CN102781865A - 用于玻璃容器的划痕掩蔽的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂敷水包油乳液用以改善玻璃表面外观,特别是玻璃容器外表面的方法。更具体地讲,本发明涉及在玻璃瓶上涂敷提高外观的划痕掩蔽涂层的方法,所述方法包含在几秒-约300分钟期间在稳定区域保持水包油乳液的步骤。
Description
本发明涉及在玻璃表面,特别是玻璃容器的外表面上涂敷水包油乳液,以改善所述玻璃表面的外观的方法。更具体地讲,本发明涉及用于在玻璃瓶上涂敷提高外观的划痕掩蔽涂层的方法。
玻璃物品比如可退还瓶在制造、检验、灌装、运送、洗涤等期间处理许多次。在这样的处理期间,瓶与各种机械装置比如传送机、检测装置等接触以及与其它玻璃容器(比如瓶、罐等)和表面比如盒、架等接触。该高度接触通过破裂、裂缝、划痕或其它表面缺陷造成损害。
在玻璃容器上使用划痕或磨损掩蔽剂已经公知并得到使用。这样的掩蔽剂合乎需要地掩蔽磨损,并呈现可接受的耐用性和表面性质。对于磨损掩蔽剂期望的性质包括耐水性和耐用性同时非毒性并在清洗操作,通常为碱性清洗操作中可移动。
用于玻璃器皿的涂层可包含聚合材料,其在室温下或加热时涂敷于瓶表面之后固化。例如美国专利号4273834公开了涂敷于玻璃物品以掩蔽磨损的具体有机聚硅氧烷和固化催化剂。所述材料在室温或加热下于瓶表面固化。美国专利号5346544公开了甘油三酸酯材料和异丙醇的脂肪酸酯作为用于玻璃容器的涂层,其在水中乳化,涂敷于玻璃瓶并在室温或伴随加热下干燥。
美国专利号4792494和4834950公开了优选地以水性分散体形式存在的改性聚乙烯在玻璃表面形成保护涂层的用途。涂层通常在热端整理工艺结束时涂敷,由此玻璃的残余热量有助于在常规冷端涂布工艺中干燥。
美国专利号3296173公开了用于玻璃的保护涂层,涂层包含聚乙烯醇、乳化聚烯烃和氯化铵的反应产物。涂层被涂敷和加热,由此组合物反应产生耐用涂层。
然而对于玻璃瓶处理、清洗和灌装操作的各种设计对现有技术涂布方法的适用性造成多种限制。保护涂层在热端工艺和/或冷端工艺中在制造期间涂敷于玻璃容器。在单用玻璃容器时,这样的保护涂层足以保护免于在容器的寿命期间磨损。
对于可退还玻璃容器,其可被清洗和重新灌装例如20-60次或者更多,‘生产涂敷的’涂层被洗掉而失去保护。随着返还周期数目增大,磨损也如此,造成不期望的外观。
为了提供更好的外观,在每一次清洗/再灌装循环期间将返还的瓶用抗磨涂层进行处理。已知的涂层***,尤其是依赖于热来固化或干燥所涂敷的涂层的那些涂层***,在其中玻璃瓶为冷的、被冷却或冷冻的线上无效。
对于其它涂层***,比如基于乳液的涂层***,尤其是水包油乳液,期望乳液在玻璃表面的不稳定性以致乳液分解并且油相涂层沉积于玻璃表面,以形成划痕掩蔽涂层。基于水性乳液的涂层***通常依赖于由于水相蒸发引起的破坏造成的乳液不稳定。
然而瓶上的水分比如冷凝可不利地影响这样的***,并且对于一些涂层,由于水分比如冷凝引起的长固化时间可不利地影响涂层***。迄今已知的目前所有产品当涂敷于湿瓶或冷瓶时显示不佳或不能令人满意的性能,冷瓶由于冷凝而变湿,例如在用冷的东西,通常为冷的液体比如起泡液体,例如起泡水、苏打水、啤酒等灌装玻璃瓶或容器期间。
的确,所涂敷的产品被容器外面的冷凝水稀释,所述稀释主要导致‘洗掉’所涂敷的涂层,所述洗掉意味着根本没有涂层。
对于该问题已经存在解决方案,比如依赖于通过加入乳液去稳定剂的乳液去稳定,或具有高乳化剂浓度和活性成分浓度的乳液的***。
基于高乳化剂浓度的乳液包括使用更浓的乳液,因为冷凝水稀释所述乳液。然而,使用更浓的乳液导致涂层不可接受,因为冷凝水的量由于露点变化而强烈变化,以致使用浓乳液不能令人满意。
加入乳液去稳定剂的一个实例公开于EP-A-1 731 227中。在该文件中,破乳剂为酸,并且结果是改善所期望的涂层性能,甚至在玻璃容器外部的冷凝存在下。
然而使用破乳剂比如酸遭受几个缺点,并且目前高度期望使用具有中性pH的乳液,以除别的以外避免酸乳液的主要缺点,列举如下:
