BE1023737B1

BE1023737B1 - Werkwijze voor het vervaardigen van een gecoate voorvorm en behouder

Info

Publication number: BE1023737B1
Application number: BE2013/0605A
Authority: BE
Original assignee: Resilux
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2017-07-06
Also published as: US20160236393A1; WO2016106439A1; EP3060602A1

Abstract

Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het coaten van een voorvorm uit kunststof, meer bepaald uit een biaxiaal verstrekbaar materiaal, bestemd voor het vervaardigen van een kunststofbehouder voorzien van een coating, die merkwaardig is doordat ten minste één coatinglaag bestaande uit polymeercoating op de kunststof voorvorm aangebracht wordt, waarbij de coating een glastemperatuurwaarde bezit die lager of gelijk is aan deze van voormeld verstrekbaar materiaal. Deze betreft ook een desbetreffende gecoate voorvorm, resp. behouder.

Description

Werkwijze voor het vervaardigen van een gecoate voorvorm en behouder

Onderhavige uitvinding heeft betrekking tot een werkwijze voor het vervaardigen van een gecoate voorvorm, resp. behouder voorzien van een coating.

Coaten van materialen is een gekende techniek om de eigenschappen van een dragermateriaal of substraat te verbeteren, zoals i.h.b. hier kunststofbehouders of hun voorvormen resp. Aldus vertoont PET, als veelal in de verpakkingssector gebruikt materiaal, een aantal nadelen die d.m.v. een coating kunnen opgelost worden: dit is met name het geval voor de eigenschappen van barrières die kunststofbehouders of -voorvormen kunnen vertonen, waarbij voor sommige producten de gas- en vochtbarrière-eigenschappen van PET niet volstaan om een voldoende lange houdbaarheid te bereiken. Dit komt voor bij het verpakken van oxidatiegevoelige dranken, zoals fruitsap of wijn, die een hogere zuurstofbarrière vergen. Voor koolzuurhoudende dranken is de houdbaarheid afhankelijk van het C02 gehalte, waardoor een hoge C02 barrière nodig is om het geleidelijk verlies aan C02 te verminderen. Ook de vochtbarrière van PET is onvoldoende voor lang houdbare dranken. Door het verlies aan vocht gedurende de bewaartijd, treedt een gedeeltelijk vacuüm op in de fles waardoor deze inklapt en zodoende een ingedeukt aspect vertoont, wat visueel niet aantrekkelijk is; een andere eigenschap bestaat in de chemische resistentie, immers PET heeft onvoldoende chemische resistentie tegen alkalische producten o.a. en kationische en niet-ionische surfactants. Alkalische producten veroorzaken een degradatie van PET door hydrolyse, terwijl stress cracking optreedt onder invloed van niet-ionische en kationische surfactants. Beide processen degraderen de fysische eigenschappen van PET waardoor scheuren en lekken kunnen ontstaan; een nog verdere eigenschap hierbij is de krasvastheid. Tijdens verschillende productiestadia van PET flessen kunnen krassen op het oppervlak van voorvormen of flessen optreden. Ook deze geven een ongewenst visueel effect aan de fles.

Het aanbrengen van een coating kan aan al deze problemen verhelpen. Het coaten van zowel PET voorvormen en flessen is echter op zich gekend: het aanbrengen van een coating op een PET voorvorm of fles o.m. om de gasbarrière eigenschappen te verbeteren is reeds beschreven in verschillende octrooipublicaties bvb.

Aldus beschrijft document US 2003/0194563 een coating aangebracht op kunststof verpakkingen, zoals flessen maar ook folies, om de gasbarrière eigenschappen te verbeteren. De coating bestaat uit een organische component met hoge barrière eigenschappen, zoals PVOH, en een epoxide component die na uitharding een verhoogde vochtbescherming biedt. Epoxy heeft een glasachtige structuur zodat het onmogelijk is om deze te verstrekken van voorvorm tot fles. Het is immers geen verstrekbaar materiaal, wat hier als een nadeel aanzien wordt, zodat het hier de bedoeling is om hieraan te verhelpen.

Document WO2013/014493 beschrijft het gebruik van wei proteïne gebaseerde coatings op kunststofverpakkingen. Zo gecoate verpakkingen hebben een verhoogde barrière voor zuurstof, maar er wordt hier niet gesproken van PET voorvormen, wat met onderhavige ontwikkeling echter net beoogd wordt.

Document DE102007035736 van N-Tec beschrijft een methode voor het coaten van voorvormen waarbij het oppervlak van de voorvorm eerst gehydrofiliseerd en geïoniseerd wordt. Vervolgens wordt een coating aangebracht die uitgehard wordt door contact met warm water of een warm solvent, wat zodoende op een verschillende techniek berust.

