JP4539815B2 - ガラス容器用擦り傷遮蔽剤及びガラス容器 - Google Patents

ガラス容器用擦り傷遮蔽剤及びガラス容器 Download PDF

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Description

本発明は、果汁飲料びん、清涼飲料びん、ビールびん等のガラスびん容器用の擦り傷遮蔽剤に関し、特に安全性、室温硬化性に優れ、かつその塗膜の遮蔽性、耐水性が良好で、滑り、べとつきがなく、アルカリ溶液洗浄で容易に除去可能なガラス容器用擦り傷遮蔽剤に関する。また、本発明は、この擦り傷遮蔽剤の硬化被膜が表面に形成されたガラス容器に関する。
果汁飲料びん、清涼飲料びん、ビールびん等のガラス容器は使用後回収され、繰り返し使用されているのが現状であるが、そのうちにびん詰め工程や流通過程等において、ガラス容器の表面に擦り傷が生じ、外観が損なわれて商品価値が低下してくる。
このため近年では、各種塗布剤をガラス容器表面に塗布することによって前記擦り傷の遮蔽を行い、ガラス容器の美観を保護している。
ところで、一般にガラス容器の擦り傷発生部位に塗布された被膜は、
(1)擦り傷遮蔽性がよいこと
(2)耐水性がよいこと
(3)表面粘着性(べとつき)がないこと
(4)室温程度で被膜としての所要物性を得られること
(5)遮蔽剤材料そのものが有毒でないこと
(6)洗瓶行程でのアルカリ溶液洗浄によって容易かつ安全に剥離すること
などの諸要件を充足することが要求される。
上記の如く、この被膜に擦り傷遮蔽性のみならず耐水性も要求されるのは、夏期においては、ビールや清涼飲料等がびん詰めされたガラス容器がショーケース等の冷水中に浸されたり、冷やすことにより結露を起こす場合があるからである。即ち、ガラス容器が水中に浸漬された場合でも油分が分離遊離しないことは勿論、数週間経過させた後でも被膜が剥離しない程度の耐水性が要求される。
また、このようなガラス容器は一般に素手で扱われる機会が多いので、表面が滑り易いと落下破損の危険性がある一方、被膜表面に粘着性がある場合には取扱者にべとつき等の不快感を与えるばかりでなく、流通過程において大気中の粉塵が付着して被膜面を汚染する。
更に、被膜に硬度、強度、その他被膜としての所要物性を付与させるべく硬化又は架橋を行わせるために加熱が必要な場合には、充填工程での擦り傷発生を考慮して充填後に擦り傷遮蔽剤を塗布するのが普通であるので、加熱をびん詰め後に行わなくてはならず、この場合には、びん詰め内容物が変質する危険性がある。このことは加熱の代わりに光線照射を必要とする場合も同様である。つまり室温又はそれ以下の温度で硬化することが必要である。
また、このようなガラス容器は食品を収納するものであるから被膜材料は無毒かつ無臭でなければならないが、被膜を溶液から形成させる場合には当然に使用する溶剤も無毒なものが必要であって、この要件は作業環境上も要求される。従って、エタノール等の低毒性の溶剤を中心としたものでなければならない制約があるが、近年の環境問題の高まりから最も使用に適するものは水であることが望ましくなってきている。
このような諸要件にもまして、この被膜にとって重要なのは、洗瓶工程でのアルカリ溶液洗浄に際して剥離性が良好でなければならないということである。即ち、回収されたガラス容器は洗瓶機によって、通常、2〜4%程度の苛性ソーダ水溶液を使用して温度60〜80℃で10〜20分間程度アルカリ溶液で洗浄殺菌されてから使用されるのが普通であるから、もし被膜が洗瓶機のアルカリ溶液により完全に剥離せずにその一部がガラス面に残存することになると、残存シリコーン分が剥離剤として働いて出荷時にラベルを効果的に貼ることができない上、そのような不均質表面に再度擦り傷遮蔽剤が塗被された場合には塗被面の美観が損なわれる。
そこで、ガラス容器の擦り傷面にアルカリ溶液によって剥離しない強固な被膜(永久被膜)を施して擦り傷を遮蔽する方法が提案されているが、繰り返し回収再使用されることによって永久被膜そのものに擦り傷が発生することは避け難く、また、繰り返しアルカリ溶液に洗浄されると被膜が白化するなど外観が劣化しがちである。更に、永久被膜を得るためには一般に膜厚を50ミクロン以上に厚くする必要があり、コスト高となる等の問題もあって、この方法は実用に供し難いものである。
