用于涂布容器的方法和设备与流程

本发明涉及用于对容器的特别是容放液体的容器的内壁和/或外壁涂布的方法和设备。

背景技术：

这样的用于涂布容器的方法和设备从现有技术已经知晓很久了。在这种情况下，首先对由塑料或玻璃制成的饮料瓶的内壁和外壁进行涂布，以改进防止气体、光或类似物质逃逸和进入的屏障，并提高这些容器的防潮性。通过这种方式，特别是液体或气体从容器内部扩散到外部也可以防止。

特别是在牛奶和果汁行业，已经过渡到填充纸箱包装。与传统的透明塑料或玻璃包装相比，这些纸箱包装的一个优点是对光、氧、其它气体和调味品具有良好的阻隔性能。然而，这些纸箱包装的一个缺点是缺乏在原始或独特的容器形状的基础上可供区分且因此识别价值的自由模塑性。

因此，在相当长的一段时间内，人们一直在寻找开发纤维基容器的可能性，这种容器可以自由地为液体食品塑型。在这种情况下，特别是在食品链或食品工业中，由于海洋中的微塑料和塑料，避免使用塑料材料变得越来越重要。因此，纸箱生产商正在寻找普通塑料的替代品，以及获得自由模塑纤维基容器的可能性，即所谓的纸浆瓶，而不使用塑料，实现从内部和外部都是液密、气密、味密和防潮的。例如，产品被外部渗透进瓶子的氧气所氧化。从而降低了饮料的保质期。

因此，从申请人的内部现有技术来看，前段时间容器涂上了蜡，但这有相当大的缺点。因此，目前，例如ldpe液体被喷涂到容器上以进行涂布或作为粉末施加并熔融。然而，在这种情况下的缺点是，这反过来又涉及到一个塑料层，在感知、回收等方面有相应的缺点。

技术实现要素：

因此，本发明的目标是提供一种用于纤维基容器的涂布工艺和设备，使其能提供液密、气密、味密和防潮的容器。本发明的目的是通过独立权利要求的主题实现的。优选实施例和修改是从属权利要求的主题。

因此，本发明针对于涂布容器的方法，且特别是适合于且旨在容放液体的饮料容器，其中待涂布的容器具有主体、肩部区域、底部区域和口部区域，其中为了对容器的内壁和/或外壁涂布，由可流动前驱体形成含硅涂层材料，将可流动前驱体施加到容器的内壁和/或外壁。

根据本发明，待涂布的容器是由纤维基材料制作的容器。可流动前驱体特别优选为含硅气体。

在此情况下，也可优选为，除了纤维，材料中也可存在其它不同的成分，例如，塑料材料或塑料纤维。

因此，由于涂有含硅涂层材料，通过本发明生产的容器可用于液体，并且由于避免使用塑料进行涂布和容器自身的生产，是特别环保的。这样的容器在相对较长的保留期后，例如在海上，理想地完全分解成其成分。因此，将几乎不渗透液体和气体，并且完全没有塑料成分的层施加到容器的壁上。

在优选方法中，在涂布期间，容器设置在涂布室中。在此情况下，该涂布室通过多个壁相对于环境分开，特别是通过两个侧壁、顶壁和底壁。

在此情况下，特别优选提供传输装置，其在涂布室的生产后传输容器。容器优选在传输期间在涂布室内涂布。

优选地，涂层材料没有塑料材料或塑料成分。因此，所用的涂层材料是完全无塑料的，并且可与纤维基容器一起处理或循环使用。由于这样的低塑性涂层，因此不必如已知的纤维基容器那样分开容器的内壁成分与外壁成分且分开处理容器。在这些已知的容器中，例如，塑料预制件已在纤维基容器或由插入纤维基容器的塑料制成的屏障袋内膨胀，以确保该容器的密封完整性。然而，这些必须与纤维基容器分开处理和回收。

在优选方法中，纤维基材料选自材料组，该材料组包括纸浆材料(papiermaché)、纤维素或纸浆等。

含硅涂层材料特别优选为siox。由于涂有siox，纳米级的薄玻璃层或玻璃状层形成在容器的内壁和/或外壁上。在此情况下，siox化合物中的"x"的值可为2、3或4，从而形成化合物sio2、sio3或sio4。

在特别优选的方法中，为了涂布容器的内壁，蒸发可流动前驱体，并且与气态介质且特别是含氧气体一起引入容器的内部。如前所述，可流动前驱体特别优选为含硅气体。

在此情况下，为了涂布内壁，优选以电磁辐射的形式提供能量，例如，微波、高频或低频。特别优选地，该辐射引入上述的涂布室。然后，该辐射通过容器的壁进入容器内，并且与引入容器(含硅气体+氧)中的气体结合，在容器内产生等离子体。通过能量的提供和等离子体的产生，含硅气体的气体分子破裂或分裂成它们的成分，从而形成实际的涂层材料siox，然后沉积在容器的内壁上。在此情况下，这种化学气相沉积或等离子体聚合特别有利于温度敏感材料的涂层，因为存在低温负荷。