• 对于瓶塞和设备两者的腐蚀问题;
• 对于染料的问题,尤其是在pH敏感的标签;
• 对于当地工人和最终用户的安全问题;
• 由于处理掉的酸性流出物的环境问题。
一种其它的可能性包括使用划痕掩蔽水性乳液,其可在玻璃容器上涂布期间容易地破坏。这种水性乳液通常为水包油型,其油相可例如含有少量表面活性剂,比方说少于15%,并且甚至少于10%。这种具有少量表面活性剂,在本发明的情况下容易破坏的水包油乳液在本发明中也称为“不稳定的”乳液或“不太稳定的”乳液。
然而,依灌装线的布局而定,在从制备划痕掩蔽乳液的点向涂敷点的管道(即单向流向涂敷器)的意义上,通常建立循环管道以进料,例如喷枪。在这些情况下,如在先前段落中所讨论的这样的“不稳定”乳液将导致在该循环管道中已经相分离。如果在极端情况下涂敷非常富油乳液或仅有油相,这导致涂层过载;或者如果在其它的极端情况下涂敷含太少油的乳液或仅有水相,导致较少或根本没有涂层。
简言之,目前对技术人员可用的所有制剂类型、划痕掩蔽技术具有下面概述的优势和缺点:
制剂类型 | 优势 | 缺点 |
“稳定的”乳液 | 稳定性 | 洗掉/过载 |
包含去稳定剂的乳液 | 稳定性 | 腐蚀、安全性和环境问题 |
“不稳定的”乳液 | 安全性、标签相容性 | 不稳定性 |
显然,所有的现有技术并不令人满意并且仍然需要划痕掩蔽技术和方法,其可组合所有优势而没有任何上面概述的缺点。
现在因此,本发明的主要目的是提供用于可退还容器上的方法,以翻新或掩蔽主要在灌装过程期间、在可退还玻璃容器的几次往返之后,由于强烈的玻璃与玻璃接触(或者玻璃与装置等,如以上解释的那样),出现在容器与容器(或者其它容器与装置或表面)接触区的白色反光带(磨损带)。
本发明的另一个目的是提供用于涂敷制剂(‘掩蔽流体’)的方法,以修复这样的容器的视觉外貌,因为存在磨损带强烈降低容器的外观。
本发明的另一个目的包含提供有效的划痕掩蔽或磨损掩蔽方法,尤其是在其中容器用冷的液体灌装和在容器表面发生水分的水冷凝的灌装条件的情况下。
另一个目的是提供允许使用不太稳定的划痕掩蔽乳液的方法,所述乳液会被简单地洗掉或强烈稀释,从而避免乳液中存在明显更高浓度的活性成分。
本发明的另一个目的是避免使用酸添加剂或其它类型的添加剂作为会导致腐蚀问题、标签问题以及安全和环境问题的去稳定剂。
本发明人现已发现,以上目的用现在在本文以下更详细描述的本发明方法全部或部分地得到满足。其它的目的将出现在本发明的以下描述中。
所使用的术语“乳液”表示一种分散体系,其中一种液相(分散相)以微观液滴形式分布于另一种液相(连续相)中,其中在本发明中连续相为水。
所使用的术语“乳液稳定性”表示随着时间推移不发生相分离或者更通常地随着时间推移抵抗其性质变化。从热力学的角度来看乳液不稳定,但从动力学的角度来看它们可长时间稳定,这决定其寿命。乳液稳定性指乳液经一定时间抵抗其性质变化尤其是分解过程的能力。作为已知的主要分解过程可列举沉积、乳油化、絮凝和聚结。
本发明所使用的术语“稳定的乳液”表示不出现相分离,表示乳液当仍然在管道***中,在进料至涂布装置的涂敷器之前,在至少2小时的时间段不以宏观规模分离为其组分。在管道中的乳液“稳定性”和一旦乳液已经被涂敷的稳定性之间应加以区别,后者表示乳液在玻璃容器的表面散布。
所使用的术语“不稳定的乳液”表示相分离的至少第一个步骤通过在10分钟的时间段分离成两个液层而发生,表示乳液不再均匀。
所使用的术语“均匀地”表示在分散体系不存在重要的分布梯度。在均匀乳液的情况中,至少从浓度的角度来看分散相均匀地分布于连续相中。根据本发明,这涉及油相在水相中的浓度变化,其基于完整的连续相具有小于20%的变化。
本发明所使用的术语“稳定区域”表示其中水包油乳液形式的划痕掩蔽涂层制剂均匀分散的区域。
本发明所使用的术语“动态稳定区域”表示其中水包油乳液形式的划痕掩蔽涂层制剂均匀并且在流动时运动的区域。
所使用的术语“HLB”表示由William C.
