ITMI20130125A1 - Metodo per rivestire internamente un corpo cavo in vetro - Google Patents

Description

“METODO PER RIVESTIRE INTERNAMENTE UN CORPO CAVO IN

VETROâ€

La presente invenzione concerne un metodo per rivestire internamente un corpo cavo in vetro, quale ad esempio una bottiglia, un flacone o un bicchiere.

La presente invenzione si inserisce nel settore della produzione di articoli in vetro, in particolare contenitori, comprendenti rivestimenti superficiali aventi finalità decorative o funzionali.

Nel settore della produzione di beni di consumo destinati ad essere confezionati in contenitori in vetro, quali ad esempio, prodotti cosmetici, prodotti di profumeria o prodotti alimentari, vi à ̈ l’esigenza di disporre di contenitori caratterizzati da un aspetto estetico in grado di attirare l’attenzione del consumatore. L’estetica di un contenitore, infatti, può influire in modo significativo sulle scelte di acquisto del consumatore di un prodotto.

Un’analoga esigenza à ̈ sentita nel settore del tableware, ossia il settore degli oggetti in vetro, generalmente, per uso domestico, quali contenitori per conservare gli alimenti, contenitori per decantare il vino (cosiddetti, “decanter†), vasi, oggetti decorativi, ecc..

Nello stato della tecnica sono noti diversi metodi per decorare la superficie interna di un contenitore in vetro o altro materiale trasparente o translucido (es. resine termoplastiche), che tuttavia presentano diversi inconvenienti.

Nel caso dei contenitori per prodotti alimentari, cosmetici o di profumeria, il rivestimento decorativo applicato nella cavità interna del contenitore à ̈ destinato a rimanere a contatto con il prodotto anche per periodi di tempo molto lunghi. Esso, pertanto, deve essere realizzato con materiali aventi caratteristiche tali che: (i) il rivestimento non rilasci sostanze che possano migrare nel prodotto, alterandone la qualità e, nel peggiore dei casi, rendendolo pericoloso per l’utilizzatore; (ii) il rivestimento si mantenga inalterato anche a seguito di un contatto prolungato con sostanze chimicamente aggressive, quali ad esempio i composti alcolici contenuti nei profumi oppure nelle bevande alcoliche (es. whisky, grappa, ecc.); (iii) il rivestimento impedisca la migrazione di sostanze nel prodotto provenienti dal materiale che forma il contenitore medesimo.

Inoltre, nel caso dei contenitori in vetro per prodotti alimentari e degli oggetti tableware, il rivestimento interno deve essere anche in grado di resistere al contatto con prodotti ad elevata temperatura (es. bevande calde) ed a ripetuti lavaggi con agenti alcalini (eventualmente con l’impiego di strumenti abrasivi come, ad esempio, spazzole e spugne), nonché all’azione abrasiva che potrebbe essere esercitata attraverso lo strofinamento di strumenti da cucina, come posate, mestoli, ecc..

I metodi per la decorazione interna di contenitori in vetro e, più in generale, di corpi cavi in vetro, noti nello stato della tecnica si basano sull’applicazione tramite spruzzatura di composizioni di rivestimento in fase liquida o solida.

EP 1599295 A1, ad esempio, descrive un metodo di decorazione interna di flaconi in vetro o materiale termoplastico, in particolare per profumi, in cui una composizione di rivestimento liquida o in polvere à ̈ nebulizzata nella cavità del flacone tramite un ugello nebulizzatore. La composizione di rivestimento à ̈ a base di resine epossidiche, poliuretaniche, acriliche, polietileniche e poliestere. A causa della composizione chimica di queste resine, tuttavia, il rivestimento applicato non ha una resistenza adeguata al contatto prolungato con le sostanze alcoliche tipicamente presenti nei profumi. Inoltre, quando il rivestimento à ̈ applicato nebulizzando la resina in forma di polvere, à ̈ necessario impiegare anche un dispositivo di aspirazione per estrarre dal contenitore l’eccesso di composizione nebulizzata. Tale accorgimento rende possibile solo l’applicazione di rivestimenti uniformi e continui su tutta la superficie interna del flacone, mentre impedisce l’applicazione di un rivestimento su una porzione limitata della superficie interna oppure la realizzazione di motivi decorativi sfumati o di forma geometrica irregolare.

