DE4206964A1 - Verfahren zum beschichten von gegenstaenden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Gegenständen, insbesondere von Glashohlkörpern, mit einer Haut aus Kunststoff.

Glashohlkörper, insbesondere Flaschen, werden auf vielen Gebieten eingesetzt. Dabei werden die Vorteile des Werkstoffs Glas ausgenutzt, nämlich seine chemische Beständigkeit gegen die meisten Stoffe, seine Oberflächenhärte und absolute Dichtigkeit. Es kommt hinzu, daß Glas sich in gewünschter Weise einfärben und mit vertretbarem Material- und Energieaufwand herstellen läßt. Nachteilig ist bei Glas im Einsatz für Hohlkörper jedoch seine Sprödigkeit. Zusätzlich wird die Festigkeit durch Oberflächenrisse, die in der Preßform und durch mechanische Beschädigung entstehen, stark beeinträchtigt. Es ist daher erforderlich, die Wandstärken und damit das Gewicht unnötig groß zu wählen.

Zur Verbesserung der Festigkeit ist es bereits bekannt, Flaschen bei der Fertigung zunächst heiß im Bereich von etwa 500°C bis 550°C mit einer Zinnsulfidschicht als Haftverbesserer zu versehen und dann nach Abkühlung auf etwa 60°C bis 70°C mit einer Polyethylenschicht zu besprühen. Die Polyethylenschicht erfüllt die gestellten Anforderungen nur ungenügend. Sie dient im wesentlichen nur als Transportsicherung für die Flaschen, schützt also die Flaschen vor Beschädigungen nur zu Anfang ihrer Lebenszeit. Die Schicht ist leicht abwaschbar, so daß sie nach einigen Umläufen der Flaschen und heißem Waschen verschwindet. Dabei wird auch das Waschwasser verunreinigt.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beschichten von Gegenständen, insbesondere von Glashohlkörpern, anzugeben, das bei nur geringem Aufwand eine wesentliche Oberflächenverbesserung und dadurch insbesondere auch Innendruck- Festigkeitsverbesserung bei Glashohlkörpern ermöglicht. Die Lösung der Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.

Es wird angenommen, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei Glashohlkörpern ein Verschließen der oberflächlichen Risse, die nach ihrem Entdecker auch Griffith-Risse genannt werden, und so eine wesentliche Festigkeitsverbesserung ermöglicht. Umgekehrt kann die Wandstärke und damit das Gewicht von Flaschen unter Beibehaltung der bisherigen Festigkeit wesentlich verringert werden, beispielsweise auf etwa die Hälfte oder sogar weniger. Das ermöglicht große Einsparungen bei der Herstellung sowie auch beim Transport. Die Beschichtung nach der Erfindung ist kratzfest und haftet dauerhaft und besonders gut auf Glasoberflächen. Sie ist aber nicht auf Glaskörper beschränkt. Es können auch andere Gegenstände, beispielsweise aus Papier, Glas- und Kunstfaser, Stein, Steinwolle, Holz, Keramik, Metall und Kunststoff sowie auch Schaumstoff, insbesondere aus Polyethylen, mit Vorteil beschichtet werden. Gleiches gilt für Kunststoffflaschen.

Eine Beschichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung hat weitere wesentliche und für die praktische Verwendung wichtige Vorteile und Eigenschaften. Polyurethan ist physiologisch unbedenklich und auch im Nahrungsmittelbereich sowie im medizinischen Bereich anwendbar. Eine Beschichtung nach der Erfindung verbrennt bei Temperaturen oberhalb von 800°C rückstandsfrei, so daß die beschichteten Flaschen recyclebar sind.

Erfindungsgemäß beschichtete Glashohlkörper oder andere bruchempfindliche Substrate werden nicht nur in ihrer Festigkeit verbessert, also bruchsicherer, sondern sie sind auch im Berstfall gegebenenfalls splitterfrei und bleiben dicht. Dadurch läßt sich die Unfallgefahr beim Zerbrechen von Flaschen mit kritischem Inhalt verringern. Es besteht auch die Möglichkeit, durch Kratzer, Risse und Schlieren beschädigte Substrate durch eine erneute Beschichtung zu reparieren und visuell sowie festigkeitsmäßig nahezu in einen neuwertigen Zustand zu versetzen.

Als Lösungsmittel kommt beispielsweise Aceton in Frage. Es können aber auch andere, dem Fachmann bekannte Lösungsmittel sowie Gemische solcher Lösungsmittel verwendet werden. Die Lieferung des Polyurethans erfolgt im allgemeinen bereits in gelöster Form.

