DE2310850A1 - Beschichteter glasbehaelter - Google Patents
Beschichteter glasbehaelterInfo
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Description
Die Erfindung betriff allgemein Glaswaren, insbesondere Glas zum Aufbewahren von kohlensäurehaltigen Getränken mit verbesserter
Haltbarkeit und Splitterfestigkeit.
Herkömmliche Glasflaschen, insbesondere Glasflaschen zum Aufbewahren
von unter Druck stehenden Flüssigkeiten wie beispielsweise kohlensäurehaltige Getränke und ähnliches gehen leicht zu
Bruch, wenn sie an scharfe Gegenstände anstoßen, so daß die Glassplitter herumfliegen, und zwar manchmal mit beträchtlicher
Kraft. Während die herkömmlichen Glasbehälter schon zum größten Teil sicher ausgebildet sind, sind Verbesserungen im Bereich
der Sicherheit dennoch wünschenswert.
Glasbehälter wurden bisher mit Beschichtungen zum
Ver- '
Schutz vor Kratzern und zum/bessern der Sicherheit umgeben.
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mit einem Gleitmittel Eine derartige Beschichtung/ist beispielsweise in der US PS
3,420,693 beschrieben (lubricity coatings). Bei dieser Beschichtungsart
wird eine verhältnismässig dünne Schicht eines Schutzmaterials auf die Oberfläche des Glases aufgebracht, um dieses
hauptsächlich während Herstellung, Inspektion, Transport und
Auffüllung zu schützen, und zwar indem durch Anbringen eines Oberflächengleitmittels
ein einfaches Aneinandervorbeigleiten der Flaschen ermöglicht wird, wenn diese miteinander in Berührung
kommen, und zwar ohne Reibung mit dadurch entstehenden Rissen in der Oberfläche und verringerter Biegefestigkeit der Flasche.
Verhältnismäßig dickere Beschichtungen als derartige Gleitmittelbeschichtungen
(lubricity coatings) wurden ebenfalls auf Glasflaschen angebracht, die als Aerosolbehälter verwendet wurden.
Für derartige Aerosolbehälter aus Glas ist eine verhältnismässig starke Beschichtung erforderlich, um einen Schutz vor herumfliegenden
Glasteilchen infolge des hohen Schleuderdruckes in der Aerosolflasche zu erhalten. Beschichtungen wurden auch auf
nicht druckbelüftete Flaschen aufgebracht, wie es beispielsweise in der US-PS 3,178,049 beschrieben ist. Dort ist eine Flasche
beschrieben, die eine dünne Glaswandstärke von etwa 6 bis
stel
30/Tausend-inch (= 1,524 - 0,762 mm) sowie eine der Stärke des Glases und möglicherweise stärkere Beschichtung aufweist. Diese bekannte Flasche ist daher mehr eine Kunststofflasche mit einem Glasfutter,ils eine Glasflasche mit einer Kunststoffbeschichtung.
30/Tausend-inch (= 1,524 - 0,762 mm) sowie eine der Stärke des Glases und möglicherweise stärkere Beschichtung aufweist. Diese bekannte Flasche ist daher mehr eine Kunststofflasche mit einem Glasfutter,ils eine Glasflasche mit einer Kunststoffbeschichtung.
Die vorliegende Erfindung schlägt demgegenüber eine BeSchichtung
für herkömmliche Glasflaschen vor, deren Glasgewicht sich mehr
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oder weniger im Bereich des Glasgewichtes herkömmlicher Glasflaschen hält. Durch eine Beschichtung zur Anwendung bei herkömmlichen Flaschen, werden beträchtliche ökonomischen Vorteile
erreicht, weil spezielle Gieß - und
Behandlungsverfahren für das Glas nicht erforderlich sind, und auch keine spezielle Ausgestaltung der Flaschen.
Die Glasware mit verbesserter Haltbarkeit und Splitterfestigkeit
nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Glasbehälter und eine Beschichtung, die sich in einer im wesentlichen konstanten Stärke vorwiegend über den wesentlichen Teil der
äusseren Oberfläche des Glasbehälters erstreckt. Der wesentliche Teil der Oberfläche des Glasbehälters umfasst die
gesamte Oberfläche, einschliesslich der unteren Seitenwände und des Halses von herkömmlicher Glasware, mit Ausnahme der
Mündung und eines Teiles des Halses unmittelbar benachbart dieser Mündung.
Die erfindungsgemäße Beschichtung besteht aus einem festen thermoplastischen Material, vorzugsweise einem elastischen,
örtlich verformbaren thermoplastischen Material, das teilweise an den Behälter anhaftet, und zwar an unter Abstand vorgesehe
nen Stellen über den Hauptbereich der Oberfläche. Die Beschichtung steht ferner vorzugsweise unter Spannung,
um eine Druckfestigkeit ' auszubilden und besitzt eine Stärke, die ausreicht, um eine Stoßfestigkeit für den
Behälter herzustellen. Die teilweise anhaftende Beschichtung, die weiter unten noch näher beschrieben ist, ist ein wichtiges
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Merkmal der Erfindung im Zusammenhang mit der erhöhten Umfangsfestigkeit
und dem durch die Beschichtung hergestellten Stoßfestigkeit. Es hat sich herausgestellt, daß die Behälter nach
der Erfindung verbesserte Eigenschaften hinsichtlich der Stoß- und
igkeit,
Druckfest-/die sie bruchsicherer machen als herkömmliche Flaschen.
Darüberhinaus zersplittern die Flaschen nicht bei Bruch, und es \^erden keine Glasteilchen herumgeschleudert, obv/ohl die
Flasche kohlensäürehaltige Getränke enthält.
Weiterhin schlägt die Erfindung vor, den Behälter mit verbesserter
Haltbarkeit und Splitterfestigkeit aus herkömmlichen Glaskomponenten
auszubilden.
Darüber hinaus schlägt die Erfindung vor, den Behälter nach der Erfindung im Vergleich zu herkömmlichen Glasbehältern sicherer
auszubilden, und zwar ohne erhöhte bzw. zusätzliche Kosten.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert, aus denen'sich v/eitere wichtige Merkmale ergeben.
Es zeigti
Figur 1 im Schnitt eine Ansicht der Flasche nach der Erfindung
.
Die Glasflaschen nach der Erfindung können herkömmliche Glasbehälter
sein. Ein typisches Beispiel eines derartigen Behälters ist ein Glasbehälter mit einer Kapazität von 28 Fluid-Onzen
(= 7,9? 1), mit einem Glasgewicht von etwa 17 Onzen (= 481,933 g) und einer mittleren Stärke der Seitenwand im Bereich von etwa
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0,1 - 0,14 inch (= 2,54 τ 3,56 ram). In Figur 1 besitzt ein
Glasbehälter 10 einen leicht konkaven unteren Teil 11 mit abgerundeten Teilen 12, die sich vom unteren Teil in Richtung auf
gerade Seitenwände 13 erstrecken sowie einen abgerundeten Teil 14, der sich von den Seitenwänden in Richtung auf einen konisch
ausgebildeten Halsteil 15 erstreckt, welcher in eine Flaschenmündung
16 mündet. Es kann erwünscht sein, die die Seitenwände
mit dem unteren Bereich und dem Halsbereich verbindenden abgerundeten Teile mit einer leicht glühbirnenartigen Kontur
auszubilden, die gerändelt sein kann. Obwohl die vorliegende Erfindung die Beschichtung von herkömmlicher Glasware vorschlägt,
und zwar aufgrund bestimmter Festigkeitseigenschaften, die durch die Beschichtung aufgrund der Erfindung auf das Glas übertragen
werden, ist es ein Merkmal der Erfindung, daß das Gewicht des Glases etwas reduziert werden kann, so daß ein Glasbehälter entsteht,
der im wesentlichen dünnere Wände aufweist, als dies bei herkömmlicher Glasware der Fall ist.