I rivestimenti realizzati a partire da composizioni in polvere, inoltre, hanno un limitato grado di adesione al vetro. La scarsa adesione del rivestimento favorisce la formazione di intercapedini tra questo e le pareti del contenitore, in cui può accumularsi l’umidità, aumentando così il rischio di alterazione o contaminazione del prodotto in esso contenuto e danno estetico dovuto all’interazione del vetro con l’acqua che provoca affioramenti di soda. Tali eventualità possono rendere necessaria l’adozione di misure preventive, quali l’impiego di appositi sacchetti per contenere il prodotto confezionato, che vengono posizionati all’interno del contenitore, realizzati con un materiale adeguato a garantire un contatto prolungato e in sicurezza con esso (si veda, ad esempio, US 2008/0011778) oppure processi preventivi di inertizzazione della superficie del vetro.

Anche EP 2135523 A1 descrive un metodo di decorazione interna di flaconi in vetro o materiale plastico, in particolare flaconi per profumi, in cui una composizione di rivestimento liquida à ̈ nebulizzata nella cavità del flacone tramite un ugello nebulizzatore. In questo caso, il rivestimento applicato à ̈ costituito da un polimero inorganico a matrice silicica (ossia, un materiale assimilabile ad un vetro sintetico) ottenuto mediante un processo solgel. Tale rivestimento, oltre ad avere una funzione decorativa, à ̈ a diretto contatto con il prodotto, nei confronti del quale svolge la funzione di barriera rispetto alla migrazione di sostanze indesiderate provenienti dal contenitore o da eventuali strati sottostanti di rivestimento. Il metodo descritto in questa domanda di brevetto non à ̈ di facile applicazione su scala industriale e comporta tempi di realizzazione piuttosto lunghi. La formazione del rivestimento tramite un processo sol-gel, infatti, richiede un accurato controllo delle condizioni di processo sia nella fase di formazione del gel minerale sia nella successiva fase di policondensazione. Inoltre, i rivestimenti ottenuti con i polimeri inorganici descritti in EP 2135523 A1 sono poco resistenti all’abrasione, a causa della presenza di pigmenti all’interno del reticolo polimerico che ne destabilizza la struttura.

FR 2889485 A1 descrive un metodo di decorazione interna di flaconi in vetro o materiale termoplastico, in particolare flaconi per profumi, in cui una lacca liquida o in polvere à ̈ nebulizzata nella cavità del flacone tramite un ugello nebulizzatore. Durante o dopo la nebulizzazione della lacca, il flacone può essere sottoposto ad un campo magnetico, così da ottenere una decorazione più uniforme su tutta la superficie interna del contenitore. Dopo l’applicazione del rivestimento, il contenitore à ̈ sottoposto ad un trattamento termico di cottura della lacca. Il rivestimento descritto in questo documento à ̈ indicato come compatibile con il contatto prolungato con prodotti cosmetici e di profumeria. FR 2889485 A1, tuttavia, non fornisce alcuna informazione circa la composizione chimica della lacca utilizzata.

Scopo della presente invenzione à ̈ superare gli inconvenienti evidenziati dallo stato della tecnica.

In particolare, uno scopo specifico della presente invenzione à ̈ quello di fornire un metodo per rivestire internamente un corpo cavo in vetro con un rivestimento avente una migliorata resistenza all’aggressione da parte di sostanze chimiche, anche a caldo, ed una migliorata resistenza all’abrasione.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ fornire un metodo per rivestire internamente un corpo cavo in vetro che permetta di realizzare un’ampia varietà di motivi decorativi.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ fornire un metodo per rivestire internamente un corpo in vetro cavo che sia di facile realizzazione ed applicabile nella produzione di articoli in vetro destinati a svariati campi di impiego.

È oggetto della presente invenzione un metodo per rivestire internamente un corpo cavo in vetro comprendente le fasi di:

(a) applicare su almeno una superficie interna di detto corpo cavo almeno una composizione di rivestimento in forma di dispersione liquida comprendente almeno una fritta vetrosa ed almeno una resina termoplastica policarbossilica;

(b) sottoporre detta superficie interna comprendente detta composizione di rivestimento ad un trattamento termico, così da ottenere uno strato di rivestimento vetrificato.

Il metodo secondo l’invenzione si basa sull’applicazione sulla superficie interna di un corpo cavo in vetro di una composizione di rivestimento in forma liquida. La composizione di rivestimento comprende almeno una fritta vetrosa ed una resina termoplastica policarbossilica. Tale composizione, per effetto del successivo trattamento termico, porta alla formazione di uno strato di rivestimento vetroso, eventualmente colorato, che aderisce saldamente alla superficie del corpo cavo.

