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Die Erfindung bezieht sich auf neuartige und verbessert haltbare glatte
Überzüge für Glaswaren und auf ein Verfahren zur Herstellung derartiger überzüge
unter Berücksichtigung der verwendeten Zusammensetzung der Verbindung des überzugmaterials
der Glasware.
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Glasartikel und Glaswaren aller Art unterliegen während ihrer Herstellung
und fabrikmäßigen Bearbeitung einer großen Zahl von Handhabungsvorgängen, so auch
bei ihrer Verladung, bei dem Füllen derselben usw. Während dieser einzelnen Handhabungen
kommt die Ware mit verschiedenen mechanischen Vorrichtungen, beispielsweise Speisungseinheiten,
Transportvorrichtungen, wie Bänder u. dgl., Inspektionsvorrichtungen usw. in Berührung.
Darüber hinaus steht die Glasware in Kontakt mit anderen Warenteilen und mit Oberflächen
der Verpackungsgefäße usw.
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Dieser ständig auftretende Kontakt verursacht die Beschädigung des
Glases, so daß die Oberfläche durch Kratzer, Sprünge, Risse, Qualitätsverminderungen
leidet und darüber hinaus sogar ein gewisser Anteil an Bruch nicht zu vermeiden
ist. Besonders der entstehende Bruch schafft während der Handhabung der Glasware
ein ernstes Problem, wobei es zu Störungen im Produktionsablauf kommen kann. Damit
ist eine ständige erhöhte Wachsamkeit von Aufsichtspersonen nötig, die die angefallene
Bruchware von der Produktionsstraße entfernen. Der hohe Grad der Beaufsichtigung
während des Produktionsablaufs, der notwendig ist, um Stillstandzeiten zu vermeiden,
und durch den die möglichen Splitter oder Teilstücke zertrümmerter Glasware ausgeschieden
werden, ist notwendig, um die angrenzende Glasware zu schonen und eine weitere Beschädigung
auszuschließen. Die diesbezügliche Forderung besteht besonders, wenn es sich bei
der Glasware um solche handelt, die als Verpackungsmaterial für Nahrungsmittel Verwendung
findet.
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Es sind in der Vergangenheit verschiedene Versuche durchgeführt worden,
um die oben aufgezeigten Schwierigkeiten auf ein Minimum herabzusetzen oder sie
möglichst ganz zu eliminieren, wobei verschiedene Überzugsmaterialien für Glas angewendet
worden sind. Dabei sind in einigen Fällen Überzugsmaterialien gefunden worden, die
das Zerbrechen und Beschädigen der Glasware in bestimmtem Maße herabgesetzt haben.
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Insofern konnten mit bekannten überzugsverbindungen zum Teil recht
befriedigende Ergebnisse erzielt werden. In diesem Zusammenhang sei insbesondere
auf Verwendung bestimmter Silikone und Polyäthylenverbindungen, die als Dispersion
vorliegen, verwiesen. Ein Nachteil liegt bei Verwendung dieser Verbindungen doch
insbesondere darin, daß diese nur in Form von Emulsionen Anwendung finden können,
woraus sich eine Reihe von Schwierigkeiten ergibt. Auch ist es nicht neu, als Überzugmaterial
Polyoxyäthylenmonostereat zu verwenden, mit welchem Glasgegenstände und Glaswaren
während ihrer Herstellung beaufschlagt werden. Solche Verbindungen sind jedoch auch
nach ihrer Aufbringung durch einfache Waschprozesse verhältnismäßig schnell ablösbar.
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Diese und andere bekannte Überzüge haben weitere ungelöste Probleme
geschaffen. So ist es beispielsweise mitunter schwierig, die überzugsverbindung
richtig, d. h. immer gleichbleibend anzusetzen, oder auch dieselbe auf die Glasware
aufzubringen. Des weiteren besteht ein Nachteil verschiedener derartiger Überzüge
darin, daß die auf der Glasware anzubringenden Etiketts nicht fest auf derselben
haften. Andere Überzüge sind bezüglich ihrer glatten Oberfläche nicht ausreichend
genug haltbar, besonders dann, wenn die Glasware gewaschen oder in einem Dampfreinigungsverfahren
behandelt wird, wie dies etwa bei der bekannten Verwendung des Polyoxyäthylenmonostereats
der Fall ist. Eine Vielzahl von bisher verwendeten Überzügen für Glasware ist deshalb
nicht brauchbar, weil sie für die Verwendung in Verbindung mit Nahrungsmitteln nicht
geeignet ist.
