JP2019505469A - 高強度ガラス容器 - Google Patents

高強度ガラス容器 Download PDF

Info

Publication number
JP2019505469A
JP2019505469A JP2018534642A JP2018534642A JP2019505469A JP 2019505469 A JP2019505469 A JP 2019505469A JP 2018534642 A JP2018534642 A JP 2018534642A JP 2018534642 A JP2018534642 A JP 2018534642A JP 2019505469 A JP2019505469 A JP 2019505469A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carrier gas
evaporator
coating
tunnel
oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018534642A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7085481B2 (ja
Inventor
デイビッド サンダーソン ケビン
デイビッド サンダーソン ケビン
ライスベック デボラ
ライスベック デボラ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pilkington Group Ltd
Original Assignee
Pilkington Group Ltd
Pilkington PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pilkington Group Ltd, Pilkington PLC filed Critical Pilkington Group Ltd
Publication of JP2019505469A publication Critical patent/JP2019505469A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7085481B2 publication Critical patent/JP7085481B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C03C17/34Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/3411Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
    • C03C17/3417Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials all coatings being oxide coatings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D1/00Containers having bodies formed in one piece, e.g. by casting metallic material, by moulding plastics, by blowing vitreous material, by throwing ceramic material, by moulding pulped fibrous material, by deep-drawing operations performed on sheet material
    • B65D1/02Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents
    • B65D1/0207Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents characterised by material, e.g. composition, physical features
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40Oxides
    • C23C16/401Oxides containing silicon
    • C23C16/402Silicon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40Oxides
    • C23C16/407Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/54Apparatus specially adapted for continuous coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C03C2218/00Methods for coating glass
    • C03C2218/10Deposition methods
    • C03C2218/15Deposition methods from the vapour phase
    • C03C2218/152Deposition methods from the vapour phase by cvd
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C03C2218/00Methods for coating glass
    • C03C2218/10Deposition methods
    • C03C2218/15Deposition methods from the vapour phase
    • C03C2218/152Deposition methods from the vapour phase by cvd
    • C03C2218/1525Deposition methods from the vapour phase by cvd by atmospheric CVD

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Details Of Rigid Or Semi-Rigid Containers (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

改善された引張強度(したがって、改善された内圧抵抗)を提供するために、ガラス容器をコートするための方法が開示される。本方法は、特に、瓶鋳造ステップからの余熱を利用することによって、連続製造プロセスの一部として、実施されることに十分に寄与する。既存のプロセスからの余熱の使用は、大きな環境利益を提供する。
【選択図】図1a

