EA000580B1

EA000580B1 - Поглощающая ультрафиолетовое излучение упаковка

Info

Publication number: EA000580B1
Application number: EA199700396A
Authority: EA
Inventors: Адрианус Смаут; Геррит Ян Логерс
Original assignee: Хейнекен Техникал Сервисес Б.В.
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1996-05-20
Publication date: 1999-12-29
Also published as: DK0832044T3; NZ307640A; MX9708862A; ES2181887T3; AU5704796A; EP0832044A1; CA2219078A1; BR9608777A; PT832044E; EA199700396A1; NL1000397C2; EP0832044B1; DE69623015D1; JPH11511721A; ATE222220T1; DE69623015T2; US6165924A; UA58493C2; AU704906B2; WO1996036574A1

Description

Настоящее изобретение относится к упаковке для пищевых продуктов, чувствительных к ультрафиолетовому излучению. В частности, изобретение относится к упаковке, выполненной из поглощающего ультрафиолетовые лучи зеленого стекла, т.е. к бутылке, изготовленной из поглощающего ультрафиолетовые лучи зеленого стекла, которое хорошо пропускает видимый свет и имеет доминирующую длину волны 500 - 575 нм, для упаковки пищевых продуктов и напитков.

Как известно, ультрафиолетовое излучение, более точно излучение с длиной волны менее 400 нм оказывает отрицательное воздействие на запах и вкус пищевых продуктов и напитков, например, пива. Это отрицательное воздействие приписывают химической реакции компонентов под воздействием ультрафиолетового излучения.

Давно известно, что можно уменьшить ультрафиолетовое излучение использованием стекла, содержащего несколько добавок, в большинстве своем металлических соединений. До настоящего времени поглощающее ультрафиолетовое излучение зеленое стекло, являющееся предметом настоящего изобретения, получали, в основном, с помощью включения в стекло соединений хрома. В ЕР-А 261 725 раскрыт способ изготовления зеленого, поглощающего ультрафиолетовое излучение, содовоизвесткового стекла, имеющего в своем составе соединения хрома, которые могут быть частично заменены соединениями никеля. Для получения достаточного поглощения ультрафиолетового излучения необходимо включить в стекло достаточно большие количества хрома, предпочтительно как Сг (VI). Согласно примерам выполнения заявки на европейский патент необходимо включить в стекло, по меньшей мере, 0,7 вес.% хрома для получения приемлемого поглощения ультрафиолетового излучения.

Из литературных источников уже известно, что можно получить зеленое стекло, поглощающее инфракрасное и ультрафиолетовое излучения, путем включения в стекло соединений железа. Это часто используют при изготовлении стекла для окон, например, при изготовлении устойчивых к свету и теплу автомобильных окон. Как правило, это относится к незначительному сокращению пропускания излучений с помощью включения в стекло небольшого количества железа, в большинстве случаев в комбинации с другими добавками. Такой материал раскрыт в ЕР-А 452 207. Согласно этому источнику используют железо, хром и кобальт для получения стекла, пригодного для изготовления солнцезащитных крыш для автомобилей.

Количество соединений железа в таком стекле составляет, обычно, менее 2,5 вес.%, если присутствует и хром, более типично содержание менее 1 вес.% состава стекла.

Пропускание ультрафиолетового излучения таким стеклом все еще высоко, так как в противном случае сильно сокращается пропускание видимого света. По этой причине пропускание на длинах волн 380 и 400 нм все еще находится на уровне, препятствующем применению такого стекла в качестве защитного упаковочного стекла для пищевых продуктов и напитков, чувствительных к ультрафиолетовому излучению.

С другой стороны, возникает проблема, состоящая в том, что необходимо обеспечить пропускание видимого света, по меньшей мере, частично, так как клиент/потребитель должен быть в состоянии видеть содержимое упаковки. Более того, желание получить определенный цвет может быть, по меньшей мере, частично несовместимым с задачей поглощения ультрафиолетового излучения. Если пропускание инфракрасного излучения должно быть большим, то это сказывается отрицательно на цвете и/или поглощении ультрафиолетового излучения.