Griffin在二十世纪五十年代建立的亲水-亲油平衡,以用1-20的任意标度分类和区分非离子表面活性剂(“Nonionic
Surfactants”, 编辑:
M.J. Schick, Marcel Decker, New York 1966, Chapter 18 Emulsification 第604-626页)。HLB为4和更少的非离子表面活性剂通常不可分散于水中并且在本发明中看作是油。
因此,根据第一方面,本发明涉及在冷和湿两者条件下用于容器的划痕掩蔽的改进方法。实验室试验和现场试验两者显示涉及乳液稳定性的几项参数确实影响掩蔽效率。
更具体地讲,本发明涉及用于在可退还玻璃容器上涂敷划痕掩蔽水性乳液的方法,所述方法至少包含以下步骤:
a) 制备划痕掩蔽制剂的水性乳液;
b) 将所述水性乳液进料至稳定区域;和
c) 将来自所述稳定区域的水性乳液进料至玻璃容器涂布装置。
步骤a)包含,并且有利地是,自划痕掩蔽制剂和水制备水性乳液。所述乳液可根据本领域已知的任何常规技术,例如通过彻底混合水与划痕掩蔽制剂进行制备。
如此制备的水性制剂然后进料至稳定区域(或缓冲区或等候区),以致所制备的乳液在所述区域保持稳定,一直沿着管道到达涂布装置。
本发明的稳定区域(或缓冲区或等候区)至少包含管、混合装置和泵,优选管、混合装置和可变流量泵,更优选管和一个独特的能够变化流速的混合与泵送装置。稳定区域可进一步包含缓冲罐。
稳定区域允许制备的乳液达到稳定状态,表示保持稳定状态的均匀乳液,这对于划痕掩蔽流体以乳液状态到达涂敷装置是必要的,所述乳液在与玻璃容器接触时不稳定并且由自身破坏。
用于本发明的乳液具有有限的稳定性,表示乳液将在比2小时长得多的时间段相分离,然而油滴的轻微聚结或轻微絮凝或轻微乳油化可能已经在微观水平开始,但是乳液仍然适合于向涂敷器供给均匀分布的工作液体。
本发明的方法因此允许使用一种乳液,其在来到涂布装置之前在装置的整个管道中足够稳定和组成均匀,并足够不稳定以致所述乳液在与玻璃容器接触时由自身破坏,并且不使用太大量的表面活性剂和不使用乳液去稳定剂或破乳剂,或者至少使用较少量通常用于本领域的乳液去稳定剂或破乳剂。
因此本发明的方法可描述为“物理”稳定/去稳定乳液方法,与已知的“化学”稳定/去稳定乳液方法相反。
根据一个优选的实施方案,稳定区域为动态稳定区,即水性乳液在恒定的运动/搅拌下保持在稳定区域。这表示剪切力施加给水性乳液并且所述乳液处于恒流下。
稳定区域可因此存在于任何装置,其中一定量新鲜制备的乳液保持在恒定的运动/搅拌下,以致所述乳液一直沿着通向涂布装置的进料管线不破坏,但在涂敷于玻璃容器时由自身自动破坏。
用于稳定区域的装置为例如提供混合工具、搅拌工具比如锚、螺旋桨、磁力搅拌器等的容器。根据本发明的一个优选实施方案,稳定区域包含再循环回路,其中新鲜制备的乳液以高速在管线回路中循环。“高速”表示乳液的循环速度使得它均匀供给涂布装置,也就是说通常速度为约10 L/小时-约100000 L/小时之间,有利地在约100 L/小时-约4000 L/小时之间,并且优选地在约200 L/小时-约2500 L/小时之间。
管线回路关于其形状和大小可以大的比例变化,主要取决于划痕掩蔽乳液的性质、所述乳液的内在稳定性等。例如,管线回路的总容积可包含在1 L或者更小-500 L之间,优选地在5 L-200 L之间,尽管可使用更小或更大容积的管线回路。原则上所述容积可不受限制,只要所述乳液的循环速度使得它均匀供给涂布装置。
图1描述了用于实施本发明方法的***的示意性实例。进料管线1含有划痕掩蔽制剂,进料管线2含有水性相或水相。进料管线1和2两者进入混合装置3以致形成乳液。或者进料管线1的划痕掩蔽制剂刚好在进入混合装置3之前直接注入到进料管线2的水性相或水相中(未显示)。
新鲜制备的乳液进入稳定区域4,其在本实施例中为再循环回路(循环管线) 5,其中乳液经泵6再循环。乳液然后输送至通向涂布装置的引出管7。稳定区域4可进一步包含缓冲罐(未表示)以致在稳定区域4中保持最小量的乳液并且准备好输送至引出管7。
