CN112601722A - 优选用于玻璃瓶等玻璃容器的具有玻璃基的创新标签 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一般用于饮料的玻璃容器，优选为玻璃瓶的标签所固有的技术领域。特别地，它涉及改进类型的玻璃基标签，具有增强的耐冲击性和耐压缩性，并且还可以完全回收。本发明还涉及制造所述标签的相关方法及其用途。
Description
技术领域
本发明涉及一般用于饮料的玻璃容器，优选为玻璃瓶的标签固有的技术领域。特别地，涉及一种改进类型的玻璃基(glass-based)标签，其具有增强的抗冲击性和抗压缩性，并且还可以完全回收。
本发明还涉及制造所述标签的相关方法及其用途。
背景技术
国际公开号为WO2010/029402A1的专利申请早已众所周知。
该公布描述了一种瓶子的标签，其由模制陶瓷物质制成，部分或完全覆盖有搪瓷，该标签具有高或低浮雕的文字或图形，因此具有三维效果。
与传统的纸质标签相比，此标签已被证明具有出色的美学特征，以及更好的耐久性和耐环境影响(例如，湿度)性。
然而，与这种类型的标签有关的缺点在于，由于它是由陶瓷物质制成的，因此很易碎，这意味着它不是非常抗冲击和抗压缩的。另外，随着时间的流逝，覆盖的搪瓷容易剥落或剥离。最后，最重要的是，所述标签是不可回收的，因此在大多数情况下，使用该标签的瓶子是不可回收利用的。
所有这些都对环境产生了严重的负面影响。实际上，在意大利和国外的几个城市中，进行废物分类收集的需求日益广泛，甚至是强制性的，以至于一段时间以来，现在已经将特殊的垃圾箱用于特定的玻璃收集。
国际公开号WO2016/016763A1的专利申请同样是众所周知的。
该公开描述了一种基本上由玻璃基物质构成的瓶子标签，其中所述玻璃基物质包括(a)任何类型玻璃破碎产生的适当数量的玻璃粉尘和(b)适当数量的雾化玻璃粉尘，也就是说，由非常小的膨胀球体组成。
与WO2010/029402A1相比，该标签除了经久耐用、耐环境侵蚀、具有优良的美学特征外，还被证明具有更高的生态相容性，即可与使用该标签的瓶子一起回收。
但是，该标签也是易碎的，也就是说，不是非常抗冲击和抗压缩。此外，在这种情况下，覆盖的搪瓷也会随着时间的流逝而剥落或剥离。
技术问题
因此，该行业仍然需要一种新型的用于玻璃容器的标签，优选为用于玻璃瓶，这种标签除了具备上述标签的优势特征(持久、耐环境条件、耐洗、可重复使用、三维清晰可见，在美学上优秀的字符/图形)，也是生态兼容的(即完全可回收，连同使用它的瓶子)，并耐冲击和压缩(即，不易碎)，其中任何可能的搪瓷部分不会随着时间的流逝而剥落或剥离。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于容器的新型标签，其优选地在玻璃中并且甚至更优选地在玻璃瓶中，其解决了所有上述技术问题。
特别地，本发明的目的是提供一种新型标签，其不仅具有上述标签的优势特征，而且还具有完全的生态相容性、抗冲击性和抗压缩性，并且其中任何可能的搪瓷部分都不会随着时间的流逝而剥落或剥离。
因此，根据权利要求1，这些和其他目的通过标签实现，例如用于玻璃容器，例如玻璃瓶，更特别地用于葡萄酒或起泡酒的瓶。
根据本发明，该标签由以下物质构成，该物质包含有效量为以下各项的至少一种混合物或干团状物或由以下各项的至少一种混合物或干团状物组成：
-硅；
-氧化铝；
-氧化钠。
以这种方式，容易解决所有上述技术缺点。
特别是，如下文所述，该标签对耐冲击性和耐压缩性要强得多，且烧制时间明显缩短。
有利地，在所述混合物中：