Description

本発明は、ガラス容器の強度及び耐久性、特に、内圧に耐える能力を増加させるための方法に関する。本発明はまた、本方法によって製造されるガラス容器にも関する。
多数の用途で、ガラス容器は、加圧された内容物を保持することが必要とされる。例えば、ガラス瓶は、ビールまたは炭化飲料用の好ましい貯蔵及び移動容器であり、外側に比べ内部にかかる、顕著に高い圧力に耐えることができなければならない。このより高い内圧に耐える瓶の能力は、その「破裂強度」と称される。
一方、ガラスは、かなり重い材料であり、そのため、より高価になり、かつ取扱い及び輸送により不便になる。ガラス容器の破裂強度は、その厚さに伴い増加するため、厚さを低減して重量を任意の低減する試みは、破裂強度の低下を招くであろう。厚さを増加させることによって破裂強度を改善するための任意の試みは、重量増加をもたらすであろう。
したがって、その厚さを増加させることなく、所与の厚さのガラス容器の破裂強度を増加させる任意の手段が特に有益であろう。
US4961796Aは、好適なエネルギー放射線を施されるときに硬化するコーティング材料を適用することによって、ガラス容器の強度を改善する方法について記載している。
US 7029768 B1は、結合、焼結補助剤の使用の両方によって、表面に酸化チタン粒子が固定されている食品容器について記載している。容器がガラスで形成される場合、機械的強度の増加が観察される。
US2012217181 A1は、その外側の少なくとも一部分にわたってハイブリッドソル−ゲルコーティングを有するガラス容器について記載している。
US 9090503 B2は、アミノ官能性シランコーティング組成物をガラス容器の外面に適用することによってガラス容器を製造及びコーティングし、次に、シランコーティング組成物を硬化して、ガラス容器の外面に架橋されたシロキサンコーティングを形成する方法を開示している。
US8940396 B1は、ガラス容器、及びガラス容器の外面上にグラフェン含有コーティングを形成し、ガラス容器の強度を増加させるためのプロセスを開示している。
現代の方法によるガラス瓶またはジャーの製造は周知である(例えば、“Glass Making Today”; edited by P.J.Doyle; Portcullis Press, ISBN 0 86108 047 5参照)。典型的には、ブランク成型は、ブランク鋳型の壁に対して、溶融ガラスのスラグまたは「ゴブ」を吹き付けるまたはプレスすることによって、まず形成される。そのように形成された「ブランク」は、「吹き付け」鋳型に移され、物品の最終形状は鋳型内部に吹き付けることによってここで形成される。このプロセスの変形は生じ得るが、現代の製造方法では、典型的には、成形されたガラス容器が、成形プロセスからの高い余熱を容器が保持したまま鋳型から出てくることになる。
化学蒸着(CVD)によって、製造中のガラス瓶に酸化スズ(IV)を堆積させる技法もまた、知られている。モノブチル三塩化スズは、熱い瓶の表面を対象とする好ましい前駆体であり、ここではそれが分解され、所望のコーティングが形成される。酸化スズ(IV)コーティングは、後続の保護ポリマー層の改善された接着を含む多数の利点をもたらす。
本発明によると、内圧に対するガラス容器の耐性を増加させる方法は、本明細書に添付の請求項1に記載のステップを含む。
好ましい実施形態では、容器に、450℃〜650℃の温度が与えられる。より好ましくは、この温度は、ガラス容器の鋳造からの余熱によって提供される。
好ましくは、二酸化ケイ素の前駆体は、ジ−tert−ブトキシ−ジ−アセトキシシランを含む。
好ましくは、酸化スズ(IV)の1つ以上の前駆体は、モノブチルスズ三塩化物を含む。
好ましくは、第1及び第2のキャリアガスのうちの少なくとも1つは、窒素を含む。
好ましくは、酸化ケイ素及び酸化スズ(ii)は、30〜60コーティング厚さ単位(CTU)の総厚に堆積される。
好ましくは、酸化ケイ素の前駆体と第1のキャリアガスとを含む第1の混合物は、
物品がトンネルに進入する上流端から物品がトンネルを退出する下流端へコンベヤベルトがガラス容器を輸送するようにコンベヤベルト上にトンネルを配置することであって、
トンネルが、上部ならびに第1及び第2の側壁と、
ガスのジェットを送達するための、少なくとも1つの側壁上に配置されたノズルの直線アレイであって、ジェットが、物品がトンネルを通って運搬される経路を横断する、ノズルの直線アレイと、
側壁上に配置された少なくとも1つの排気孔であって、排気孔がノズルの直線アレイよりも下流端の近くに位置する、排気孔と、
負圧を排気孔に加える手段と、を有する、配置することと、
加熱可能な管を含む蒸発器をさらに設けることと、
蒸発器を通してキャリアガス流をノズルのうちの1つ以上へ方向付けることと、
二酸化ケイ素の前駆体を蒸発器内のキャリアガス流に導入することと、
キャリアガスが蒸発器を通過した後、かつキャリアガスが1つ以上のノズルに到達する前に、キャリアガス流に希釈ガスを導入することと、によって、容器表面に方向付けられる。
好ましくは、二酸化ケイ素の前駆体は、ジ−tert−ブトキシ−ジ−アセトキシシランを含む。
