JP2001213641A - ガラス壜およびその製造方法 - Google Patents

ガラス壜およびその製造方法

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JP2001213641A JP2000022253A JP2000022253A JP2001213641A JP 2001213641 A JP2001213641 A JP 2001213641A JP 2000022253 A JP2000022253 A JP 2000022253A JP 2000022253 A JP2000022253 A JP 2000022253A JP 2001213641 A JP2001213641 A JP 2001213641A
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glass bottle
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alkali
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Satoru Yamamoto
哲 山本
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Ishizuka Glass Co Ltd
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Ishizuka Glass Co Ltd
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/001General methods for coating; Devices therefor
    • C03C17/003General methods for coating; Devices therefor for hollow ware, e.g. containers
    • C03C17/005Coating the outside
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • C03C17/23Oxides
    • C03C17/25Oxides by deposition from the liquid phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐傷性に優れて長期間にわたって繰り返し使
用することができるガラス壜およびその製造方法を提供
すること。 【解決手段】 外表面に耐アルカリ性を有する無機コー
ティング膜を形成し、更にその表面に耐アルカリ性を有
する有機コーティング膜を形成した。また、ガラス壜の
外表面に、Sn、Ti、Zr、Siを主成分とする耐ア
ルカリ性を有する無機コーティング膜を形成し、次いで
該無機コーティング膜上にポリエチレン系樹脂、アクリ
ル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリプロピレン系樹
脂、界面活性剤、不飽和カルボン酸、シランカップリン
グ剤のいずれかを主成分とするコーティング原料物質を
接触させて耐アルカリ性を有する有機コーティング膜を
形成することで製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐傷性に優れて長
期間にわたって繰り返し使用することができるガラス壜
およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、ガラス壜の耐傷性を向上させ
る目的で外表面に無機コーティング膜や有機コーティン
グ膜を形成することが知られている。前者は、いわゆる
ホット・エンド・コーティングと称され、ガラス壜の外
表面にSnO2 膜やTiO2 膜を形成することで耐摩耗
性・滑性を付与し耐傷性を向上させるものである。一
方、後者はいわゆるコールド・エンド・コーティングと
称され、ガラス壜の外表面に滑性を付与し耐傷性を向上
させるものである。
【0003】しかしながら、これらのコーティングはワ
ンウェイ壜の耐摩耗性・滑性を向上させるには十分に効
果を発揮するものであるが、リターナブル壜には適用す
ることができないものであった。即ち、前記コーティン
グ膜の厚みは10nm 以下の薄いものであるため、回収
毎にアルカリ溶液によって洗浄・殺菌処理されるリター
ナブル壜の場合には、コーティング膜が簡単に剥離して
しまい、その効果を失ってしまうという問題点があっ
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来の問題点を解決して、ワンウェイ壜だけでなくリタ
ーナブル壜のような繰り返し使用される壜にも十分な耐
摩耗性・滑性を付与して長期間にわたる耐傷性を維持す
ることができるガラス壜およびその製造方法を提供する
ことを目的として完成されたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、外表面に耐アルカリ性を有する
無機コーティング膜を形成し、更にその表面に耐アルカ
リ性を有する有機コーティング膜を形成したことを特徴
とするガラス壜と、ガラス壜の外表面に、Sn、Ti、