上記のような擦り傷遮蔽剤のみならず擦り傷発生防止又は破瓶防止の観点から、従来多くの種類の塗被用材料が知られている。これらのうち例えばシリコーン系のもの(溶剤系、エマルジョン系)等、数多くの提案がなされている(特許文献1〜21参照:特開昭58−167499号、同59−121138号、同60−26057号、同61−6152号、同61−227943号、同62−27354号、同62−265146号、同63−74937号、同55−56040号、特公昭60−26057号、特開平1−62364号、同3−16934号、同3−70782号、同3−131548号、同4−55343号、同6−32342号、同6−135744号、同6−239649号、同8−176507号、同11−171593号及び特開2000−63758号公報)。これらの提案のうち、特許文献9(特開昭55−56040号公報)に開示されたフェニル基を含むオルガノポリシロキサンの硬化生成物や特許文献20(特開平11−171593号公報)の提案が前記諸問題をかなり解決している。
しかしながら、近年のビール、清涼飲料水等の消費の伸びにつれ物流の回転が速まってきているので、短時間で硬化する遮蔽剤が望まれている。また環境問題の観点から溶剤系でなく水系の遮蔽剤の開発が急務となっている。更に工程簡略の面から昨今ではびんに内容物を詰め、栓をし、ラベルを貼った後、最後に遮蔽剤を塗るという工程になりはじめてきている。そうなると溶剤系の遮蔽剤ではラベルを変質させる悪影響もあるので、益々水系の遮蔽剤でなければならなくなってきている。
特開昭58−167499号公報 特開昭59−121138号公報 特開昭60−26057号公報 特開昭61−6152号公報 特開昭61−227943号公報 特開昭62−27354号公報 特開昭62−265146号公報 特開昭63−74937号公報 特開昭55−56040号公報 特公昭60−26057号公報 特開平1−62364号公報 特開平3−16934号公報 特開平3−70782号公報 特開平3−131548号公報 特開平4−55343号公報 特開平6−32342号公報 特開平6−135744号公報 特開平6−239649号公報 特開平8−176507号公報 特開平11−171593号公報 特開2000−63758号公報
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものあり、安全性、室温硬化性に優れ、かつその塗膜の遮蔽性、耐水性が良好で、滑り、べとつきがなく、アルカリ溶液洗浄で容易に除去可能な水溶性の有機ケイ素化合物を主成分とするガラス容器用擦り傷遮蔽剤、及びこの擦り傷遮蔽剤の硬化被膜が表面に形成されたガラス容器を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、下記一般式(1)
1 mSi(OR24-m …(1)
(式中、R1は炭素数1〜20の置換又は非置換の一価炭化水素基、R2は炭素数1〜4のアルキル基、mは0,1又は2である。)
で表される1種又は2種以上の加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物100質量部と、下記一般式(2)
34NR5−SiR6 n(OR23-n …(2)
(式中、R2は上記と同様であり、R3とR4はそれぞれ互いに同一又は異種の水素原子、炭素数1〜15のアルキル基又はアミノアルキル基、R5は炭素数1〜18の二価炭化水素基、R6は炭素数1〜4のアルキル基である。nは0又は1である。)
で表されるアミノ基含有アルコキシシラン(B)又はその部分加水分解物10〜2,000質量部
とを共加水分解することにより得られる有機ケイ素化合物が水溶液中で安定であり、安全性、室温硬化性に優れ、かつその塗膜の遮蔽性、耐水性が良好で、滑り、べとつきがなく、アルカリ溶液洗浄で容易に除去可能な有機ケイ素化合物を主成分とする水系のガラス容器用擦り傷遮蔽剤を見出した。
また、この有機ケイ素化合物に加えて、下記一般式(3)で示されるポリエーテル変性シリコーン化合物を添加することにより、P箱白化防止性(プラスチックケースでの傷付きによる被膜の白化防止)が更に向上することを知見し、本発明をなすに至った。
Figure 0004539815
(R7は同一又は異種の炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、アラルキル基又はフッ素置換アルキル基を示し、Xは−Cp2pO(C24O)a(C36O)b8で示されるアルキルエーテル基である。このときR8は炭素数1〜6のアルキル基もしくはアセチル基又は水素原子であり、pは2〜6の整数である。また、iは1以上の整数であり、jは0又は1以上の整数である。kは0又は1である。但し、jとkが同時に0となることはない。aは1以上の整数であり、bは0又は1以上の整数である。)
