一种玻璃容器，包括：外表面和与所述外表面相对的内表面；以及至少沉积在所述外表面的部分上的聚氨酯丙烯酸酯聚合物涂层，其特征在于，所述玻璃容器具有计算如下的轻量指数L：L＝[容器重量(g)/(容器体积(ml))0.77]*0.44所述轻量指数L小于1，优选小于0.90，更优选小于0.75，以及最优选小于0.60。
外表面和与所述外表面相对的内表面；以及至少沉积在所述外表面的部分上的聚氨酯丙烯酸酯聚合物涂层，其特征在于，所述玻璃容器具有计算如下的轻量指数L：
L=[容器重量(g)/(容器体积(ml)) ]*0.44所述轻量指数L小于1。
2.根据权利要求1所述的玻璃容器，其中，所述轻量指数L小于0.90。
3.根据权利要求1所述的玻璃容器，其中，所述轻量指数L小于0.75。
4.根据权利要求1所述的玻璃容器，其中，所述轻量指数L小于0.60。
5.根据权利要求1所述的玻璃容器，其中，所述涂层的特征在于比率T，T等于涂层厚度的样本标准偏差÷涂层厚度，所述涂层厚度是在容器外表面圆周处沿着在垂直于所述容器的纵轴的平面中延伸的理论线测量的，T的最大值为0.062。
6.根据权利要求5所述的玻璃容器，其中，T的最大值为0.050。
7.根据权利要求5所述的玻璃容器，其中，T的最大值为0.044。
8.根据权利要求1所述的玻璃容器，其中，所述容器的抗内压性至少为12bar。
9.根据权利要求8所述的玻璃容器，其中，所述容器的抗内压性至少为20bar。
10.根据权利要求1所述的玻璃容器，其中，所述玻璃容器的抗冲击性为70cm/s。
11.根据权利要求1所述的玻璃容器，其中，所述玻璃容器的抗冲击性为120cm/s。
12.根据权利要求1所述的玻璃容器，其中，所述玻璃容器的抗冲击性为210cm/s。
13.根据权利要求1所述的玻璃容器，其中，所述玻璃容器的内部容积为10cL至1.2L。
14.根据权利要求1所述的玻璃容器，其中，所述聚氨酯丙烯酸酯聚合物涂层的平均厚度为20μm至40μm。
15.根据权利要求1所述的玻璃容器，其中，所述聚氨酯丙烯酸酯聚合物涂层限定所述容器的暴露的外部接触区域，在所述聚氨酯丙烯酸酯聚合物涂层之上没有另外的涂层。
16.根据权利要求1所述的玻璃容器，其中，所述聚氨酯丙烯酸酯聚合物涂层施加在热端涂层之上。
17.根据权利要求1所述的玻璃容器，其中，所述容器是饮料瓶。
18.根据权利要求17所述的玻璃容器，其中，所述饮料瓶是碳酸饮料瓶。
19.根据权利要求17所述的玻璃容器，其中，所述瓶是啤酒瓶或苹果酒瓶。
20.根据权利要求1所述的玻璃容器，其中，所述玻璃容器是可回收的或不可回收的玻璃瓶。
21.涂覆具有纵轴的玻璃容器的方法，所述方法包括以下步骤：‑提供玻璃容器，所述玻璃容器涂覆有热端涂层；
‑通过数字印刷技术将聚氨酯丙烯酸酯聚合物沉积在所述容器的至少一部分外表面上；
‑固化沉积在所述容器上的所述聚氨酯丙烯酸酯聚合物以获得涂层，其特征在于，所述玻璃容器具有计算如下的轻量指数L：
L=[容器重量(g)/(容器体积(ml)) ]*0.44所述轻量指数L小于1。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述轻量指数L小于0.90。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，所述轻量指数L小于0.75。
24.根据权利要求21所述的方法，其中，所述轻量指数L小于0.60。
25.根据权利要求21所述的方法，其中，所述涂层的特征在于比率T，T等于涂层厚度的样本标准偏差÷涂层厚度，所述涂层厚度是在容器外表面圆周处沿着在垂直于所述容器的纵轴的平面中延伸的理论线测量的，T的最大值为0.062。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，T的最大值为0.050。