Gemäss der Erfindung erstreckt sich die Beschichtung 11 im wesentlichen
vollständig über den wesentlichen Teil der Oberfläche des Glasbehälters. Der wesentliche Teil der Oberfläche
umfasst die gesamte äussere Oberfläche des Glasbehälters mit Ausnahme dar Mündung und einon kurzen Teil des Halses, das
sich nach unten von de r Mündung erstreckt. Wenigstens 95 % der verfügbaren Oberfläche des Glasbehälters ist jedoch beschichtet,
möglicherweise sogar mehr, und zwar je nach dem Verfahren und den Vorrichtungen, die zum Auftragen der Beschichtung
verwendet werden.
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Die Beschichtung besteht aus einem festen elastischen, örtlich verformbaren thermoplastischen Material, das teilweise an den
Behälter anhaftet. Dieses teilweise Anhaften bedeutet, daß gleichmässig über die beschichtete Oberfläche des Glases Bereiche
vorgesehen sind, in denen die Beschichtung an das Glas anhaftet und die von Bereichen unterbrochen sind, in denen die
Beschichtung nicht an dem Glas anhaftet. Während die Beschichtung verbältnismässig gleichmässig an der gesamten Oberfläche
anhaftet, ist die Beschichtung nicht kontinuierlich, sondern intermittierend. Dies ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung
insofern, als die erfindungsgemässen Flaschen verbesserte Eigenschaften bezüglich ihrer Splitterfestigkeit aufweisen,
und zwar verglichen mit ähnlichen Flaschen, die eine völlig anhaftende Beschichtung aufweisen. Die teilweise anhaftende
Beßchicht\mg nach der Erfindung ist ausreichend, um Reinigungen
mit ätzenden Stoffen auszuhalten, denen Getränkeflaschen normalerweise
ausgesetzt" sind, und sie löst sich nicht durch Differential- Ausdehnung, wenn die Flasche Temperaturänderungen
unterliegt. Weiterhin reicht die teilweise anhaftende Beschichtung dazu aus, um das Festsetzen von Flüssigkeiten oder anderen
Materialien zwischen der Beschichtung und der Flasche zu verhindern.
Wenn eine unter Druck stehende Flasche zerbricht, so reagiert die teilweise anhaftende Beschichtung auf folgende Weise:
Im Falle eines Bruches von Flaschenware infolge von innerem Druck beginnt der Inhalt der Flasche durch die Bruchstelle auszu-
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fließen. Gleichzeitig durchbrechen die scharfen Glasstücke die
Beschichtung an der Stelle, an der der Bruch erfolgt ist, wodurch der innere Druck ausströmt. Glasbruchlinien breiten sich
von der Stelle des Bruches auf andere Teile der Flasche aus. Die Beschichtung löst sich von dem Glas über diesen Bruchlinien
und wird, während das Glas abgetrennt wird, ausgedehnt, wobei die Stücke auf jeder Seite einer Bruchlinie zusammengehalten
werden, während der innere Druck vollständig durch die ursprüngliche Bruchstelle entweicht. Glasteilchen verbleiben in angehaftetem
Zustand an der Kunststoffbeschichtung, die abreisst,
aber nicht vollständig von dem Hauptteil des Glasbehälters abgetrennt wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß Glasteilchen
gewaltsam zersplittert werden und in der Nähe befindliche Personen oder Objekte verletzen.
Wie bereits erwähnt, weist die Beschichtung eine Spannung auf.. Diese Spannung stellt eine Umfangsfestigkeit um den Glasbereich
des Behälters her, der eine erhöhte innere Druckbelüftung erforderlich macht, um die beschichtete Flasche zu brechen. Obwohl
die Spannung der Beschichtungen nach der Erfindung nicht genau bekannt ist, ist es doch ersichtlich, daß die ausgebildeten
Beschichtungen aus den bevorzugten Kunststoffmaterialien gemäss der Erfindung eine ausreichende Spannung gewährleisten, um die
druckerhaltenden Eigenschaften der Flasche und damit die Sicherheit der Flasche zu verstärken.
Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist die Herstellung einer Stoßfestigkeit in der Beschichtung, um die beschichtete Flasche
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vor Bruch zu schützen, wenn diese von festen bzw. scharfen
Gegenständen gestossen wird. In diesem Fall dient die Beschichtung als Stoßdämpfer, sofern sie in ausreichender Stärke aufgebracht
ist. Während die Stärke -von Beschichtung und Glasware zusammen zu der Stoßfestigkeit von beschichteten Glaswarenartikeln
beitragen, ist es dennoch erwünscht, eine Beschichtungsstärke im Bereich von 0,006 - 0,030
inch (= 0,0152 - 0,762 mm) vorzusehen. V/enn eine derartige Beschichtung aiuf Glaswaren vorgesehen wird, die eine Stärke im
Bereich von 0,030 bis 0,1 inch (= 0,762 - 2,54 mm) aufweisen, so wird eine Stoßfestigkeit des beschichteten Glaswarenartikels
von wenigstens 120 inch /sec (= 304,80 mm/sec ) erreicht.
Derzeit wird es bevorzugt, Glasware zu verwenden, die eine mittlere
Stärke über den Hauptbereich ihrer Oberfläche aufweist, der im Bereich von etwa 0,006 - etwa 0,150 inch (= 0,01552 - 3,81 mm)
dieses,
liegt. Innerhalb / Bereich wird weiterhin ein Bereich mit einer mittleren Stärke von 0,030 - etwa 0,120 inch (- 0,762 - 3,048 mm) bevorzugt. Die weiter oben beschriebene Beschichtung für Glasware sollte für beste. Resultate im Bereich von 0,0OG bis etwa 0,030 inch (= 0,0152 - 0,762 mm) liegen. Die derzeit bevorzugte Beschichtungsstärke in diesem Rahmen ist die einer mittleren Stärke von 0,008 - etwa 0,16 inch (= 0,0203 bis 0,397 mm).
liegt. Innerhalb / Bereich wird weiterhin ein Bereich mit einer mittleren Stärke von 0,030 - etwa 0,120 inch (- 0,762 - 3,048 mm) bevorzugt. Die weiter oben beschriebene Beschichtung für Glasware sollte für beste. Resultate im Bereich von 0,0OG bis etwa 0,030 inch (= 0,0152 - 0,762 mm) liegen. Die derzeit bevorzugte Beschichtungsstärke in diesem Rahmen ist die einer mittleren Stärke von 0,008 - etwa 0,16 inch (= 0,0203 bis 0,397 mm).