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Gemäß dieser und anderer Schwierigkeiten sowie Probleme mit oberflächenveredelnden
Überzügen für Glasartikel aller Art war es notwendig und erforderlich, einen neuartigen
Überzug für Glasware zu schaffen, der die aufgezeigten Nachteile weitgehend vermeidet
und darüber hinaus Vorteile schafft, wie sie bisher nicht erreicht worden sind.
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Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung dauerhafter
und glatter Überzüge auf Glaskörper geschaffen, das sich dadurch kennzeichnet, daß
der Überzug auf die auf 70 bis 255° C erwärmten Glaskörper aus einer Mischung eines
dispergierten Polyolefins eines Polyoxyäthylenderivats einer Fettsäure aufgebracht
wird.
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Gemäß der Erfindung wird eine überzugverbindung geschaffen, die sich
durch eine außerordentlich hohe glatte Oberfläche der Glasware auszeichnet, und
bei der Beschädigungen während der Handhabung der Glasware auf ein Minimum herabgesetzt
werden. Darüber hinaus sind die erfindungsgemäßen Überzüge sehr dauerhaft und verlieren
ihre Wirkung auch bei Behandlung in heißem Wasser oder Dampf nicht. Weiter ist es
für den erfindungsgemäßen Überzug von Vorteil, daß auf die Oberfläche der Glasware
Etiketts aller Art aufgebracht werden können, die auch bei ausgedehnten Lagerungsperioden
fest haftend auf der glatten Oberfläche erhalten bleiben. Weiter besteht ein Vorteil
darin, daß die Methode der Herstellung der überzugsverbindung und das Auftragen
derselben auf die Glasoberfläche sehr einfach und bequem ist und mit verhältnismäßig
geringen Kosten verbunden ist. Schließlich besteht noch ein Vorteil darin, daß das
erfindungsgemäße, die Glasware veredelnde überzugsmaterial das Aussehen das Glases
nicht verändert.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß sie ein Verfahren
zur Aufbringung eines dauerhaften glatten Überzugs auf eine Glasoberfläche aufzeigt,
wobei auf die Oberfläche eine Mischverbindung eines dispersen Polyolefins und eines
Polyoxyäthylenderivates einer Fettsäure unter Erhitzung der aufzubringenden Verbindung
auf eine Temperatur von ungefähr 70° C aufgetragen wird.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das dauerhafte
glatte überzugmaterial aus einer Verbindung besteht, welche aus 50 bis 500 Gewichtsanteilen
eines dispersen Polyolefins und aus 5 bis 200 Gewichtanteilen eines Polyoxyäthylenderivates
einer Fettsäure hergestellt ist. Der Glasüberzug gemäß der Erfindung wird vorteilhafterweise
auf das Glas vermittels einer Mischung eines dispersen Polyolefins und eines Polyoxyäthylenderivates
einer Fettsäure aufgebracht, und zwar bei Erhitzung des Überzugsmaterials auf eine
Temperatur von ungefähr 70° C. Während der Erhitzung verbinden sich
die
einzelnen Komponenten des Überzugmaterials zu einer dauerhaften glatten, vorzugsweise
wasserunlöslichen Überzugsverbindung.
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Das für das überzugsmaterial gemäß der Erfindung verwendete Polyolefin
hat vorteilhafterweise ein Molekulargewicht, welches 3000 nicht überschreitet und
vorzugsweise in einem Bereich von 1200 bis 2700 liegt. Das vorzugsweise verwendete
Polyolefin ist ein Polyäthylen, welches ein Molekulargewicht hat, das zwischen 1600
und 2500 liegt.
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Das Polyoxyäthylenderivat, welches vorteilhafterweise verwendet wird,
wird durch die Behandlung einer Fettsäure, welche etwa 12 bis 18 Kohlenstoffatome
aufweist, mit Äthylenoxyd hergestellt. Der Anteil des Äthylenoxydes liegt vorzugsweise
zwischen 5 und 50 Mol für jedes Mol der Fettsäure. Geeignete Fettsäuren schließen
Olein-, Stearin-, Laurin-, Palmitin-Säure unter Bevorzugung von Stearinsäure ein.
Als Zusatz der prinzipiellen Komponenten des überzugsmaterials, wie oben erwähnt,
können andere Materialien Verwendung finden, die die erfindungsgemäße Wirkung und
die Charakteristik des überzugmaterials nicht schädlich beeinflussen. So können
beispielsweise dispergierende oder emulgierende Agenzien Verwendung finden, die
das Mischen der Komponenten des überzugmaterials vorteilhaft erleichtern. Darüber
hinaus kann die Haltbarkeit des Materials erhöht werden, indem man beispielsweise
geeignete Stabilisatoren, Bakterizide, Inhibitoren oder ähnliche Materialien hinzufügt.