27.根据权利要求25所述的方法，其中，T的最大值为0.044。
28.根据权利要求1至20中任一项所述的玻璃容器用于盛装饮料的用途。
29.根据权利要求28所述的用途，其中，所述饮料是碳酸饮料。
30.根据权利要求1至20中任一项所述的玻璃容器用于盛装啤酒或苹果酒的用途。
具有沉积在玻璃容器外表面上的聚氨酯丙烯酸酯聚合物保护
涂层的玻璃容器、其制造方法及用途
技术领域
[0001] 本公开一般涉及涂覆有聚合物的玻璃容器。更具体地，本公开涉及涂覆有聚氨酯丙烯酸酯聚合物涂层的玻璃容器，尤其是饮料瓶，特别是不可回收的饮料瓶。
背景技术
[0002] 玻璃容器在包装工业中被广泛使用和重复利用，来用于包装不同类型的内容物，例如液体或固体，例如饮料、食品、药物液体和固体物质、水或任何其他物质。包装好的产品也被运送到远处以交付给最终消费者。在生产、填装和运输过程中，由于两个玻璃容器在相互碰撞时产生的摩擦，玻璃容器会被擦伤和划伤。此外，碰撞造成的冲击也可能导致玻璃容器破裂。此外，可回收玻璃容器的强度也可能由于热震和冲击以及相互碰撞而受到影响。
[0003] 将内容物包装到玻璃容器中主要取决于玻璃的机械强度，这也受到所采用的加工技术(包括制造和填装玻璃容器中使用的速度；使用的搬运设备；和/或与其他包装的碰撞)的影响。对玻璃容器造成的机械损伤可以是玻璃的磨损、玻璃表面的擦伤和划伤。对于可回收的瓶子，为了清洁和重新填装而对瓶子进行反复化学处理可能会影响玻璃质量，这最终可能导致其寿命周期缩短。例如，用碱浴处理可回收玻璃容器会损坏玻璃表面。还实施了化学处理和热处理以增强玻璃表面的机械耐久性。
[0004] 当使玻璃瓶轻量化时，玻璃表面和玻璃瓶的强化通常变得更加关键。对环境友好工业的日益关注，推动了材料使用、碳足迹运输和可持续性的限制。当降低玻璃厚度以满足环境友好市场要求时，玻璃瓶的可持续性被推到了极限，玻璃的强化成为防止玻璃破坏的先决条件，从而危及玻璃瓶的可持续性。
[0005] 因此，仍存在提供轻量化玻璃瓶、特别是在其玻璃外表面具有涂层的饮料瓶的市场需要，该涂层对玻璃强度产生积极影响，并保护表面免于擦伤和划伤、磨损及破坏。
发明内容
[0006] 本公开基于令人惊讶的发现解决了上述市场需求，即数字印刷的聚氨酯丙烯酸酯聚合物涂层允许使容器轻量化而不会对容器的可持续性产生负面影响。
[0007] 因此，本公开的一个目的是提供一种具有纵轴的玻璃容器，所述容器包括：
[0008] 外表面和与该外表面相对的内表面；以及
[0009] 至少沉积在该外表面的部分上的聚氨酯丙烯酸酯聚合物涂层，其特征在于，所述玻璃容器具有计算如下的轻量指数L：
[0010] L＝[容器重量(g)/(容器体积(ml))0.77]*0.44
[0011] 该轻量指数L小于1，优选小于0.9，更优选小于0.75，以及最优选小于0.60。
[0012] 本公开的另一个目的是提供一种用于涂覆具有纵轴的玻璃容器的方法，所述方法包括以下步骤：
[0013] ‑提供玻璃容器，所述玻璃容器可选地涂覆有热端涂层；
[0014] ‑通过数字印刷技术将聚氨酯丙烯酸酯聚合物沉积在所述容器的至少一部分外表面上；
[0015] ‑固化沉积在容器上的所述聚氨酯丙烯酸酯聚合物以获得涂层，其特征在于，所述玻璃容器具有计算如下的轻量指数L：
[0016] L＝[容器重量(g)/(容器体积(ml))0.77]*0.44
[0017] 该轻量指数L小于1，优选小于0.9，更优选小于0.75，以及最优选小于0.60。