根据一个优选的实施方案,泵6为允许变化再循环回路5中乳液的循环速度的可变流量泵,以致所述乳液的稳定性可按玻璃涂布条件(在湿或干玻璃器皿上涂布、含有热或温热的液体、重要水平的划痕,划痕掩蔽制剂的划痕掩蔽效率等)的需要进行细微调整。
根据一个进一步优选的实施方案,混合装置3和泵6(其优选为可变流量泵)为一个独特的混合和泵送装置,也就是说混合装置3允许制备乳液以及将新鲜制备的乳液一直沿着稳定区域4中循环。
依稳定区域的特性(例如当稳定区域为再循环回路:循环速度、再循环回路的长度、再循环管线的直径)而定,新鲜制备的水性乳液在几秒-约300分钟期间,优选地在约30秒-约100分钟期间,更优选地在约1分钟-约20分钟期间保持在所述稳定区域中。
如上面讨论的那样,本发明的方法依赖于以下事实:稳定区域允许新鲜制备的乳液一直沿着进料管线保持稳定性,以致乳液在其到达涂布装置时仍然稳定并均匀。
涂布装置可为本领域技术人员已知用于在可退还玻璃容器上涂敷划痕掩蔽水性乳液的任何涂布装置,比如适合于喷涂(例如喷枪)、浸渍或任何其它接触方法(海绵等)等的装置。喷涂为本发明的优选涂敷方法。
根据一个有利的实施方案,可用本领域已知的任何收集装置(例如集料仓、漏斗等)收集涂敷于玻璃容器上的过载(例如过喷)和洗掉的划痕掩蔽水性乳液。根据一个进一步有利的实施方案,所述收集的过载/洗掉物可重新注入回到稳定区域,优选地在根据本领域熟知的方法进行过滤和/或质量检查之后。
本发明的方法对基于乳液的玻璃表面掩蔽涂层提供增强的控制,所述掩蔽涂层可以许多类型的涂敷***涂敷,比如其中玻璃容器为温热的那些涂敷***以及其中玻璃容器为冷的那些涂敷***。
本发明的方法可用于各种瓶处理操作,温热以及冷的涂敷温度,以及适合于变化的条件比如水变化或由于周围区域的湿度变化造成的冷凝变化。
由于在本发明的方法中存在稳定区域,能够使用包含少量表面活性剂的水包油乳液,已知所述乳液对于用于涂敷划痕掩蔽乳液的常规方法太不稳定。
与目前使用的通常包含大量表面活性剂,尤其是大于20重量%的乳液相反,在划痕掩蔽制剂中使用小于15重量%,优选地小于10重量%,仍然更优选地小于8重量%的表面活性剂在冷和湿两者条件下提供优良的效果。
根据一个优选的实施方案,用于本发明方法的制剂包含小于15 wt%,更准确地讲为0.1 wt%-15 wt%的至少一种表面活性剂和85 wt%-99.9 wt%的至少一种油。
根据一个进一步优选的实施方案,以上制剂包含1 wt%-10 wt%的至少一种表面活性剂和90 wt%-99 wt%的至少一种油。仍然更优选地,以上制剂包含1.5 wt%-8 wt%的至少一种表面活性剂和92 wt%-98.5 wt%的至少一种油。
在以上制剂中,任何表面活性剂和任何油可混合在一起,条件是它们可相互混溶,并且通常能够形成水性的水包油乳液。另外,用作水包油乳液的优选制剂为液体制剂,固体制剂不便作为划痕掩蔽涂层。
表面活性剂可为非离子、阴离子、阳离子或两性离子的。优选地,表面活性剂为非离子的,以避免与油的混合问题,并且当为阴离子的时,防止当用含离子的水乳化时形成盐。
根据一个优选的方面,用于本发明的表面活性剂可选自:
• 烷氧基化(优选乙氧基化和/或丙氧基化)的苯氧基烷基;
• 任选地烷氧基化(优选乙氧基化和/或丙氧基化)的伯或仲醇,比如,作为非限制性实例,油醇或硬脂醇;
• 烷氧基化(优选乙氧基化和/或丙氧基化)的烷基胺,比如,作为非限制性实例,由CECA S.A.以名称Noramax®销售的表面活性剂,优选Noramax® S2和Noramax® S5;
• 烷氧基化(优选乙氧基化和/或丙氧基化)的酸,比如,作为非限制性实例,油酸和棕榈酸;
• 烷氧基化(优选乙氧基化和/或丙氧基化)的酯,优选甘油酯;
• 脱水山梨醇酯或烷氧基化(优选乙氧基化和/或丙氧基化)的脱水山梨醇酯,优选HLB值为大于4,并且更优选地选自脱水山梨醇单油酸酯、脱水山梨醇单硬脂酸酯和脱水山梨醇单月桂酸酯及其混合物。