好ましくは、ジ−tert−ブトキシ−ジ−アセトキシシランは、5〜30cc/分、より好ましくは20〜30cc/分の速度で蒸発器に導入される。
好ましくは、キャリアガスは、5〜30slm、より好ましくは20〜30slmの速度で蒸発器を介して方向付けられる。
好ましくは、蒸発器は、190〜225℃、より好ましくは195〜220℃の温度に加熱される。
好ましくは、希釈ガスは、30〜60slm、より好ましくは35〜55slmの速度で添加される。
好ましくは、80〜120Pa、より好ましくは90〜120Paの抽出圧力が、少なくとも1つの排気孔に加えられる。
好ましくは、キャリアガス及び希釈ガスの一方または両方は窒素を含む。
本発明は、ここで、添付の図面を参照して、非限定的な例によって説明されるであろう。
図1a〜1dは、本発明の方法を実施するために使用され得る孔を示す。 図2は、本発明の方法を実施するために使用され得る孔を示す。 本発明に従ってコートされた瓶の位置であって、コーティング厚さを測定した位置を示す。
本発明者らは、酸化スズ(IV)コーティングの堆積前に、容器表面上にシリカ層を含有することによって、コートされていない容器または酸化スズ(IV)コーティングのみでコートされた容器に対して、容器の破裂強度が顕著に改善することを示している。コーティングの耐性も改善され、「吹き出し」に対するSnOコーティングの感受性、すなわちコーティングの小さな領域が基板から離脱することが低減される。
実施例1
酸化スズ(IV)層下のシリカ層のこれらの利点を示唆した初期実験データに続き、一連の作業を行って、ガラス瓶を製造するための連続プロセス中にCVDによってガラス瓶上にこれらのコーティングを堆積させるための、及びそのように製造された瓶を評価するための方法を開発した。
シリカ層の堆積
瓶がブランクから出てきた直後であり、瓶が鋳造ステップからの余熱を保持したままのサイクルのある時点である、連続製造サイクルの「ホットエンド」で、シリカコーティングをガラス瓶上に直接堆積した。
図1a〜1dを参照すると、第1のシリカ層を瓶上に堆積させるために使用される本発明に従った装置は、コートされる物品がコンベヤベルト(図示せず)によって運搬されるトンネル14を画定する上部12及び側壁13を有するフード11を含む。
入口ノズル15の少なくとも1対の直線アレイが設けられ、対のうちの1つのアレイ15は、それぞれ側壁13上に位置する。好ましくは、それぞれの対は、物品の経路に沿って実質的に同じ距離に位置する(すなわち、それらは互いに実質的に対向して位置する)。(注:一対のノズルアレイがこの実施形態で例示されているが、単一のアレイが、いくつかの化学品には適切である)。
物品の経路にさらに沿って、再度それぞれの側壁13の対からの1つ、好ましくは互いに実質的に対向している少なくとも一対の排気孔16が設けられる。
動作中、堆積されるコーティングの化学前駆体は、入口ノズル15を介してトンネルの内部に方向付けられ、ガラス物品と実質的に同じ方向にトンネルに沿って移動する(図2及び4の23)。入口ノズル15及び排気孔16のこの配置によって、フードを通る移動中に物品がCVD反応物質へより効果的な曝露がもたらされる。ガス状CVD反応物質及び瓶がトンネルを通って同じ方向に移動するため、曝露が向上する。入口ノズル15と排気孔16との間の最小推奨距離は、実践されている特定の化学的性質に従って変動し、500mm〜1000mmの範囲である。
排気孔16の有効長さは、ダンパー19の高さを調整することによって変動し得る。ダンパー19は、排気孔を形成するスロットの一部を遮断するように配置されたプレートを備える
フードに進入する前の蒸気の凝結を防止するために、CVD反応物質は、加熱送達ライン(図示せず)を介してノズル15に送達され得る。いくつかの状況では、液体の形成は、ノズルで生じ得、本明細書に記載されるフードは、物品からの熱放射をノズルに方向付け熱を提供するために配置された反射プレート20を含む。
図2を参照すると、排気の構造が平面図に示されている。壁21a〜21dは、壁21dを有するスロットタイプの孔16を画定するバッフルプレート22を有する実質的に箱区画の導管を画定する。壁21aは、トンネルの内部と符号し、壁21dは、ガスの一般的な方向23及びトンネルを通過する物品を考慮して最も上流である。したがって、バッフルプレート22は、トンネルの内部から延伸するように配置されて、バッフルプレート22と最も上流の壁21dとの間のスロット16を画定する。抽出ファン(図示せず)によって、導管の上部に負圧が加えられる。
本発明者らは、この配置が、フードからの排気ガスの引き込みに特に有効であることを見出した。この配置は、排気ガス及び任意の過剰反応物質を引き込むだけでなく、矢印24によって示されるように周辺空気もトンネルの出口から引き込まれる。矢印24の方向でトンネルに進入するこの空気は、装置から周囲に漏出し得る排気ガスまたは過剰反応物質に障壁を与える。