Il metodo di rivestimento secondo la presente invenzione si applica ai corpi cavi in vetro aventi almeno un’apertura verso l’esterno. Particolarmente preferiti, sono i contenitori realizzati interamente in vetro oppure i contenitori comprendenti almeno un corpo cavo in vetro.

Il metodo à ̈ applicabile sulle più comuni tipologie di vetro, quali i vetri sodico–calcici (in inglese, soda-lime) e borosilicati. Particolarmente preferiti sono i vetri idonei a resistere alla cottura degli alimenti e al contatto con sostanze ad alta temperatura per uso alimentare.

La composizione di rivestimento comprende almeno una fritta vetrosa ed almeno una resina termoplastica policarbossilica.

Una fritta vetrosa à ̈ un ossido misto o miscela di ossidi. La fritta può essere preparata sottoponendo a fusione uno o più ingredienti in polvere. Il prodotto fuso à ̈ quindi raffreddato sino ad ottenere un vetro. Il vetro à ̈ poi macinato sino ad ottenere la fritta vetrosa. La temperatura di fusione varia in funzione della composizione chimica della fritta. Tipicamente, la temperatura di fusione à ̈ compresa nell’intervallo 750°C – 1400°C circa. In genere gli elementi impiegati per preparare la fritta sono in forma di ossidi o carbonati.

In accordo alla presente invenzione, nella composizione di rivestimento possono essere presenti una o più fritte vetrose, preferibilmente in una quantità compresa nell’intervallo 50-80% in peso rispetto al peso totale della composizione di rivestimento, più preferibilmente nell’intervallo 55-70% in peso.

Preferibilmente, la fritta à ̈ di tipo silicatico o silico-boratico. Preferibilmente, la fritta comprende uno o più dei seguenti elementi in forma ionica: Si, Na, P, Ca, K, Ti, Zn, Ba, Bi, Pb e B.

Più preferibilmente, la fritta comprende almeno Si, Zn, B, Ca e Ba.

Preferibilmente, la fritta non contiene metalli pesanti (es. piombo).

La concentrazione degli elementi diversi dall’ossigeno nella fritta può variare in ampi intervalli. Un esempio preferito di fritta ha la composizione chimica sotto riportata, dove la concentrazione degli elementi à ̈ espressa in termini dell’ossido corrispondente e le percentuali indicate sono percentuali in peso riferite al peso complessivo della fritta:

SiO230-45%,

Na2O 1-4%,

P2O50-1%,

CaO 2-6%,

K2O 2-6%,

TiO24-9%,

ZnO 8-18%,

BaO 0-2%,

Bi2O32-6%,

B2O310-20%.

La concentrazione di ciascuno dei suddetti ossidi à ̈ da intendersi variabile in modo indipendente dalla concentrazione degli altri ossidi presenti nella fritta.

La fritta può essere colorata. A tal fine, uno o più pigmenti possono essere aggiunti durante la preparazione della fritta. La colorazione può essere ottenuta anche aggiungendo un composto precursore del pigmento alla miscela di composti sottoposta a fusione. Per effetto del trattamento di fusione, il precursore si trasforma in un pigmento in grado di colorare la fritta. I pigmenti aggiunti alla fritta producono rivestimenti vetrosi colorati translucidi.

Per ottenere un rivestimento vetroso colorato, uno o più pigmenti possono essere anche aggiunti nella composizione di rivestimento separatamente dalla fritta. In tal caso, il rivestimento colorato applicato al vetro cavo à ̈ opaco.

Tipicamente, il pigmento à ̈ aggiunto alla composizione di rivestimento in quantità tale da aversi una concentrazione compresa nell’intervallo 1-35% in peso, preferibilmente 5-20% in peso, rispetto al peso totale della composizione di rivestimento applicata. La granulometria del pigmento à ̈ preferibilmente compresa nell’intervallo 1-50 micrometri, più preferibilmente nell’intervallo 5-25 micrometri, ancora più preferibilmente nell’intervallo 2-8 micrometri. I pigmenti a granulometria più bassa sono da preferirsi, in quanto hanno una maggiore capacità colorante quando usati in basse concentrazioni e, in fase di vetrificazione, portano a rivestimenti con resistenze chimiche e meccaniche molto superiori ai rivestimenti dell’arte nota.

La composizione di rivestimento secondo la presente invenzione può comprendere una o più resine organiche policarbossiliche.