In document WO 2009/070800 van Advanced Plastic Technologies wordt een methode beschreven om de barrière eigenschappen van PET flessen te verbeteren d.m.v. een UV uithardende coating, Hiervoor worden PET voorvormen behandeld met een coating die bestaat uit een onverzadigd ethyleen gebaseerd monomeer en een initiator voor crosslinking. Vervolgens wordt deze voorvorm geblazen voordat de coating uitgehard is, en nadien met UV licht bestraald om de coating uit te harden. D.i. moeilijk handelbaar want voorvormen zijn zo niet transporteerbaar, ze zouden immers gaan kleven. Daarbij komt nog dat hier een extra energetische stap nodig is dat UV uithardt, waarbij evenwel afstand gemaakt zal kunnen worden van deze nabehandelingsstap in de hieronder voorgestelde ontwikkeling.

Document US 6391408 van Advanced Plastic Technologies beschrijft het gebruik van poly(hydroxyamino ether) gebaseerde coatings met hoge gasbarrière eigenschappen om de gasbarrière van PET flessen te verbeteren. De coatings worden bij voorkeur op de buitenkant van voorvormen aangebracht net na het spuitgieten.

In documenten DE10153210 van Kuraray Specialties Europe en EP 2532600 van Kuraray Europe en Container Corporation of Canada wordt het gebruik van een meerlaagse coating van polyvinyl acetal, polyvinyl alcohol en polyvinyl butyral beschreven om de gasbarrière van PET flessen te verhogen. Deze coating wordt aangebracht op de voorvorm of op de flessen en bestaat uit verschillende lagen vochtgevoelige PVA/PVOH met een PVB toplaag om voldoende vochtresistent te zijn. Eerstgenoemd document beschrijft echter geen werkwijze, wat in deze technologie een algemene leemte is.

Volgens onderhavige uitvinding wordt vertrokken van de stelling dat de meest geschikte methode om PET flessen van een barrière coating te voorzien, erin bestaat om de voorvorm reeds vóór het blaasproces te coaten. Van behouders kan gesteld worden dat zij doorgaans bestemd zijn om een product op een zodanige wijze te bevatten dat zijn kenmerken en eigenschappen zoveel mogelijk bewaard blijven en hierbij zo stabiel mogelijk blijven in de tijd. Een doel van deze uitvinding bestaat erin om een behouder van het bovenvermelde type te verschaffen waarmee de barrièrelaag geoptimaliseerd wordt in haar versperrende werking, waarbij de migratie van deeltjes in beide richtingen, dus zowel van binnen naar buiten als van buiten naar binnen, wordt tegengewerkt.

Dankzij de coating kan het voormeld probleem vermeden worden, met name van stress cracking, waarbij dit gecompenseerd wordt dankzij de voorgestelde coating. Het valt te benadrukken dat het coaten van voorvormen te verkiezen is boven het coaten van flessen, aangezien voorvormen kleiner zijn en een regelmatigere vorm hebben dan flessen. Van één type voorvorm kunnen ook sterk uiteenlopende designs van flessen geblazen worden. Dit alles maakt het eenvoudiger om voorvormen te coaten, eerder dan flessen of algemener, behouders. Het lijkt dan ook meer aangewezen en efficiënter of productiever om een geschikte manier van aanbrengen van coatings te ontwerpen die voor een type voorvorm gebruikt kan worden i.p.v. verschillende flesvormen.

Het aanbrengen van een coating op een voorvorm omvat echter toch een aantal moeilijkheden, die de toepassing ervan tot op heden sterk hebben bemoeilijkt. Immers na het aanbrengen van de coating is een uithardingsfase noodzakelijk. Deze uithardingsfase brengt een zekere droogtijd mee, eventueel bij een verhoogde temperatuur, een reactietijd of een bestraling met energie, zoals UV licht. Tijdens deze uithardingsfase mag geen contact optreden tussen verschillende voorvormen aangezien dit tot verkleving of zelfs beschadiging van de coatings kan leiden. Bijgevolg dient het aanbrengen van de coating op individuele voorvormen te gebeuren.

Een volgend probleem situeert zich bij het blazen van de voorvormen. Tijdens het blazen worden voorvormen opgewarmd tot boven de glastemperatuur van PET en vervolgens mechanisch biaxiaal verstrekt. Tijdens dit proces kan de coating gaan scheuren, delamineren of zich ongelijk gaan verdelen. Om dit te vermijden is het belangrijk dat de coatings een glastemperatuur hebben die lager of gelijk is aan deze van PET -of desgevallend van een ander overeenstemmend biaxiaal verstrekbaar materiaal dat zou worden aangewend in de plaats hiervan. Zo is de samenstelling van de coating cruciaal om een goede verstrekking en hechting op het substraat uit verstrekbaar materiaal, i.h.b. biaxiaal, toe te laten.

