Способ нанесения лакокрасочного покрытия на стеклянное изделие
METHOD FOR APPLYING PAINT AND VARNISH COATING ON GLASS PRODUCT

Изобретение относится к способам нанесения окрашивающего покрытия на изделия, выполненные из твердого материала, такого как стекло, в основном, на стопки, бокалы, а также бутылки и прочие сосуды для хранения продуктов.
Известен способ нанесения покрытия на керамическую подложку см. заявку РФ №2006105507, от 10.07.2006. Данный способ включает:
(a) последовательное нанесение на, по крайней мере, часть подложки двух или более (в том числе красящих) композиций, где каждая из композиций включает, по меньшей мере, одно способное отверждаться органическое связующее и множество частиц, которые являются твердыми при или ниже первой температуры и размягчаются при второй температуре, которая равна или выше температуры, при которой отверждается связующее композиции, где каждая композиция может быть той же самой или отличной от другой композиции (композиций) и где, по крайней мере, часть композиций может необязательно включать упомянутое множество частиц; и
(b) практически одновременное отверждение связующих в композициях с образованием слоев покрытия.
Недостатком данного способа является не возможность создания в покрытиях окон свободных от нанесенного красящего покрытия.
Наиболее близким техническим решением является способ окрашивания изделия см. заявку РФ №2008119091 от 20.11.2009. Данный способ предусматривает:
а) размещение окрашиваемого изделия в нагретую камеру или сосуд достаточно большого размера для размещения изделия,
б) распыление красящего раствора и (или) раствора, содержащего улучшающую эксплуатационные качества добавку, на поверхность изделия таким образом, чтобы вся поверхность изделия была покрыта красящим раствором и (или) раствором, содержащим улучшающую эксплуатационные качества добавку,
в) распыление органического раствора на поверхность изделия таким образом, чтобы вся поверхность изделия была покрыта органическим раствором,
г) распыление воды на поверхность изделия таким образом, чтобы вся поверхность изделия была покрыта водой, и
д) удаление изделия из камеры.
Недостатком данного способа также является не возможность создания в покрытиях окон свободных от нанесенного красящего покрытия.
Цель предлагаемого изобретения это быстрое и простое создание на изделии ровных прозрачных окон в окрашивающем покрытии изделия.
Технический результат - увеличение производительности получения лакокрасочных покрытий на стеклянных изделиях с неокрашенной областью.
Технический результат достигается тем, что способ нанесения покрытия на изделие заключается в том, что:
- на изделие наклеивают фасонную термоусадочную пленку, которая защищает изделие от наносимого покрытия, при этом оставаясь в неизменном виде до температурного воздействия, обусловленного свойствами применяемой термоусадочной пленки,
- затем на изделие наносят, по меньшей мере, одно покрытие полностью или частично перекрывающее фасонную термоусадочную пленку,
- после нанесения покрытия, либо после закрепления покрытия, нагревают изделие целиком либо область с фасонной термоусадочной пленкой до ее сжатия в одном или нескольких направлениях до деформации адгезионного слоя клея под действием термоусадочных напряжений и свободного отделения фасонной термоусадочной пленки.
При этом после сжатия в одном или нескольких направлениях фасонной термоусадочной пленки ее снимают контактными или бесконтактными способами. Бесконтактный способ снятия фасонной термоусадочной пленки осуществляется обдувом пленки направленным потоком воздуха или вращением изделия за счет центробежных сил. А контактный способ снятия фасонной термоусадочной пленки осуществляется щеткой, снимающей сжатую фасонную термоусадочную пленку.
Кроме того термоусадочная пленка должна быть выполнена самоклеящейся и представлять собой полиэфирную пленку или полиолефиновую пленку, или пленку из поливинилхлорида, или пленку из полистирола, или пленку из полиэтилена высокого давления, или пленку  из полипропилена, со слоем клея с возможностью сжатия в одном или нескольких направлениях под воздействием температуры от 20° до 250° С. Термин "полиэфир", использованный в данном случае, относится как гомо- так и сополиэфирам, в которых гомополиэфиры следует считать полимерами, полученными конденсацией одной дикарбоновой кислоты с одним диолом, а сополиэфиры - полимеры, полученные из конденсации одной или больше дикарбоновых кислот с одним или больше диолами.
Термоусадочная пленка представляет собой однослойную или многослойную пленку.
В термоусадочной пленке используется съемный клей на основе синтетических или натуральных полимеров, в том числе акриловых полимеров и их модификаций, силиконовых полимеров и их модификаций.
Также покрытие должно быть выполнено на основе органических лаков или красок или выполнено на основе неорганических красок.
После отделения фасонной термоусадочной пленки продолжают нагрев изделия целиком либо области с фасонной термоусадочной пленкой до полного затвердевания покрытия.
Изделие выполняют из стекла, и оно представляет собой бутылку, или бокал, или рюмку, или стопку, или кружку, или емкость (флакон) для парфюмерно-косметических изделий, или емкость для пищевых продуктов.
В качестве примера осуществления предлагаемого способа рассмотрим изделие бутылку  на которую необходимо нанести покрытие - краску, при этом на ней необходимо сделать ровное прозрачное окно в виде геометрической фигуры, например круга, либо иной любой фигуры, в том числе сложной (цветок, яблоко и т.д.).