La resina svolge principalmente il compito di veicolare la fritta e l’eventuale pigmento (e gli altri additivi eventualmente presenti) sulla superficie del vetro da rivestire, assicurandone una dispersione ottimale su di essa.

La resina, inoltre, conferisce alla composizione di rivestimento la necessaria fluidità durante l’applicazione insieme con la capacità di coagulare rapidamente una volta applicata sul vetro.

La resina à ̈ presente nella composizione di rivestimento in una quantità compresa nell’intervallo 1-20% in peso rispetto al peso complessivo della composizione di rivestimento, preferibilmente 5-15% in peso.

Un esempio di resina utilizzabile ai fini della presente invenzione à ̈ la resina disponibile sul mercato con il nome commerciale HYDROL® 77/131, prodotto dalla società CHIMICOLOR INDUSTRIA CHIMICA S.r.l..

La frazione solida della composizione di rivestimento à ̈ dispersa in un fluido veicolante liquido. Il fluido veicolante liquido à ̈ preferibilmente acqua. Tuttavia, à ̈ possibile usare anche i solventi organici, eventualmente in miscela, tipicamente impiegati nell’industria delle vernici.

La composizione di rivestimento può inoltre comprendere i comuni additivi impiegati per la preparazione di pitture e smalti, quali tensioattivi, stabilizzanti di dispersione, promotori di adesione, modificatori reologici, modificatori tixotropici, addensanti, diluenti, ecc..

La composizione di rivestimento à ̈ preparata miscelando i componenti nei rapporti ponderali desiderati in acqua o altro fluido veicolante liquido sino ad ottenere una dispersione omogenea. Tipicamente, la fritta à ̈ aggiunta ad una dispersione liquida della resina insieme con gli eventuali pigmenti ed altri additivi. Generalmente, la miscelazione à ̈ effettuata a temperatura ambiente.

Poiché, dopo l’applicazione, la composizione di rivestimento à ̈ sottoposta ad un trattamento termico ad una temperatura compresa nell’intervallo 450-800°C trattamento di vetrificazione), à ̈ importante che l’entità della dilatazione e del restringimento a cui essa à ̈ soggetta durante le fasi di riscaldamento e raffreddamento sia comparabile con quella del vetro su cui à ̈ applicato. In tal modo, infatti, si evitano tensioni fra le superfici dei due materiali che possono portare alla comparsa di difetti nel rivestimento. A tal fine, il rivestimento ha preferibilmente un coefficiente di dilatazione termica lineare compreso nell’intervallo 50–90·10<-7>K<-1>, preferibilmente 60– 80·10<-7>K<-1>, ancora più preferibilmente 65-75·10<-7>K<-1>, detto intervallo corrispondendo all’intervallo di dilatazione termica lineare dei vetri più comunemente impiegati per la produzione di contenitori per il confezionamento di prodotti alimentari, cosmetici, ecc.. Il coefficiente di dilatazione termica lineare à ̈ misurato sulla frazione solida sinterizzata della composizione di rivestimento secondo la norma ISO 7991:1987.

Il coefficiente di dilatazione termica del rivestimento può essere variato, ad esempio, modificando la concentrazione dei componenti usati per la preparazione della fritta oppure le concentrazioni della fritta e degli eventuali pigmenti nella composizione di rivestimento.

Come meglio descritto più avanti, la composizione di rivestimento può essere applicata in forma di dispersione liquida attraverso ugelli nebulizzatori introdotti all’interno del corpo cavo in vetro. La tecnica della nebulizzazione (in inglese, spraying), unitamente all’impiego di una composizione di rivestimento in forma liquida, permette di applicare un rivestimento anche soltanto su una porzione della superficie interna del corpo cavo in vetro.

Per un’applicazione efficace e precisa mediante nebulizzazione, la viscosità della composizione applicata à ̈ preferibilmente compresa nell’intervallo 1– 50 Pa·s, preferibilmente 5–30 Pa·s, più preferibilmente 8-20 Pa·s. Ai fini della presente invenzione, la viscosità della composizione di rivestimento si intende misurata a 20°C secondo la norma DIN 53013.

La densità della composizione di rivestimento varia tipicamente nell’intervallo 1,5-2,5 kg/dm3.