-硅可以二氧化硅、SiO2的形式存在，所述二氧化硅为白色结晶粉末的纯形式，其特征在于平均密度约为2.2gr/cm3；
-氧化铝可以Al2O3的形式存在，所述Al2O3优选为白色固体颗粒形式，其特征在于平均密度约为3.94g/cm3；
-氧化钠可以Na2O的形式存在，所述Na2O为白色结晶固体形式，其特征在于平均密度约为2.27gr/cm3。
有利地，在所述混合物中：
-相对于混合物的总重量，二氧化硅可以66重量％至76重量％的有效量存在；
-相对于混合物的总重量，氧化铝可以14重量％至24重量％的有效量存在；
-相对于混合物的总重量，氧化钠可以4重量％至11重量％的有效量存在。
有利地，在所述混合物中：
-相对于混合物的总重量，二氧化硅可以71重量％的量存在；
-相对于混合物的总重量，氧化铝可以19重量％的量存在；
-相对于混合物的总重量，氧化钠可以10重量％的量存在。
有利地，所述混合物进一步包含有效量的：
-氧化钾，和/或
-二氧化钛。
有利地，氧化钾可以例如作为K2O存在，所述K2O为无色结晶固体的形式，其特征在于平均密度约为2.35g/cm3。
有利地，二氧化钛可以TiO2的形式存在，所述TiO2为无色或趋于白色的结晶固体形式，其特征在于平均密度约为4.23gr/cm3。
有利地，在所述混合物中：
-相对于混合物的总重量，氧化钾可以1重量％至3重量％的有效量存在；
-相对于混合物的总重量，二氧化钛可以0.6重量％至1.4重量％的有效量存在。
有利地，在所述混合物中：
-相对于混合物的总重量，二氧化硅可以71重量％的量存在；
-相对于混合物的总重量，氧化铝可以19重量％的量存在；
-相对于混合物的总重量，氧化钠可以7重量％的量存在；
-相对于混合物的总重量，氧化钾可以2重量％的量存在；
-相对于混合物的总重量，二氧化钛可以1重量％的量存在。
有利地，所述物质可进一步包含有效量的一种或多种基于二氧化硅或聚合物的粘合剂化合物、硅酸钾、硅酸钠或碳酸钠，其能够帮助所述混合物的成分彼此结合并在随后的压制和烧制阶段的期间以稳定且均匀的方式压实。
有利地，所述物质可以进一步包含有效量的一种或多种加成化合物、着色颜料、硅质晶体或天然氧化物。
有利地，该标签的断裂模量大于500kg/cm2。
以相同的方式，有利地，在此描述一种用于制造标签的方法，该方法包括以下步骤：
提供混合物或干团状物，其中包含有效量的以下物质：
-硅；
-氧化铝；
-氧化钠；
在机械压力机的模具内；
-压制所述混合物或团状物，使其密实并形成所需标签；
-提取标签；
-使所述标签经受最终烧制。
进一步的优点可以从从属权利要求中得出。
有利地，期望的标签可以高和/或低浮雕来复制元素，例如一般是图形、徽标、文字。
有利地，获得的标签可以涂有搪瓷和/或适当的颜色以至少覆盖标签上再现的高和/或低浮雕元素。
有利地，所述最终烧制步骤可以在约900℃至约1150℃的温度范围内进行，例如约2小时的时间。
在此还描述了如上所述的标签的使用，该标签用于饮料的玻璃容器，优选用于葡萄酒和起泡酒的瓶子。
具体实施方式
根据本发明的用于玻璃容器(优选为玻璃瓶)的标签由(玻璃质)物质构成，该物质包括以下有效量的混合物或干团状物或由以下有效量的混合物或干团状物构成：
-硅；
-氧化铝；
-氧化钠。
在上述混合物或干团状物中：
硅以二氧化硅、SiO2或氧化硅的形式存在；所述二氧化硅优选为纯白色结晶粉末形式，其特征在于平均密度约为2.2gr/cm3(在莫氏量级上，它被认为是硬组分，并且也是特别耐火的物质)；
氧化铝以Al2O3或三氧化二铝的形式存在；所述Al2O3优选为白色固体颗粒形式，其特征在于平均密度约为3.94g/cm3(其最重要的技术性能是其对高耐酸性和其高导热性)；