В журнале Глэсс Текнолоджи, том 26, № 1, 1985, стр. 60-62 утверждается, что в содовоизвестковом стекле, содержащем железо и хром, железо препятствует образованию шестивалентного хрома. Такой же вывод делается в Глэсс Индастри, май 1966, стр. 252-256 и 280281. Шестивалентный хром в особенности причастен к поглощению ультрафиолетового излучения, так что это препятствует применению специалистами комбинации железа и кобальта в содово-известковом стекле.

Целью настоящего изобретения является создание упаковки для пищевых продуктов и/или напитков, чувствительных к ультрафиолетовому излучению, основанной на зеленом содово-известковом стекле. Более конкретно, целью изобретения является создание упаковки, пропускание которой излучения с длиной волн менее 400 нм и, в частности, также с длиной волны 380 нм при толщине стекла 2 мм равно нулю или пренебрежительно мало при одновременном пропускании, по меньшей мере, части видимого света.

Изобретение основано на неожиданном открытии, что такая цель может быть достигнута при использовании относительно большого количества железа в комбинации с небольшими количествами хрома, принятыми для зеленого стекла, в содово-известковом стекле. Таким образом, изобретение относится к упаковке для пищевых продуктов на основе зеленого, поглощающего ультрафиолетовое излучение содовоизвесткового стекла, которое пропускает видимый свет и имеет доминирующую длину волны 500-575 нм, при этом стекло содержит, по меньшей мере, 1,5 вес.% железа в пересчете на Бе₂О₃ и, по меньшей мере, 0,10 вес.% хрома в пересчете на Сг₂О₃.

Неожиданным образом было обнаружено, что такая упаковка удовлетворяет требованиям, предъявляемым к поглощению ультрафиолетового излучения на длинах волн 380 - 450 нм и, в частности, на длинах волн 380 - 420 нм, при одновременном получении хорошего зеленого цвета, который, кроме того, можно варьировать с помощью выбора условий плавления, а также выбора других компонентов стеклянной ванны. Степень поглощения на указанных длинах волн можно также варьировать с помощью такого выбора, в связи с чем можно сделать вывод, что общие количества железа и хрома в готовом стекле имеют важное значение для получения правильных качеств в отношении цвета и поглощения ультрафиолетового излучения или пропускания видимого света.

Для получения правильных свойств стекла важно соотношение между двухвалентным и трехвалентным железом. Это соотношение выражается как

Fe(II)

Бе (II) + Fe (III),

т.е. как количество двухвалентного железа по отношению к общему содержанию железа. Предпочтительно, чтобы количество двухвалентного железа было как можно меньшим, т. е. менее 0,2. На практике трудно реализовать количества менее 0,05. Общее содержание железа должно быть не менее 1,5%, предпочтительно, однако более 2,6 вес.% в пересчете на Бе₂О₃, так как в противном случае от него не достигается в удовлетворительной степени эффект. С другой стороны, нет необходимости в применении более 15, в частности, более 10 вес.% железа в пересчете на Бе₂О₃. Большие количества приводят к проблемам с требуемым пропусканием видимого света.

Количество хрома, соотношение трехвалентного и шестивалентного хрома и соотношение железо/хром также влияют на свойства стекла, в частности, на поглощение ультрафиолетового излучения. Предполагается, хотя это является только гипотезой, что при применении относительно большого количества Бе₂О₃ соотношение трехвалентного хрома к шестивалентному хрому смещается незначительно к шестивалентному хрому, что объясняет синергическое увеличение поглощения ультрафиолетового излучения. Однако этот эффект не проявляется при добавлении только шестивалентного хрома в присутствии обычных небольших количеств железа в стекле.

Упаковка согласно изобретению, с одной стороны, отличается тем, что пропускание излучения на длине волны 380 нм при толщине стекла 2 мм составляет менее 5%, в частности, менее 1%, и на длине волны 400 нм менее 30%, в частности, менее 20% и предпочтительно менее 5% или менее 1%, что на практике означает, что упаковка полностью или почти полностью поглощает ультрафиолетовое излучение и, с другой стороны, пропускает большую часть видимого света, и стекло имеет зеленую окраску. Последнее означает, что доминирующая длина волны стекла составляет 500 - 575 нм, в частности, 550 - 565 нм. Естественно, что цвет можно также определить с помощью системы ClE-Lab. Начиная с измерения прозрачного окрашенного стекла с толщиной 2 мм на белом фоне с L* = 98,89, а* = -0,06, и b* = 0,02 светом D65 при угле рассмотрения 2° с помощью спектрометра BYK-Gardner типа Spektrogard Automatch Color System TCM 8800, при стандартных условиях ClE-Lab можно определить цвет как L*= 0 - 80, а* = 0 - (-35) и b* = (-10) - (+55).