• 聚乙二醇或乙二醇,单-和/或和二-酯;优选HLB值为大于4;和
• 聚甘油或甘油,单-和/或二-和/或三-酯,优选HLB值为大于4,并且更优选地选自聚甘油油酸酯。
当乙氧基化时,表面活性剂优选地包含平均最多15个EO单元每摩尔。
当制剂用于本发明的方法,用于涂布食品和饮料行业的玻璃容器时,表面活性剂优选地选自在欧洲食品添加剂列表E数字中列出的那些表面活性剂,更优选地选自章节E400-E499,并且仍然更优选地选自脱水山梨醇酯,章节E491-E496。
可使用两种或更多种表面活性剂的混合物。
除了表面活性剂,用于本发明方法的制剂包含至少一种油,所述油可为本领域已知的任何类型。所谓的“油”表示任何化合物、油或聚合物,其可与表面活性剂混溶,但是不与水混溶并且能够形成水包油乳液,也就是说在水性或水连续相中的油或聚合物非连续相。
优选的油可例如选自:
• 聚烯烃比如石蜡油;
• 脂肪酸;
• 脂肪酸酯,优选单酯,具有多于10个碳原子,并且优选最多40个碳原子;
• 脱水山梨醇酯或烷氧基化(优选乙氧基化和/或丙氧基化)的脱水山梨醇酯,有利地HLB值为等于或小于4,并且非常有利地选自脱水山梨醇三油酸酯、脱水山梨醇三硬脂酸酯和脱水山梨醇三月桂酸酯及其混合物;
• 聚乙二醇或乙二醇,单-和/或和二-酯;有利地HLB值为等于或小于4;和
• 聚甘油或甘油,单-和/或二-和/或三-酯,有利地HLB值为等于或小于4。
可使用两种或更多种油的混合物。
当必要和/或当期望时,包含至少一种表面活性剂和至少一种油的以上描述的制剂也可包含一种或多种本领域通常使用和已知的添加剂,比如选自以下的那些添加剂:
• 杀生物剂、杀菌剂;
• 染料;
• 乳液去稳定剂,比如酸;
• 香料、气味剂;
• 紫外光吸收剂、光吸收剂、冲击吸收剂;
• 等。
这样的添加剂可加入到制剂油+表面活性剂和/或水包油即用乳液和/或用于形成乳液的水相或水中。根据一个优选的实施方案,用于本发明的制剂不含有任何添加剂,并且优选地是至少一种油和至少一种表面活性剂,比如以上描述的那些的混合物。
如先前描述的那样,制剂(油+表面活性剂)用作水包油乳液,也就是说水连续相具有其中分散或乳化的油相,其中油相为划痕掩蔽涂层。
乳液通常通过混合含有表面活性剂的油相与水性或水相进行制备。油相和表面活性剂可作为浓缩物供给,以由最终用户与水混合,以形成处理乳液或作为即用乳液供给。
根据一个替代方案,乳液可通过混合水与至少一种以上限定的表面活性剂,然后加入并混合至少一种以上限定的油进行制备,或者通过混合水与至少一种以上限定的油,然后加入并混合至少一种以上限定的表面活性剂进行制备。
换句话说,在涂敷于玻璃表面之前进料至稳定区域的划痕掩蔽乳液可通过以任何顺序混合至少一种油、至少一种表面活性剂和水进行制备,以得到期望的水包油乳液。
油相在涂敷时的乳液中的优选浓度为水包油乳液总重量的按重量计约2%-20%,优选按重量计约2.5%-15%,更优选按重量计约3%-10%。当作为浓缩物供给用于与“当地”水混合时,水质的变化比如pH或硬度可影响最终处理乳液的质量和稳定性。
用于本发明方法的制剂,尽管包含相对少量的表面活性剂,出人意外地显示突出效果,甚至当用于呈现复杂的灌装管线布局的喷涂机柜(即具有许多阀门、配件、长进料管线等的机柜)时。
这样的含少量表面活性剂的乳液通常将太不稳定并会在涂敷于玻璃表面之前破坏。稳定区域,其为本发明方法的部分,允许这样的含少量表面活性剂的乳液保持稳定直到它们用作划痕掩蔽乳液。
进料至稳定区域的乳液通过彻底混合水、如以上描述的至少一种表面活性剂和至少一种油得到。本领域已知的任何混合装置为合适的,条件是,依参数和布局而定,混合能量的量设定为使得均匀乳液供给涂敷器但是具有有限的乳液稳定性。
投入制备以上描述的水包油乳液的混合能应设定为使得乳液在几秒-几小时范围内的时间期间稳定,优选在适合于向涂敷器供给均匀工作液体的时间期间稳定。该时间期间因此取决于流动管线、涂敷装置等。