然而，作为选择，除了气体外也可将电极引入容器中，给其施加电压脉冲，然后由其形成等离子体，并且由于引入气体的气体分子的破裂或分裂，siox沉积在容器的内壁上。

此外，在siox的形成期间形成co2和h2o，并且作为工艺“废气”提取。在此情况下，上面过程的可能方程为例如：

在此情况下，hmdso为可流动前驱体或含硅气体，与氧气一起提供到容器。所产生的化合物siox为涂层材料，并且co2和h2o为上述的“废气”。在此情况下，在这样的反应中，hmdso用于例如含硅气体。在此情况下，其它的流动介质也是可想到的。因此，在优选实施例中，可流动前驱体选自前驱体组，该前驱体组包括hmdso、hmdsn、teos或其它含硅化合物等。

在所描述的两种涂布方法中，优选在容器内产生真空。为此，容器的口部区域施加密封装置以形成密封。特别优选地，该密封装置也可设置在涂布室内。上面描述的方法特别优选为等离子体涂布法(pecvd＝等离子体增强化学气相沉积)。气体入口和微波供应可以通过引入容器的共同进料管道有利地进行。

在进一步优选方法中，为了涂布容器的外壁，可流动前驱体通过热力作用施加到容器的外壁。

在此情况下，可流动前驱体或含硅气体在喷嘴内部或外部转化为siox，并通过气流将其以喷雾颗粒的形式喷射到容器的外表面或外壁上。作为选择，容器也可加热，并且可流动前驱体可引入到涂布室中。由于加热的容器，发生前驱体的热活化且导致siox的形成，然后沉积在容器壁上。

因此，在本发明中，一种用于pet和/或玻璃瓶等离子涂层的涂布方法或设备被转用到纤维基容器或所谓的纸浆瓶。在此情况下，用siox在真空中的内部涂层来改善屏障。为了制备墨水印刷的玻璃瓶，siox层通常施加有火焰，以便增加表面上的表面能量且改善印刷。在此情况下，该工艺用于外涂层来改善耐湿性且也与本发明一起使用以涂布纸浆瓶。

在优选方法中，容器的内壁和外壁的涂层至少有时同时执行。然而，在此情况下，还可想象到容器的内壁和外壁的涂层优选依次执行且特别优选一个接着一个执行。

在进一步优选的方法中，至少容器的主体、肩部区域和底部区域由纤维基材料形成。在此情况下，至少容器的口部区域有利地由塑料材料形成，例如，pet、pp、ps或pe等。在此情况下，口部区域理解为容器的开口、螺纹和支撑环。在此情况下，容器由塑料材料形成的口部区域可特别优选与容器的主体、肩部区域和底部区域分开回收。因此，与传统的pet瓶以及已知的饮料用纸箱包装相比，待涂布的容器有利地具有非常低的塑料含量。

此外，容器有利地具有封盖，其中封盖由诸如pet、pp、ps或pe等塑料材料或诸如铝等金属生产。因此，容器的封盖可优选地与容器的主体、肩部区域和底部区域分开回收。

此外，本发明还针对于用于涂布容器且特别是饮料用适合于且旨在容放液体的容器的设备，其中待涂布的容器具有主体、肩部区域、底部区域和口部区域，并且设备具有多个涂布站，其中容器可通过传输装置传输到涂布站，其中在涂布站内可将含硅涂层材料施加到容器的内壁和/或外壁。

在此情况下，根据本发明，待涂布的容器为由纤维基材料制作的容器。

优选地，涂布站是封闭的空间，其中该封闭的空间优选形成上述的涂布室。特别优选地，在可移动且特别是可旋转的载体上设置多个涂布站。

在此情况下，用于涂布容器的设备优选地连接上游用于生产容器的设备，并且特别优选地连接上游用于生产纤维基容器的设备。在此情况下，容器优选由传输装置从用于生产容器的设备传输到用于涂布容器的设备。在此情况下，容器的涂布优选在容器通过系统运输的过程中进行。为此，涂布站优选随容器移动。然而，也可想象到，涂布站是静止的涂布站，并且因此容器在涂布期间不移动且特别是不移动通过设备。

在此情况下，传输装置优选具有多个保持装置。这些保持装置优选为夹子，其夹住容器的口部区域，且因此在其“塑料部分”。然而，也可想象到，保持装置为引入到容器口中的芯棒。

用于涂布容器的设备优选为等离子涂层设备。

在进一步的优选实施例中，设备具有进料管道，其适合于且旨在将可流动且特别是气态的介质供给到容器且特别是将可流动介质引入容器中。特别是，在此情况下，这是最终用于涂布容器的内壁的气态介质，并且优选为上述的前驱体以及诸如优选为氧气的气体。