Dal punto di vista reologico, inoltre, à ̈ importante che la composizione di rivestimento abbia un comportamento tixotropico tale da potere essere facilmente nebulizzata e, contemporaneamente, da coagulare rapidamente una volta applicata sulla superficie da rivestire. In particolare, per evitare la comparsa di imperfezioni nel rivestimento (es. colature), la composizione di rivestimento deve avere viscosità tale da potersi distribuire velocemente sulla superficie di applicazione quando, ad esempio, il corpo cavo da rivestire à ̈ mantenuto in rotazione su sé stesso. Al tempo stesso, al cessare delle forze meccaniche che agiscono sulla composizione di rivestimento derivanti dalla pressione di nebulizzazione e dalla rotazione del corpo in vetro, la composizione di rivestimento deve potere recuperare la viscosità originaria (prima dell’applicazione) coagulando rapidamente.

Il comportamento tixotropico di una composizione di rivestimento può essere valutato misurando l’andamento nel tempo del suo valore di viscosità. Un indice di riferimento del comportamento tixotropico di una composizione di rivestimento, ad esempio, à ̈ dato dal periodo di tempo necessario affinché la viscosità di una composizione di rivestimento, che sia stata sottoposta ad agitazione in condizioni prestabilite, ritorni ad avere la viscosità di partenza una volta cessata l’agitazione.

Preferibilmente, la composizione di rivestimento secondo la presente invenzione, se sottoposta ad agitazione a temperatura ambiente (20°C) in un miscelatore meccanico (velocità rotazione di ca. 300 rpm; campione di 1 litro) per 2 minuti, impiega un tempo minore o uguale a 60 secondi per recuperare almeno il 50% della viscosità persa per effetto delle forze di taglio impartite dalla miscelazione, ossia per ritornare ad un valore di viscosità pari ad almeno il 50% del valore determinato sulla composizione di rivestimento in assenza di agitazione (alle stesse condizioni di misura). Ai fini della presente invenzione, questo indice à ̈ indicato come “indice tixotropico†della composizione di rivestimento.

La viscosità della composizione di rivestimento da applicare ed il suo comportamento tixotropico possono essere scelti in funzione delle caratteristiche chimiche del vetro da rivestire e della forma geometrica del corpo cavo.

In accordo al metodo della presente invenzione, dopo l’applicazione della composizione di rivestimento, la superficie ricoperta da questa à ̈ sottoposta ad un trattamento termico di vetrificazione). Il trattamento termico à ̈ preferibilmente condotto ad una temperatura compresa nell’intervallo 450-800°C, più preferibilmente 500-700°C. La temperatura di trattamento à ̈ scelta principalmente in funzione della composizione chimica di rivestimento utilizzata.

Durante il trattamento di vetrificazione la fritta fonde, aderendo alla superficie del vetro del corpo cavo formando lo strato di rivestimento vetroso.

Poiché un’evaporazione troppo rapida del solvente potrebbe dare origine a difetti nel rivestimento (o anche alla rottura del vetro), à ̈ preferibile sottoporre il corpo in vetro rivestito ad un riscaldamento progressivo sino a raggiungere la temperatura desiderata per il trattamento di vetrificazione. Preferibilmente, il trattamento di vetrificazione à ̈ preceduto da una fase di disidratazione della composizione di rivestimento applicata, che comprende il riscaldamento del corpo in vetro rivestito ad una temperatura compresa nell’intervallo 150-250°C. In questa fase, si favorisce anche l’allontanamento dei residui volatili derivanti dalla carbonizzazione della resina organica.

La durata del trattamento termico di disidratazione e di vetrificazione à ̈ scelta in funzione della composizione chimica della composizione di rivestimento e della quantità di questo applicata. Tipicamente, la durata del trattamento di disidratazione à ̈ preferibilmente di circa 15-30 minuti; quella del trattamento di vetrificazione à ̈ preferibilmente di circa 40 minuti.

In una prima forma di realizzazione della presente invenzione, il rivestimento vetroso può essere applicato direttamente sulla superficie interna del corpo cavo in vetro.

In una seconda forma di realizzazione, il rivestimento può essere applicato sopra uno o più eventuali rivestimenti intermedi (decorativi o funzionali) applicati precedentemente sulla superficie interna del corpo cavo in vetro.

I rivestimenti intermedi possono essere rivestimenti vetrosi ottenuti con composizioni di rivestimento secondo la presente invenzione oppure rivestimenti ottenuti con materiali convenzionali (in quest’ultimo caso, applicabili sia allo stato liquido sia allo stato solido). Il rivestimento vetroso più esterno, ossia quello che può entrare a contatto con il prodotto, garantisce infatti che non vi sia sostanziale migrazione verso il prodotto di sostanze indesiderate provenienti dagli strati intermedi, indipendentemente dalla composizione chimica di questi ultimi.