任何混合装置可用于自水和以上描述的制剂获得水包油乳液。典型的混合器或乳化装置为本领域已知的那些混合器或乳化装置,并且作为非限制性实例,可提及动态混合器、静态混合器、超声混合装置、泵等。
如以上描述的那样,本发明提供用于对玻璃容器表面比如瓶涂敷涂层,通常为划痕掩蔽涂层的方法,所述涂层可适合于多种玻璃表面和涂敷条件。
涂层在玻璃容器表面提供不利地影响其商业价值的划痕和磨损的掩蔽。例如,玻璃瓶上,尤其是用于饮料的可退还玻璃瓶上的划痕或磨损,造成不期望的混浊度或白色外观,这降低瓶的价值。本发明的方法提供用于玻璃容器,掩蔽这样的划痕或磨损的涂层。另外,涂层可提高容器表面的润滑性。
另外,并且由于本发明的方法包含允许乳液在稳定区域的步骤,优选地在动态条件下,乳液的少量表面活性剂以及中性或几乎中性的pH导致较少或者甚至没有腐蚀、安全或环境问题。另外,在使用少量本发明所述水包油乳液时,标签中的染料,其通常已知为表面活性剂敏感的,受到的影响小得多。
根据另一个特征,本发明的方法进一步包含步骤d),其中划痕掩蔽涂层乳液涂敷于玻璃表面,更具体地讲涂敷于玻璃容器表面比如瓶,涂敷于所述玻璃容器的至少一部分、或整个外表面上。
其它步骤可与本发明的方法一起存在,比如和以非限制性的方式:
• 清洗玻璃容器;
• 在所述玻璃容器的外表面上涂敷润滑剂;
• 将玻璃容器灌装并加盖;和
• 将玻璃容器贴标签。
清洗玻璃容器可根据本领域熟知的任何方法,并且例如使用水,优选热水,更优选与一种或多种清洁剂例如碱比如氢氧化钠一起实现。
在清洗之后也可在玻璃容器的外表面涂敷至少一种润滑剂。这样的润滑剂为本领域已知的,比如由Arkema提供的Tegoglass® 3000 Plus。
玻璃容器然后再次根据已知方法用冷的、微温的或者甚至温热的液体灌装并加盖。如附加实施例证明,根据本发明的方法涂敷的划痕掩蔽涂层的效率没有受到由于玻璃容器、灌装液体和/或外部温度之间的温度差异和环境的相对湿度而可能在玻璃容器的外表面出现的冷凝的不利影响。
贴标签可在涂敷划痕掩蔽乳液之前或之后实现。将容器清洗、涂敷润滑剂、灌装并加盖优选地在涂敷划痕掩蔽乳液之前进行操作。
如果贴标签步骤在划痕掩蔽涂布步骤之前实现,包含涂敷划痕掩蔽乳液的步骤因此可为将新近清洗,重新灌装并贴标签的玻璃容器再次投放市场并出售给客户之前的最后步骤。
本发明的方法因此非常适合用于重新灌装可退还玻璃容器的现有设备,比如其中可退还玻璃容器被置于输送带上并经历全部或部分以上描述的清洗、重新灌装、加盖、划痕掩蔽和贴标签步骤的设备。
在所述方法的一个实施方案中,划痕掩蔽水性乳液以等于或小于露点的温度涂敷于可退还玻璃容器。
除了“稳定区域”装置以外,实施本发明的方法不需要特殊设备,这意味着本领域的任何和全部已知设备对于本发明的用途和方法是便利的。
涂敷设备通常包括混合和储存容器、泵、传输和进料管线、喷涂设备和控制与监控设备。
设备也可包含控制装置,目的在于监测进料管线中的流速、稳定区域的状况(混合速度、再循环速度、停留时间等)、涂敷划痕掩蔽乳液的过程。这样的控制装置可为例如检测涂敷装置前面的容器存在或不存在,和/或检测磨损带或划痕的存在与数量的光学装置,以致最小量的乳液涂敷于容器上以得到最佳效率。根据一个优选的方面,控制装置经计算机监测,计算机可与给料泵、阀门、混合速度和涂敷装置相互作用。
仍然根据一个优选的实施方案,以上描述的设备可装入“划痕掩蔽”机柜中,其可易于适合于现有的灌装生产线,生产线包含用于将玻璃容器,通常为可退还玻璃瓶清洗、灌装、加盖和贴标签的必要设备。
如上面描述的那样,用于在可退还玻璃容器上涂敷划痕掩蔽涂层的设备包含稳定区域,优选动态稳定区域,其形成本发明的真正主题。
当以水包油乳液形式使用划痕掩蔽涂层时,一种特别良好适合的“稳定区域”装置为再循环回路,所述水包油乳液中油相包含低浓度的至少一种表面活性剂,通常为0.1 wt%-15 wt%,优选1 wt%-10 wt%,并且更优选1.5 wt%-8 wt%。包含划痕掩蔽水包油乳液的这样的再循环回路也为本发明的部分。