従って、本発明は、下記一般式(1)
1 m Si(OR 2 4-m …(1)
(式中、R 1 は炭素数1〜20の置換又は非置換の一価炭化水素基、R 2 は炭素数1〜4のアルキル基、mは0,1又は2である。)
で表される1種又は2種以上の加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物100質量部と、下記一般式(2)
3 4 NR 5 −SiR 6 n (OR 2 3-n …(2)
(式中、R 2 は上記と同様であり、R 3 とR 4 はそれぞれ互いに同一又は異種の水素原子、炭素数1〜15のアルキル基又はアミノアルキル基、R 5 は炭素数1〜18の二価炭化水素基、R 6 は炭素数1〜4のアルキル基である。nは0又は1である。)
で表されるアミノ基含有アルコキシシラン(B)又はその部分加水分解物10〜2,000質量部
とを共加水分解することにより得られる水溶性有機ケイ素化合物を水に溶解してなる成分に、下記一般式(3)
Figure 0004539815
(R 7 は同一又は異種の炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、アラルキル基又はフッ素置換アルキル基を示し、Xは−C p 2p O(C 2 4 O) a (C 3 6 O) b 8 で示されるアルキルエーテル基である。このときR 8 は炭素数1〜6のアルキル基もしくはアセチル基又は水素原子であり、pは2〜6の整数である。また、iは1以上の整数であり、jは0又は1以上の整数である。kは0又は1である。但し、jとkが同時に0となることはない。aは1以上の整数であり、bは0又は1以上の整数である。)
で示され、H.L.B価が3〜12であるポリエーテル変性シリコーン化合物を水溶性有機ケイ素化合物100質量部に対し0.1〜20質量部添加してなることを特徴とするガラス容器用擦り傷遮蔽剤、並びに上記擦り傷遮蔽剤の硬化被膜が表面に形成されたガラス容器を提供する。
本発明の擦り傷遮蔽剤は、今までになかった完全水系の組成物であり、果汁飲料びん、清涼飲料びん、ビールびん等のガラスびん容器に均一で透明な被膜を容易に形成することができる。また、室温かつ短時間で所要物性値の被膜を形成することが可能であり、形成された被膜は擦り傷遮蔽性及び耐水性に優れている。更に、水分と合っても過度に滑ることがない上、べとつきもない。また、輸送時におけるびん同士又は収納容器とのぶつかり合いによる傷や白化が起こりにくい上、回収毎の洗瓶機によるアルカリ洗浄に際しても優れた除去性も有している。しかも、本発明の遮蔽剤は室温速硬化であるため、内容物充填後のガラス容器を対象としても全く不都合は生じないし、また水系であるためラベルを貼った後に処理してもラベルの印字物を侵すことがないため、最終工程で使用も可能である。
本発明のガラス容器用擦り傷遮蔽剤を得るために用いる加水分解性シラン(A)は、下記一般式(1)で示され、その1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができ、その部分加水分解物を使用してもよい。
1 mSi(OR24-m …(1)
(式中、R1は炭素数1〜20の置換又は非置換の一価炭化水素基、R2は炭素数1〜4のアルキル基、mは0,1又は2である。)
ここで、R1は炭素数1〜20、特に1〜10の窒素原子を含まない置換又は非置換の一価炭化水素基であり、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基等や、これらの基の水素原子の一部又は全部をハロゲン原子等で置換した例えばハロゲン化アルキル基等が挙げられる。具体的には、−CH3,−CH2CH3,−CH2CH2CH3,−CH(CH32,−CH2CH2CH2CH3,−CH(CH3)CH2CH3,−CH2CH(CH3)CH3,−C(CH33,−CH2CH2CH2CH2CH2CH3,−(CH29CH3,−C65,−C613等が例示される。
また、R2は炭素数1〜4のアルキル基であり、具体的には、−CH3,−CH2CH3,−CH2CH2CH3,−CH(CH32,−CH2CH2CH2CH3,−CH(CH3)CH2CH3,−CH2CH(CH3)CH3,−C(CH33等が例示されるが、中でも−CH3,−C25が好ましい。