スロット16の総面積は、均一なフローを確実にするために、壁21a〜21d及び22によって画定される導管の断面積と比較して小さくなければならない。しかしながら、面積が小さくなるほど、有効な抽出のために導管に加えられなければならない吸引力が大きくなるため、最終的な設計の選択は、これらの2つの矛盾する要因の間の妥協点となる。1.5〜2.5の、トンネル断面積のスロット領域に対する比が、良好に機能することが見出される(1.6の領域比は、スロットの上部及び底部のフロー速度を比較すると、フロー速度において約10%の変動を表す)。
ノズル15を退出するCVD反応物質の直線速度は、効果的なコーティングの達成において重要な要因である。
物品は、既知の速度(典型的には0.3m/秒〜1.5m/秒、または1分当たり約90〜700個の物品)で、コーティングフードに進入する。物品の動きは、トンネルを通って移動する一連の移動と同様の様式でコーターを通るガスフローを牽引する。このガスフローはまた、2つの排気孔16からの吸引によって駆動される。一実施形態では、物品上の均一なコーティングを得るために、コーティング前駆体のジェットが、物品23がフードを通って移動する間、その移動方向に対して垂直に、フロー経路内へ吹き込まれることが好ましい。ジェットは、コーティングガスの濃縮された煙柱が物品の移動の中心線上に方向付けられるように十分な運動量を有するべきである。このプロセスは、コーティングガスの高濃度の煙柱がコーティングフード11のいずれか一方の壁13に方向付けられる場合、非効率的になる。
ジェット速度の選択は、流体フローモデリングによって最適に特定されるが、流体の「運動エネルギー比」を考慮することによって、おおよその測定値を見出してもよい。コーティングフードに沿って移動するガスフローは、おおよそのKair=空気密度xコーターの幅x瓶の速度2[単位J/m2]によって得られる運動エネルギー密度を有する。注入されるコーティング前駆体のジェットは、おおよそのKjet=コーティング前駆体の密度xノズルの幅xジェット速度2[単位J/m2]の運動エネルギーを有する。
運動エネルギー密度比は、R=0.5である、R=Kair/Kjetが好ましいが、良好なコーティングは0.1<R<3で見られる。入口ジェットがこの比によって得られるよりも速い、すなわち、比Rが小さすぎる場合、そのときジェットは、容器の経路を通過し、対向するコーティングフードの壁に無駄に消耗される傾向がある。入口ジェットがこの比によって得られるよりも遅い場合、ジェットが十分遠方に投下されず、前駆体は、入口ノズルに隣接する壁に無駄に消耗される。同様に、コーターフードがより広く作製されなければならない場合、そのときジェットを十分遠方に投下するためにジェット速度を増加させる必要があり、そのため、ジェット速度は、目標の運動エネルギー比を維持するように増加されるであろう。
この出発点から、入口ジェットの速度はコーティング試験中に調整されて、所与の化学的性質及び瓶の速度のために最も可能な限り厚く均一な分布コーティングが得られる。特定のコーターの寸法及び瓶の速度は、8m/秒の入口ジェットが、0.5m/秒のコンベヤスピードで十分であることが見出された。
下記のデータを生成するために使用される用途では、コーティングチャンバは、幅165mm、高さ285mm、長さ1000mmであった。コーティングチャンバの寸法は、ガラス物品のために十分なだけの空間を与えるように選択されて、入口での衝突を引き起こすことなく移動する。チャンバが小さすぎる場合、そのときコンベヤ上のガラス容器のずれにより、容器がコーティングフードへの入口と衝突することを引き起こし得る。
マスク(図示せず)は、ガラス物品の輪郭とほぼ同じ形状のコーティングフードへの入口に合わせられる。このマスクは、瓶によってコーティングフードに引き込まれる空気を制限し、反応チャンバ内のより高濃度のコーティング前駆体をもたらす。マスクは、コンベヤ上のガラス容器の衝突を引き起こすことなく、フードの始動点に進入する空気を可能な限り多く遮断するように設計される。
入口ノズルは、少なくとも100mm、好ましくは300mm入口から下流に位置する。ノズルが入口に近接している場合、そのときコーティング煙柱の場合によって逆行する渦によって、コーティングガスがフードの入口から漏れる。コーティングフードの長さは、化学反応を完了するために十分な時間及び距離を有するように選択される。
一実施形態では、一対の対向する垂直入口ノズルが、コーティングフードの中心線にコーティング煙柱を位置するために役立つように使用される。フードの片側にのみノズルを使用することによって、いくつかの用途にとって十分に良好なコーティング均一性をもたらし得る。
コーティングフードの端部にある2つの排気ポートは、コーターの端部からの漏出を防止するためだけに特定される。排気スロット上の負圧は、流体シミュレーションによって決定される。本事例では、排気ポートは、排気ポートの全高(285mm)にわたる12mm幅のフロー制限部を有する。フードの端部からのガス漏出を防止するために、12mmのフロー制限部の後方に少なくとも100Paの吸引が必要であることが見出された。
コンベヤベルトの下からコーティングフードに空気を引き込む可能性がないことを確実にするために、配慮しなければならない。コンベヤベルトの縁部とコーティングフードとの間に適切な封止が作製される必要がある。