Zr、Siを主成分とする耐アルカリ性を有する無機コ
ーティング膜を形成し、次いで該無機コーティング膜上
にポリエチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン
系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、界面活性剤、不飽和カ
ルボン酸、シランカップリング剤のいずれかを主成分と
するコーティング原料物質を接触させて耐アルカリ性を
有する有機コーティング膜を形成することを特徴とする
ガラス壜の製造方法である。
【0006】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好ましい実施の
形態を示す。前記の耐アルカリ性を有する無機コーティ
ング膜は、ガラス壜に耐摩耗性・滑性を付与するための
ものであるが、更に本発明では後述する有機コーティン
グ膜の接着基材としても作用するものである。即ち、有
機コーティング膜を壜表面に直接コーティングした場合
は、ガラス内部からのNa成分の溶出により接着性を維
持できなくなるが、無機コーティング膜があればNa成
分のブロッキング材として働くため長期間にわたって有
機コーティング膜を接着することが可能となる。また、
耐アルカリ性を有するので、アルカリ溶液によって洗浄
・殺菌処理を繰り返しても無機コーティング膜が壜表面
から剥離することがなくなる。
【0007】無機コーティング膜を形成するコーティン
グ原料物質としては、Sn、Ti、Zr、Siの酸化物
およびこれらの複合酸化物より選ばれる1種または2種
以上を主成分とするものである。更に、これらにB、C
u、Mn、Znより選ばれる1種または2種以上を加え
ることもできる。また、無機コーティング膜の膜厚は3
0〜200nmの範囲、特に望ましくは80〜120nmの
範囲にあることが好ましい。30nm未満では十分な耐ア
ルカリ性を確保することができず、200nmより大きい
場合はコーティング膜にクラックを発生させるおそれが
あるからである。
【0008】このような無機コーティング膜は、例えば
ホット.コーティングにより形成することができる。即
ち、外表面温度を400〜650℃としたガラス壜に、
前記Sn、Ti、Zr、Siの酸化物を形成(例えば、
塩化物等のハロゲン化物を気化したもの、あるいはそれ
らの水溶液を噴霧したもの等があげられる)するコーテ
ィング原料物質を接触させることにより形成する。40
0℃より低いと十分なコーティング膜の形成が難しく、
650℃より高いとガラス壜が加熱変形するおそれがあ
るため、壜の外表面温度を400〜650℃、望ましく
は500〜600℃としておく。
【0009】また、無機コーティング膜はゾル・ゲル法
を利用して形成することもできる。即ち、Sn、Ti、
Zr、Siからなるアルコキシド、錯体等の有機金属化
合物、塩化物、硝酸塩、酢酸塩からなる金属塩の水溶液
と、有機溶媒希釈液からゾルを作成し、これをガラス壜
に接触させて乾燥ゲルとし、次いで、加熱処理を施して
ガラス壜の外表面に耐アルカリ性を有する無機コーティ
ング膜を形成する。更には、一般的なCVD法やPVD
法等でコーティング膜を形成することもできる。
【0010】一方、耐アルカリ性を有する有機コーティ
ング膜は、前記無機コーティング膜の表面に滑性を付与
するよう作用するものであり、滑り効果によって外部か
ら衝撃があっても逃すことにより壜表面および無機コー
ティング膜上に傷が付くことを防止するのである。ま
た、有機コーティング膜は耐アルカリ性を有するので、
アルカリ溶液によって洗浄・殺菌処理を繰り返しても有
機コーティング膜が剥離することがなく、長期間にわた
って滑性を保持することができる。
【0011】この有機コーティング膜を形成するコーテ
ィング原料物質としては、ポリエチレン系樹脂、アクリ
ル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリプロピレン系樹
脂、界面活性剤、不飽和カルボン酸、シランカップリン
グ剤より選ばれるものである。そして、以上のコーティ
ング膜の屈折率は、母材であるガラス壜を構成するガラ
スの屈折率(1.5〜1.6)に略等しいものとしてお
くことが好ましく、これにより光の反射にムラが発生せ
ず外観品質に優れたものとなるうえ、中身の表示も鮮明
なものとなり好ましい。なお、有機コーティング膜は耐
久性に優れたものであるが、例えばリターナブル壜の場
合、アルカリ洗浄処理毎に施すようにすれば、滑性作用
がより顕著となって傷付き防止効果より得られることと
なり好ましい。
【0012】
【実施例】ガラス壜の外表面に、表1に示されるとおり
の組成・膜厚からなる耐アルカリ性を有する無機コーテ
ィング膜を形成し、アルカリ浸漬テストを行った。な
お、無機コーティング膜の形成はゾルゲル法によるもの
で、ベース組成は金属アルコキシドから合成し、副成分
はリン酸、ホウ酸、Cu、Mnの硝酸塩から合成した。
また、アルカリ浸漬テストは4%NaOH液(80℃)
中に連続浸漬して、目視による外観評価を行った。表中
において、○は剥離、白化ともに無し、△は一部に剥
離、白化有り、×は完全に剥離、白化有りを示す。
【0013】
【表1】
【0014】表1中(a) の無機コーティング膜を形成し
たガラス壜に対し、ポリエチレン樹脂、オレイン酸、ア