此外，设备优选具有第二进料管道，其适合于且旨在将可流动且特别是气态的介质供给到涂布室或涂布站。在此情况下，这是用于涂布容器的外壁的气态介质，并且因此优选为上述的前驱体以及诸如优选为氧气的气体。

此外，本发明还针对于用于容放液体的容器，例如特别是用于饮料用的容器，其中容器沿着其纵向方向依次具有口部区域、肩部区域、主体和底部区域，其中至少容器的主体和底部区域由纤维基材料形成。

根据本发明，容器具有在内壁和/或外壁上的由含硅涂层材料制作的涂层。根据本发明的容器因此涂有无塑料的涂层材料。

因此，容器的主体和底部区域可优选地与肩部区域和口部区域分开回收。在此情况下，肩部区域和口部区域优选由已知的塑料材料生产，例如pet、pp、ps或pe等，例如从现有技术已知的饮料瓶。

在此情况下，容器优选地设计为适合于且旨在容放液体，例如特别是牛奶、果汁、碳酸和非碳酸软饮、啤酒、水、酒、葡萄酒、汽酒、烈酒、液体食品等。此外，容器优选适合于且旨在通过上述的涂布方法涂布或由上述的设备生产。

在此情况下，口部区域、肩部区域、主体和底部区域的连续排列被理解为意味着容器处于一个直立的位置，即口部区域向上，容器从上到下有口部区域、肩部区域、主体和底部区域。在此情况下，容器的上部位置理解为意味着口部区域比底部区域更加远离地心。

在进一步的优选实施例中，纤维基材料选自材料组，其包括纸浆材料(papier)、纤维素或纸浆等。

在此情况下，至少容器的主体、肩部区域和底部区域特别优选地由纤维基材料生产。因此，在该容器的实施例中，容器的主体和底部区域可与口部区域分开回收。因此，特别优选地，在该容器的实施例中，仅口部区域由塑料材料生产，例如，pet、pp、ps或pe等。然而，优选地，也可想象到用纤维基材料生产整个容器，就是说容器的口部区域、肩部区域、主体和底部区域。

因此，根据本发明的容器是具有尽可能少塑料成分的容器，并且特别优选完全避免用塑料成分。

附图说明

从附图可看出进一步的优点和实施例。

附图中：

图1示出了用于涂布容器的设备的细节。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的用于涂布容器10的设备1的细节。在此情况下，在该图示中，设备1具有第一涂布站2和第二涂布站4，其中优选提供多个这样的涂布站。

该实施例中示出的涂布站2、4的每一个具有第一电极22或24，它们可引入到待涂布的容器10中。然而，如上所述，也可想象到一种涂布方法，其中通过电磁辐射提供能量，例如，微波辐射、高频或低频。此外，也可提供驱动装置(未示出)，以实现第一电极22或24运动到容器中和/或容器10运动到电极22。在此情况下，电极22或24引入容器的口或口部区域10a中。第一电极22或24设计为杆状体，且特别是横截面小于容器10的口横截面的体。在此情况下，第一涂布站2的第一电极22和第二涂布站4的第一电极24优选彼此独立操作。

另外，涂布站2、4的每一个具有第二电极42、44，它们设置在容器10的外面。该第二电极42或44是反电极，这里优选接地。在此情况下，第一电极22或24和第二电极42或44优选为涂布方法中用于涂布容器的内壁14的部分。

附图标记32表示介质储槽，例如，可流动前驱体或含硅气体的储槽。附图标记34表示将可流动介质从介质储槽32供给到容器10的进料管道，并且附图标记36表示控制介质供入容器10的控制装置。特别是，在此情况下，控制可流动介质的时间或数量。

在此情况下，如图1所示，容器10在纵向方向l上依次具有口部区域10a、肩部区域10b、底部区域10c和主体10d。此外，附图标记12表示容器的外壁。

此外，附图标记18表示密封装置。在此情况下，容器10压向该密封装置18，从而容器10内可产生真空。

申请人保留权利，要求申请文件中披露的所有特征，只要它们是单独的或与现有技术相结合的新颖的，对于发明是必不可少的。此外，需要指出的是，在个别图纸中也描述了可能本身有利的特征。本领域的技术人员应立即认识到，图纸中描述的特定特征在不与该图中的进一步特征结合的情况下也可能是有利的。此外，本领域的技术人员应认识到，优点也可能来自于个别图纸或不同图纸中给出的几个特征的组合。

附图标记

1设备

2第一涂布站

4第二涂布站

6涂布室

10容器

10a口部区域

10b肩部区域

10c底部区域

10d主体

12容器10的外壁

14容器10的内壁

18密封装置

22、24第一电极

32介质储槽

34进料管道

36控制装置

42、44第二电极