根据另一个目的,本发明也包括在用于在可退还玻璃容器上涂敷划痕掩蔽涂层的方法中使用这样的再循环回路。
根据另一个目的,本发明包括含有再循环回路的设备,所述再循环回路包含水包油乳液形式的划痕掩蔽制剂,其中油相的浓度为水包油乳液总重量的按重量计约2%-20%,优选按重量计约2.5%-15%,更优选按重量计约3%-10%。
根据另一个目的,本发明涉及在用于在可退还玻璃容器上涂敷划痕掩蔽涂层的方法中使用含有再循环回路的设备。
在一个实施方案中,所使用的设备含有再循环回路并且划痕掩蔽涂层以等于或小于露点的温度涂敷于可退还玻璃容器上。
“露点”(或“露点温度”)为湿空气在恒压下为了变成被水蒸汽饱和而必须冷却到的特定温度,即在所述温度下相对湿度达到100%。结果,当空气的温度降低至其露点及超出时,水蒸汽将冷凝产生露水。类似地,当物体的温度在或低于周围空气的露点时,水将在该物体上冷凝。露点为与温度和相对湿度有关的饱和温度,如在以下表1中所示。
表1。
温度℃ | 相对湿度% | 露点温度℃ |
10 | 70 | 4.8 |
20 | 70 | 14.4 |
30 | 70 | 23.9 |
40 | 70 | 33.5 |
本发明在以下非限制性实施例中更详细说明。
实施例
在如图1所示的配备缓冲罐的***中,用各种划痕掩蔽制剂进行各项试验。向该罐中加入水流,其中注入划痕掩蔽制剂,以给出具有设定浓度的乳液。
所述乳液以约2000 L/h循环通过循环管路,同时涂敷量在约2 L/h-50 L/h之间或者甚至更高,取决于瓶的大小和线路速度,比方说例如500 mL瓶大小,以约10000瓶每小时-50000瓶每小时的速度运行。
循环管路的直径为使得经循环管路的压力下降达到最小。循环管路具有在以下表2中显示的规格。
表2。
总的循环管路长度(m) | 循环管路的内径(mm) |
10 | 25 |
50 | 35 |
100 | 42 |
220 | 48 |
用具有大于20 wt%的表面活性剂的制剂制备的乳液足够稳定,以致不必使用循环管路。然而,当涂敷于冷的瓶(10℃-12℃)时,在玻璃容器的外部形成冷凝并洗掉所涂敷的乳液,并且划痕掩蔽外观不令人满意。
从油相中具有小于15 wt%,并且甚至具有小于8 wt%的表面活性剂的划痕掩蔽制剂制备的乳液具有有限的稳定性。将这样的乳液以1500 L/h-2000 L/h之间的速率进料至再循环回路,再循环回路如上文所述,总长度为50米或100米。循环回路的总容积在100 L-200 L之间。
乳液在约4分钟-10分钟期间再循环。可应用更长的停留时间,然而10分钟通常足以得到乳液的合适稳定性,直到它们到达涂布装置和玻璃容器。这样的乳液以例如约0.01 mL/瓶-约10 mL/瓶,优选地以约0.1 mL/瓶-约1 mL/瓶的速率喷涂在冷(10℃-12℃)和湿(由于冷凝)的瓶上,这些数字基于500 mL瓶大小。
乳液通常具有约10分钟的稳定极限。依涂布条件(容器的温度、环境湿度、待涂布的划痕掩蔽组合物的量、直到涂布装置的管线长度等)而定,该稳定极限可通过变化混合装置(乳液的制备)、通过变化混合速度、通过变化进入稳定区域的速率和/或通过变化稳定区域的循环管路的长度而延长或缩短。
本发明的方法因此呈现对每一种情况易于优化乳液稳定性的优势。
使用本发明的方法和包含2 wt%-20 wt%油相的水性乳液,其中油相包含小于8 wt%表面活性剂(基于油相的总重量),在以上表明的条件下可在湿和冷的瓶上得到优良的划痕掩蔽:磨损被掩蔽,玻璃容器具有“新玻璃”外观,同时仍然呈现正常的触摸感觉。
本发明的方法用这样的“低稳定性”乳液(具有低水平的表面活性剂)也完全适合在干和热条件下的玻璃容器/瓶的划痕掩蔽。
Claims (15)
1. 用于在可退还玻璃容器上涂敷划痕掩蔽水性乳液的方法,所述方法至少包含以下步骤:
a) 制备划痕掩蔽制剂的水性乳液;
b) 将所述水性乳液进料至稳定区域;和
c) 将来自所述稳定区域的水性乳液进料至玻璃容器涂布装置。