クリル系シランカップリグ剤をそれぞれコーティングし
て、有機コーティング膜を形成した。コーティング法
は、ディップコート法とし、コート後150℃で30分
加熱処理した。得られたガラス壜を4%NaOH液(8
0℃)中に連続浸漬した後、加傷試験を行った。加傷試
験は、直径5mmのジルコニアボールで荷重をかけてスク
ラッチテストを行い、顕微鏡観察により傷が発生した荷
重で評価した。得られた結果は図1に示されるとおり
で、本発明品が優れた耐加傷性を有することが確認でき
た。なお、エタノールで拭いたものや、有機コーティン
グ膜を形成しなかったものは耐加傷性が劣ることが判明
した。
【0015】表1中(b) の無機コーティング膜を形成し
たガラス壜に対し、前記と同様にしてポリエチレン樹脂
およびオレイン酸のコーティング膜を形成した。一方、
比較例として無機コーティング膜を形成しないガラス壜
に対し同様の有機コーティング膜のみを形成したものを
準備し、前記と同様に加傷試験を行った。得られた結果
は図2に示されるとおりであった。
【0016】Cu−Ti−B系の無機コーティング膜と
ポリエチレンンコートの有機コーティング膜を形成した
もの、およびSi−Zr系の無機コーティング膜とポリ
エチレンンコートの有機コーティング膜を形成したもの
を4%NaOH液(70℃)中に10分間浸漬して洗浄
した後、ラインシュミレーター1分を市場回転数として
繰り返し加傷テストを行った。得られたガラス壜の衝撃
強度および内圧強度の変化は表2、表3および図3、図
4に示すとおりであり、本発明品が優れた耐加傷性を有
することが確認できた。なお、コーティング膜を形成し
ないもの、および有機コーティング膜のみを形成したも
のを比較例として示す。
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明はワンウェイ壜だけでなくリターナブル壜のような繰
り返し使用される壜にも十分な耐摩耗性・滑性を付与し
て長期間にわたる耐傷性を維持することができるもので
ある。よって本発明は従来の問題点を一掃したガラス壜
およびその製造方法として、産業の発展に寄与するとこ
ろは極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】耐アルカリテスト時間と加傷荷重の関係を示す
グラフである。
【図2】耐アルカリテスト時間と加傷荷重の関係を示す
グラフである。
【図3】市場回転数と衝撃強度の関係を示すグラフであ
る。
【図4】市場回転数と内圧強度の関係を示すグラフであ
る。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外表面に耐アルカリ性を有する無機コー
    ティング膜を形成し、更にその表面に耐アルカリ性を有
    する有機コーティング膜を形成したことを特徴とするガ
    ラス壜。
  2. 【請求項2】 無機コーティング膜が、Sn、Ti、Z
    r、Siの酸化物およびこれらの複合酸化物より選ばれ
    る1種または2種以上である請求項1に記載のガラス
    壜。
  3. 【請求項3】 無機コーティング膜に、更にP、B、C
    u、Mn、Znより選ばれる1種または2種以上を加え
    た請求項2に記載のガラス壜。
  4. 【請求項4】 無機コーティング膜の膜厚が30〜20
    0nmの範囲にある請求項1〜3のいずれかに記載のガラ
    ス壜。
  5. 【請求項5】 有機コーティング膜が、ポリエチレン系
    樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリプロ
    ピレン系樹脂、界面活性剤、不飽和カルボン酸、シラン
    カップリング剤より選ばれるものである請求項1〜4の
    いずれかに記載のガラス壜。
  6. 【請求項6】 コーティング膜の屈折率が、母材である
    ガラス壜を構成するガラスの屈折率に略等しいものであ
    る請求項1〜5のいずれかに記載のガラス壜。
  7. 【請求項7】 ガラス壜の外表面に、Sn、Ti、Z
    r、Siを主成分とする耐アルカリ性を有する無機コー
    ティング膜を形成し、次いで該無機コーティング膜上に
    ポリエチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系
    樹脂、ポリプロピレン系樹脂、界面活性剤、不飽和カル
    ボン酸、シランカップリング剤のいずれかを主成分とす
    るコーティング原料物質を接触させて耐アルカリ性を有
    する有機コーティング膜を形成することを特徴とするガ
    ラス壜の製造方法。
  8. 【請求項8】 外表面温度を400〜650℃としたガ
    ラス壜に、Sn、Ti、Zr、Siの酸化物を形成する
    コーティング原料物質を接触させて耐アルカリ性を有す
    る無機コーティング膜を形成する請求項7に記載のガラ
    ス壜の製造方法。
  9. 【請求項9】 ガラス壜表面にSn、Ti、Zr、Si
    を主成分とするゾルを接触させて乾燥ゲルとした後、加
    熱処理して耐アルカリ性を有する無機コーティング膜を
    形成する請求項7に記載のガラス壜の製造方法。
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