Die teilweise Anhaftung der Beschichtung an den Glasbehälter kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden; eine Möglichkei
ist die der Steuerung des Säurebetrages des polymeren Beschich-
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tungsmaterials, wodurch die Reaktion von aktiven Gruppen
der Beschichtung auf auf der Oberfläche des Glasbehälters vor-
handenei/ Silanolgruppen gesteuert wird.
speziellen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen eine teilweise
Anhaftung durch Steuerung des Säurebetrages erreicht wird,
wendet, wird ein Beschichtungsmaterial ver- das durch Vermischen eines
Polyäthylen-Basisharzes mit wenigstens einem säurehaltigen Polymerisat hergestellt ist, das aus der Gruppe stammt, die aus
oxydierten Polyolefinen, oxydierten Wachsen und Polymerisaten besteht, die eine mit Äthylen ungesättigte Kohlensäure bzw.
ein Säureanhydrid besitzen. Die Konzentration des Basisharzes in der Mischung aus Basisharz und säurehaltigem Polymerisat
sollte wenigstens 60 Gew.%, vorzugsweise wenigstens 80 Gew.%
betragen. Die relativen Mengen von Basisharz und säurehaltigem Polymerisat sind der-art, daß der Säurebetrag des gesamten Beschichtungsmaterials
mindestens 0,5 Gew.$£ beträgt, um eine teilweise Anhaftung des Beschichtungsmaterials an das Glas zu gewährleisten.
Um eine zu starke Anhaftung zu verhindern, sollte der Säurebetrag nicht· mehr als 20 Gew.56 betragen; der Säurebetrag
bis
sollte im Bereich von etwa 1/-etwa 15 Gew.% gehalten werden. Es wird bevorzugt, wenn der Säurebetrag im Bereich von etwa 1 bis etwa 9 Gew.% gehalten wird. Der Säurebetrag wird durch das Verfahren zum Feststellen des Säurewertes von Fettsäuren festgestellt und bestimmt die TTenge in Milligramm von Potassiumhydroxid, die zur Neutralisierung eines Grammes von Testmaterial erforderlich ist. Die Bestimmung wird durchgeführt, indem eine Alkohollösung des Materials mit Alkali titriert wird, wobei Phenolphthalein als Indikator verwendet wird (ASTM-Verfahren
sollte im Bereich von etwa 1/-etwa 15 Gew.% gehalten werden. Es wird bevorzugt, wenn der Säurebetrag im Bereich von etwa 1 bis etwa 9 Gew.% gehalten wird. Der Säurebetrag wird durch das Verfahren zum Feststellen des Säurewertes von Fettsäuren festgestellt und bestimmt die TTenge in Milligramm von Potassiumhydroxid, die zur Neutralisierung eines Grammes von Testmaterial erforderlich ist. Die Bestimmung wird durchgeführt, indem eine Alkohollösung des Materials mit Alkali titriert wird, wobei Phenolphthalein als Indikator verwendet wird (ASTM-Verfahren
309838/0447 Nr. D 1980-67).
Das mit. Äthylen ringe sättigte säurehaltige Monomer des Polymerisats
kann eine Mono-Carboxylsäure, eine Polycarboxylsäure
oder ein Saurer,n}'.ydrid sein, und zwar mit drei bis acht Kohleatomen
per Molekül oder einen Teilester einer Polycarboxylsäure, oder Mischungen aus einer oder mehreren der genannten säurehaltigen
Zusammens.-itzungen^ Beispiele für derartige säurehaltige
Monomere sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethacrylsäure, Crotonsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, Vinylsulfonsäure,
HalonanhydLridsäure, Monomethyl und Monoethylestere
von Maleinsäure und Fumarsäure. Das Polymerisat kann ein Homopolymerisat
oder ein Mischpolymerisat der zuvor genannten Zusammensetzungen sein, und zwar mit einem oder mehreren Monomeren,
wie beispielsweise ein niecrig-'Alphaolefin, z.B. Äthylen, Propylen,
Buten-1, oder Vinj'-lF.onomere, wie beispielsweise Styrol,
Vinylacetat, Estere von Acrylsäuren und Methacrylsäuren und ähnlichen Zusammensetzungen.
Spezielle Beispiele für säurehaltige Polymerisate, die im Zusammenhang
mit dieser Erfindung verwendet werden können, sind Polyacrylsäure und Mischpolymerisate, wie beispielsweise Mischpolymerisate
von Äthylenacrylsäure, Äthylen/Metacrylsäure,
Äthylenethac^lsäure, Äthylencrotonsäure, Äthylenfumarsäure,
Äthylenmaleinsäure, Äthylenitaconsäure, Athylenvinylsulfonsäure,
Äthylen:nnleinanhydrid, Ithylenmono-methylmalaet, Ätttylenmonoethylmaleat,
Ät.bylenmono-methylfumarat, Äthylenmonoethylfumarat;
ebenfalls speziell eingeschlossen sind die Mischpolymerisate der niedrig-Alphaolefine, und zwar ausschliesslich Ethan, die
zwischen 3-6 Kohlenstoffatom pro Molekül aufweisen, mit jedem der genannten säurehaltigen Monomere, in denen z.B. Propylen,
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Buten-1, 3-Methylbuten-1, und 4-Methylpenteri-i eingeschlossen
Misch sind. Andere typische Beispiele von geeigneten /polymerisaten
sind Terpolymerisate eines Alpha-olefins, eines der zuvor genannten
säurehaltigen Monomere und einer.Vinylzusammensetzung,
wie beispielsweise Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylalkohol, Vinyläther, Vinylfluorid und ähnliche Zusammensetzungen.
•Die oben genannten Zusammensetzungen und ihre entsprechenden Verfahren
zur Herstellung sind bekannt und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden.
Das mit den zuvor erwähnten säurehaltigen Polymerisaten zu vermischende
Polyäthylenharz sollte ein Material mit einem wesentlichen Betrag von kurzkettigen Verzweigungen zusammen mit einigen
langkettigen Verzweigungen sein, die das Material elastisch machen und gewährleisten, daß das Material eine hohe ultimative
Dehnung und eine hohe Zugfestigkeit beim Brechen aufweist. Das Harz kann ein Homopolymerisat oder ein Mischpolymerisat aus
Äthylen mit wenigstens einem anderen Mischmonomer sein, das zusätzliche
kurzkettige Verzweigungen in die Hauptkette des Polymerisates einbringt. Beispiele für geeignete Mischmonomere sind
Alpha-olefine oder andere Äthylene, zum Beispiel Prolylen, Büten-1,
3-Methylbuten-1; 4-Methylpenten-i; Vinylzusammensetzungen einschliesslich
Styrol, Vinylestere, Vinyläther, Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylalkohol; Vinylid- Zusammensetzungen wie beispielsweise
Vinylidenchlorid oder Fluorid, Ester, beispielsweise Äthyl- oder Vinylester von Acrylsäure, Methacrylsäure, substituierte
Methacrylsäuren, Crotonsäure, Itaconsäure, Maleinsäure oder Fumarsäure, Acrylo-nitril, Fumaronitril, Acrylamid; Vinylencarbonat;
Carbon-monoxid; und andere ähnliche Zusammensetzungen.