なお、mは0,1又は2である。
この式(1)の加水分解性シラン(A)としては、下記のものを例示することができる。
Si(OCH34
Si(OCH2CH34
Si(OCH2CH2CH34
Si(OCH2CH2CH2CH34
CH3Si(OCH33
CH3Si(OCH2CH33
CH3Si(OCH2CH2CH33
CH3Si(OCH2CH2CH2CH33
65Si(OCH33
65Si(OCH2CH33
65Si(OCH2CH2CH33
65Si(OCH2CH2CH2CH33
(C652Si(OCH32
(C652Si(OCH2CH32
(CH32Si(OCH32
(CH32Si(OCH2CH32
(CH32Si(OCH2CH2CH32
(CH32Si(OCH2CH2CH2CH32
これらの中で特に好ましくは、
CH3Si(OCH33
CH3Si(OCH2CH33
65Si(OCH33
65Si(OCH2CH33
(C652Si(OCH32
(C652Si(OCH2CH32
Si(OCH34
Si(OCH2CH34
及びこれらの部分加水分解物である。
一方、上記加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物と混合して用いられるアミノ基含有アルコキシシラン(B)は、系を水溶性にするために用いられる成分であり、下記一般式(2)で表されるもので、目的とする擦り傷遮蔽剤の主剤である有機ケイ素化合物に水溶性を付与させるために1種又は2種以上を適宜選定して用いられる。また、その部分加水分解物を用いることもできる。
34NR5−SiR6 n(OR23-n …(2)
(式中、R2は上記と同様であり、R3とR4はそれぞれ互いに同一又は異種の水素原子、炭素数1〜15のアルキル基又はアミノアルキル基、R5は炭素数1〜18の二価炭化水素基、R6は炭素数1〜4のアルキル基である。nは0又は1である。)
ここで、上記式(2)中のR2は上述した通りであり、R3,R4は、それぞれ互いに同一又は異種の水素原子、炭素数1〜15、特に1〜6のアルキル基又はアミノアルキル基であり、例えば−CH3,−CH2CH3,−CH2CH2CH3,−CH2CH2CH2CH3,−CH2NH2,−CH3CH2NH2,−CH2CH2CH2NH2,−CH2CH2CH2CH2NH2等が挙げられる。R5は炭素数1〜18、特に1〜10の二価炭化水素基であり、例えば−CH2−,−CH2CH2−,−CH2CH2CH2−,−CH2CH2CH2CH2−等のアルキレン基が挙げられる。R6は炭素数1〜4のアルキル基であり、例えば−CH3,−CH2CH3,−CH2CH2CH3,−CH2CH2CH2CH3等が挙げられる。
このような上記式(2)のアミノ基含有アルコキシシランの具体例としては、
2N(CH22Si(OCH33
2N(CH22Si(OCH2CH33
2N(CH23Si(OCH33
2N(CH23Si(OCH2CH33
CH3NH(CH23Si(OCH33
CH3NH(CH23Si(OCH2CH33
CH3NH(CH25Si(OCH33
CH3NH(CH25Si(OCH2CH33
2N(CH22NH(CH23Si(OCH33
2N(CH22NH(CH23Si(OCH2CH33
CH3NH(CH22NH(CH23Si(OCH33
CH3NH(CH22NH(CH23Si(OCH2CH33
49NH(CH22NH(CH23Si(OCH33
49NH(CH22NH(CH23Si(OCH2CH33
2N(CH22SiCH3(OCH32
2N(CH22SiCH3(OCH2CH32
2N(CH23SiCH3(OCH32
2N(CH23SiCH3(OCH2CH32
CH3NH(CH23SiCH3(OCH32
CH3NH(CH23SiCH3(OCH2CH32
CH3NH(CH25SiCH3(OCH32
CH3NH(CH25SiCH3(OCH2CH32
2N(CH22NH(CH23SiCH3(OCH32
2N(CH22NH(CH23SiCH3(OCH2CH32
CH3NH(CH22NH(CH23SiCH3(OCH32
CH3NH(CH22NH(CH23SiCH3(OCH2CH32
49NH(CH22NH(CH23SiCH3(OCH32
49NH(CH22NH(CH23SiCH3(OCH2CH32
等が挙げられる。
これらの中で、特に、