Упаковка согласно изобретению основывается на содово-известковом стекле, преимуществом которого является его низкая стоимость. Это может иметь особое значение для стекла для одноразовой упаковки, которое затем рециклируют. Компоненты такого содовоизвесткового стекла известны специалистам.

Хотя известно, что большое число металлических окисей оказывают влияние на цвет и степень поглощения стекла, в соответствии с изобретением не применяются, предпочтительно, ванадий, кобальт и никель; как уже упоминалось, это важно как с точки зрения стоимости, так и экологии. Ясно, что если упаковка предназначена для одноразового использования, то отсутствие этих элементов очень важно. Кроме того, стекло не должно содержать мышьяк и олово, так как наличие этих веществ нежелательно по экономическим соображениям.

В зависимости от условий применения и желаемого цвета возможно использование незначительного количества никеля, если это необходимо. Количество никеля в пределах 0,01 0,1 вес.% повышает эффект поглощения при пропускании света с различными длинами волн. Для достижения аналогичного эффекта можно, при необходимости, использовать 0,1 - 5 вес.% окисей титана, окисей циркония или окисей меди (II).

Максимальное содержание хрома в стекле можно также выбирать низким по сравнению с обычным в настоящее время содержанием для зеленого стекла, не поглощающего ультрафиолетового излучения. Приемлемый верхний предел для содержания хрома в пересчете на Сг₂О₃составляет 0,5 вес.%, в частности, 0,35 вес.%.

В связи с этим следует отметить, что хотя согласно изобретению указывается на использование металлов, готовое стекло содержит эти металлы в виде соединений, по существу, в виде окисей.

Стекло согласно изобретению для упаковки должно иметь изумрудно-зеленый цвет, что означает, что доминирующая длина волны лежит в диапазоне 500 - 575 нм, в частности, 550 565 нм. Оно должно также поглощать ультрафиолетовое излучение. Оптимальное соотношение этих двух качеств достигают при комбинации 2,5 - 3,5 вес. % железа с 0,10 -0,35 вес.% хрома.

В целом предпочтительно, чтобы стекло

Это приводит к следующему составу ис-

содержало:	ходного стекла:
1,5 - 10 вес.% железа в пересчете на Fе₂О₃;	SiO2	73 вес.%
0,10 - 0,5 вес.%, предпочтительно 0,15 - 0,5	Na₂O	14 вес.%
вес.%, хрома в пересчете на Сг₂О₃;	CaO	11 вес.%
50 - 85 вес.% SiO2;	^Аl2O₃	2 вес.%
5 - 25 вес.%, предпочтительно 5-12 вес.%,	Сг2О₃	0,24
окиси щелочного металла;	Fе2О₃	В различных
5-25 вес.% окиси щелочно-земельного		количествах

металла;

0-5 вес.%, предпочтительно 0-4 вес.% окиси алюминия;

0-5 вес.% следов веществ.

Содержание железа составляет предпочтительно 2,6 - 8 вес.%. В качестве микрокомпонентов можно использовать различные добавки, влияющие на свойства стекла (цвет, соотношение Fe (II) /Fe (III), характеристики плавления и т.д.). Примерами таких компонентов могут быть манган, титан, цирконий или углерод. Исключено применение красителей, тяжелых и ядовитых металлов.

Упаковку производят обычным для изготовления стекла способом посредством плавления компонентов в печи при таких условиях, которые обеспечивают желаемую степень окисления железа. Согласно настоящему изобретению степень подачи воздуха имеет важное значение. С помощью регулирования подачи воздуха можно влиять на соотношение двухвалентного и трехвалентного железа. В целом предпочтительно, что не используют восстановительные условия. Предпочтительны слабо окислительные условия.

Исходными продуктами для стекла являются обычные материалы, в которых (большую) часть составляет рециклируемое стекло (стекольный бой). Отсортированное зеленое стекло может составлять в исходном продукте до 80 вес.%.

Упаковка пригодна для контактирования с пищевыми продуктами и напитками, такими как слабо алкогольные напитки, алкогольные напитки и фруктовые соки. Упаковка пригодна, в частности, для изготовления пивных бутылок, так как качество пива сильно снижается при ультрафиолетовом облучении.

