JP2008094410A - ガラスびん口部天面のコーティング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な設備で容易にガラスびん口部天面にコーティングを行う。
【解決手段】スプレーノズルで、ガラスびん口部上端部に向けて水平方向にコーティング液をスプレーすることで、口部天面に十分にコーティング液を付着させることができ、しかも、ガラスびん内面及び外面にはほとんどコーティング液が付着しない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガラスびんの口部天面に、口部をシールする際のシール材の接着性を向上させるなどの目的で、コーティングを施す方法に関する。

下記特許文献１に示されているように、ガラスびんの口部をシールする際のシール材の接着性を向上させるなどの目的で、口部天面にコーティングを行う場合、びんを倒立状態で保持しコーティング液面に口部天面をつけるディッピングが一般的である。また、２本の回転ロールに架け渡したベルトにコーティング液を含浸させ、このベルトをガラスびん口部天面に押し付けることでコーティングを行うロールコータと呼ばれる装置を用いる場合もある。
特開昭５７−１７５５５４号公報

上記のディッピングによりコーティングを行う方法は、びんを倒立状態で保持しコーティング液面に口部天面をつけなければならないので、自動化するにはロボットアームのような装置を用いなければならず、きわめて効率が悪い、ガラスびん成形ラインとは別にコーティング専用のラインを設けなければならない、コーティング後にコーティング液を強制乾燥させるエネルギーが必要である、などの理由によりコスト高となっていた。上記のロールコータによりコーティングを行う方法も、ロールコータ装置が大掛かりである、ガラスびん成形ラインとは別にコーティング専用のラインを設けなければならない、コーティング後にコーティング液を強制乾燥させるエネルギーが必要である、などの理由によりコスト高となっていた。本発明は、比較的簡単な設備で容易にガラスびん口部天面にコーティングを行うことができるコーティング方法を開発することを課題としてなされたものである。

（請求項１）
本発明は、スプレーノズルで、ガラスびん口部上端部に向けて水平方向にコーティング液をスプレーすることを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法である。スプレーは、対象の面に対して直角方向から行うのが常識的であるが、口部天面に対して上方からスプレーを行うと、コーティング液の大部分がガラスびん内面及び外面に付着し、非常に効率が悪いばかりか、コーティング液の種類によってはびんの美観を損ねたり、内容物に悪影響を及ぼすことがある。しかし、口部天面に対して水平方向にスプレーを行うことで、口部天面に十分にコーティング液を付着させることが可能であり、しかも、ガラスびん内面及び外面にはほとんどコーティング液が付着しないことが見出された。

（請求項２）
また本発明は、前記請求項１のコーティング方法において、前記スプレーノズルの吐出口中心の高さがガラスびん口部天面の高さ±３ｍｍ以内の位置にあることを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法である。吐出口中心の高さは、ガラスびん口部天面の高さ±３ｍｍ以内の位置とするのが好適である。３ｍｍよりも高いとコーティング液が口部天面に付着しにくく、ガラスびん内部に付着しやすくなり、３ｍｍよりも低いとコーティング液が口部天面に付着しにくく、口部外周に多く付着するようになる。

（請求項３）
また本発明は、前記請求項１又は２のコーティング方法において、前記コーティング液のスプレーを、ガラスびんの周囲の複数方向から行うことを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法である。口径の大きなびんの場合、一方向からだけのスプレーでは口部天面の全面にコーティング液を充分付着することが困難であるが、複数方向からスプレーを行うことで口部天面の全面にコーティング液を充分付着させることが可能となる。複数方向からスプレーを行う方法としては、固定又は移動状態のびんに対し、固定又は移動（走行）状態の一つ又は複数のスプレーノズルで複数の異なる方向からスプレーする方法、回転するびんに対し固定状態の一つのスプレーノズルでスプレーする方法などがある。

（請求項４）
また本発明は、前記請求項１〜３のいずれかのコーティング方法において、前記コーティング液をスプレーする場合のミストの広がり角度が、垂直方向で１０°以下、水平方向で４５°〜１１０°であることを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法である。垂直方向のミスト広がり角度が１０°を越えると、コーティング液の付着効率が悪くなり、びん外周にも多く付着しやすくなる。水平方向のミスト広がり角度が４５°に満たないと、口径の大きなびんの場合多くの方向からスプレーしなければならないので能率が悪くなり、１１０°を越えるとミストが拡散しすぎてコーティング液の付着効率が悪くなる。

（請求項５）
また本発明は、請求項１〜４のいずれかのコーティング方法において、前記スプレーノズルの吐出口と前記ガラスびん口部上端部との（最短）距離が１０〜２５ｍｍであることを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法である。吐出口とガラスびん口部上端部との距離が１０ｍｍに満たないと、コーティング液が口部天面に過度に付着し、天面から液だれを生じるおそれがある。また、ミストの広がりが不十分で多くの方向からスプレーしなければならないので能率が悪くなる。２５ｍｍを越えるとミストが広がりすぎてコーティング液の付着効率が悪くなる。