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Der Comonomer-Bestandteil des Harzes sollte auf verhältnismässig
niedrigem Niveau gehalten werden, im allgemeinen etwa 20 Gevr.%, vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 2- bis etwa
7 Gew.?6, um zu gewährleisten, daß das Harz nicht zu glitschig
wird und daß eine Zugfestigkeit beim Bruch und eine ultimative
Dehnung über dem minimalen Niveau von etwa 1.000 psi (= 70 kg/cm )
und 200 Gew.% gehalten wird. Im Fälle der Verwendung von Comonomeren
mit einem kleineren Molekularvolumen wie beispielsweise Carbon-monoxid, Vinylfluorid, Vinylidenfluorid und Vinylalkohol,
kann die breite obere Begrenzung auf etwa 50 Gew.^ erhöht v/erden.
Das Erhöhen des Comonomer-Bestandteils von Null % zu seinem
maximal erlaubten Wert hat eine gleichzeitige Erhöhung der Klarheit des Harzes zur Folge, und zwar im Bereich von einer
opaken Beschaffenheit zu einer im wesentlichen klaren Beschaffenheit. Ebenfalls wird eine derartige Erhöhung eine gleichzeitige
Verringerung des Schmelzpunktes, und damit verbunden in der für die nachfolgende Auftragung des Beschichtungsmaterials
auf das Glassubstrat erforderliche Temperatur zur Folge haben. Durch das Hinzufügen eines Comonomers in das Polyäthylenbasisharz
wird die Verringerung bzw. die Umgehung eines Abbaues des beschichteten Materials als Folge von starken Temperaturbehandlungen
unterstützt. Der Comonomergehalt wird von Fall zu Fall variieren, und zwar je nach den besonderen Qualitäten, die
für die fertige Beschichtung erwünscht sind, und er wird auch durch andere Variablen, wie beispielsweise die Auswahl des Copolymers,
die Zusammensetzung des säurehaltigen Polymerisats und den Prozentsatz des säurehaltigen Polymerisates in der Mischung
berührt. Ein beliebiges Mischpolymerisat aus Äthylen
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und Vinylacetat, wobei, der Gehalt an Vinylacetat im Bereich
zwischen etwa 2 und 7 Gew.% auf der Grundlage des Basisharzes beträgt, ist ein derartiges Basisharz, das für die vorliegende
Erfindung besonders geeignet ist.
Ein Erfordernis für jedes der zuvor erwähnten Polyäthylenharze ist, dass der Schmelzindex von 100 nicht Ubertroffen wird, wie
es durch das ASTM-Verfahren Nr. D-1238 vorgeschrieben ist, und dieser sollte vorzugsweise etwa unter 10 liegen. Ein weiteres
Erfordernis ist, daß die Dichte niöht über etwa 0,945 liegt, wie vom ASTM-Verfahren Nr. D-1505 vorgeschrieben, und sie sollte
vorzugsweise zwischen etwa 0,915 und etwa 0,930 gehalten werden. Ein drittes Erfordernis ist, daß die Grundviskosität wenigstens
0,5 Deziliter/Gramm betragen sollte, v/ie von dem ergänzten ASTM-Verfahren D-1601 (Alpha-Chloronaphthalen bei 125°C) festgelegt,
und sie sollte vorzugsweise zwischen etwa 0,65 und etwa 0,90 Deziliter/Gramm gehalten v/erden. Wenn diese drei Kriterien
gleichzeitig zutreffen, verfügt das Basisharz über eine hohe Elastizität und Zähigkeit, die sich aus einer Bruchfestigkeit
von mindestens 1.000 psi (= 70,- kg/cm ) (festgestellt durch ASTM-Verfahren Nr. D-638) und durch eine ultimative Dehnung
von mindestens 200% (festgestellt durch ASTM-Verfahren Nr.
D-638) ergibt.
Das Polyäthylenbasisharz kann auf herkömmliche Yfeise hergestellt
werden, beispielsweise durch das durch die US-PS 3,293t233 bekanntgewordene
Verfahren, bei Drücken von etwa 1.000 at bis etwa 3.000 at und bei Temperaturen im Bereich von etwa 90°C bis
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2 3 r 0#5Ό
Ai
etwa 30O0C, in Gegenwart von Peroxidkatalysatoren. Das Reagens
wird gewöhnlich bei Anwendung eines relativ engen Temperaturbereiches innerhalb des zuvor genannten weiten Bereiches von
anwendbaren Temperaturen durchgeführt.·
Entsprechende Mengen des Polyäthylenharzes und des säurehaltigen Polymerisats werden miteinander vermischt, und zwar unter Bedingungen,
die gewährleisten, daß das säurehaltige Polymerisat im wesentlichen gleichmässig durch die Mischung \^erteilt ist.
Herkömmliche Verfahren v/ie beispielsweise Schmelzmisch- oder Pulvermischverfahren oder eine Kombination der beiden Verfahren
können hierbei angewendet werden. Ebenfalls sieht die Erfindung vor, das säurehaltige Polymerisat in die Beschichtung derart
anzubringen, daß es als dünne Schicht auf die Oberfläche von Teilchen des Polyäthylenbasisharzes aufgebracht wird, z.B.
durch Imprägnieren von teilchenförmigem Polyäthylenbasisharz mit dem säurehaltigen Polymerisat, das in einer geeigneten Lösung
aufgelöst ist und durch ein nachfolgendes Trocknen zum Entfernen des Lösungsmittels.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung
wird eine Beschichtung durch Pulverisieren der Komponenten für eine geeignete Dauer in einer hierzu geeigneten Vorrichtung
zum Erhalten einer einheitlichen Mischung des Beschichtungsmaterials durchgeführt. Nach dem Auftragen des Beschichtungsmaterials
auf die Oberfläche des Glasartikels und einem nachfolgenden Erhärten haftet die Beschichtung ausser-
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ordentlich gut an den Stellen an, an denen säurehaltiges Polymerisat
enthaltende Teilchen auf die Glasoberfläche angebracht
denen
waren, während an den Stellen, an teilchen des Polyäthylenbasisharzes
auf die Glasoberfläche angebracht waren, die Beschichtung mit beträchtlich geringerer Zähigkeit anhaftet. Auf diese Weise
wird eine Beschichtung erhalten, die gleichmässig, jedoch nur stellenweise an der Glasoberfläche anhaftet, und die bei einem
Bruch des Glases sich in der gewünschten V/eise von diesem löst und so die Glasware splitterfest macht.
Für die Splitterfestigkeit ist es nicht wichtig, ob die Anhaftungspunkte
der Beschichtung an das Glas einheitlich verteilt in Nestern vorgesehen sind, wie sie im Zusammenhang mit der Pulvermischung
erhalten werden, wobei jedes Teilchen des säurehaltigen Polymerisates ein derartiges Nest herstellt, ,oder ob die Anhaftungsstellen
in einer gleichmässigen, aber nicht nestförmigen Weise vorhanden sind, wie sie durch Aufbringen eines durch
Schmelzmischung erhaltenen Beschichtungsmaterials an das Glassubstrat entstehen. Die durch das Pulverisieren erhaltenen Beschichtungen
besitzen den entscheidenden Vorteil, daß für einen gegebenen Grad der Anhaftung der Bestandteil an säurehaltigen
Polymerisaten verringert werden kann. Dies ist besonders dann der Fall, wenn in Mischungen Teilchen des säurehaltigen Polymerisates
kleiner sind als die Teilchen des Polyäthylenbasisharzes. Daher sollte, wenn das Beschichtungsmaterial entsprechend
dem Pulvermischverfahren hergestellt wird, die bevorzugte Anzahl des Säureteils im Bereich zwischen 1 und 9 liegen.