Per ottenere effetti estetici particolari à ̈ inoltre possibile applicare, uno sull’altro, due o più rivestimenti vetrosi secondo la presente invenzione aventi differente composizione chimica (ad esempio, rivestimenti di diverso colore). In tal caso, dopo l’applicazione di ciascun rivestimento, si può eseguire un trattamento termico di vetrificazione per formare il corrispondente rivestimento vetroso.

Alternativamente, à ̈ possibile applicare i due o più strati di composizione di rivestimento in successione, senza eseguire trattamenti di vetrificazione intermedi (applicazione “umido su umido†), ed effettuare un unico trattamento termico di vetrificazione finale.

La particolare composizione chimica del rivestimento della presente invenzione à ̈ inoltre compatibile con l’applicazione di ulteriori rivestimenti, ad esempio mediante la tecnica della serigrafia comunemente usata nella decorazione degli articoli in vetro.

In particolare, laddove sia richiesta una resistenza meccanica del corpo cavo in vetro particolarmente elevata oppure nel caso di rivestimenti applicati su un vetro di composizione chimica poco stabile (ossia, con tendenza alla migrazione superficiale di metalli) Ã ̈ possibile sottoporre il vetro rivestito a processi di tempra chimica.

L’applicazione della composizione di rivestimento sulla superficie interna di un corpo cavo in vetro può essere effettuata con le tecniche note nell’arte, sia manualmente sia in modo automatizzato.

La composizione di rivestimento à ̈ applicata preferibilmente con la tecnica della nebulizzazione. A tal fine, si possono utilizzare i dispositivi nebulizzatori convenzionalmente impiegati nel settore della verniciatura (es. dispositivi di tipo “air-mix†oppure “air-less†). I dispositivi di nebulizzazione sono dotati di ugelli terminali di dimensioni tali da potere essere introdotti all’interno del corpo cavo in vetro ed orientati verso la superficie che si intende rivestire.

A questo riguardo, si osserva che la nebulizzazione della composizione di rivestimento, pur producendo un getto di gocce di minuscole dimensioni all’interno del corpo cavo in vetro, non comporta necessariamente la diffusione incontrollata della composizione all’interno di tutto il volume disponibile. Regolando opportunamente la quantità di composizione erogata, la sua viscosità e la pressione di erogazione à ̈ infatti possibile ottenere una nebulizzazione direzionale, ossia una nebulizzazione in grado di interessare sostanzialmente solo una porzione limitata della superficie interna del corpo cavo.

Inoltre, se il dispositivo di nebulizzazione ed il corpo cavo in vetro sono in movimento uno rispetto all’altro durante la nebulizzazione della composizione di rivestimento, à ̈ possibile ottenere effetti decorativi di tipo sfumato o di forma geometrica irregolare. Sfruttando il movimento reciproco del dispositivo di nebulizzazione e del corpo cavo in vetro, à ̈ inoltre possibile applicare un rivestimento uniforme e continuo sostanzialmente su tutta la superficie interna del corpo cavo. In particolare, se si mantiene il corpo cavo in vetro in rotazione su sé stesso durante l’applicazione (in inglese, spin coating), si ottiene una distribuzione molto omogenea e localizzata delle gocce di composizione di rivestimento nebulizzata.

L’applicazione della composizione di rivestimento può essere effettuata a temperatura ambiente, vale a dire senza pre-riscaldare la composizione di rivestimento oppure la superficie di vetro da rivestire.

Per fare aderire più prontamente la composizione di rivestimento al vetro, à ̈ tuttavia possibile preriscaldare la composizione oppure la superficie in vetro da rivestire. Il riscaldamento della superficie da rivestire può essere effettuato ponendo il corpo cavo in vetro in un forno oppure mediante fiammatura diretta della superficie.

Il metodo secondo la presente invenzione può essere facilmente realizzato su scala industriale, utilizzando dispositivi ed apparati convenzionalmente impiegati nel settore della produzione dei contenitori in vetro.

Il metodo secondo la presente invenzione, inoltre, può essere integrato all’interno di una linea di produzione in continuo di corpi cavi in vetro (es. contenitori). In tal caso, l’applicazione della composizione di rivestimento può essere effettuata, ad esempio, a caldo, ossia dopo la fase di formatura dei corpi cavi in vetro, mentre il trattamento di vetrificazione può coincidere con il trattamento di ricottura.