氧化钠以Na2O或二氧化钠的形式存在；所述Na2O为白色结晶固体形式，其特征在于平均密度约为2.27gr/cm3(氧化钠是已知的，并且在本领域中除其他用途外，一般用于降低玻璃的熔融温度)。
优选地，在所述混合物或干团状物中：
相对于混合物的总重量，硅/二氧化硅以66重量％至76重量％的有效量存在；优选地，以68重量％至74重量％；更优选地，以69重量％至73重量％；甚至更优选地，以70重量％至72重量％。
相对于混合物的总重量，氧化铝以14重量％至24重量％的有效量存在；优选地，以16重量％至22重量％；更优选地，以17重量％至21重量％；甚至更优选地，以18重量％至20重量％；
相对于混合物的总重量，氧化钠以4重量％至11重量％的有效量存在；优选地，以5重量％至10重量％；更优选地，以6重量％至9重量％；甚至更优选地，以6重量％至8重量％。
在本发明的一个实施例中，所述混合物：
相对于混合物的总重量，硅/二氧化硅以71重量％的量存在；
相对于混合物的总重量，氧化铝以19重量％的量存在；
相对于混合物的总重量，氧化钠以10重量％的量存在。
优选地，所述混合物或干团状物进一步包含有效量的：
-氧化钾，和/或
-二氧化钛；
其中：
氧化钾以K2O或氧化二钾(di-potassium oxide)的形式存在；所述K2O为无色结晶固体形式，其特征在于平均密度约为2.35g/cm3；
二氧化钛以TiO2或二氧化钛的形式存在；所述TiO2为结晶固体形式，无色或趋于白色，其特征在于平均密度约为4.23gr/cm3(本领域中通常还用于提高耐酸剂性)。
在这种优选的混合物或干团状物中：
相对于混合物的总重量，氧化钾以1重量％至3重量％的有效量存在；优选地，以1.25重量％至2.75重量％；更优选地，以1.5重量％至2.5重量％；甚至更优选地，以1.75重量％至2.25重量％；
相对于混合物的总重量，二氧化钛以0.6重量％至1.4重量％的有效量存在；优选地，以0.7重量％至1.3重量％；更优选地，以0.8重量％至1.2重量％；甚至更优选地，以0.9重量％至1.1重量％。
在本发明的特别优选的实施例中，在所述混合物中：
相对于混合物的总重量，硅/二氧化硅以71重量％的量存在；
相对于混合物的总重量，氧化铝以19重量％的量存在；
相对于混合物的总重量，氧化钠以7重量％的量存在；
相对于混合物的总重量，氧化钾的以2重量％的量存在；
相对于混合物的总重量，二氧化钛以1重量％的量存在。
包含上述混合物或干团状物的物质可进一步包含有效量的一种或多种基于二氧化硅或聚合物的粘合化合物(通过非限制性实例，硅酸钾、硅酸钠或碳酸钠)，其可有利地帮助上述混合物的成分彼此粘合并在随后的压制和烧制阶段的期间以稳定和均匀的方式进行压实。
对于包含上述本发明的混合物或干团状物的物质，如果需要，可以进一步添加其他添加剂，例如染料颜料，以便使最终玻璃团状物适应各种商业需要。所述添加剂自由地选自玻璃加工工业中已知的和通常使用的那些，例如硅质晶体或天然氧化物，并且通常在本领域技术人员的知识范围内。
根据本领域中公知和使用的方法混合上述物质(优选使用已知的干粉混合器，例如，由Eirich公司或CIMMA公司出售的)，以获得本发明的最终组合物(尤其是混合物)，准备用于后续步骤中标签的制作。
上述可供使用的最终组合物或本发明混合物在视觉上呈均匀、无色或各种颜色粉末的形式，总湿度在4重量％至15重量％之间，相对于组合物的总重量，优选为10重量％至12重量％；更优选为5.7重量％到6重量％。
本发明的标签可以制成具有一定适当的曲率半径或平坦的形状。以这种方式，它可以适应其所施加的表面的任何构造。