Falls erwünscht können verschiedene Farben, Pigmente und/oder
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Füllmittel in die Mischung eingearbeitet werden, um eine gewünschte Farbe und/oder einen Oberflächeneffekt zu erhalten.
Beispielsweise kann im Falle des durch Schmelzverfahrer. hergestellten
Beschichtungsmaterials Farbstoff derart zugeführt werden, daß zunächst ein Farbkonzentrat hergestellt wird,
beispielweise eine Mischung aus Trockenpigmenten und/oder
Farben mit einem geeigneten Träger, z.B. einem Polyäthylen mit einem verhältnismässig hohen Schmelzindex, z.B. etwa
Ein geringer Betrag des hergestellten Konzentrates wird dann mittels Schmelzmischung mit dem Beschichtungsmaterial vermischt,
extrudiert, gemahlen und nach der genauen Partikelgrosse gesiebt. Bei der Anwendung des Pulvermischverfahrens
kann Farbstoff in der zuvor beschriebenen Weise jedem der Komponenten vor dem Mischen zugeführt werden. Alternativ
können Pigmente und/oder Farben der Mischung selbst in trockener Form als Paste oder als kolloidale Dispersion in Mineralöl
oder V/asser oder als Farblösung, die anschliessend noch vorzugsweise in einem hochtourigen Mixer gemischt v/erden muss,
hinzugefügt werden. Für das Mischen kann ein Hens-hel-Mischer, ein Bandmischer oder eine Kugelmühle verwendet werden.
Die Teilchengrösse des fertigen Beschichtungsmaterials, das durch eines der herkömmlichen Pulveranwendungs-Verfahren aufgebracht
wird, sollte im allgemeinen zwischen etwa 25 mesh und etwa 250 mesh (Tyler-Sieb), vorzugsweise zwischen etwa
35 mesh und etwa 75 mesh liegen. Um das fertige Beschichtungsmaterial in der gewünschten Teilchengrösse zu erhalten, ist
es erforderlich, daß für das Mahlen ein Verfahren verwendet
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wird, das eine hohe Abstreifrate aufweist und anschliessend das gemahlene Material gesiebt wird. Diese Arbeitsschritte können
vor oder nach dem Zumischen der Komponenten des Beschichtungsmaterials durchgeführt werden. ν
Das fertige Beschichtungsmaterial wird dann auf das Glassubstrat
aufgebracht, ybei Aufbringungsmethoden einschliesslich Emulsionsverfahren,
Sprühverfahren, elektrostatische Verfahren und ein Aufbringungsverfahren mit einem Fluidatbett angewendet werden
können. Nach dem Aufbringen wird die Beschichtung mittels bekannter Bedingungen gehärtet. Unabhängig von dem verwendeten
Verfahren zur Aufbringung des Beschichtungsmaterials auf das Glassubstrat sollten die Bedingungen der Art sein, daß nur
eine verhältnismässig dünne Schicht der elastischen Beschichtung aufgebracht wird. In manchen Fällen kann es erwünscht sein, die
Gleitfähigkeit der Beschichtung zu erhöhen. Dies wird dadurch erreicht, daß beispielsweise der beschichtete Artikel mit einer
sehr dünnen fertigen Schicht eines geeigneten Materials versehen wird oder daß ein Gleitmittel in das Beschichtungsmaterial selbst
eingearbeitet wird, wobei ähnliche Verfahren angewendet werden wie die für die Einarbeitung von Farben, Pigmenten oder Füllmitteln
zuvor beschriebenen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen näher verdeutlicht:
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Beispiele 1-6
Getränkeflaschen wurden mit verschiedenen Teilchenmaterialien mittels Fluidatbett-Beschichtung beschichtet. In allen Fällen
wurden die Beschichtungsmaterialien zerkleinert und auf 35 mesh (Tyler-Sieb) gesiebt, bevor diese in die Fluidatkammer gegeben
wurden. Die Kammer besaß eine Einrichtung zum Einlassen eines fluiden Gases von verhältnismässig niedriger flüchtiger Geschwindigkeit,
so daß kompakte, nicht turbulente Bedingungen für das Fluidatbett bestanden. Die Flaschen besaßen eine mitt-
sie lere Wandstärke von etwa 0,080 inch (= 0,203 mm);/wurden auf
Temperaturen im Bereich von etwa 425°F bis etwa 475 F (= ca. 218°C bis ca. 24G°C) erwärmt, anschliessend für ca. 2-5 Sekunden
in das Fluidatbett eingetaucht, um Beschichtungen in der Stärke von etwa 0,008 inch bis etwa 0,014 inch (= 0,020 - 0,355 mm)
zu erhalten und anschliessend in einem Härteofen bei Temperaturen zwischen etwa 425°F und etwa 475°F (ca. 218°C - ca.246°c)
für 4-6 Minuten gehärtet; anschliessend wurden die Flaschen für mindestens 24 Stunden gekühlt. Sodann wurden die beschichteten
Flaschen hinsichtlich ihrer Oberflächenerscheinung und des Anhaftens der Beschichtung an das Glas getestet. Die Oberflächenerscheinung
wurde entweder mit "schlecht" oder "gut" bewertet; eine "schlechte" Bewertung wurde dann gegeben, wenn
Narben und Blasen auf der Beschichtung zu erkennen waren. Für den Adhäsionstest wurden die Beispiele auf einer von 1-5 reichenden
Skala bewertet, wobei die Bewertungen wie folgt angesetzt wurden: ,
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1. Leichtes Abstreifen - innere Oberfläche der Beschichtung ist glatt.
2. Abstreifen nur mit Schwierigkeiten möglich - innere
Oberfläche ist rauh.
3. Abblättern - kein Abstreifen möglich.
4. Blättert nur mit Schwierigkeiten ab.
5. Außerordentliche Schwierigkeit beim Abblättern.
Die Flaschen wurden dann mit kohlensäurehaltigem Wasser auf einen inneren Druck von etwa 65 psig (= " gebracht,
verschlossen und auf Splitterfestigkeit getestet. Diese Tests wurden in einem geschlossenen Raum von 4 χ 4 ft (= 1,22 χ 1,22 m)
durchgeführt, der einen Betonboden, Wände aus Kunststoffglas
mit einer Höhe von 4 ft (= 1,22 m) und eine Abdeckung aus Kunststoff glas besaß, die eine mittig angeordnete Öffnung von geeignetem
Durchmesser besaß, so daß die Testflaschen durch diese Öffnung auf den Betonfußboden geworfen werden konnten. Die
"weniger schlecht"
Splitterfestigkeit wurde mit "schlecht",/"gut" oder "ausgezeichnet"
bewertet, und zwar in Übereinstimmung mit folgenden Definitionen:
Schlecht - Die Flasche zerbricht in wenigstens 3-4 Stücke,
der obere Bereich der Flasche zerbricht und die Flaschenmündung kann hinwegfliegen;
Weniger schlecht - Die Flasche zerbricht manchmal in drei bis
vier Stücke, manchmal bleibt sie ganz und weist längs ihrer Länge einen Bruch auf;
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Gut - Die Flasche behält ihre Form, alle Stücke blei
ben miteinander verbunden, obgleich ein Schlitz von etwa 3/4 der Länge der Vorderseite der Flasche
vorhanden ist;
Ausgezeichnet - Die Flasche behält ihre Form, ein Bruch ist nur
am Flaschenboden vorhanden, durch den der Druck entweicht, so daß kein grosser Schlitz entsteht.