（請求項６）
また本発明は、前記請求項１〜５のいずれかのコーティング方法において、前記コーティング液のスプレーを、ガラスびん成形課程における徐冷炉出口付近において、口部天面温度が６０〜１２０℃のガラスびんに対して行うことを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法である。徐冷炉出口付近の、まだ熱いガラスびんに対してコーティングを行うので、付着したコーティング液の乾燥が早く、強制乾燥が不要でエネルギーコストを削減できる。また、従来徐冷炉出口付近で行っていたガラスびん胴部のコーティング装置（例えば特開２００２−６６３８９）を利用できるので、装置コストが安価になる。

（請求項７）
また本発明は、前記請求項６のコーティング方法において、前記コーティング液のスプレーを、複数の吐出口を有するスプレーノズルを水平方向に走行させながら行うことを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法である。複数の吐出口を有するノズルを走行させながらスプレーすることで、１本のノズルで徐冷炉から出てきたガラスびんにコーティングを行うことができ、コーティング装置の構造が簡単で安価になる。ノズルの吐出口の数は４〜８程度が適当である。

（請求項８）
また本発明は、前記請求項７のコーティング方法において、前記スプレーノズルから吐出するコーティング液の流量が、走行１ｍあたり５〜１６ｍｌであることを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法である。コーティング液の付着の程度は、ノズルの走行距離に対する流量（例えば、ノズルが１ｍ走行する間にスプレーされるコーティング液の総量）に関係する。走行１ｍあたり５ｍｌに満たないとコーティング液の口部天面への付着が不十分になる可能性があり、１６ｍｌを越えるとコーティング液が口部天面に過度に付着し、天面から液だれを生じるおそれがある。

（請求項９）
また本発明は、前記請求項７のコーティング方法において、前記スプレーノズルが同じびん列間をｎ回走行し、１回の走行において前記スプレーノズルから吐出するコーティング液の流量が、走行１ｍあたり（５／ｎ）〜（１６／ｎ）ｍｌであることを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法である。スプレーノズルが同じびん列間をｎ回繰り返して走行する場合は、コーティング液の流量は、請求項８の場合の１／ｎでよい。

本発明のコーティング方法は、スプレーノズルを用いるので、安価な装置で容易にコーティングを行うことができる。また、ガラスびん成形ラインにおいてコーティングを行うことが可能で、コーティングのための特別なラインを必要としない。さらに、口部天面以外はほとんどコーティング液が付着しないので、ガラスびんの美観を損ねたり、内容物に悪影響を及ぼすおそれがない。

図１、２は本発明方法を実施した様子の説明図である。スプレーノズル１は従来周知のものを使用できる。先端のノズルチップ２は水平方向を向いて配置され、先端の吐出口３から水平方向にコーティング液をスプレーする。なお、ノズルチップ２は完全に水平方向を向いていることが望ましいが、±３°程度の誤差は許容される。ノズルチップ先端の吐出口３の中心とガラスびん４の口部天面５の高さの差ｈは、＋３ｍｍ〜−３ｍｍ以内が望ましい。この場合、「＋」は吐出口３が口部天面５よりも高い位置、「−」は低い位置であることを意味する。ノズルチップ２先端の吐出口３とガラスびん４の口部上端部との最短距離ｄは１０〜２５ｍｍが望ましい。吐出口３からは、コーティング液がミストとして噴出されるが、ミストの垂直方向の広がり角度ａは１０°以下、水平方向の広がり角度ｂは４５°〜１１０°が望ましい。図３は好ましいノズルチップ２の一例を示し、左側が正面図、右側が側面図である。ノズルチップ２の先端は半球状とすることができる。吐出口３は横長のスリット状とするのができ、例えば縦０．５ｍｍ、横２．０ｍｍのスリットとすることで上記の好ましいミスト広がり角度を得ることができる。

図４は本発明方法の実施態様の一例の説明図で、ノズルチップ先端の吐出口３の中心が、ガラスびん４の口部天面５よりも若干低い位置にある場合を示している。このような状態でスプレーを行うと、同図上段に示すように、先ずコーティング液６が口部外面上端部に付着するが、スプレーの空気圧が作用して矢印方向、すなわち口部天面５の方向に押し上げられ、同図下段に示すように、一瞬のうちにコーティング液６が口部天面５に付着する。このように、吐出口３の高さがガラスびん口部天面５と同じか、やや下方にある場合でも、口部天面５にコーティング液を付着させることができ、しかも、ガラスびん内部には全くコーティング液が付着しないという、優れた作用効果をもたらす。