[0018] 本公开的另一个目的是使用如上确定的或通过上述方法生产的玻璃容器作为容器，优选作为瓶，用于盛装饮料，优选碳酸饮料，例如啤酒或苹果酒。
[0019] 具体发明内容
[0020] 根据本公开的一个优选实施方式，其中涂层具有比率T，T等于涂层厚度的样本标准偏差÷涂层厚度，
[0021] 涂层厚度是在容器外表面圆周处沿着在垂直于所述容器的纵轴的平面中延伸的理论线测量的，T的最大值为0.062，优选最大值为0.050，最优选最大值为0.044。
[0022] 根据本公开的第一个实施方式，玻璃容器是不可回收(一次性)瓶，其抗冲击性优选为至少70cm/s，优选为至少120cm/s，最优选为至少210cm/s，和/或抗内压性为至少12bar，优选为至少20bar。
[0023] 根据本公开的第二个实施方式，玻璃容器是可回收瓶，其抗冲击性优选为至少75cm/s，优选为至少120cm/s，最优选为至少210cm/s，和/或抗内压性为至少12bar，优选为至少20bar。
[0024] 根据本公开的玻璃容器优选具有平均厚度为20μm至40μm的聚氨酯丙烯酸酯聚合物涂层，该聚氨酯丙烯酸酯聚合物涂层优选限定了容器的暴露的外部接触区域，在所述聚氨酯丙烯酸酯聚合物涂层之上没有另外的涂层。聚氨酯丙烯酸酯聚合物涂层可施加在冷端涂层之上。
[0025] 玻璃容器优选是饮料瓶，更优选碳酸饮料瓶，最优选啤酒瓶或苹果酒瓶。
附图说明
[0026] 图1示出了显示根据本公开实施方式的涂覆玻璃容器的玻璃表面的方法的流程图。
[0027] 图2示出了根据本公开的玻璃瓶。
具体实施方式
[0028] 本公开提供轻量玻璃体的玻璃表面上的独特的保护涂层，用于增加玻璃在抗冲击性方面的强度。该涂层还保护了玻璃表面免受擦伤和划伤。在一个优选实施方式中，玻璃体是玻璃容器，特别是玻璃瓶。根据本公开，优选部分或整个玻璃表面涂覆有聚氨酯丙烯酸酯聚合物涂层。
[0029] 聚氨酯丙烯酸酯聚合物涂层具有非常低的摩擦系数、是自润滑的并且非常耐磨。因此，在玻璃表面的聚氨酯丙烯酸酯聚合物的聚合物涂层还保护玻璃表面免受通常由于两个玻璃表面之间的碰撞产生的摩擦造成的磨损、擦伤和划伤。此外，由于聚氨酯丙烯酸酯聚合物涂层是自润滑的，玻璃表面具有光滑的表面，这防止了两块玻璃相互紧贴，从而避免摩擦。
[0030] 玻璃容器、优选饮料瓶，限定了内部空间，该内部空间由主体部分界定，该主体部分沿瓶子的纵向轴线延伸，并且在一侧延伸到瓶子的底部中、跟部(heel)(延伸到底部中)处，主体部分在其另一侧、在瓶子的肩部处延伸至延伸到瓶口中的颈部部分中，通过瓶口可以进入内部空间以装填和排空瓶子。在常见的玻璃瓶设计中，玻璃瓶在跟部和/或在肩部具有最大直径(垂直于纵轴测量)。
[0031] 根据本公开，玻璃瓶具有轻量指数L(由日本玻璃瓶协会定义)，L计算如下[0032] L＝[瓶重量(g)/(瓶体积(ml))0.77]*0.44
[0033] 该轻量指数L小于1，优选小于0.90，更优选小于0.75，以及最优选小于0.60。
[0034] 图1提供了显示根据本发明生产玻璃容器的方法的流程图。如图所示，方法100包括：步骤102：吹制玻璃容器，该玻璃容器限定了外表面和与外表面相对的内表面；步骤104：将所述玻璃容器冷却至玻璃的Tg以下；步骤106：通过数字印刷技术将聚氨酯丙烯酸酯聚合物沉积在所述容器的至少一部分外表面上；和步骤108：固化沉积在容器上的所述聚氨酯丙烯酸酯聚合物以获得涂层，所述涂层具有均匀的厚度，其特征在于比率T，其中T等于[0035] 涂层厚度的样本标准偏差÷涂层厚度，
[0036] 涂层厚度是在容器外表面圆周处沿着在垂直于所述容器的纵轴的平面中延伸的理论线测量的，T的最大值为0.062，优选最大值为0.050，最优选最大值为0.044。
