichtung zu kontrollieren.
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Veröffentlichungszeit: 16. Juli 2025