Tot dit doel is volgens de uitvinding een werkwijze voorgesteld zoals bepaald in de hoofdconclusie. Er wordt algemeen gesteld dat dit toepasselijk is voor verstrekbare materialen, i.h.b. biaxiaal, zoals kunststof polyethyleen, polypropyleen o.a.Toch wordt volgens een merkwaardige uitvoeringsvorm van de uitvinding PET aangewend, gelet op zijn verspreid gebruik met name bij voorvormen voor 2staps-behouders aan de buitenkant gecoat om contact van de coating met levensmiddelen te vermijden. Uitzonderingen zijn de coatings aangebracht om de hydrolyse van het PETmateriaal door het afgevulde product te vermijden. Deze dienen steeds aan de binnenzijde te worden aangebracht. Coatings aangebracht aan de buitenkant van de behouder dienen voldoende krasvast te zijn om beschadiging van de coating te voorkomen.

Volgens een eerste hoofduitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een coating toegepast bestaande uit verschillende polymeren, met name deze die een gelijkaardige structuur bezitten, meer specifiek uit een vertakte vinylacrylaat, polyvinyl butyral of styreenacrylaat. Het punt hier is dat als een polymeer vertakt dan heeft het een goede adhesie, en plakt het. Lijmen zijn eigenlijk harsen die zeer sterk vertakt zijn, maar omdat de molecule heel klein is krijgt men een heel compacte stapeling van al die kleine moleculen zodat ze dat afblokken.

Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een coating toegepast bestaande uit voornoemde vertakte vinylacrylaat, waarbij zijn korte ketens in het midden vertakt. Dit geeft hechting aan PET en de korte ketens zorgen voor een zeer compacte stapeling in uitgeharde coating, met een betere blokkering tot gevolg. Wat deze compatibiliteit der polaire groepen betreft kon achterhaald worden dat de voornoemde vertakte vinylacrylaat de voorkeur geniet omdat hij qua structuur een vrijwel perfecte stapeling kan bieden. Het meest opmerkzame was dat men kon vaststellen dat hij zo een goede affiniteit met PET heeft. De hechting op PET is dus extreem goed. Die affiniteit met PET is eraan te danken dat zij een goede compatibiliteit hebben en tot een polaire groep behoort.

Wat de droogtijd betreft, is deze kort maar dat heeft gewoon te maken met de hoeveelheid water die in de coating zit.

Het vernuft is uiteindelijk dat als men PET zou openleggen, men om de zoveel tijd een polaire groep heeft. Met de molecule die men daar opbrengt als die afstand tussen die polaire groepen gelijk is, heeft men een ideale situatie. Met dit voorkeurmateriaal wordt vermoed dat die polaire groepen zeer goed overeenkomen.

Volgens een bijkomende uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat de coating uit polyvinyl butyral (PVB) die zorgt voor een zeer goede vochtbarrière. Wat polyvinylbutyral betreft, is deze ook een zeer kleine molecule en daar zit men dus ook met vertakkingen maar ook met een polaire groep die zich hecht op het oppervlak van de PET omdat men daar polaire groepen heeft. Hetzelfde voor styreenacrylaat: aldus bestaat de coating volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding uit styreenacrylaten, wat een basiscoating vormt gekenmerkt door een zeer goede hechting op PET, als een soort primer. Nu acrylaten gaan zich in ieder geval goed vastzetten op de PET, dus moet dat niet vertakt zijn, maar die geven ook een zeer compacte stapeling. Die compacte stapeling heeft niet dezelfde oorsprong in de drie gevallen.

Deze drie laatstgenoemde componenten, nl. zowel vinylacrylaat copolymeer, PVB als styreen acrylaat, hebben een dichte pakking van materialen en leiden op die manier tot een goede blokkering.

Die polariteit van de tweede uitvoeringsvorm speelt een rol naar adhesie toe. Enerzijds is er een goede hechting nodig op de PET en anderzijds moet de stapeling goed zijn en de hechting wordt er veroorzaakt door die polaire groepen. De acrylaten zijn een polaire groep die zeer goed overeenkomt met de PET groep.

Volgens een nog verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat de coating uit alkyd systemen, doch in ondergeschikte orde. Er werd een groot aantal materialen uitgeprobeerd, waaronder een aantal op minder bevredigende wijze werken.

