JP4018897B2 - ガラス容器の部分的コーティング方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス壜の外周にスカッフィング防止用の帯状のコーティングを施したり、ガラス食器の外周に装飾用の帯状のコーティングを施したりするためのガラス容器の部分的コーティング方法及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ガラス壜などのガラス容器の表面に耐傷性被膜を形成するためのコーティング方法として、従来からディッピング法、スプレー法、シャワリング法などが知られている。ディッピング法はコーティング液中にガラス容器を浸漬する方法であり、スプレー法はコーティング液を吹き付ける方法、シャワリング法はノズルからコーティング液を流下させながら壜表面にかける方法である。しかしこれらの方法には、次のような問題があった。
【0003】
▲1▼ コーティング液の粘性が低く速乾性がないために、これらの方法では部分的なコーティングが不可能である。
▲2▼ 従って全面コーティングとなるため、コーティング液の使用量が多く、液ロスも大きい。
▲3▼ コーティング液の乾燥や硬化に時間がかかるため、生産スピードが上がらず、大規模な装置が必要となる。特に、ディッピング法やシャワリング法においてはコーティング液がガラス容器の底面にも回り込むため長い乾燥時間を必要とし、スプレー法においてはノズルの数を増加させなければ生産性を高めることができない。
▲4▼ コーティング液の塗布、乾燥工程でガラス容器の口部を保持していたので、保持具へのガラス容器の取付け、取外し機構を必要とし、また容器口部が汚れてしまうことがある。
▲5▼ コーティング液のレベリングや乾燥の均一化のために個々の保持具に回転機構を設ける必要があり、装置が複雑かつ高価となる。
▲6▼ 全面コーティングのため樹脂被膜の付着量が多くなり、ガラス容器のリサイクルを行なう際にガラス色調に影響を与える有機成分や無機発色成分の混入率が高くなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、ガラス容器の外周の所要部位に部分的にコーティングを施すことができ、しかも小型の設備で高い生産性を得ることができ、容器口部が汚れることもないガラス容器の部分的コーティング方法及びその装置を提供するためになされたものである。
【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のガラス容器の部分的コーティング方法は、断面円形のガラス容器を支持部材により水平姿勢で回転自在に支持したうえに、このガラス容器をコーティング液槽の上端面に乗り上げさせて、コーティング液槽からオーバーフローするコーティング液に接触させつつ転動させることにより、ガラス容器の外周に帯状の部分的コーティングを施すことを特徴とするものである。なお、ガラス容器の外周の転動周速を6〜380mm/secとすることが好ましい。また本発明のガラス容器の部分的コーティング装置は、壜搬送用のチェーンに断面円形のガラス容器を水平姿勢で回転自在に支持する多数の支持部材を取付けるとともに、これらの支持部材に支持されたガラス容器の移動経路の下側に、コーティング液がオーバーフロー位置まで供給された細長いコーティング液槽を、その上面をガラス容器が乗り上げる高さとして配設したことを特徴とするものである。
【0006】
以下に詳細に説明するように、本発明のガラス容器の部分的コーティング方法によれば、従来に比較して小型で安価な装置によって、ガラス容器の外周にスカッフィング防止または装飾を目的とした帯状の部分的コーティングを施すことができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しつつ本発明の好ましい実施形態を示す。この実施形態ではガラス容器は牛乳壜などの断面円形のガラス壜である。
図1は本発明の装置の全体図であり、図2はそのA-A断面図である。図示のように、駆動モータ1により駆動される駆動スプロケット2と従動スプロケット3との間に、矢印方向に一定速度で移動する2列の無端チェーン4が張設されている。その移動経路に沿って、プライマ処理部5、コーティング部6、乾燥炉7が順次設けられている。ガラス容器(ガラス壜)は無端チェーン4に取り付けられた支持部材8に支持されてこれらのプライマ処理部5、コーティング部6、乾燥炉7を移動する。
【0008】
支持部材8は、図2、図3に示すように2列の無端チェーン4,4のピン部分から水平に延びる軸9を備え、その先端部分に口部保持板10と底部規制板11とが軸9に対して自由に回転できるように取り付けられている。またそれらの間には容器回転用ローラ12が軸9と一体回転できるように取り付けられている。図4に示すように、支持部材8のピッチをガラス容器の胴部外径に合わせて適切に設定することにより、ガラス容器を隣接する支持部材8、8間に水平姿勢で支持する。口部保持板10には段部が形成されて壜口部の天面と側面とを支えている。また底部規制板11は壜底面を支え、ガラス容器がその軸線方向に移動しないように位置を規制している。