ジ−t−ブトキシジアセトキシシラン(DBDAS)は、シリカコーティング用の前駆体として機能する。これは、当該技術分野で既知の種類の蒸発器を介してコーティングフードに送達された。基本的に、その内部で反応物質がキャリアガス流に滴加される、加熱された金属管を含む。シリカコーティングを、次のパラメータ範囲を使用して堆積した。
DBDAS送達速度: 5〜30cc/分
蒸発器温度:200°C
蒸発器キャリアガス:窒素、25slm
(キャリアガス流に添加された)希釈ガス:窒素、40slm。
(排気孔16に加えられる)抽出圧力−100Pa
(slm=1分当たりの標準リットル、温度及び圧力の標準化条件に対して補正された体積ガスフローを指す、当該技術分野で周知の結束)。
酸化スズ(IV)層の堆積。
瓶の連続製造中にCVDによって、酸化スズもまたシリカ層の上部に堆積した。これは、モノブチル三塩化スズ(MBTC)を前駆体として使用して、当該技術分野で周知の方法によって行われた。MBTCは、熱いガラス表面の近くで容易に分解されて、酸化スズ(IV)をもたらす。さらに、瓶鋳造ステップからの余熱は、堆積反応を促進する。
SnCl+HO+6O−>SnO+2HO+4CO+3HCL
酸化スズを、第EP0519597B1号に記載されているものと同様のコーティング装置を使用して堆積したが、そこに言及される「仕上げ」のパージは、図1と同様の配置の水平保護流によって達成した。
比較目的のために、本業界で一般的であるように、SnOのみでコーティングされた一連の瓶もまた、上記の化学的性質を使用して製造した。
図3を参照すると、コーティング厚さは、瓶の裾25、本体26、及び肩27で測定した。表1は、3つの位置25、26、及び27のそれぞれにおける瓶の周囲周辺で測定した簡易統計を示す。
コーティング厚さを、コーティング厚さ単位(CTU)で示す。これは、ガラス業界で周知の光学的な厚さの単位である。本明細書に記載の酸化物コーティングに関して、1コーティング厚さ単位は、約3オングストロームに相当すると推定され得る。
標準的なSnO及びSiO/SnOコーティングは、肩部、中側壁、及び裾領域における許容可能な均一性及び厚さの両方であった。
次に、AGR International Inc.,615 Whitestown Road,Butler,PA 16001,USA.によって提供されたRamp Pressure Tester 2(RPT2)を使用して、コートされた瓶の内圧耐性について試験した。1、5、10、及び20ラインのサイクルシミュレーション後の破損圧力を測定した。
ラインサイクルは、それぞれの瓶がその寿命中に施される、充填、排出、洗浄(苛性洗浄を含む)の繰り返されるサイクルである。これらを、実験環境における容器設計の評価のために、酷使された取扱いを加速しかつ再現するラインシミュレータを使用してシミュレーションした。ラインシミュレータもまた、AGR International Incによって提供される。
これらの測定の結果を表2に示し、圧力をpsiで示す。
表2の結果は、SiO/SnOコートされた瓶は、標準的なSnOコーティングのみを有する瓶よりも高い内圧に対して一貫した耐性(約15〜20%の改善)を示す。
瓶のガラス厚もまた測定され、これらの測定値は、表3に要約されている。(厚さはインチで示される)。
コートされた瓶の引張破断強度は、内圧耐性データの分析、壁厚データ及び亀裂の分析から判定された。この点検は、AGR International Inc.により提供される。この測定結果は、表4に要約されている(単位はPSI)。
表4に要約された引張強度測定値は、SnOのみでコートされた瓶よりもSiO/SnOでコートされた瓶に約20%の改善を示唆する。
実施例2
連続製造プロセスの一部として、ガラス容器上のシリカCVD堆積のための条件を最適化するために、さらなる試行を行った。表5は、次の反応パラメータを使用して得られた試料上の、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF−SIMS)によって実施された深さプロファイル分析の結果を示す。
DBDAS送達速度: 25cc/分
蒸発器温度:215°C
蒸発器キャリアガス:窒素、25slm
(キャリアガス流に添加された)希釈ガス:窒素、50slm。
(排気孔16に加えられる)抽出圧力−100Pa
送達ライン及びノズルマニホールドは、耐性加熱テープを使用して180〜200℃に加熱された。
数字番号#1、#3、#5、及び#7は、場合に応じて瓶の肩または裾の、瓶の周囲の4つの等間隔の点に相当する。
コーティング厚さが異なりすぎる場合、これは、最終製品に望ましくない光学効果をもたらし得るため、コーティングの均一性は重要な特徴である。表5に基づくコートされた瓶は、そのような効果を示さなかった。これらのデータは、およそ5nmの厚さ変動を有するおよその範囲19〜25nmの総コーティング厚さを表す。
したがって、本発明者らは、ガラス容器をコーティングするための反応条件を伴う方法を提供し、改善された引張強度(したがって、改善された内圧への耐性)を提供する。本方法は、特に、瓶鋳造ステップからの余熱を利用することによって、連続製造プロセスの一部として、実施されることに十分に寄与する。
既存のプロセスからの余熱の使用は、大きな環境利益をもたらす。