Volgens een meer uitgewerkte uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat de coating uit twee componentsystemen in de zin van 2 afzonderlijke componenten. Er kon immers proefondervindelijk worden vastgesteld dat er een effect waar te nemen was mits een passende en goed uitgekozen combinatie van 2 verschillende materialen dat echter niet aanwezig was voor ieder component afzonderlijk.

Volgens een specifieke uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat de 2 componenten coating aldus uit polyurethaan met isocyanaat.

Volgens een bevoorrechte uitvoeringsvorm van voormelde 2K coating volgens de uitvinding bestaat deze uit acrylaatverbindingen met isocyanaat.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm van de 2 componenten coating volgens de uitvinding bestaat deze uit polyol met isocyanaat.

Volgens een nog verdere uitvoeringsvorm van de 2 componenten coating volgens de uitvinding bestaat deze uit epoxycomponent met alkyd.

In een nog steeds verdere uitvoeringsvorm van de coating volgens de uitvinding bestaat deze uit styreenacrylaten met een glycolether solvent, met i.h.b. propyleneglycol dimethylether, propyleneglycol methylether, propyleneglycol butylether, e.a.

Deze polymeercoatings hebben als belangrijkste functionaliteit een goede hechting met PET, een relatief korte droogtijd, voldoende flexibiliteit, een glastemperatuur lager of gelijk aan deze van PET om verstrekken tijdens het blazen toe te laten, een goede chemische resistentie en een goede waterbestendig heid.

Aan deze polymeercoatings kunnen eventueel additieven toegevoegd worden, zoals surfactants, weekmakers, antischuim middelen, bactéricide producten, e.a., om bepaalde eigenschappen te verbeteren.

Volgens een tweede hoofduitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat de coating uit barrière-additieven, waarbij deze een zuivere component of een watergedragen coating kunnen zijn of als additief aan de polymeer gedragen coatings worden toegevoegd.

Volgens een eerste deeluitvoeringsvorm hiervan zijn de barrière additieven een organische component; volgens een specifieke uitvoeringsvorm ervan bestaat voormelde organische component uit EVOH, desgevallend ook PVOH als barrièremateriaal.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm ervan bestaat deze uit polyolefines zoals maleïne gemodificeerde PP/PE om de vochtbarrière te verhogen.

Volgens een nog verdere uitvoeringsvorm ervan bestaat deze uit EVA/PVA om de gas-en/of chemische barrière te verbeteren.

Volgens een steeds verdere uitvoeringsvorm ervan bestaat deze uit methasilicaat of methasilicaat.5H20, i.h.b. om de gasbarrière en/of chemische resistentie te verbeteren, evenals vochtbestendigheid.

Volgens een tweede deeluitvoeringsvorm hiervan kunnen de barrière-additieven een bio gebaseerde component zijn, die gekenmerkt zijn door voortreffelijke gasbarrière-eigenschappen; volgens een bevoorrechte uitvoeringsvorm ervan bestaat deze uit micro-organismen zoals i.h.b. sporen of gisten, desgevallend zogenaamde polymeerbioaggregaten, e.d.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm ervan bestaat deze uit lipiden, met name archeae lipiden.

Volgens een nog verdere uitvoeringsvorm ervan bestaat deze uit polysachariden, zoals i.h.b. pectines, pullulan, chitosan, gelatine, cellulose, zetmeel.

Volgens een steeds verdere uitvoeringsvorm ervan bestaat deze uit proteïnes, met name wei proteïne.

Volgens een nog steeds verdere uitvoeringsvorm ervan bestaat deze uit enzymen, met name oxidoreductases, decarboxylases, lactoperoxidases, lysozymes, hydrolase, e.d.

Deze biogebaseerde additieven hebben als belangrijkste functionaliteit het verhogen van de vocht/02 en/of C02 barrière eigenschappen.

De coating kan bestaan uit een één- of meerlaagse coatings. In het geval van een meerlaagse coating kan deze uit twee of drie lagen bestaan. Hierbij wordt eventueel een polymeergebaseerde coating als grondlaag aangebracht omwille van een goede hechting teneinde delaminatieproblemen te voorkomen, bij voormelde barrièretoepassingen, waaronder een biocoating. Daarop wordt ook een organische barrièreadditief gebaseerde coating aangebracht. Hierop wordt eventueel als derde laag een polymeergebaseerde topcoating aangebracht, omwille van de vochtbestendigheid. Een beduidend voordeel hierbij is dus een structuur van betere kwaliteit doordat beduidend minder delaminatie tussen de lagen optreedt. Dergelijke materialen vertonen immers als nadeel dat zij aanleiding geven tot delaminatie bij verdere verwerking tot een behouder.