Je nach den Anforderungen können eine oder mehrere Beschichtungen vorgenommen werden, wobei die Schichten unterschiedlich hart und zusätzlich gegebenenfalls auch unterschiedlich gefärbt sein können. Die Dicke einer Schicht kann zwischen etwa 1 und 20 µm betragen.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Beschichtung von Gegenständen kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, so durch Spritzen, Rakeln oder Streichen. Besonders einfach und zweckmäßig ist aber das Tauchen der Gegenstände in die Lösung.

Das Aushärten läßt sich bei Raumtemperatur durchführen, benötigt dann aber mehrere Stunden. Bei einer Maximaltemperatur von 230°C kann die Beschichtung in 5 bis 7 Minuten ausgehärtet sein. Vor dem Aufbringen der Behautung werden die jeweiligen Gegenstände mit Vorteil auf eine Temperatur bis zu 80°C angewärmt.

Die erfindungsgemäß aufgebrachte Beschichtung kann glasklar oder auch matt mit unterschiedlichen Oberflächen eingestellt werden. Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit, einen Farbstoff zuzusetzen, vorzugsweise in Form von Pigmenten. Dann können beispielsweise Flaschen mit jeder gewünschten Farbe aus reinem weißem Glas hergestellt werden.

Als weitere Zusätze kommen UV-Stabilisatoren, Temperaturstabilisatoren, Gleitstoffe, z. B. Silicone, sowie auch Zusätze auf Graphitbasis in Frage, die die elektrische Leitfähigkeit der Beschichtung zur Vermeidung elektrostatischer Aufladungen erhöhen.

Nachfolgend wird als praktisches Beispiel die Beschichtung einer Bierflasche vom Eurostandard 3 (Inhalt 0,33 l) mit einem Glasgewicht von ca. 160 g beschrieben. Nach Verlassen der Preßform und Abkühlen auf eine Temperatur zwischen 50°C und 80°C werden die Flaschen maschinell einem Tauchbad zugeführt. Sie verbleiben dort für eine Zeitdauer von weniger als 1 Sekunde. Das Tauchbad wurde auf Raumtemperatur gehalten. Die anschließende Abtropfzeit betrug etwa 3 Sekunden. Der letzte Tropfen wurde mit einem Polyethylenfaden abgenommen und dem Tauchbad wieder zugeführt. Je Flasche wurden etwa 0,5 g Tauchflüssigkeit entnommen.

Eine Beschichtung nach der Erfindung läßt sich problemlos bedrucken. Es besteht auch die Möglichkeit, Etiketten aufzukleben. Hierzu muß dann ein Dispersionskleber verwendet werden.

Nach einer Aufheizung auf eine Temperatur von etwa 230°C für 5 bis 7 Minuten war die Aushärtung abgeschlossen, und die Flaschen konnten dem Sortierband wieder zugeführt werden.

Als Beispiel für die mit der Erfindung erzielbaren Festigkeitsverbesserungen wird eine übliche Sektflasche mit einem Inhalt von 0,7 l und einem Gewicht von etwa 600 g betrachtet. Bei einer üblichen Vergütung der eingangs beschriebenen Art mit zunächst einer bei Temperaturen von etwa 500°C aufgebrachten Zinnsulfidschicht und einer anschließend nach Abkühlung auf etwa 60°C durch Sprühen aufgebrachten Polyethylenschicht ergibt sich ein Anfangswert für die Druckfestigkeit im belasteten Zustand von ca. 36 bar. Nach einer Belastung von 5 Minuten durch eine sogenannte Line-Simulation (bei der die üblichen Belastungen auf Sortier- und Abfüllbändern nachgeahmt wird), war die Druckfestigkeit auf etwa 17 bar abgefallen. Bei einer Vergütung gleicher Flaschen aus der gleichen Produktion nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde ein Anfangswert für die Druckfestigkeit von etwa 42 bar gemessen. Nach gleicher Line-Simulation von 5 Minuten war die Druckfestigkeit nur auf ca. 39 bar abgefallen. Selbst nach einer Line-Simulation von 1 Stunde betrug die Druckfestigkeit noch etwa 36 bar.

Claims (8)

1. Verfahren zum Beschichten von Gegenständen, insbesondere von Glashohlkörpern, mit einer Haut aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand mit einem in einem Lösungsmittel gelösten Polyurethanpolymer auf Aromat- oder Aliphatbasis beschichtet wird und anschließend gegebenenfalls unter Wärmeeinwirkung aushärtet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch ein- oder mehrmaliges Tauchen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auspolymerisieren bei einer Temperatur bis zu 230°C erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aushärten bei einer Temperatur zwischen 180°C und 230°C erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand vor der Beschichtung auf eine Temperatur bis zu 80°C angewärmt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösung ein Farbstoff zugesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösung ein Trübungsmittel zugesetzt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch seine Anwendung bei Glas- oder Kunststoffflaschen.