Diese Vergleichsbeispiele zeigen die Wirkung des Variierens der Anhaftung durch Variieren der Säurezahl und des Gehaltes an Ba-
außerer sisharz des Beschichtungsmaterials, und zwar nach/Erscheinung,
Anhaftung und Splitterfestigkeit.
Das Polyäthylenbasisharz war ein Mischpolymerisat von 97 Gew.%
Äthylen und 3 Gevr.% Vinylacetat mit einer Dichte von 0,924, einem
Schmelzindex von 0,9, einer Grundviskosität von 0,84, einer Bruchfestigkeit von etwa 1.900 psi (= 134 kg/cm ) und einer ultimativen
Dehnbarkeit von 620 %. Das säurehaltige Polymerisat war ein Mischpolymer aus 6 Gew.% Acrylsäure und 94 Gew.% Äthylen
mit einer Säureanzahl von 46,7. Pulvermischungen wurden hergestellt, die jeweils 5, 10, 15 und 20 Gew.% des Polymerisats aus
Äthylen und Acrylsäure aufwiesen. Die Flaschen wurden mit diesen Mischungen wie auch mit 100%igem Polyäthylenbasisharz und
mit 100%igem Polymerisat aus Äthylenacrylsäure beschichtet.
Die nachfolgende Tabelle I fasst die Ergebnisse dieser Experimente
zusammen.
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Bei- Basisharz säurehalspiel in Gew.% tig.PoIy-Nr.
merisat i.
Gew.%
Säure- Anhafanzahl tung ·
Split- Erscheiter- ' nungsfestigbild keit
1 | 100 | 0 | 0 | 1 | ausge zeichnet |
schlecht |
2 | 95 | 5 | 2,34 | 2 | ausge zeichnet |
gut |
3 | 90 | 10 | 4,67 | 3 | gut | gut |
4 | 85 | 15 | 7,01 | 4 | gut | gut |
5 | 80 | 20 | 9,34 | 4 | weniger schlecht |
gut |
6 | 0 | 100 | 46,7 | 5 | schlecht | gut |
Obgleich die Flasche nach Beispiel 1 eine "ausgezeichnete" Bewertung
hinsichtlich ihrer Splitterfestigkeit aufweist, besaß sie nicht genügend Adhäsion zwischen der Beschichtung und dem
Glas, um für Reinigungen mit ätzenden Mitteln geeignet zu sein,
um
und/einem thermischen Schock zu widerstehen, wie weiter oben
und/einem thermischen Schock zu widerstehen, wie weiter oben
beschrieben.
Eine Anzahl von Flaschen mit einer Kapazität von 28 Fluid-Onzen
(= 7,62 1) und einem ungefähren Glasgewicht pro Flasche von 17 Onzen (= 4,81,93 g) wurden von verschiedenen Formen unter
im wesentlichen gleichen Bedingungen hergestellt. Etwa eine
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Hälfte der Flaschen mit einer durchschnittlichen Wandstärke
von etwa 0,140 inch (= 3,56 mm) wurden mit einer Polymerisat-
mischung beschichtet, die etwa 80 Gew.% eines Mischpol}/merisates
aus Polyäthylen und Vinylacetat mit niedriger Dichte mit etwa 3% Vinylacetat enthielt und etwa 20 Gew.$ eines Mischpolymerisates
aus Polyäthylenacrylsäure mit niedriger Dichte, die etwa 6% Acrylsäure aufwies (vgl. Beispiele 1-6). Die Beschichtung
wurde aufgebracht, indem die erwärmten Flaschen in ein Fluidatbett des Materials eingetaucht wurden. Eine polymere
Beschichtung mit einer mittleren Stärke von etwa 0,012 inch (= 0,305 mm) wurde erhalten.
Etwa die Hälfte der beschichteten und die Hälfte der unbeschichteten
Flaschen wurden für eine Minute einer Abreibung ausgesetzt, und zwar in einem normalen Laboratoriumssimulator,
in dem die Abreibungen einer produktionsgemässen Füllreihe
nachgeahmt wurden. Die Flaschen wurden anschliessend bis zum Bruch mit Druck angefüllt, wie aus Tabelle II weiter ersichtlich.
nachgeahmt wurden. Die Flaschen wurden anschliessend bis zum Bruch mit Druck angefüllt, wie aus Tabelle II weiter ersichtlich.
- 23 -309838/0447
Innerer Druck | *) | 6 | (PSI | = Wert | des angehaltenen | (28 | Max. | Durch | Min. | Druckes von | Durch | einer | Minute | Dauer) der unbeschichteten | Flasche | Durch | Min. | abgerieben | Max. | Durch |
im Vergleich | 6 | zur beschichteten Flasche | unbeschichtete | schnitt | Fluid-Onzen | schnitt | Inhalt bei etwa 17 Onzen Glasgewicht) | schnitt | schnitt | |||||||||||
Form- | 6 | nicht abgerieben | 475 | 385 | 259 | Flaschen | 277 | beschichtete Flaschen | > 455 | 232 | > 590** | > 435** | ||||||||
Nr. | 6 | Min. | 398 | 275 | 21o | abgerieben | 258 | nicht abgerieben | 473 | 319 | > 590** | > 483** | ||||||||
367 | 271 | 232 | Max. | 286 | Mn | Max. | 371 | 281 | 451 | 379 | ||||||||||
6 | 216 | 462 | 372 | 271 | 312 | > 49o** | 346 | > 59o** | > 482** | |||||||||||
15 | 6 | 15o | 36o | 276 | 19o | 288 | 267 | 311 | >59O** | 384 | - | _ | ||||||||
1 | 6 | 132 | 441 | 363 | 235 | 3oo | 289 | 228 | 427 | 4o9 | 316 | 532 | 399 S? | |||||||
12 | 6 | 257 | 413 | 325 | 246 | 326 | 294 | 243 | 454 | 447 | 259 | 474 | 396 Γ | |||||||
3 | Durchschnitt | 2o7 | 292 | 255 | 212 | 335 | 273 | 3o9 | > 59o** | 433 | 242 | 497 | 316 | |||||||
^ 4*** | 255 | 4o2 | 337 | 241 | 3o8 | 277 | 287 | 521 | 411 | 436 | 52o | 478 | ||||||||
10 | 184 | 318 | 326 | 281 | 241 | 579 | > 430** | > 421** | ||||||||||||
8 | 176 | 363 | 327 | 498 | ||||||||||||||||
17 | 272 | 333 | 363 | 466 | ||||||||||||||||
18 | 322 | 265 | 549 | |||||||||||||||||
Anzahl der für jeden Test verwendeten Flaschen;
wo die Zahl 6 erscheint, wurden 6 unabgeriebene unbeschichtete Flaschen, 6 abgeriebene unbeschichtete
Flaschen, 6 nicht abgeriebene beschichtete Flaschen und 6 abgeriebene beschichtete
Flaschen getestet.