Onderhavige uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van voormelde werkwijze voor het aanbrengen van een coating op de behouder, resp. voorvorm zoals bepaald in de desbetreffende onderconclusies. Aldus wordt volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, i.h.b. voor behouders van het type fles, een coating aangebracht op de voorvorm d.m.v. een sproeisysteem, waarbij een coating op het oppervlak van een voorvorm gesproeid wordt. Dit kan zowel met zogenaamde air- als airlesssystemen. Dit systeem heeft als voordeel dat een homogene en dunne laag coating kan aangebracht worden op een snelle manier.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding wordt elektrostatisch gecoat, waarbij de coating elektrisch geladen wordt in de sproeikop en waarbij het te coaten product aan de massa geaard wordt. Als gevolg worden bij het sproeien de coatingdruppels aangetrokken naar het product toe, nl. voor het coaten van de voorvormen. Voor het coaten van voorvormen kan dit bij voorkeur uitgevoerd worden op een overnamewagen.

Volgens een bijkomende uitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding wordt een voorvorm gedipt in een bad coating. Deze methode heeft als voordeel dat ze relatief eenvoudig is, maar de laagdikte van de coating is moeilijk controleerbaar met als gevolg dat dit minder geschikt is in bepaalde toepassingen.

De coating kan bij voorkeur aangebracht worden net na spuitgieten, bijvoorbeeld tijdens transport op de wagen, of eventueel net voor blazen, voor of na opwarmen van de voorvormen.

Net na het spuitgieten hebben de voorvormen nog een oppervlakte temperatuur van ongeveer 60°C waardoor het drogen van de coating versneld wordt.

Bij het coaten net voor het blazen wordt de coating gedroogd tijdens het opwarmen van de voorvormen of aangebracht op een warme voorvorm.

Verdere bijzonderheden en kenmerken van de uitvinding zijn bepaald in de verdere onderconclusies.

Verdere details zijn in de hiernavolgende beschrijving nader toegelicht in enkele uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding aan de hand van de hierbij gevoegde tekeningen.

Figuur 1 is een gemengd zijaanzicht van een uitvoeringsvorm van de voorvorm volgens de uitvinding met een partiële dwarssectie door de wand ervan.

Figuur 2 is een vergroot aanzicht van de detailvoorstelling uit de voorvormwand volgens de vorige fig.

Figuur 3 is een analoge voorstelling als in de vorige fig. doch van een voorvormsectie volgens de uitvinding met een enkelvoudige coating aan de buitenzijde van de voorvormwand.

Figuur 4 is een verdere analoge voorstelling doch van een voorvormsectie volgens de uitvinding met een enkelvoudige coating aan weerszijden van de voorvormwand.

Figuur 5 is wederom een analoge voorstelling doch van een voorvormsectie volgens de uitvinding met een dubbele coating aan weerszijden van de voorvormwand.

Figuur 6 is een nog verdere analoge voorstelling als in de vorige fig. doch vah een drievoudige coating aan weerszijden van de voorvormwand.

Figuur 7 stelt een asymmetrische sectie voor van een verdere uitvoeringsvorm van de voorvorm wand volgens de uitvinding volgens een analoog principe als voorgesteld in figuur 3 met in dit geval een drievoudige laag aan de buitenkant en een enkelvoudige coating aan de binnenkant.

Figuur 8 stelt een zijaanzicht voor van een behouder volgens de uitvinding, eveneens met een vergrote detailvoorstelling volgens een analoog principe als in figuur 1 en waarvoor de vergrote detailweergaven voorgesteld zijn in figuren 2 tot 7.

Figuur 9 is een schematische voorstelling van een werkwijze stap volgens de uitvinding met toepassing van dippen uitgevoerd middels een hiertoe voorziene inrichting volgens de uitvinding.

Fig. 10 resp. 11 stellen een schematische weergave voor van een bevoorrechte werkwijze volgens de uitvinding middels een hiertoe voorziene inrichting.

Fig, 12 en 13 tonen een gecombineerde toepassing van overmoulding en coating op een voorvorm, resp. de wandsectie ervan.

In het algemeen heeft deze uitvinding betrekking op een behouder vervaardigd uit kunststofmateriaal met toepassing van de zogenaamde barrièretechniek, waarbij deze in het bijzonder een meerlagenstructuur vertoont omvattende een barrièrelaag, en verder een nekgedeelte 1, een hierop aansluitend wandgedeelte 2; 22 en een bodemgedeelte 7; 27 die de voet vormt van de behouder, die samengesteld is uit een meerlagenstructuur omvattende tenminste twee lagen. De ene laag is naar het uitwendige gericht en is samengesteld uit een primair materiaal met vorming van een primaire laag, waarbij genoemd primair materiaal gevormd is door een kunststofmateriaal.