図５は、本発明方法をガラスびん成形課程における徐冷炉出口付近において実施する場合のスプレー装置の一例の平面図、図６は側面図である。このスプレー装置１０は、ガラスびんの成形過程における徐冷炉の終端でガラスびん４にコーティング液を噴霧し、その口部天面にコーティングを行うものである。ガラスびん４は、図５に示すように、移動手段である徐冷炉コンベア１１上を整列状態で矢印Ｙ方向に流れてくる。スプレー装置１０は徐冷炉コンベア１１のフレームから立設された支柱１２、支柱１２の上部に幅方向に架け渡された梁材１３、梁材１３に回動支点１４で支持されたレール１５を有する。レール１５の上には走行手段である台車１６が設けられ、この台車はモータ１７によって作動するベルト１８に接続されてレール１５の上を往復走行する。台車１６からは吊下ポスト１９が昇降自在に垂設され、その下端部から水平方向に張り出した腕２０の両端にノズル取付板２１が固定され、それぞれのノズル取付板には３個ずつノズル１が取り付けられている。

レール１５はシリンダ２２の出入りにより回動支点１４を支点として幅方向に対して若干傾斜することができる。図５に示すのは、台車１６がＸ方向（同図の左方向）に走行している場合で、ガラスびん４がＹ方向に移動しているため、ノズル１は常にガラスびん４の列の間を移動することとなる。台車１６が逆にＸ’方向に走行する場合には、シリンダ２２が引っ込み、レール１５は幅方向に対して逆の向きに傾く。このように、ガラスびんへのコーティング液のスプレーは、台車１６と共に移動するノズル１により、ガラスびん４の流れ方向に対してほぼ直角方向（幅方向）に移動しながら行われる。台車１６の往復作動は、徐冷炉コンベアの両端に取り付けられているセンサ２３によってタイミングをとり、ガラスびんの配列を確認して間欠的に作動するようになっている。ノズルのスプレーのオンオフ制御は、台車の走行又は停止に同調させている。このようなスプレー装置の基本構造は、従来のびん胴部にコーティングを行う装置と同様である。

図７はスプレー装置１０におけるガラスびんとノズルの向き関係を示す説明図である。同図において、各ノズル１からスプレーされるミストを点線で示している。１つのノズル取付板２１に取り付けられた３個のノズルは、それぞれ、斜め左側、中央、斜め右側に向けてコーティング液をスプレーするようになっている。各ノズル１はＸ方向に移動しながらスプレーを行うので、各ガラスびんには周囲の複数方法からコーティング液がスプレーされ、口部天面の全周に余すところ無くコーティング液が付着する。

図８は、前記スプレー装置１０と同様のスプレー装置におけるガラスびんとノズルの向き関係の他例を示す説明図である。この場合は、１つのノズル取付板２１に取り付けられた２個のノズルが、それぞれ、斜め左側、斜め右側に向けてコーティング液をスプレーするようになっており、１つのガラスびん４に対して４つの方向からスプレーを行う。この場合も、各ノズル１はＸ方向に移動しながらスプレーを行うので、各ガラスびんには周囲の複数方法からコーティング液がスプレーされ、口部天面の全周に余すところ無くコーティング液が付着する。

図９は、前記スプレー装置１０と同様のスプレー装置におけるガラスびんとノズルの向き関係の他例を示す説明図である。この場合は、スプレー装置１０の吊下ポスト１９に１個のスプレーノズル１が取り付けられている。図１０はこのスプレーノズル１の略側面図、図１１は図１０におけるＡ−Ａ線断面図、図１２は図１０におけるＢ−Ｂ線断面図である。このスプレーノズル１は外管１ａ（外径４ｍｍ、内径３ｍｍ）と内管１ｂ（外径１．５ｍｍ、内径１．０ｍｍ）からなり（図１２）、内管１ｂからはスプレー液、外管１ａと内管１ｂの間からはエアが供給され、内管の先端部分でエアとスプレー液が混合し、吐出口３からスプレー液がミストとなってスプレーされる。スプレーノズル１の下部には水平方向を向いた６個の吐出口３が設けられている。各吐出口３の径は０．８ｍｍで、スプレーノズルの進行方向Ｘと直角方向に２個、４５°の方向に４個設けられている（図１１）。このように、複数の吐出口を有するノズルを走行させながらスプレーすることで、１本のノズルで徐冷炉から出てきたガラスびんにコーティングを行うことができ、コーティング装置の構造が簡単で安価になる。