Einige Flaschen sind nicht zerbrochen. Der Testanzeiger des inneren Druckes-stieg auf max.590 psi
(= 41,3 kg/cm2).
Beschichtete, abgeriebene Flaschen standen von der Form Nr.14 nicht zur Verfügung.
Beschichtete, abgeriebene Flaschen standen von der Form Nr.14 nicht zur Verfügung.
Vergleiche zu obiger Tabelle II siehe Seite 24).
CO cn CD
Vergleich zu Tabelle II
Vergleich Nr, 1
Vergleich
Nr. 2
Vergleich
Nr. 3
Vergleich Nr. 4
unbeschichtet (nicht abgerieben) - unbeschichtet (abgerieben)
) t:
unbeschichtet: (nicht abgerieben;
318-281 318
(Die abgeriebene unbeschichtete Flasche ist 1296 schwächer als die nicht abgeriebene unbeschichtete
Flasche).
beschichtet (nicht abgerieben) - beschichtet (abgerieben)
beschichtet (nicht.abgerieben;
430-421
(abgeriebene beschichtete Flasche ist 2% schwächer
als die nicht abgeriebene beschichtete Flasche)
beschichtet (nicht abgerieben) - unbeschichtet (nicht abgerieben)
unbeschichtet (nicht abgerieben; +35%
(nicht abgeriebene beschichtete Flasche ist 3596
stärker als die nicht abgeriebene unbeschichtete Flasche).
beschichtet (abgerieben) - unbeschichtet (abgerieben)
unbeschichtet (abgerieben;
+50?ό
(abgeriebene beschichtete Flasche ist 50% stärker
als die abgeriebene unbeschichtete Flasche).
Eine Untersuchung der Tabelle II ergibt, dass die Druckfestigkeit
der unbeschichteten Flaschen, wenn' diese abgerieben werden, um 12 % sinkt, während dieser Betrag bei den beschichteten
Flaschen (Vergleich Nr. 2) nur um 2 % sinkt. Vergleich Nr. 3 zeigt eine Verbesserung in der Druckfestigkeit.
Es wurde beobachtet, dass die zerbrochenen unbeschichteten Flaschen zu Stücken zersplitterten, die gegen die Wände der
Umwandung geworfen wurden, während die 'beschichteten Flaschen
daher
nicht zersplitterten und/keine Stücke verstreut wurden, und zwar wegen der Adhäsionsfähigkeit von praktisch allen Stücken an die Beschichtung, die, obgleich sie an verschiedenen Stellen Risse aufzeigte, nicht vollständig von der übrigen Beschichtung zu entfernen war.
nicht zersplitterten und/keine Stücke verstreut wurden, und zwar wegen der Adhäsionsfähigkeit von praktisch allen Stücken an die Beschichtung, die, obgleich sie an verschiedenen Stellen Risse aufzeigte, nicht vollständig von der übrigen Beschichtung zu entfernen war.
Unter Verwendung der für Beispiel 7 verwendeten Verfahren für Auswahl und Vorbereitung des Aufschlages der Flaschen,
wurden die Teste ait leeren Flaschen durchgeführt. Die Teste wurden mit einem umwandeten "Preston Impact Tester" durchgeführt,
wobei die Aufschlagstelle im gerändelten oberen, glühbirnenähnlichen Bereich der Flaschen vorgesehen war.
Die Ergebnisse des Tests sind in Tabelle III enthalten.
309838/0447
Aufschlag (lnch/Sek.) der leeren, unbeschichteten Flaschen Im Vergleich zu beschichteten
Flaschen (28 Fluid-Onzen ohne Inhalt - 17 Onzen Glasgewicht).
Form | Anzahl | unbeschichtete Flaschen | Durch schnitt |
abgerieben | Max. | Durch schnitt |
nicht | Min. | Max | beschichtete Flaschen | Min. | abgerieben | Durch schnitt |
Nr. | U.ΓΧα- sehen ♦) |
nicht abgerieben | >1o7** | Min. | 85 | 64 | >125 | >125 | abgerieben | >125 | Max. | >125** | |
6 | Min. Max. | >118** | 55 | 8o | 7o | 1oo | >125 | Durch schnitt |
>125 | >125 | >125** | ||
e | 6 | 8o >125** | 95 | 6o | 9o | 78 | 1o5 | >125 | >125** | 95 | >125 | >118** ψ | |
3 | 6 | 1o5 >125 | >115** | 65 | 75 | 68 | 115 | >125 | >12o** | >125 | >125 | >125** | |
10 | 6 | 75 115 | >119** | 6o | 8o | 73 | >125 | >125 | > 119** | 100 | >125 | >120** | |
12 | 6 | 1oo >125 | > 111 | 6o | 71 | >123** | >125 | >123 | |||||
8 | Durchschnitt | 1oo >125 | >125** | ||||||||||
> 122 | |||||||||||||
O (D OO
*) Wo die Anzahl 6 erscheint, wurden 6 nicht abgeriebene unbeschichtete Flaschen,
6 abgeriebene unbeschichtete Flaschen, 6 nicht abgeriebene beschichtete Flaschen
und 6 abgeriebene beschichtete Flaschen getestet.
**) Einige Flaschen sind nicht zerbrochen. 125 inch/Sek. {- 317,5 mm/Sek.) ist die
■ maximale Kraft des Aufschlagstestgerätes.
Vergleiche zu obiger Tabelle III siehe Seite 27)
O CO cn O
Vergleich- unbeschichtet (nicht abgerieben - unbeschichtet (abgerieben) m *4+_ 7*. Nr. 1 unbeschichtet (nicht abgerieben; a TTT
(Die abgeriebenen unbeschichteten Flaschen waren 36% schwächer als die nicht abgeriebenen
unbeschichteten Flaschen)
Vergleich- beschichtet (nicht abgerieben - beschichtet (abgerieben)
beschichtet (nicht abgerieben) "*
(Es bestand kein Unterschied in der
Aufschlagstärke der abgeriebenen und
nicht abgeriebenen beschichteten Flaschen). *Φ
Aufschlagstärke der abgeriebenen und
nicht abgeriebenen beschichteten Flaschen). *Φ
Vergleich-
Nr. 3 beschichtet - unbeschichtet = 122-111 = IJ
(nicht abgerieben) unbeschichtet 111 111 = *
(Die nicht abgeriebenen beschichteten Flaschen waren mehr als 10% stärker als die nicht abgeriebenen
unbeschichteten Flaschen)
Vergleich-
Nr. 4 beschichtet - unbeschichtet _ 12·* 7-1
(abgerieben) unbeschichtet = = >
+73 96 co
o (Die abgeriebenen beschichteten Flaschen waren mehr als q
yj 73 % stärker als die abgeriebenen unbeschichteten O0
co Flaschen) /,-,
Von den sechzig getesteten unbeschichteten Flaschen sind 11
nicht zerbrochen, während 49 der 60 beschichteten Flaschen nicht zerbrochen sind. Beim Testen des inneren Druckes erwiesen
sich die beschichteten Flaschen als beträchtlich stärker (Vergleich Nr. 4 zeigt, daß die beschichteten Flaschen
eine Aufschlagstärke von über 73 % über den unbeschichteten Flaschen aufweisen.