Deze meerlagenstructuur is getoond in de bevoorrechte toepassing van een voorvorm als halffabricaat voor het blaasvormen van een behouder. Het betreft in wezen behouders waarin dranken, voedingswaren cosmetica en andere, zowel vloeibaar als vast kunnen worden verpakt en bewaard, zoals flessen, potten, bokalen, bussen, cans, jerrycans bvb.

De behouder op zich is voorgesteld zowel in zijn afgewerkte vorm als in zijn halfbewerkte vorm onder de gedaante van een voorvorm als halffabricaat zoals getoond in figuur 1. Figuur 1 toont het bodemgedeelte 7 van de voorvorm 10 met langsas l. De voet 7 van de voorvorm bezit een aanspuitpunt 47 waarlangs het kunststofmateriaal in een hiertoe voorziene spuitgietmatrijs die niet voorgesteld is, kan worden ingespoten. PET flessen zijn van een barrière coating voorzien, waarbij de voorvorm reeds voor het blaasproces gecoat wordt. Het coaten van voorvormen is te verkiezen boven het coaten van flessen 20 aangezien voorvormen kleiner zijn en een regelmatigere vorm hebben dan flessen.

Na het aanbrengen van de coating op de voorvorm is er een uithardingsfase. Deze bestaat uit een droogtijd, eventueel bij een verhoogde temperatuur, een reactietijd of een bestraling met energie, bv UV licht.

De voorvormen worden opgewarmd tot boven de glastemperatuur van PET en vervolgens mechanisch biaxiaal verstrekt. Als coatings worden deze gekozen die een glastemperatuur hebben die lager of gelijk is aan deze van PET om te vermijden dat tijdens het blazen van de voorvormen de coating gaat scheuren, delamineren of zich ongelijk verdelen.

De coating wordt op individuele voorvormen aangebracht. De samenstelling van de coating is ontworpen om een goede verstrekking en hechting op PET toe te laten.

Fig. 3 toont een voorvormsectie die aan de buitenkant gecoat 3 is om contact van de coating met levensmiddelen te vermijden. Uitzonderingen zijn de coatings 4 aangebracht om de chemische resistentie van de PET aan het afgevulde product te verhogen. Deze 4 dienen steeds aan de binnenzijde te worden aangebracht zoals getoond in fig. 4. Coatings 3, 5 of 7 aangebracht aan de buitenkant van een fles 20 dienen voldoende krasvast te zijn om beschadiging van de coating te voorkomen.

Wat zijn samenstelling betreft bestaat de coating bvb uit verschillende polymeren, meer specifiek uit vertakte vinylacrylaat, polyvinyl butyral of styreenacrylaat.

Voorkeurdragende materialen hierbij zijn i.h.b. vertakte vinylacrylaat, waarvan zijn korte ketens in het midden vertakt. Met een goede hechting aan PET en de korte ketens zorgen voor een zeer compacte stapeling in uitgeharde coating met een betere blokkering. Deze vormen zodus de beste materiaalkeuze want ze vertonen het beste effect, i.h.b. qua hechting en chemische resistentie.

Komt ook goed in aanmerking polyvinyl butyral (PVB), wat zorgt voor een zeer goede vochtbarrière.

Op voordelige wijze worden styreenacrylaten hier ook nog toegepast als basiscoating 3 resp. 4 met zeer goede hechting op PET 2. Desgevallend ook alkydsystemen.

Er zijn ook nog de tweecomponentsystemen als polyurethaan met isocyanaat, polyol met isocyanaat, epoxycomponent met alkyd, acrylaatverbindingen met isocyanaat, styreenacrylaten met een glycolzuur solvent, bijvoorbeeld propyleneglycol dimethylether, propyleneglycol methylether, propyleneglycol butylether, e.a. Deze polymeercoatings hebben als belangrijkste functionaliteit een goede hechting met PET, een relatief korte droogtijd, voldoende flexibiliteit, een glastemperatuur lager of gelijk aan deze van PET om verstrekken tijdens het blazen toe te laten, een goede chemische resistentie en een goede waterbestendigheid.

Aan deze polymeercoatings kunnen eventueel additieven, zoals surfactants, weekmakers, antischuim middelen, bactéricide producten, e.a. toegevoegd worden om bepaalde eigenschappen te verbeteren.