[0037] 如此生产的容器、优选玻璃瓶，可以是不可回收(一次性)瓶或可回收瓶，在该瓶上施加优选平均厚度为20μm至40μm的涂层。
[0038] 在一次性瓶的情况下，其中该一次性瓶通常重量轻且被设计为在填装、运输和消费周期期间保持功能，涂层使得将瓶子的抗冲击性提高到至少70cm/s，优选至少120cm/s并且最优选至少210cm/s，和/或使得将瓶子的抗内压性提高到至少12bar，优选至少20bar。这特别适合用于盛装碳酸饮料(如啤酒)的瓶子。
[0039] 在可回收瓶的情况下，其中该可回收瓶被设计为在一连串的六个或更多个填装、运输、消耗和清洁循环期间保持功能，涂层使得将瓶子的抗冲击性提高到至少70cm/s，优选至少120cm/s并且最优选至少210cm/s，和/或使得将瓶子的抗内压性提高到至少12bar，优选至少20bar。同样，这特别适合用于盛装碳酸饮料(如啤酒)的瓶子。
[0040] 无论容器或特别是瓶子的类型如何，要容纳在其中的体积优选在10cl和1.2l之间的范围内。
[0041] 聚氨酯丙烯酸酯涂层
[0042] 通常，聚氨酯丙烯酸酯由异氰酸酯、多元醇、丙烯酸酯制备。异氰酸酯的实例包括六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、异氰酸苯酯、异氰酸萘酯等。
[0043] 多元醇的实例包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、丙烯酸多元醇、聚硅氧烷多元醇等。聚酯多元醇的实例包括聚乙二醇、聚丙二醇、由环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物组成的多元醇、聚丁二醇等。聚酯多元醇的实例包括己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇等。
[0044] 丙烯酸酯优选为具有羟基和一个或多个丙烯酸基的丙烯酸酯，具有单个丙烯酸基的羟基丙烯酸酯的实例包括丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟酰基酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯等。具有多个(优选2个或更多个以及4个或更少的)丙烯酸基的羟基丙烯酸酯的实例包括季戊四醇三丙烯酸酯等。
[0045] 为了获得在主链末端的至少一侧具有多个丙烯酸基的聚氨酯丙烯酸酯，优选使用具有多个丙烯酸基的羟基丙烯酸酯。
[0046] 与丝网印刷或喷涂等其他施加技术相比，聚氨酯涂层的数字印刷使得对涂层的厚度和均匀性的控制有了改进。这种改进的控制导致涂层不易产生表面效应，并且这被认为在材料使用以及施加和固化的能量消耗方面更环保。
[0047] 抗冲击性测试方法
[0048] 通常，冲击是在特定物品的接触点(例如瓶子的肩部和跟部或品脱玻璃杯(pint glass)的边缘)进行的，并且进行测试直到样本破坏。但是，也可以执行客户要求，例如测试进行到第一次损坏可见或在特定冲击位置发生第一次损坏。对于本公开，本说明书中提供的值是根据行业标准的经校准的AGR冲击器和经ISO 17025认证的UKAS在瓶子的肩部进行测量的。
[0049] 实施例
[0050] 用根据本公开的方法涂覆了如图2所示的玻璃瓶，随后沿着沿瓶子外表面圆周沿着在垂直于瓶子纵轴的平面中延伸的理论线在12个等距点处测量涂层的厚度。重复该测量以从瓶子肩部的三条理论线和瓶子底部的三条理论线收集数据。结果如下表1所示。
[0051]
[0052] 表1