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Der Anteil des Fettsäurederivates ist generell geringer als der des
Polyolefins und liegt vorteilhafterweise zwischen 10 und 40 %, wobei die bevorzugte
Proportion zwischen 15 und 25 % liegt.
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Die erfindungsgemäße überzugsmischung bildet eine Dispersion des Polyolefins
und des Polyoxyäthylenderivates in Wasser. Dabei ist die Dispersion vorteilhafterweise
durch Erhitzung der Mischung unter Druck bei einer Temperatur, die etwa bei dem
Schmelzpunkt des Polyolefins liegt, hergestellt. Der aufgewandte Überdruck, liegt
vorzugsweise zwischen 0,7 und etwa 1 kg/cm2, während die Reaktionstemperatur etwa
zwischen 115 und 120° C liegt und die Mengen des Polyolefins und Wasser etwa gleich
sind. Vorzugsweise wird der Anteil der Basisbestandteile so gewählt, daß er nicht
mehr als etwa 150 Gewichtsprozente der anderen ausmacht. Es wird auf diese Art und
Weise ein Konzentrat hergestellt, welches dann in geeigneter Weise verdünnt wird.
Die Verdünnung der Konzentration mit Wasser geschieht dabei derart, daß eine Konzentration
hergestellt wird, bei der das Polyolefin in der endgültigen für den Überzug verwendeten
Konzentration ungefähr zwischen 0,1 und 0,2 Gewichtsprozenten der Verbindung vorliegt.
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Die auf das Glas aufgetragene Mischung enthält vorzugsweise einen
Polyolefin-Gewichtsanteil, der zwischen 0,05 und 0,5 % und vorzugsweise zwischen
0,1 und 0,2% liegt. Die Konzentration des Oxyäthylenderivates der Fettsäure liegt
vorteilhafterweise zwischen etwa 0,005 und 0,2% Gewichtsanteil der Mischung und
vorzugsweise zwischen etwa 0,01 und 0,1%. Vorteilhafterweise werden der Mischung
andere Komponenten, wie beispielsweise Bakterizide usw. zugesetzt, deren Gewichtsanteil
an der Mischung bei unter 0,10/0 liegt, wobei eine bevorzugte Konzentration derselben
zwischen 0,005 und 0,05% vorgesehen ist. Die Zusammensetzung bzw. Mischung kann
auf das Glas mittels eines herkömmlichen Verfahrens, vorzugsweise durch Sprühen
oder Zerstäuben aufgebracht werden. Es ist günstig, den Überzug auf das Glas dann
aufzubringen, wenn dasselbe den Temperofen verläßt. Es ist jedoch auch möglich,
die Zusammensetzung auf das kalte Glas aufzutragen, bevor oder während der Wiedererhitzung
desselben.
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Die maximale Temperatur, welcher das Überzugsmaterial zur Herstellung
des Reaktionsprodukts ausgesetzt wird, ist nicht kritisch, sie ist jedoch durch
die Temperatur begrenzt, welche dem Glas einen thermischen Schock versetzen würde,
so daß das Zerbrechen oder Reißen der Oberfläche die Folge wäre. Eine bevorzugte
Temperatur für das überziehen liegt in einem Bereich von 70 bis 255° C.
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Die vorliegende Erfindung wird im Detail an Hand einzelner folgender
Beispiele genauer erläutert und beschrieben: Beispiel I Zu etwa 18 Liter Wasser
wurden folgende Substanzen hinzugegeben: etwa 91 kp Polyäthylen, welches ein Molekulargewicht
von etwa 1500 hat, 11,3 kp Polyäthylenmonostearat, welches ungefähr 25 Mol Äthylen-Oxyd
pro Mol Stearinsäure enthält und 22,7 kp Polyäthylen-Sorbitan-Monostearat, welches
etwa 5 Mol Polyäthylen pro Mol Stearinsäure enthält. Dieses Gemisch wurde unter
ständigem Rühren auf eine Temperatur von ungefähr 115° C in einem geschlossenen
Kessel erhitzt, und zwar unter einem Überdruck von etwa 0,7 kg/cm2. Das Gemisch
wurde auf dieser Temperatur etwa 30 Minuten gehalten. Anschließend wurde das Gemisch
unter weiterem Rühren auf etwa 75° C abgekühlt und schließlich unter weiterem Rühren
mit etwa 18 Liter Wasser versetzt.
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Die resultierende Dispersion wurde weiter mit Wasser verdünnt, so
daß sich eine Zusammensetzung. ergab, die etwa 0,2% Polyäthylen und 0,08% Polyoxydäthylenmonostearat
enthielt.