Barrière additieven kunnen een zuivere component of een watergedragen coating zijn, of ook als additief aan de polymeer gedragen coatings worden toegevoegd.

Barrière additieven kunnen ofwel een organische component zijn zoals i.h.b. EVOH, of PVOH als barrièremateriaal, of ook polyolefines zoals maleïnegemodificeerde PP/PE om de vochtbarrière te verhogen; of nog EVA/PVA en ten slotte methasilicaat of methasilicaat.5H20.

Op uiterst voordelige wijze kunnen deze echter ook gevormd zijn door een bio gebaseerde component zoals vnl. micro-organismen met name sporen, gisten, e.a. PBA’s; of ook lipiden bvb archeae lipiden; of nog polysachariden bvb. pectines, pullulan, chitosan, gelatine, cellulose, zetmeel; of ook nog proteïnes, nl. wei proteïne; of ten slotte nog enzymen, met name oxidoreductases, decarboxylases, lactoperoxidases, lysozymes, hydrolase, e.d.. Deze biogebaseerde additieven hebben als belangrijkste functionaliteit het verhogen van de vocht/02 en/of C02-barrière eigenschappen.

De coating kan bestaan uit een één- of meerlaagse coatings 3 en/of 4, resp. 3, 5, 7 en/of 4, 6, 8. In het geval van een meerlaagse coating kan deze uit twee of drie lagen bestaan.

Hierbij wordt eventueel een polymeergebaseerde coating als grondlaag 3 en/of 4 aangebracht, waarop een biogebaseerde barrièrecoating 5 en/of 6 wordt aangebracht en waarop eventueel als derde laag 7 en/of 8 een polymeergebaseerde topcoating wordt aangebracht.

Wat de methode van aanbrengen betreft, wordt de coating bij voorkeur aangebracht op de voorvorm 10 d.m.v. een sproeisysteem waarbij een coating op het oppervlak van een voorvorm gesproeid wordt zoals getoond in fig. 11. Dit kan zowel met air- als airless-systemen. Deze methode heeft als voordeel dat een homogene en dunne laag coating kan aangebracht worden op een snelle manier.

Fig. 9 toont het proces met dippen: hierbij wordt een voorvorm 10 gedipt in een coating. Deze methode heeft als voordeel dat ze relatief eenvoudig is, maar de laagdikte van de coating is moeilijk controleerbaar.

Fig. 10 toont het elektrostatisch coaten, een techniek waarbij de coating elektrisch geladen wordt in de sproeikop en de coatingdruppels aangetrokken naar het product. Voor het coaten van voorvormen kan dit bij voorkeur uitgevoerd worden op een wagen.

De coating kan bij voorkeur aangebracht worden net na spuitgieten bijvoorbeeld tijdens transport op de wagen, of eventueel net voor blazen, voor of na opwarmen van de voorvormen.