Claims (15)

  1. ガラス容器の内圧耐性を増加させる方法であって、
    酸化ケイ素の前駆体と、第1のキャリアガスとを含む第1の混合物を前記容器の表面に方向付け、それにより前記ガラス上に酸化ケイ素を含む層を堆積させるステップと、
    酸化スズ(IV)の1つ以上の前駆体と、前記第1のキャリアガスと同じかまたは異なってもよい第2のキャリアガスとを含む第2の混合物を前記容器の前記表面に方向付け、それにより前記酸化ケイ素上に酸化スズ(IV)を含む層を堆積させるステップと、を含む、方法。
  2. 前記容器に、450℃〜650℃の温度が与えられる、請求項1に記載の方法。
  3. ガラス容器の連続製造プロセスに組み込まれ、450℃〜650℃の前記温度が、前記ガラス容器の鋳造からの余熱によって与えられる、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記二酸化ケイ素の前駆体が、ジ−tert−ブトキシ−ジ−アセトキシシランを含む、請求項1、2または3に記載の方法。
  5. 酸化スズ(IV)の前記1つ以上の前駆体が、モノブチル三塩化スズを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記第1及び第2のキャリアガスのうちの少なくとも1つが、窒素を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記酸化ケイ素及び酸化スズ(ii)が、30〜60コーティング厚さ単位(CTU)の総厚に堆積される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 酸化ケイ素の前駆体と第1のキャリアガスとを含む前記第1の混合物が、
    物品がトンネルに進入する上流端から物品が前記トンネルを退出する下流端へコンベヤベルトが前記ガラス容器を輸送するように、前記コンベヤベルト上に前記トンネルを配置することであって、
    前記トンネルが、上部ならびに第1及び第2の側壁と、
    ガスのジェットを送達するための、少なくとも1つの側壁上に配置されたノズルの直線アレイであって、ジェットが、物品が前記トンネルを通って運搬される経路を横断する、ノズルの直線アレイと、
    側壁上に配置された少なくとも1つの排気孔であって、前記排気孔が前記ノズルの直線アレイよりも前記下流端の近くに位置する、排気孔と、
    負圧を前記排気孔に加える手段と、を有する、配置することと、
    加熱可能な管を含む蒸発器をさらに設けることと、
    前記蒸発器を通してキャリアガス流を前記ノズルのうちの1つ以上へ方向付けることと、
    前記二酸化ケイ素の前駆体を前記蒸発器内の前記キャリアガス流に導入することと、
    前記キャリアガス流が前記蒸発器を通過した後、かつ前記キャリアガス流が前記1つ以上のノズルに到達する前に、前記キャリアガス流に希釈ガスを導入することと、によって前記容器の前記表面に方向付けられる、請求項1に記載の方法。
  9. 前記二酸化ケイ素の前駆体が、ジ−tert−ブトキシ−ジ−アセトキシシランを含む、請求項8に記載の方法。
  10. 前記ジ−tert−ブトキシ−ジ−アセトキシシランが、5〜30cc/分、好ましくは20〜30cc/分の速度で前記蒸発器に導入される、請求項8または9に記載の方法。
  11. 前記キャリアガスが、5〜30slm、好ましくは20〜30slmの速度で前記蒸発器を介して方向付けられる、請求項8〜10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 蒸発器が、190〜225℃、好ましくは195〜220℃の温度に加熱される、請求項8〜11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記希釈ガスが、30〜60slm、好ましくは35〜55slmの速度で添加される、請求項8〜12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 80〜120Pa、より好ましくは90〜120Paの抽出圧力が、前記少なくとも1つの排気孔に加えられる、請求項8〜13のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記キャリアガス及び前記希釈ガスのうちの1つまたは両方が、窒素を含む、請求項8〜14のいずれか一項に記載の方法。
JP2018534642A 2015-12-31 2016-12-29 高強度ガラス容器 Active JP7085481B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1523156.6 2015-12-31
GBGB1523156.6A GB201523156D0 (en) 2015-12-31 2015-12-31 High strength glass containers
PCT/GB2016/054085 WO2017115086A1 (en) 2015-12-31 2016-12-29 High strength glass containers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019505469A true JP2019505469A (ja) 2019-02-28
JP7085481B2 JP7085481B2 (ja) 2022-06-16