Fünf nicht abgeriebene unbeschichtete Flaschen und fünf Flaschen, die in der für die Beispiele 1 bis 6 beschriebenen Weise
beschichtet waren,wobei aber 100 % des Mischpolymerisates
aus Polyethylen und Vinylacetat verwendet wurden, wurden mit "Club Soda" mit 4,3 Volumen-% Kohlensäure gefüllt und der
Aufschlag wie im Beispiel 8 beschrieben getestet.
Die Resultate dieses Testes sind in der Tabelle Nr. IV enthalten.
309838/0447
Aufschlag (inch/Sek.) der unbeschichteten Flaschen und der beschichteten
Flaschen, die mit "Club Soda" gefüllt sind.
Flasche
Nr.
Nr.
Zum Bruch der Flasche notwendiger Schlag (inch/sec ) (cm/sec )
Anzahl der Aufschläge
bei 125 inch/ sec
(= 317,5 cm/ sec)
vor dem Bruch
bei 125 inch/ sec
(= 317,5 cm/ sec)
vor dem Bruch
unbeschichtet | 1 | 1 | 65 |
Nr. | 2 | 2 | 70 |
Nr. | 3 | 3 | 105 |
Nr. | 4 | 4 | 125* |
Nr. | 5 | 5 | 115 |
Nr. | beschichtet | ||
Nr. | 125* | ||
Nr. | 125* | ||
Nr. | 125* | ||
Nr. | 125* | ||
Nr. | 125* |
(165,10)
(177,80)
(266,70)
(317,5)
(292,1)
(317,5) (317,5) (317,5) (317,5) (317,5)
ω #) Beim regulären Aufschlagtest
β nicht zerbrochen.
β nicht zerbrochen.
(Beim 21.Aufschlag Lösung d.Verschlusses)
(Beim 11.Aufschi.Lösung d.Verschlusses)
(Beim 50.Aufschi.Lösung d.Verschlusses)
(Keine Lösung des Verschlusses)
(Beim 75.Aufschi.Lösung d.Verschlusses) Durchschnitt
(Beim 75.Aufschi.Lösung d.Verschlusses) Durchschnitt
fs) CO
O OO (Jl O
Wie die Tabelle IV zeigt, überstanden alle beschichteten
Flaschen und eine der unbeschichteten Flaschen den Aufschlag . Die Spalte 3 zeigt einen zusätzlichen Test, wobei
die Flaschen, die den Test be-standen hatten, wiederholt an derselben Stelle an der Schulter des glühbirnen artigen
Bereiches aufgeschlagen wurden, bis sie zerbrachen/ Verschlüsse
der beschichteten Flaschen .und damit auch der Innendruck lösten sich nach den gezeigten Aufschlägen. Der
Test wurde fortgesetzt, um festzustellen, wieviele Male die Flasche getroffen werden musste, bevor der Hammer die
Schicht durchstossen hatte und die Flasche zerbrach. ¥ie bei den vorherigen Aufschlagtests mit den leeren Flaschen
schützte die Beschichtung die Flasche und musste durchstossen
zer
werden, bevor die Flasche/brach. Die unbeschichteten Flaschen waren bei dem Bruch übrigens sehr stark zersplittert, während dies bei der beschichteten Flasche nicht der Fall war.
werden, bevor die Flasche/brach. Die unbeschichteten Flaschen waren bei dem Bruch übrigens sehr stark zersplittert, während dies bei der beschichteten Flasche nicht der Fall war.
Die Flaschen nach der Erfindung sind vorzugsweise vor dem Beschichten entspannt. Es kann von Vorteil sein, eine Basisschicht
aufzubringen, um die Gleitfähigkeit während der Be arbeitung zu erhöhen, und zwar kann diese Beschichtung aus
Zinnoxyd oder Titaniumtrioxid unmittelbar an die Oberfläche
des Glases zum Zeitpunkt der Formung des Glasartikels aufgebracht werden. Eine zweite Beschichtung kann nach dem Abkühlen
des Glasartikels aufgebracht werden, die aus der Gruppe der Polyäthylene, Polyoxyäthylenmonostearine, Morpho-
linstearine, Triethanolaminstearine oder Mischungen daraus
besteht.
309838/0447
Die im Voraufgehenden angegebenen Werte der Y/andstärken des
Glases beziehen sich, wenn nicht anders angegeben, auf die Stärke des Glases der Seitenwände der Flaschen, die wesentlich
stärkere untere Bereiche aufweisen können.
Im Voraufgehenden wurde ein Verfahren zum Erreichen einer teilweisen Adhäsion beschrieben, wobei ein säurehaltiges
Polymerisat für die Beschichtung vorgeschlagen wurde. Gleichwohl "bestehen andere Möglichkeiten und Einrichtungen, durch
die eine teilweise Adhäsion der Beschichtung erreicht wird. Beispielsweise kann der Glasbehälter an einzelnen Stellen
über der Oberfläche mit Leim behandelt werden, und anschliessend kann eine Beschichtung in der im Voraufgehenden beschriebenen
Weise aufgebracht werden, und zwar mit einem inhärent nicht-anhaftenden Beschichtungsmaterial. Zusätzlich kann vorgesehen
sein, daß das Beschichtungsmateriai auf die Haftstellen auf der Glasoberfläche in Form von Bogen und nie...
als Pulver aufgebracht wird.
309838/0447
Claims (4)
- Ansprüche 2310850ί1 Λ Splitterfeste beschichtete Glasware, gekennzeichnet durcheinen Glasbehälter (10), ferner durch eine sich im wesentlichen vollständig über den überwiegenden Teil der äußeren Oberfläche des Behälters (10) erstreckende Beschichtung, die aus einem festen, elastischen, örtlich verformbaren thermoplastischen Material ausgebildet ist, das teilweise an den Behälter (10) anhaftet und zur Ausbildung einer Umfangsfe-stigkeit unter Spannung steht, wobei die Beschichtung zur Herstellung einer Stoßfestigkeit-für den Behälter (10) eine ausreichende Stärke besitzt .-
- 2. Glasware nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand des Glasbehälters (10) eine mittlere Stärke im Bereich von etwa 0,006 bis etwa 0,150 inch (= 0,015 - 3,18 mm) besitzt, und daß die mittlere Stärke der Beschichtung etwa im Bereich zwischen 0,006 inch und 0,030 inch (= 0,015 bis 0,762 mm) liegt.
- 3. Glasware nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand des Glasbehälters (10) eine mittlere Stärke im Bereich von etwa 0,030 bis etwa 0,120 inch (= 0,762 - 3,05 mm) besitzt, und daß die mittlere Stärke der Beschichtung im Bereich zwischen 0,008 und 0,016 inch (= 0,020 - 0,397 mm) liegt.
- 4. Glasv/are nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Glasbehälters (10) und die Stärke der Beschichtung309838/0A47so ausgebildet sind, daß ein beschichteter Artikel aus Glasware entsteht, der eine Stoßfestigkeit von wenigstens 120 inch/sec (= 304,80 cm/sec) besitzt.Der Patentanwalt:309838/0447Leerse ite
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