【0009】
なお、重量のあるガラス容器を支持することによって支持部材8の軸9が傾かないように、軸9の無端チェーン4,4間の部分にローラ13を設け、その上面を平板14の下面に接触させてある。また無端チェーン4の下面はガイドレール15で支持されている。
【0010】
図2、図3に示すように、軸9の後端部分にはスプロケット16が固定されている。このスプロケット16はその下方に張設された容器回転用チェーン17とかみ合うことによって、軸9及び容器回転用ローラ12を回転させるためのものである。なお図3からはわかりにくいが、この容器回転用チェーン17は図1に示すように乾燥炉7の部分だけに設けられているので、軸9は乾燥炉7を通過する時間中のみ回転駆動され、その他の部分では回転されない。
【0011】
このため乾燥炉7を通過するガラス容器は口部保持板10と容器回転用ローラ12との2点で保持され、容器回転用ローラ12によって回転されながら乾燥される。しかし乾燥炉7に入る前の部分では、ガラス容器は単に支持部材8の上に載せられて移動されるだけであり、軸9による回転は与えられない。なお図2に示される18は、容器回転用チェーン17の駆動モータである。
【0012】
一方コーティング部6には、図3、図4に示すようにコーティング液が充満された細長いコーティング液槽20が無端チェーン4と平行に設けられている。このコーティング液槽20は支持部材8に支持されて移動するガラス容器の胴部が接触する下方位置に設けられている。この実施形態ではガラス容器の肩部と裾部とにそれぞれコーティング液槽20が設けられている。
【0013】
コーティング液槽20の内部には、コーティング液が常にオーバーフロー位置まで供給されている。しかもコーティング液槽20の上端面は、支持部材8に支持されて移動するガラス容器の胴部が乗り上げる高さに設定されている。このため、ガラス容器はコーティング液槽20の端部に差しかかるとその上面に乗り上げてわずかに胴部を持ち上げられ、容器回転用ローラ12から離れる。すなわちこのときガラス容器は口部保持板10とコーティング液槽20とによって支えられた状態となるため、コーティング液槽20の上面を自由に転動しながら水平移動する。その際にコーティング液がガラス容器の胴部(肩部と裾部)に帯状に付着し、部分コーティングが行われる。オーバーフローしたコーティング液は回収して循環使用される。
【0014】
なお、用いられるコーティング液は特に限定されるものではないが、水系ポリウレタン100部に水系メラミン樹脂12部、水系エポキシ樹脂6部、水10部、微量のシランカップリング剤などを添加した15〜25mPa・sの粘度のものを使用できる。上記のコーティング液は有機樹脂系であるが、無機系、有機無機ハイブリッド系等の各種のコーティング液が使用できる。いずれの場合にもコーティング液の粘度は0.6〜1000mPa・s、より好ましくは上記のように15〜25mPa・sとする。
【0015】
このようにして、本発明ではコーティング液槽20の上面を自由に転動しながらガラス容器に部分コーティングがなされるので、ガラス容器の外径がばらついていたり偏心、楕円などがあっても、それらを吸収しながらコーティングを行うことができる。またコーティング幅もコーティング液槽20に応じて正確な一定幅となる。この実施形態ではコーティング液槽20の液幅を18mmとすることにより、乾燥後の最終状態では21mm幅の部分コーティングが行なわれた。なお、液槽20の長さはガラス容器の胴部外周の1.5〜2倍程度としておくことが好ましい。またこのときのガラス容器の転動周速が6〜380mm/sec、より好ましくは15〜125mm/secとなるよう、無端チェーン4の移動速度を設定する。転動周速が遅すぎるとコーティング膜厚が薄くなり、速すぎるとコーティング液が飛散したりコーティング膜厚がむらになり易い。
【0016】
また図示しないが、プライマ処理部5にも同様のプライマ処理槽が設けられており、ガラス容器の胴部(肩部と裾部)にプライマ処理液を帯状に付着させる。プライマ処理槽の幅(ガラス容器の軸線方向の幅)は、コーティング液槽20よりも2〜3mm程度広くしておくことが好ましい。またプライマ処理部5にはスポンジにプライマ処理液を含ませたものを用いてもよい。なお、プライマ処理液の種類は特に限定されるものではないが、この実施形態では変性アルコール88部に水10部とシランカップリング剤2部とを混合したものを用いた。コーティング液の種類によってはプライマ処理液は不要の場合がある。
【0017】
上記の装置によるコーティングの手順は下記の通りである。まず図1の左端部においてガラス容器を水平姿勢で隣接する保持部材8の間に落とし込むように載せる。このときガラス容器は口部保持板10と容器回転用ローラ12との2点で保持されるが、軸9が回転されないのでそのままプライマ処理部5に移動し、プライマ処理槽に乗り上げる。これと同時にガラス容器の胴部はやや持ち上げられて容器回転用ローラ12から離れ、プライマ処理槽の上面に沿って自由に転動しながら胴部に帯状にプライマ処理液を付着させる。