Il rivestimento vetroso ottenibile con il metodo secondo la presente invenzione può avere una duplice funzione. In presenza di pigmenti, il rivestimento si presenta come uno strato decorativo del corpo cavo in vetro visibile esternamente (funzione decorativa). L’effetto ottenuto à ̈ simile a quello del vetro incamiciato (in inglese, “cased glass†).

Sia in presenza di pigmenti che in loro assenza, il rivestimento vetroso applicato funge da barriera nei confronti della migrazione di sostanze indesiderate provenienti dal vetro che forma il corpo cavo verso il prodotto contenuto al suo interno oppure nei confronti delle sostanze provenienti da eventuali strati di rivestimento intermedi situati tra il vetro del corpo cavo e lo strato di rivestimento vetroso.

Il rivestimento secondo la presente invenzione, inoltre, essendo di natura vetrosa, non rilascia sostanzialmente sostanze verso i prodotti con cui può entrare e rimanere in contatto anche per periodi di tempo lunghi. Grazie alle sue caratteristiche chimiche, il rivestimento applicato con il metodo della presente invenzione à ̈ particolarmente resistente all’abrasione che può derivare dallo strofinamento con utensili da cucina.

Il rivestimento della presente invenzione à ̈ anche in grado di resistere agli shock termici che possono derivare, ad esempio, dal contatto con liquidi caldi (es. bevande bollenti). Esso à ̈ inoltre resistente ai lavaggi con agenti alcalini, sia manuali (eventualmente, anche con strumenti abrasivi come spazzole e spugne) sia in macchine di lavaggio (es. lavastoviglie).

Il seguente esempio di realizzazione à ̈ fornito a mero scopo illustrativo della presente invenzione e non deve essere inteso in senso limitativo dell’ambito di protezione definito dalle accluse rivendicazioni.

ESEMPIO

È stata preparata una composizione di rivestimento secondo la presente invenzione avente la seguente composizione chimica (percentuali in peso riferite al peso complessivo della composizione di rivestimento):

- fritta vetrosa (borosilicatica) 65 %

- pigmento 15 %

- resina policarbossilica 10 %

- acqua 10 %.

I suddetti componenti sono stati miscelati a temperatura ambiente sino ad ottenere una composizione di rivestimento omogenea di viscosità ca. 6000 Pa·s (DIN 53013) corrispondenti a circa 120 secondi in coppa DIN4 come da norma UNI EN ISO 2431. Il coefficiente di dilatazione termica lineare della composizione di rivestimento à ̈ pari a 72·10<-7>K<-1>(norma ISO 7991:1987). La composizione à ̈ stata applicata sulla superficie interna di un set di n. 30 flaconi (di volume pari a 50 o 100 ml) in vetro sodico-calcico (soda lime) sia sul fondo che sulle pareti laterali tramite un ugello nebulizzatore.

I flaconi rivestiti sono stati sottoposti ad un trattamento termico alla temperatura di circa 600°C per 40 min.

A fini comparativi, i rivestimenti ottenuti con il metodo della presente invenzione sono stati confrontati con altri flaconi o contenitori in vetro aventi un rivestimento interno applicato con i metodi secondo l’arte nota, come indicato in Tabella 1.

I flaconi rivestiti con il metodo secondo la presente invenzione e gli articoli comparativi sono stati sottoposti a test per valutare la resistenza meccanica e termica del rivestimento, nonché l’idoneità al contatto con alimenti e al contatto prolungato con sostanze potenzialmente aggressive. I risultati dei test sono riportati in Tabella 1.

Tabella 1

COMPOSI- RESISTENZA MIGRAZIONE RESISTENZA RESISTENZA SHOCK ZIONE DI MECCANICA TOTALE CHIMICA LAVAGGI TERMICO RIVESTI- ISO 2409 DM IMMERSIONE LAVASTOVI- UNI EN MENTO 21/03/1973 G1 (24h, GLIE 1183 (Test in Temp. EN 12875-2 (∆T = autoclave a ambiente)

50°C)

121°C, 1

bar)