2. 权利要求1的方法,其中所述稳定区域为动态稳定区域。
3. 权利要求1的方法,其中所述稳定区域包含再循环回路,其中在步骤a)中制备的乳液以高速,通常以约10 L/小时-约100000 L/小时之间,有利地在约100 L/小时-4000 L/小时之间,并且优选地在约200 L/小时-约2500 L/小时之间的速度在管线回路中循环。
4. 权利要求1的方法,其中所述乳液在几秒-约300分钟期间,优选地在约30秒-约100分钟期间,更优选地在约1分钟-约20分钟期间保持在所述稳定区域中。
5. 权利要求1的方法,其中所述划痕掩蔽制剂包含0.1 wt%-15 wt%的至少一种表面活性剂和85 wt%-99.9 wt%的至少一种油,优选1 wt%-10 wt%的至少一种表面活性剂和90 wt%-99 wt%的至少一种油,和更优选1.5 wt%-8 wt%的至少一种表面活性剂和92 wt%-98.5 wt%的至少一种油。
6. 权利要求1的方法,其中所述划痕掩蔽制剂包含至少一种选自以下的表面活性剂:
• 烷氧基化(优选乙氧基化和/或丙氧基化)的苯氧基烷基;
• 任选地烷氧基化(优选乙氧基化和/或丙氧基化)的伯或仲醇;
• 烷氧基化(优选乙氧基化和/或丙氧基化)的烷基胺;
• 烷氧基化(优选乙氧基化和/或丙氧基化)的酸;
• 烷氧基化(优选乙氧基化和/或丙氧基化)的酯,优选甘油酯;
• 脱水山梨醇酯或烷氧基化(优选乙氧基化和/或丙氧基化)的脱水山梨醇酯,优选HLB值为大于4,并且更优选地选自脱水山梨醇单油酸酯、脱水山梨醇单硬脂酸酯和脱水山梨醇单月桂酸酯及其混合物;
• 聚乙二醇或乙二醇,单-和/或和二-酯;优选HLB值为大于4;和
聚甘油或甘油,单-和/或二-和/或三-酯,优选HLB值为大于4,并且更优选地选自聚甘油油酸酯。
7. 权利要求1的方法,其中所述划痕掩蔽制剂包含至少一种选自以下的油:
• 聚烯烃比如石蜡油;
• 脂肪酸;
• 脂肪酸酯,优选单酯,具有多于10个碳原子,并且优选最多40个碳原子;
• 脱水山梨醇酯或烷氧基化(优选乙氧基化和/或丙氧基化)的脱水山梨醇酯,有利地HLB值为等于或小于4,并且非常有利地选自脱水山梨醇三油酸酯、脱水山梨醇三硬脂酸酯和脱水山梨醇三月桂酸酯及其混合物;
• 聚乙二醇或乙二醇,单-和/或和二-酯;有利地HLB值为等于或小于4;和
• 聚甘油或甘油,单-和/或二-和/或三-酯,有利地HLB值为等于或小于4。
8. 权利要求1的方法,其中所述划痕掩蔽制剂进一步包含一种或多种选***生物剂、杀菌剂、染料、乳液去稳定剂、香料、气味剂、紫外光吸收剂、光吸收剂、冲击吸收剂等的添加剂。
9. 权利要求1的方法,其中油相在所述划痕掩蔽乳液中的浓度为水包油乳液总重量的按重量计约2%-20%,优选按重量计约2.5%-15%,更优选按重量计约3%-10%。
10. 权利要求1的方法,其进一步包含步骤d),其中所述划痕掩蔽涂层乳液通过涂布装置,比如适合于喷涂、浸渍或任何其它接触方法等的装置涂敷于玻璃表面,更具体地讲涂敷于玻璃容器表面比如瓶,涂敷于所述玻璃容器的至少一部分、或整个外表面上。
11. 权利要求1-10中任一项的方法,其中所述划痕掩蔽水性乳液以等于或小于露点的温度涂敷于可退还玻璃容器。
12. 含有再循环回路的设备,其包含水包油乳液形式的划痕掩蔽制剂,其中油相的浓度为水包油乳液总重量的按重量计约2%-20%,优选按重量计约2.5%-15%,更优选按重量计约3%-10%。
13. 权利要求12的含有再循环回路的设备,其中所述水包油乳液的油相包含至少一种表面活性剂,其量为0.1 wt%-15 wt%,优选1 wt%-10 wt%,并且更优选1.5 wt%-8 wt%。
14. 权利要求12或13中任一项的含有再循环回路的设备用于在可退还玻璃容器上涂敷划痕掩蔽涂层的方法的用途。
15. 权利要求14的用途,其中所述玻璃容器在等于或小于露点的温度下。
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