表１に示すのは、上記１本のノズルを走行させて口部の径８０ｍｍのガラスびんの口部天面にコーティングを行った結果を示している。ノズルの吐出口の垂直方向の位置は、その中心がガラスびん口部天面と同じ高さになるようにして行った。判定の「○」はコーティング液が良好に付着したこと、「×」は付着が不十分であることを示している。この表から明らかなように、コーティング液の付着の程度はノズル流量（ｍｌ／分）ではなく、これを走行速度で除した、ノズルの走行距離に対する流量（ｍｌ／ｍ）に左右される。この流量が５（ｍｌ／ｍ）であれば、コーティング液がガラスびんの口部天面に良好に付着する。なお、１６（ｍｌ／ｍ）を越えるとコーティング液が口部天面に過度に付着し、天面から液だれを生じるおそれがあるので、５（ｍｌ／ｍ）〜１６（ｍｌ／ｍ）が好ましい範囲である。

上記のように、１本のノズルを走行させて口部の径８０ｍｍのガラスびんの口部天面にコーティングを行った。ノズル走行距離１ｍあたりの流量を５．９５（ｍｌ／ｍ）とし、ノズルの吐出口中心高さをガラスびんの口部天面−５ｍｍから＋５ｍｍまで、１ｍｍ刻みに設定してコーティングを行った。その結果、ノズルの吐出口中心高さがガラスびんの口部天面−３ｍｍから＋３ｍｍの場合は、全てコーティング液がガラスびんの口部天面に良好に付着し、−５、−４、＋４、＋５ｍｍの場合は付着が不十分であった。この結果から、スプレーノズルの吐出口中心の高さはガラスびん口部天面の高さ±３ｍｍ以内が好ましい範囲であるといえる。

図１３は上記の徐冷炉終端における実施態様とは異なる実施態様で、回転する回転台２４に載置されたガラスびん４に対して、固定されたノズル１からコーティング液をスプレーする。ガラスびん４が回転することにより、周囲の複数方向からコーティング液がスプレーされることになり、口部天面の全周に余すところ無くコーティング液が付着する。

ガラスびん口部天面にコーティングを行っている状態の側面図である。 ガラスびん口部天面にコーティングを行っている状態の平面図である。 ノズルチップの正面図及び側面図である。 ガラスびん口部天面にコーティングを行っている状態の説明図である。 スプレー装置１０の平面図である。 スプレー装置１０の側面図である。 スプレー装置１０におけるガラスびんとノズルの向き関係を示す説明図である。 ガラスびんとノズルの向き関係の他例を示す説明図である。 ガラスびんとノズルの向き関係の他例を示す説明図である。 図９のスプレーノズル１の略側面図である。 図１０におけるＡ−Ａ線断面図である。 図１０におけるＢ−Ｂ線断面図である。 ガラスびん口部天面にコーティングを行っている状態の側面図である。

符号の説明

１ スプレーノズル
２ ノズルチップ
３ 吐出口
４ ガラスびん
５ 口部天面
６ コーティング液
１０ スプレー装置
１１ 徐冷炉コンベア
１２ 支柱
１３ 梁材
１４ 回動支点
１５ レール
１６ 台車
１７ モータ
１８ ベルト
１９ 吊下ポスト
２０ 腕
２１ ノズル取付板
２２ シリンダ
２３ センサ
２４ 回転台

Claims (9)

1. スプレーノズルで、ガラスびん口部上端部に向けて水平方向にコーティング液をスプレーすることを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法。
2. 請求項１のコーティング方法において、前記スプレーノズルの吐出口中心の高さがガラスびん口部天面の高さ±３ｍｍ以内の位置にあることを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法。
3. 請求項１又は２のコーティング方法において、前記コーティング液のスプレーを、ガラスびんの周囲の複数方向から行うことを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法。
4. 請求項１〜３のいずれかのコーティング方法において、前記コーティング液をスプレーする場合のミストの広がり角度が、垂直方向で１０°以下、水平方向で４５°〜１１０°であることを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法。
5. 請求項１〜４のいずれかのコーティング方法において、前記スプレーノズルの吐出口と前記ガラスびん口部上端部との距離が１０〜２５ｍｍであることを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法。
6. 請求項１〜５のいずれかのコーティング方法において、前記コーティング液のスプレーを、ガラスびん成形課程における徐冷炉出口付近において、口部天面温度が６０〜１２０℃のガラスびんに対して行うことを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法。
7. 請求項６のコーティング方法において、前記コーティング液のスプレーを、複数の吐出口を有するスプレーノズルを水平方向に走行させながら行うことを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法。
8. 請求項７のコーティング方法において、前記スプレーノズルから吐出するコーティング液の流量が、走行１ｍあたり５〜１６ｍｌであることを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法。
9. 請求項７のコーティング方法において、前記スプレーノズルが同じびん列間をｎ回走行し、１回の走行において前記スプレーノズルから吐出するコーティング液の流量が、走行１ｍあたり（５／ｎ）〜（１６／ｎ）ｍｌであることを特徴とするガラスびん口部天面のコーティング方法。

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