Vetro Resistenza Cessioni = Resistenza 1500 cicli Rotture Elevata; 1,85 abrasione lavaggio: = 0% flint (non

classif.: mg/dm<2>con unghia: comparsa rivestito) 0 > 100 di

passaggi corde

evidenti

che

danneggian

o

l’estetica

A base di Resistenza Totale Nessuna 1-5 cicli Rotture insuffic.; distacco alterazione lavaggio: = 0%

resine

classif.: del coating estetica. totale

organiche 3-4 dal vetro Resistenza perdita di

abrasione adesione

(liquido)

con del

unghia = 0 rivestimen

to

passaggi

A base di Resistenza Totale Nessuna 5-10 cicli Rotture insuffic. distacco alterazione lavaggio: = 0%

resine

Classif.: del coating estetica perdita di

organiche 3-4 dal Resistenza adesione

vetro abrasione del

(polvere)

con unghia rivestimen

= 0 to con

passaggi parziale

decolorazione

sol-gel Resistenza Totale Nessuna 5-10 cicli Rotture buona; distacco alterazione lavaggio: = 10% Classif.: del coating estetica. perdita di

0-1 dal vetro Resistenza adesione

abrasione del

con unghia rivestimen

= 20-50 to con

passaggi parziale

decolorazi

one

Smalto in Resistenza Nessun Nessuna 100 cicli Rotture elevata; Danneggiame alterazione lavaggio:

polvere = 100% classif.: nto estetica. rotture

0 estetico; Resistenza per

cessioni = abrasione sollecita-20,0 - con unghia zioni

50,0 mg/dm<2>= 70-80 termiche e

causata da passaggi meccaniche

vetrificazi Decoloraone non zione

completa della

superficie

Vetro Resistenza Nessun Resistenza 100 cicli Rotture elevata; danneggiame abrasione lavaggio:

incamiciat = 0%

Classif.: nto con comparsa

o manuale 0 estetico; unghia > di

cessioni = 100 difetti,

(vetro su

8-10 mg/dm<2>passaggi quali

vetro) corde,

molto

evidenti

presente Resistenza Nessun Nessuna 500 cicli Rotture elevata; danneggiame alterazione lavaggio: = 0%

invenzione

classif. 0 nto estetica iniziale

Estetico; dopo sbiadiment

cessioni = immersione. o

0,5 - 5,0 Resistenza dello

mg/dm<2>abrasione strato più

(variabilit con esterno

à legata unghia > del

alla 100 rivestimen

concentrazi passaggi to

one di

pigmenti)

I test mettono in evidenza le elevate prestazioni del rivestimento ottenuto secondo la presente invenzione. In particolare, i risultati sperimentali evidenziano come tale rivestimento, oltre che di facile realizzazione, à ̈ adatto ad essere impiegato per la decorazione e/o per il rivestimento protettivo di corpi cavi in vetro destinati ai più diversi campi di impiego.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per rivestire internamente un corpo cavo in vetro comprendente le fasi di: (a) applicare su almeno una superficie interna di detto corpo cavo almeno una composizione di rivestimento in forma di dispersione liquida comprendente almeno una fritta vetrosa ed almeno una resina termoplastica policarbossilica; (b) sottoporre detta superficie interna comprendente detta composizione di rivestimento ad un trattamento termico, così da ottenere uno strato di rivestimento vetrificato.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione precedente, in cui detta fritta comprende almeno un pigmento.
3. 3. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta composizione di rivestimento comprende almeno un pigmento disperso nella fase liquida di detta dispersione.
4. 4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta composizione di rivestimento ha un coefficiente di dilatazione termica lineare (misurato sulla frazione solida) nell’intervallo 50–90·10<-7>K<-1>, preferibilmente 60– 80·10<-7>K<-1>, ancora più preferibilmente 65-75·10<-7>K<-1>.
5. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta composizione di rivestimento ha una viscosità nell’intervallo 1–50 Pa·s, preferibilmente 5–30 Pa·s, più preferibilmente 8-20 Pa·s.
6. 6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta fritta à ̈ presente nella composizione in una quantità compresa nell’intervallo 50-80% in peso rispetto al peso della composizione di rivestimento, preferibilmente 55-70% in peso.
7. 7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta resina policarbossilica à ̈ presente nella composizione in una quantità compresa nell’intervallo 1-20% in peso rispetto al peso della fase liquida di detta dispersione, preferibilmente 5-15% in peso.
8. 8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta dispersione liquida à ̈ una dispersione acquosa.
9. 9. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto trattamento termico à ̈ condotto ad una temperatura nell’intervallo 450-800°C, preferibilmente 500-700°C.
10. 10. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un trattamento preliminare di disidratazione condotto ad una temperatura nell’intervallo 150-250°C.