【0018】
プライマ処理されたガラス容器は次にコーティング部6に入り、上記したように帯状の部分コーティングが行われる。なおプライマ処理部5とコーティング部6との間には、プライマ処理液を乾燥させるためのゾーンを設けておくことが好ましい。
【0019】
このようにして部分コーティングされたガラス容器は次に乾燥炉7に入る。前記したようにこの位置では軸9は容器回転用チェーン17により回転され、ガラス容器は容器回転用ローラ12から回転力を受けて回転しつつ均一に乾燥される。乾燥は25〜200℃の温風中で行うことが好ましいが、好ましくは100〜180℃で1〜5分、更に好ましくは160〜170℃で2〜3分である。乾燥炉7の内部には、乾燥促進用の遠赤外線ヒータを設けることが好ましい。特に乾燥の初期にはガラス容器を一定速度で確実に回転させる必要があり、図5、図6に示すような強制回転用の無端ベルト19を乾燥炉7の入口部分の天井に設置して、上方からも回転させることが好ましい。
【0020】
乾燥炉7を通過する間にコーティング液は乾燥し、部分コーティングされたガラス容器として取り出される。なお乾燥炉7を十分に長くすれば硬化させることができるが、実際の設備では別の硬化炉に入れ、160〜180℃で15〜25分の処理を施すことが好ましい。部分コーティングの具体例を示すと、胴径が59.6mm、全長が125mmの牛乳壜に対して、底から73mmの位置を中心として幅21±1mmの上部コートと、底から17mmの位置を中心として幅21±1mmの下部コートとを行った。コーティング厚さは30〜40μmであり、スカッフィングの保護に効果がある部分コーティング壜となった。
【0021】
なお、コーティング液を着色液としておくことにより、ガラス食器のようなガラス容器の外周に装飾用の帯状着色コーティングを形成することもできる。
【0022】
【発明の効果】
以上に説明した本発明の効果を要約すると、下記の通りである。
▲1▼ ガラス容器の胴部に、帯状の均一幅の部分コーティングを施すことができる。
▲2▼ 転動速度を調節することによって、コーティング膜厚を制御することができる。
▲3▼ 小型かつ安価な装置により部分コーティングを施すことができ、装置の管理も容易である。
▲4▼ 従来の全面コートに比較してコーティング液の消費量が非常に少なく経済的であり、しかもガラス容器をカレットとして再溶融する場合にも着色のおそれがない。
▲5▼ コーティング液槽を交換することによりコーティング幅に調整が可能であり、場合によっては全面コーティング装置としても使用可能である。
▲6▼ ガラス容器の口部をチャックすることがないため、容器口部が汚れるおそれがない。
▲7▼ 生産性が高く、小型の設備により大量処理が加工となる。
▲8▼ 本発明の装置を直列に2本接続すれば、2層コートや2色コートも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の装置の全体図である。
【図2】図1のA-A断面図である。
【図3】要部の側面図である。
【図4】要部の平面図である。
【図5】乾燥炉入口部の側面図である。
【図6】強制回転用の無端ベルトの正面図である。
【符号の説明】
1 駆動モータ
2 駆動スプロケット
3 従動スプロケット
4 無端チェーン
5 プライマ処理部
6 コーティング部
7 乾燥炉
8 支持部材
9 軸
10 口部保持板
11 底部規制板
12 容器回転用ローラ
13 ローラ
14 平板
15 ガイドレール
16 スプロケット
17 容器回転用チェーン
18 駆動モータ
19 強制回転用の無端ベルト
20 コーティング液槽
Claims (3)
- 断面円形のガラス容器を支持部材により水平姿勢で回転自在に支持したうえに、このガラス容器をコーティング液槽の上端面に乗り上げさせて、コーティング液槽からオーバーフローするコーティング液に接触させつつ転動させることにより、ガラス容器の外周に帯状の部分的コーティングを施すことを特徴とするガラス容器の部分的コーティング方法。
- ガラス容器の外周の転動周速を6〜380mm/secとした請求項1に記載のガラス容器の部分的コーティング方法。
- 壜搬送用のチェーンに断面円形のガラス容器を水平姿勢で回転自在に支持する多数の支持部材を取付けるとともに、これらの支持部材に支持されたガラス容器の移動経路の下側に、コーティング液がオーバーフロー位置まで供給された細長いコーティング液槽を、その上面をガラス容器が乗り上げる高さとして配設したことを特徴とするガラス容器の部分的コーティング装置。
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JP2001345941A JP4018897B2 (ja) | 2001-11-12 | 2001-11-12 | ガラス容器の部分的コーティング方法及びその装置 |
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