Claims

Gewijzigde conclusies AA

1. Werkwijze voor het coaten van een voorvorm uit kunststof, uit een biaxiaal verstrekbaar materiaal, bestemd voor het vervaardigen van een kunststof behouder, i.h.b. van het type fles, voorzien van een coating, waarbij ten minste één coatinglaag bestaande uit polymeercoating op ten minste een deel van de kunststof voorvorm aangebracht wordt, waarbij de coating een glastemperatuurwaarde bezit die lager of gelijk is aan deze van het verstrekbaar materiaal, waarbij genoemde ten minste één coatinglaag aan de buitenkant van de voorvorm aangebracht wordt, i.h.b. om contact van de coating met levensmiddelen te vermijden, en waarbij op de voorvorm een barrièrecoating wordt aangebracht, daardoor gekenmerkt dat de coating aangebracht wordt op de voorvorm d.m.v. een sproeisysteem, waarbij een coating op het oppervlak van een voorvorm gesproeid wordt, desgevallend met air- of airlesssystemen, voor het snel aanbrengen van een homogene en dunne laag coating, en dat de voorvorm elektrostatisch gecoat wordt, waarbij de coating elektrisch geladen wordt in een sproeikop en waarbij het te coaten product aan de massa geaard wordt, waar bij het sproeien de coatingdruppels aangetrokken worden naar het product.
2. Werkwijze volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat de coating aangebracht wordt net na spuitgieten, i.h.b. tijdens transport op een hiertoe voorziene wagen, of eventueel net voor blazen, voor of na opwarmen van de voorvormen.
3. Werkwijze volgens conclusies 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de voorvorm gedipt wordt in een bad coating.
4. Werkwijze volgens één der vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat na het aanbrengen van de coating een uithardingsfase tot stand gebracht wordt.
5. Werkwijze volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat genoemde uithardingsfase uit een droogtijd bestaat, eventueel bij een verhoogde temperatuur, een reactietijd of een bestraling met energie, met name UV licht, waarbij tijdens deze uithardingsfase iedere voorvorm afgezonderd blijft zodat de coating op individuele voorvormen uitgevoerd wordt.
6. Werkwijze volgens één der vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de kunststofvoorvorm eerst van buitenuit gecoat wordt en vervolgens geblazen wordt met vorming van een behouder volgens het blaasvormproces, waarbij tijdens het blazemae3 voorvormen worden opgewarmd tot boven de glastemperatuur van PET en vervolgens mechanisch biaxiaal verstrekt.
7. Voorvorm vervaardigd volgens een werkwijze zoals bepaald in één der vorige conclusies bestemd voor het vervaardigen van een kunststofbehouder voorzien van een coating, daardoor gekenmerkt dat voormeld verstrekbaar materiaal gevormd is door PET, waarbij de coating een glastemperatuur waarde bezit die s deze van PET.
8. Voorvorm volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat deze voorzien is van een barrièrecoating.
9. Voorvorm volgens één van beide vorige conclusies 7 of 8, daardoor gekenmerkt dat genoemde ten minste één coatinglaag aan de buitenkant van de voorvorm voorzien is.
10. Voorvorm volgens één der conclusies 7 tot 9, daardoor gekenmerkt dat de coating uit verschillende polymeren bestaat die gelijkaardige structuren bezitten.
11. Voorvorm volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat genoemde coating uit verschillende polymeren bestaat die gelijkaardige polaire structuren bezitten.
12. Voorvorm volgens één van beide vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat genoemde coating uit vertakte vinylester bestaat.
13. Voorvorm volgens één van beide vorige conclusies 11 of 12, daardoor gekenmerkt dat genoemde coating uit vinyl acrylaat copolymeer bestaat.
14. Voorvorm volgens één van de conclusies 11 of 12, daardoor gekenmerkt dat genoemde coating uit polyvinyl butyral bestaat.
15. Voorvorm volgens één der conclusies 11 tot 14, daardoor gekenmerkt dat de coating uit een vertakte vinylester bestaat met vertakking van zijn korte ketens in het midden.
16. Voorvorm volgens één der conclusies 7 tot 15, daardoor gekenmerkt dat genoemde coating barrière-additieven bevat, die een zuivere component of een watergedragen coating zijn of als additief in de polymeer gedragen coatings zijn opgenomen.
17. Voorvorm volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat genoenlcle' barrière additieven een organische component bezitten.
18. Voorvorm volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat voormelde organische component uit EVOH bestaat.
19. Voorvorm volgens conclusie 17, daardoor gekenmerkt dat voormelde organische component uit PVOH als barrièremateriaal.
20. Voorvorm volgens conclusie 16, daardoor gekenmerkt dat voormelde barrière additieven een organische component zijn, met als functionaliteit het verhogen van de vocht/02 en/of C02 barrière eigenschappen.
21. Voorvorm volgens conclusie 17, daardoor gekenmerkt dat voormelde organische component uit micro-organismen bestaat zoals i.h.b. sporen of gisten, desgevallend polymeerbioaggregaten, e.d.
22. Voorvorm volgens conclusie 17, daardoor gekenmerkt dat voormelde organische component uit lipiden bestaat, met name archaae lipiden.
23. Voorvorm volgens conclusie 17, gekenmerkt doordat de organische component uit polysachariden bestaat, i.h.b. pectines, pullulan, chitosan, gelatine, cellulose, zetmeel.
24. Voorvorm volgens conclusie 17, daardoor gekenmerkt dat voormelde organische component uit proteïnes bestaat, met name wei proteïne.
25. Voorvorm volgens conclusie 17, daardoor gekenmerkt dat voormelde organische component uit enzymen bestaat, met name oxidoreductases, decarboxylases, lactoperoxidases, lysozymes, hydrolase, e.d.
26. Voorvorm volgens één der conclusies 7 tot 25, daardoor gekenmerkt dat ten minste één coatinglaag op voormelde coatinglaag voorzien is, i.h.b. aan de buitenkant van de behouder die krasvast moet zijn om beschadiging van de basiscoating te voorkomen.
27. Verpakkingsproduct als behouder vervaardigd uit een voorvorm zoals bepaald in één der conclusies 7 tot 26, desgevallend d.m.v. een werkwijze zoals bepaald in één der conclusies 1 tot 6, daardoor gekenmerkt dat deze gecoat is met ten minste één barrièrelaag en desgevallend een buitenlaag.