Family

ID=55406519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018534642A Active JP7085481B2 (ja) 2015-12-31 2016-12-29 高強度ガラス容器

Country Status (12)

Country Link
US (1) US10927037B2 (ja)
EP (1) EP3397598B1 (ja)
JP (1) JP7085481B2 (ja)
CN (1) CN108430943B (ja)
AR (1) AR107265A1 (ja)
AU (1) AU2016381218B2 (ja)
CA (1) CA3009444C (ja)
GB (1) GB201523156D0 (ja)
MX (1) MX2018008065A (ja)
PL (1) PL3397598T3 (ja)
UY (1) UY37059A (ja)
WO (1) WO2017115086A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201513339D0 (en) * 2015-07-29 2015-09-09 Pilkington Group Ltd Coating apparatus

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06505696A (ja) * 1991-12-26 1994-06-30 アトフィナ・ケミカルズ・インコーポレイテッド 被覆ガラス製品
JPH08231244A (ja) * 1995-02-15 1996-09-10 Th Goldschmidt Ag 中空ガラス体を熱間仕上げ処理する方法及び中空ガラス体上に金属酸化物層を熱分解により施こすための薬剤
JPH11504610A (ja) * 1995-02-22 1999-04-27 エルフ アトーヘム フリッシンゲン ベー.フェー. ガラスまたはセラミック製品の表面上に保護被膜を形成する方法
JP2004527651A (ja) * 2000-09-28 2004-09-09 プレジデント アンド フェロウズ オブ ハーバード カレッジ 酸化物、ケイ酸塩及びリン酸塩の気相成長
JP2010065320A (ja) * 2004-06-04 2010-03-25 Applied Microstructures Inc 酸化層により接着される多層コーティングの制御された気相堆積
JP2013249511A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Tokyo Electron Ltd 原料ガス供給装置、成膜装置、原料ガスの供給方法及び記憶媒体
WO2015075434A1 (en) * 2013-11-20 2015-05-28 Pilkington Group Limited Coating apparatus