因此，标签可以是凹的、凸的或平坦的，并且在任何情况下都可以根据合适的形状、曲率和不同的尺寸成形。
然后，标签带有例如高和/或低浮雕的字符和/或文字和/或线条和/或图形和/或徽标。
搪瓷层或着色层，在任何情况下都为外部保护涂层可以分布在所述标签上，特别是至少以高/低浮雕覆盖字符。
搪瓷选自本领域中众所周知的和常用的，并与玻璃制造领域中已知的和使用的设备和应用方法一起使用。
生产本发明的标签的方法基本上包括模制和烧制本发明的基本上玻璃基混合物/团状物的方法，如本领域所知和一般应用的方法。在这方面，这里明确地参考WO2016/016763A1中描述的用于生产玻璃基标签的方法，该方法也与下文将描述的一些特征化变体一起有利地应用于本发明标签的生产。因此，将WO2016/016763A1作为具体参考完整地并入本文。
通过概述和非限制性示例，并且再次具体参考WO2016/016763A1的教导，用于制造本发明标签的方法至少包括以下步骤：
-在合适的机械压力机的合适的模具(例如，接收小泡(alveolus))内提供有效量的(玻璃质)物质，该物质包括前述的本发明的混合物或由前述的本发明的混合物组成；
-以某种方式压缩所述(玻璃质)物质，使其紧实并以高和/或低浮雕形成所需的标签复制元素；
-提取获得的标签，并涂上搪瓷和/或适当的颜色，以至少覆盖标签上复制的高和/或低浮雕字符；
-最后烧制从前述步骤获得的所述标签。
本发明的工艺的基本特征在于，标签的最终烧制是在相对于WO2016/016763A1至少高出300℃的温度下进行的，也就是说，在一般约900℃到约1150℃的温度下进行；优选地，在900℃到1200℃的温度下进行；更优选地，在总共约1200℃下进行；甚至更优选地，在总共1200℃下进行。
此外，优选的烧制时间也远低于WO2016/016763A1的烧制时间；事实上，根据本发明方法的标签的最终烧制时间约为2小时。
相对于WO2016/016763A1的标签，该文本中已经描述的所有内容使得可以显着改善本发明的标签的断裂模量。事实上，所述断裂模量已从约280kg/cm2增加到超过500kg/cm2，优选地>550kg/cm2；更优选地>600kg/cm2；在特别优选实施例中，约660kg/cm2；更优选地，660kg/cm2。
这一事实表明，本发明的标签具有更大的耐冲击性和耐压缩性，并且烧制时间明显缩短。
此外，出乎意料的是，已经显示出本发明的标签相对于液体具有约0.3％的吸收率(相比之下，WO2016/016763A1的标签吸收了7％)。这个事实也使得可以获得更好的粘附性和施加到标签表面的颜色和/或瓷漆的更好的致密性。不应低估该细节，因为在由陶瓷或玻璃制成的已知标签的情况下，随着时间的推移，搪瓷质趋向于从标签主体剥落/剥离，然而，有利地，对于本发明的标签，该问题不再出现。
最后，相对于已知的玻璃标签，本发明的标签的可回收性也已得到显着改善。为此目的，在带有用本发明的组合物制成的标签的绿色玻璃瓶上进行融合测试和随后的光学显微镜观察。该测试的目的是在瓶子与标签融合在一起后检查是否有结石(不可回收)。
出于测试目的，将瓶子和标签缩小为1-2cm大小的碎片。然后在电炉中使用硅铝坩埚在1200℃的初始温度下熔化碎片。之后在1小时内将温度升高至1550℃，并在此水平下保持2小时。然后将温度降至1450℃，并在此温度下保持一个小时。最后，将熔融玻璃倒在钢板上，在电烤箱中在540℃下煅烧，最后缓慢冷却至室温。在光学显微镜下仔细观察所得玻璃；在玻璃样品中未发现结石。根据该结果，可以得出结论，在没有形成不可回收的杂质的情况下，标签完全溶解在瓶子的玻璃中，因此证实了本发明标签的完全和总体可回收性。