Получение неокрашенных участков в технологии нанесения лакокрасочных материалов методами окрашивания в непрерывном режиме является трудоемким независимо от агрегатного состояния лакокрасочного материала и способа его подачи. Ровный край может быть получен с помощью полиэфирной пленки с клеевым слоем выполняющую роль маски. Такие пленки нашли широкое применение в промышленности. Однако такие пленки наклеиваются и снимаются вручную, что сильно замедляет непрерывный процесс декорации стеклоизделий с помощью органических покрытий, увеличивает  трудозатраты и их себестоимость.
Поэтому в нашем случае:
1. Берется самоклеящаяся  полиэфирная термоусадочная пленка (с предварительно нанесенным слоем клея) размещенная на анти адгезионной подложке - лайнере;
2.  Высекается фасонное изделие с помощью оборудования для рулонной высечки, например, круг, яблоко, изображение товарного знака…;
3. Фасонное изделие в виде самоклеящейся термоусадочной пленки наклеивают на изделие с помощью машин карусельного типа;
4. Окрашивают бутылку с наклеенным на него изделием в виде фасонной термоусадочной пленки, например, любым органическим лаком, при этом лак может наносится в несколько слоев;
5. Термообрабатывают бутылку в процессе которой происходит усадка (сжатие) изделия с последующим его удалением известными способами.
Иными словами, при нагревании бутылки с уже наклеенной пленкой, при определенной температуре она  сама  отваливается,  оставляя  ровный  круг (окно) или любое другое необходимое изображение на окрашенной бутылке.
При этом термоусадочная пленка выполняет роль маски защищающей поверхность стеклянной тары от попадания на нее органического лака в том месте, где эта пленка наклеена, создавая неокрашенную поверхность стекла заданной формы;
Материал термоусадочной пленки представляет собой полиэфирную пленку с свойствами термической усадки позволяющими пленке сокращаться под воздействием температуры от комнатной до 250°С. Это намеренно указанный максимум. В реальности полимер реагирует при более низких температурах в этом интервале. Важно понимать, что реакция полимера - это еще не окончание процесса в нашем способе удаления маски, это его необходимое начало. Завершением удаления маски является ее падение в нужном месте при прохождении стеклянной тары по конвейеру.
Используемый органический лак, да и другие покрытия, нуждаются в температурной обработке с целью придания им необходимых физико-механических характеристик.
Также покрытие может быть выполнено на основе неорганических красок (стеклоэмалей)». В этом случае в суспензию стеклоэмали добавляется временная технологическая связка в форме полимера с целью придания покрытию необходимой и достаточной прочности после термообработки от 20 до 250°С и после охлаждения изделия, его транспортируют в печь для дальнейшей высокотемпературной обработки в интервале от 20 до 1000°С.
На одну из сторон полимерной пленки должна быть нанесена клеящая основа, например, выполненная на основе акриловых полимеров. Также возможно применение в составе силиконовых полимеров, как более термоустойчивых при нагревании, во-первых - сохраняющих свою клеящую способность в необходимой и достаточной степени, а во-вторых - не оставляющей следов на стекле после удаления с его поверхности.
Кроме того, толщина слоя клея может варьироваться для сохранения уже деградировавшей под воздействием температуры пленки на поверхности стекла бутылки столько сколько это будет необходимо до того момента, когда термоусадочная пленка будет удалена известными методами или удалилась без их применения. Но, что важно, желаемым является удаление после прохождения стадии термообработки органического лака, а не во время прохождения стадии термообработки. Однако, удаление может происходить и во время термообработки лака.
Для автоматического нанесения термоусадочная пленки на бутылку, ее основная часть с клеевым слоем должна быть нанесена на вспомогательную полимерную пленку - лайнер, который выполняет роль средства доставки основной термоусадочной пленки своим клеевым слоем на поверхность стеклянной бутылки. Сила сцепления клея основной термоусадочной пленки с бутылкой несоизмеримо выше, чем сила сцепления клея вспомогательной пленки с термоусадочной пленкой. Это достигается различной степенью обработки сторон основной и вспомогательной пленок, контактирующих клеем между ним и изменяющей ее поверхностное натяжение.
Система основной термоусадочной и вспомогательной пленок с клеем между ними используется для нанесения на стеклянную тару основной пленки заданной формы с помощью этикетировочного оборудования обеспечивающего требуемую точность ее размещения на поверхности изделия.
Применение способа нанесения «самоудаляющейся маски» с помощью этикетировочного оборудования является уникальным, так как ранее этот способ применялся только для нанесения этикетки, которая оставалась на изделии до конца его жизненного цикла в случае одноразовой тары или до начала следующего цикла использования в случае многоразовой тары. В нашем случае маска выполняет роль этикетки на ограниченном временном отрезке, еще до момента начала ее эксплуатации.
Применение описанного выше способа автоматического удаления маски (термоусадочной пленки) с окрашиваемой поверхности является уникальным и востребованным в случае непрерывного производства изделий, ограниченного времени обработки изделия, недопустимости снижения производительности и повышения себестоимости изделия. Случай применения способа удаления нашей маски во время периодического производства изделий возможен, но выигрыш в снижении затрат времени и, как следствие, в себестоимости изделия менее значим.