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3378396A (en) 1967-03-27 1968-04-16 Zaromb Solomon Conductive oxide-coated articles
GB1486756A (en) 1976-05-28 1977-09-21 Redfearn Nat Glass Ltd Method and apparatus for hot end treatment of glass containers
JPS53141318A (en) * 1977-05-17 1978-12-09 Nippon Sheet Glass Co Ltd Heat radiation reflecive glass
US5149351A (en) * 1988-05-24 1992-09-22 Asahi Glass Company Ltd. Method for making a curved solar panel for an automobile
EP0343628B1 (en) * 1988-05-24 1993-12-08 Asahi Glass Company Ltd. Method for producing a glass substrate for a solar cell
US4961796A (en) 1989-03-06 1990-10-09 James River Corporation System for bonding objects together
JP2672391B2 (ja) 1989-07-26 1997-11-05 麒麟麦酒 株式会社 ガラス壜とその製造法
US5527596A (en) * 1990-09-27 1996-06-18 Diamonex, Incorporated Abrasion wear resistant coated substrate product
CA2068100C (en) 1991-06-20 2000-07-18 Roger T. Guthrie Permeable attenuating distributor for glass-coating apparatus
US6238738B1 (en) * 1996-08-13 2001-05-29 Libbey-Owens-Ford Co. Method for depositing titanium oxide coatings on flat glass
GB9616983D0 (en) * 1996-08-13 1996-09-25 Pilkington Plc Method for depositing tin oxide and titanium oxide coatings on flat glass and the resulting coated glass
JPH10125329A (ja) * 1996-10-24 1998-05-15 Tokuyama Corp 正極板および鉛蓄電池
GB9710547D0 (en) 1997-05-23 1997-07-16 Pilkington Plc Coating method
JP2001186967A (ja) 1999-12-28 2001-07-10 Nippon Sheet Glass Co Ltd 冷凍・冷蔵庫用ガラスと該ガラスを使用したガラス物品
US6838178B1 (en) * 2000-07-26 2005-01-04 Libbey-Owens-Ford Co. Glass article with anti-reflective coating
JP4060101B2 (ja) 2002-03-20 2008-03-12 株式会社豊田中央研究所 絶縁皮膜、磁心用粉末および圧粉磁心並びにそれらの製造方法
JP2006261434A (ja) * 2005-03-17 2006-09-28 L'air Liquide Sa Pour L'etude & L'exploitation Des Procede S Georges Claude シリコン酸化膜の形成方法
FI20060288A0 (fi) * 2006-03-27 2006-03-27 Abr Innova Oy Pinnoitusmenetelmä
US8158262B2 (en) * 2006-06-05 2012-04-17 Pilkington Group Limited Glass article having a zinc oxide coating and method for making same
CN101815676B (zh) * 2007-10-03 2013-12-18 日产化学工业株式会社 改性金属氧化物复合溶胶、涂布组合物和光学部件
KR20110129455A (ko) 2009-03-18 2011-12-01 에이지씨 플랫 글래스 노스 아메리카, 인코퍼레이티드 박막 코팅 및 그의 제조 방법
CN102460721B (zh) * 2009-06-05 2015-07-01 株式会社半导体能源研究所 光电转换装置及其制造方法
US8541055B2 (en) 2009-12-30 2013-09-24 Ppg Industries Ohio, Inc. Reflective coatings for glass articles, methods of deposition, and articles made thereby
US20110250346A1 (en) * 2010-04-07 2011-10-13 Remington Jr Michael P Adhesion of organic coatings on glass
DE102010028277B4 (de) * 2010-04-27 2013-04-18 Calyxo Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer mit einem Halbleitermaterial beschichteten Glasscheibe und nach dem Verfahren erhältliche Solarzelle oder Solarmodul
US10450221B2 (en) 2011-02-24 2019-10-22 Owens-Brockway Glass Container Inc. Hybrid sol-gel coated glass containers
BR112013023912A2 (pt) * 2011-03-24 2016-12-13 Asahi Glass Co Ltd composição líquida e seu processo de produção, e artigo de vidro
US9601228B2 (en) * 2011-05-16 2017-03-21 Envia Systems, Inc. Silicon oxide based high capacity anode materials for lithium ion batteries
US20130334089A1 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 Michael P. Remington, Jr. Glass Container Insulative Coating
DE102012015351A1 (de) 2012-08-06 2014-02-06 Ipgr International Partners In Glass Research Verfahren zur Herstellung wenigstens einer metalloxidhaltigen Beschichtung auf einem Glassubstrat durch Abscheidung wenigstens einer metalloxidhaltigen Substanz auf dem Glassubstrat, wobei die metalloxidhaltige Substanz über chemische Gasphasenabscheidung auf dem Glassubstrat abgeschieden wird
US9090503B2 (en) 2012-12-28 2015-07-28 Owens-Brockway Glass Container Inc. Coatings for enhancing glass strength
CN105210158B (zh) * 2013-05-23 2017-07-11 琳得科株式会社 导电膜和具有导电膜的电子设备
US8940396B1 (en) * 2013-10-07 2015-01-27 Owens-Brockway Glass Container Inc. Graphene coating for glass containers
CN107001128A (zh) * 2014-10-31 2017-08-01 皮尔金顿集团有限公司 减反射的涂覆的玻璃制品
US10377664B2 (en) * 2014-11-12 2019-08-13 Pilkington Group Limited Coated glass article, display assembly made therewith and method of making a display assembly
EP3281922B1 (en) * 2015-04-10 2021-07-28 AGC Glass Europe Glass sheet and method for manufacturing same
US10526242B2 (en) * 2016-07-11 2020-01-07 Guardian Glass, LLC Coated article supporting titanium-based coating, and method of making the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06505696A (ja) * 1991-12-26 1994-06-30 アトフィナ・ケミカルズ・インコーポレイテッド 被覆ガラス製品
JPH08231244A (ja) * 1995-02-15 1996-09-10 Th Goldschmidt Ag 中空ガラス体を熱間仕上げ処理する方法及び中空ガラス体上に金属酸化物層を熱分解により施こすための薬剤
JPH11504610A (ja) * 1995-02-22 1999-04-27 エルフ アトーヘム フリッシンゲン ベー.フェー. ガラスまたはセラミック製品の表面上に保護被膜を形成する方法
JP2004527651A (ja) * 2000-09-28 2004-09-09 プレジデント アンド フェロウズ オブ ハーバード カレッジ 酸化物、ケイ酸塩及びリン酸塩の気相成長
JP2010065320A (ja) * 2004-06-04 2010-03-25 Applied Microstructures Inc 酸化層により接着される多層コーティングの制御された気相堆積
JP2013249511A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Tokyo Electron Ltd 原料ガス供給装置、成膜装置、原料ガスの供給方法及び記憶媒体
WO2015075434A1 (en) * 2013-11-20 2015-05-28 Pilkington Group Limited Coating apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
MX2018008065A (es) 2018-11-29
WO2017115086A1 (en) 2017-07-06
AR107265A1 (es) 2018-04-11
CA3009444A1 (en) 2017-07-06
GB201523156D0 (en) 2016-02-17
AU2016381218B2 (en) 2020-11-05
PL3397598T3 (pl) 2022-10-31
US20180362394A1 (en) 2018-12-20
US10927037B2 (en) 2021-02-23
UY37059A (es) 2017-07-31
CA3009444C (en) 2024-04-02
EP3397598B1 (en) 2022-06-15
JP7085481B2 (ja) 2022-06-16
CN108430943B (zh) 2021-12-07
BR112018013158A2 (pt) 2018-12-11
EP3397598A1 (en) 2018-11-07
CN108430943A (zh) 2018-08-21
AU2016381218A1 (en) 2018-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4431692A (en) Process for making glass surfaces abrasion-resistant and article produced thereby
US20150079309A1 (en) Coating of containers using plasma nozzles
IE853246L (en) Bottle coating hood
CS339191A3 (en) Apparatus for applying coatings onto glass articles
US20180291506A1 (en) Coating apparatus and method of using
JP7085481B2 (ja) 高強度ガラス容器
US8541055B2 (en) Reflective coatings for glass articles, methods of deposition, and articles made thereby
US20230167556A1 (en) Coating apparatus
JP2019501856A (ja) 高強度ガラス容器
JPH07112931B2 (ja) ガラス容器の内表面強化方法および装置
US3615327A (en) Methods and apparatus for applying oxide coating to glass containers
JPH03205326A (ja) 容器コーティング装置及び該装置により処理及び製造した容器
BR112018013158B1 (pt) Método para aumentar a resistência à pressão interna de um recipiente de vidro
JPH11116249A (ja) 壜の製造方法およびその装置
JP2001107249A (ja) 常圧cvd成膜装置
WO2001002315A9 (en) Apparatus and method for coating glass containers
JPH01199424A (ja) 薄膜成長方法および薄膜成長装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191225

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201008

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201020

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210115

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210413

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210928

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20211223

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220225

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220325

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220510

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220606

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7085481

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150