工业适用性
鉴于上述所有内容，可以得出结论，本发明的标签解决了现有玻璃标签破裂的技术问题，该玻璃标签更耐冲击和耐压缩以及吸收。此外，人们还发现它在完全可回收性、搪瓷的持久性和/或颜色方面要好得多，不会形成任何不希望的发裂和剥落。
Claims (13)
1.一种用于玻璃容器的标签，其由以下物质组成，所述物质包括至少一种有效量的混合物或干团状物或由至少一种有效量的混合物或干团状物组成：
-硅；
-氧化铝；
-氧化钠。
2.根据权利要求1所述的标签，其中在所述混合物中：
-硅以二氧化硅、SiO2的形式存在，所述二氧化硅为纯白色结晶粉末形式，其特征在于平均密度约为2.2g/cm3；
-氧化铝以Al2O3的形式存在，所述Al2O3优选为白色固体颗粒形式，其特征在于平均密度约为3.94g/cm3；
-氧化钠以Na2O的形式存在，所述Na2O为白色结晶固体形式，其特征在于平均密度约为2.27g/cm3。
3.根据权利要求1或2所述的标签，其中，在所述混合物中：
-相对于混合物的总重量，二氧化硅以66重量％至76重量％的有效量存在；
-相对于混合物的总重量，氧化铝以在14重量％至24重量％之间的有效量存在；
-相对于混合物的总重量，氧化钠以在4重量％至11重量％之间的有效量存在。
4.根据前述权利要求中任一项所述的标签，其中在所述混合物中：
-相对于混合物的总重量，二氧化硅以71重量％的量存在；
-相对于混合物的总重量，氧化铝以19重量％的量存在；
-相对于混合物的总重量，氧化钠以10重量％的量存在。
5.根据前述权利要求中任一项所述的标签，其中，所述混合物进一步包含有效量的：
-氧化钾，和/或
-二氧化钛；
其中：
-氧化钾以K2O的形式存在，所述K2O为无色结晶固体形式，其特征在于平均密度约为2.35g/cm3；
-二氧化钛以TiO2的形式存在，所述TiO2为无色或趋于白色的结晶固体形式，其特征在于平均密度约为4.23g/cm3。
6.根据权利要求5所述的标签，其中在所述混合物中：
-相对于混合物的总重量，氧化钾以1重量％至3重量％的有效量存在；
-相对于混合物的总重量，二氧化钛以0.6重量％至1.4重量％之间的有效量存在。
7.根据前述权利要求中任一项所述的标签，其中在所述混合物中：
-相对于混合物的总重量，二氧化硅以71重量％的量存在；
-相对于混合物的总重量，氧化铝以19重量％的量存在；
-相对于混合物的总重量，氧化钠以7重量％的量存在；
-相对于混合物的总重量，氧化钾以2重量％的量存在；
-相对于混合物的总重量，二氧化钛以1重量％的量存在。
8.根据前述权利要求中任一项所述的标签，其断裂模量大于500kg/cm2。
9.根据前述权利要求中一项或多项所述的标签，其中，所述标签包括曲率半径，以适应于其所施加的容器的表面的构造。
10.根据前述权利要求中一项或多项所述的标签，其中，所述标签包括高/低浮雕的字符。
11.一种用于为玻璃容器制作标签的方法，包括以下步骤：
-在压力机的模具内提供有效量的根据前述权利要求中任一项所述的物质；
-以压缩方式压实物质并形成标签；
-提取获得的标签；
-使生成的标签经受最后的烧制。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述最后的烧制步骤在约900℃至约1150℃的温度范围内进行。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述标签根据预定的曲率半径成形。
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