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Diese Zusammensetzung wurde auf eine Reihe von 0,14-kg-Gefäßen aufgesprüht,
nachdem die Gefäße aus dem Temperofen hervortraten. Die Gefäße befanden sich dabei
auf einer Temperatur von etwa 106° C. Anschließend wurden die Gefäße langsam abgekühlt,
und zwar bis sie eine Temperatur von etwa 70° C hatten, wobei die Abkühlung etwa
1 Minute dauerte.
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Proben von oberflächenveredelten, also mit überzüaen versehenen Gefäßen,
wurden zusammen mit solchen, die keinen Überzug erhalten hatten, getestet. Es wurde
der Reibungskoeffizient der äußeren Oberflächen bestimmt. Der Reibungskoeffizient
für die mit einem Überzug versehenen Gläser war nur ein Fünftel von demienigen des
nicht mit einem überzug versehenen Glasmaterials.
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Die Dauerhaftigkeit des Überzuges wurde mittels Einbringen der Gefäße
in einen Druckkocher getestet. Das Wasser des Kochers wurde auf etwa 120° C erhitzt
und unter einem ständigen Überdruck von etwa 1 kg/cm2 etwa 30 Minuten lang gehalten.
Nachdem die Gefäße aus dem Druckkocher entfernt worden waren, wurden sie abgekühlt
und ihre Glattheit kontrolliert. Obwohl der Reibungskoeffizient des Überzuges des
Gefäßes etwas größer geworden war, betrug er etwa immer noch ein Drittel
der
Gläser, die keiner Oberflächenbehandlung unterzogen worden waren.
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Des weiteren wurden Etikettiertests mit Proben durchgeführt, deren
Oberfläche vorbehandelt worden war und gleichfalls mit unvorbehandelten Oberflächen.
In allen Fällen hielten die Etiketts wesentlich fester an den oberflächenveredelten
Gefäßen, auch nachdem sie einer Dampfbehandlung bei etwa 102° C ausgesetzt worden
waren. Beispiel Il Die Herstellung gemäß diesem Beispiel war die gleiche, wie in
Beispiel I bereits beschrieben, abgesehen davon, daß etwa 68 kg Polyäthylen verbraucht
worden sind an Stelle der größeren Menge gemäß Beispiel I. Nach Verdünnung der Zusammensetzung
wurde dieselbe auf die Gefäße aufgetragen bei einem Anteil von etwa 0,151/o Polyäthylen
und 0,08% Polyoxyäthylenmonostearat. Die so oberflächenbehandelten Gläser wurden
in gleicher Weise, wie in Beispiel I ausgeführt, getestet, wobei man die gleichen
Vorteile wie bei Beispiel I fand.
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Beispiel III Die Herstellung nach diesem Beispiel war die gleiche,
wie in BeispielI bereits ausgeführt, abgesehen davon, daß man 270 Liter Wasser verwendet
hat zur Verdünnung der Konzentration des Gemisches des überzugmaterials.
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Der Überzug wurde auf die Glasgefäße mittels Sprühen aufgebracht,
und zwar bei einer Temperatur, die annähernd bei 80° C lag. Die Testmethoden der
überzogenen Gefäße zeigten gleiche Ergebnisse, wie sie bereits unter den Beispielen
I und II ausgeführt worden sind. Beispiel IV Die Herstellung gemäß diesem Beispiel
war die gleiche, wie in Beispiel I bereits beschrieben, abgesehen davon, daß etwa
113 kp Polyoxyäthylen-Monopalmitat Verwendung fanden, und zwar an Stelle der 11,3
kp Polyoxyäthylenmonosterarat. Die mit diesem überzugsmaterial erreichten Ergebnisse
sind mit denjenigen gemäß Beispiel I, II und III vergleichbar.
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Gemäß der Erfindung ist ein sehr vorteilhaftes überzugsmaterial für
Glaswaren gefunden worden, welches die Nachteile der bisher bekannten vergleichbaren
Materialien vermeidet. Die überzugsverbindung gemäß der Erfindung zeigt eine außerordentlich
glatte Oberfläche, ist sehr dauerhaft in ihrer Haltbarkeit und setzt die Beschädigung
des Glasmaterials während der Behandlung und des Gebrauchs auf ein Minimum herab.
Darüber hinaus können Etikette fest auf die veredelte Oberfläche aufgebracht werden,
wobei sich deren haftende Eigenschaften nach ausgedehnten Behandlungen und Lagerung
nicht verändern. Darüber hinaus ist das Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen
überzugsverbindungen verhältnismäßig einfach und leicht und mit nur sehr geringen
Kosten verbunden. Schließlich besteht noch ein Vorteil der Erfindung darin, daß
das überzugsmaterial das Aussehen der Glasware nicht verändert.