Изобретение поясняется с помощью следующих примеров.

Примеры.

Содово-известковое стекло изготовлено плавлением на воздухе при температуре 1450°С. Состав ванны в весовых частях составил:

74.5 частей - песок;

24.5 частей - карбонат натрия;

0,5 частей - сульфат натрия;

20,0 частей - карбонат кальция;

3,1 частей - гидроксид алюминия;

хром в виде Сг₂О₃ с обеспечением содержания хрома в виде Сг₂О₃ в 0,24 вес.%;

железо в виде Fе₂О₃ в различных количествах.

В последующей таблице приведены значения пропускания (Т) на длинах волн 380, 400, 500 и 600 нм, а также цвет в зависимости от содержания железа.

Fе2Оз,	T380	T400	T500	Т600	L*	а*	b*
0	71	71	56	60	73	-36	36
1	36	50	55	54	68	-37	40
2	12	30	47	48	61	-34	43
3	3	14	32	36	49	-28	41
4	0	5	25	30	38	-22	44
5	0	2	18	23	28	-15	37

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims

1 . Способ изготовления упаковки для пищевых продуктов на основе зеленого, поглощающего ультрафиолетовое излучение содовоизвесткового стекла, пропускающего видимый свет и имеющего доминирующую длину волны 500-575 нм, предпочтительно 550-565 нм, причем стекло содержит по отношению к весу стекла, по меньшей мере, 1,5 вес.% железа в пересчете на Fе₂О₃ и, по меньшей мере, 0,10 вес.% хрома в пересчете на Сг₂О₃, отличающийся тем, что он осуществляется в условиях слабого окисления.

2. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что используют стекло с содержанием хрома в пересчете на &₂O₃ не более 0,5 вес.%, в частности не более 0,35 вес.%.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что используют стекло с пропусканием излучения с длиной волны 380 нм при толщине 2 мм менее 5%, предпочтительно менее 1%.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что используют стекло с пропусканием излучения с длиной волны 400 нм при толщине 2 мм менее 20%, предпочтительно менее 5%.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что используют стекло с содержанием железа в пересчете на Fе₂О₃ не более 8 вес.%.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что используют стекло с содержанием железа в пересчете на Fе₂О₃ более 2,6 вес.%, в частности более 2,75 вес.%.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что используют стекло, по существу, свободное от никеля, кобальта, ванадия, мышьяка и олова.

8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что используют стекло с содержани7 ем также 0,1-5 вес.% титана и/или циркония в пересчете на окиси.

9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что используют стекло с содержанием также 0,1-5 вес.% меди в пересчете на окись меди (II).

10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что используют стекло с содержанием также 0,01-0,1 вес.% никеля в пересчете на окись никеля (II).

11. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что используют стекло с содержанием 1,5-10 вес.% железа в пересчете на Бе₂0з, 0,10-0,5 вес.% хрома в пересчете на Сг₂О₃, 50-85 вес.% SiO₂, 5-25 вес.% окиси щелочного металла, 5-25 вес.% окиси щелочно-земельного металла, 0-5 вес.% окиси алюминия, 0-5 вес.% следов веществ.

12. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что используют стекло с содержанием 2,5-3,5 вес.% железа в пересчете на Fe₂O₃, 0,10-0,35 вес.% хрома в пересчете на Сг₂О₃, 5085 вес.% SiO₂, 5-12 вес.% окиси щелочного металла, 5-25 вес.% окиси щелочно-земельного металла, 0-4 вес.% окиси алюминия, 0,1-5 вес.% двуокиси титана или окиси меди (II) или 0,010,1 вес.% окиси никеля (II) и 0-5 вес.% следов веществ.

13. Упаковка для пищевых продуктов на основе зеленого, поглощающего ультрафиолетовое излучение содово-известкового стекла, поглощающего видимый свет и имеющего доминирующую длину волны 500-575 нм, предпочтительно 550-565 нм, причем стекло содержит по отношению к весу стекла, по меньшей мере, 1,5 вес.% железа в пересчете на Бе₂О₃ и, по меньшей мере, 0,10 вес.% хрома в пересчете на Сг2О3, изготовленная способом по любому из пп. 1 -1 2.