2NCH2CH2HNCH2CH2CH2Si(OCH33
2NCH2CH2HNCH2CH2CH2Si(OCH2CH33
2NCH2CH2CH2Si(OCH33
2NCH2CH2CH2Si(OCH2CH33
が好適に用いられ、これらの部分加水分解物を用いてもよい。
上記加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物、アミノ基含有アルコキシシラン(B)又はその部分加水分解物を混合して用いる場合の使用割合は、加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物100部(質量部、以下同じ)に対してアミノ基含有アルコキシシラン(B)又はその部分加水分解物は10〜2,000部、好ましくは30〜1,000部である。アミノ基含有アルコキシシラン(B)又はその部分加水分解物が10部未満であると水溶性が弱くなり、水溶液にしたときの安定性が悪くなる場合がある。また、この量が2,000部を超えると耐水性が悪くなる場合がある。
モル換算としては、加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物のSi原子1モルに対しアミノ基含有アルコキシシラン(B)又はその部分加水分解物のSi原子が0.05〜25モル量、特に0.4〜20モル量となるように用いることが好ましい。
これら加水分解性シラン(A)、アミノ基含有アルコキシシラン(B)又はそれらの部分加水分解物を用いて擦り傷遮蔽剤を製造する場合、例えば、最初に加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物を有機酸又は無機酸の存在下で加水分解し、この加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物の加水分解物とアミノ基含有アルコキシシラン(B)又はその部分加水分解物とを混合し、有機酸又は無機酸の存在下、更に加水分解させることが好ましい。
この場合、加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物を加水分解する際に使用される有機酸又は無機酸としては、例えば、塩酸、硫酸、メタンスルホン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、クエン酸、シュウ酸及びマレイン酸等から選ばれる少なくとも1種の酸が用いられるが、特に好適なものは酢酸である。この有機酸又は無機酸の使用量は、加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物100部に対して2〜200部、特に2〜50部が好ましい。
加水分解の際は適度に溶剤で希釈した状態でもよいし、溶剤が無い状態で行ってもよい。溶剤を使用する場合は、アルコール系溶剤が好適であり、特にメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、第三ブチルアルコールが好適である。この溶剤を使用する場合の使用量は、加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物100部に対して50〜300部、特に70〜200部が好ましい。
また、加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物を加水分解させるために加える水量は、加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物のSi原子1モルに対し0.5〜4モル量、特に1〜3モル量が好適である。加える水量が0.5モル量より少ないとアルコキシ基が多く残存してしまう場合があり、4モル量を超えると縮合が進行しすぎる場合がある。
加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物を加水分解させる際の反応条件は、反応温度10〜120℃、特に20〜80℃がよく、反応時間は1〜6時間、特に1〜3時間で加水分解反応させるのがよい。
以上で得られた加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物の加水分解物とアミノ基含有アルコキシシラン(B)又はその部分加水分解物とを反応させる。この場合、反応条件は、反応温度60〜100℃、反応時間1〜6時間、特に70〜80℃で1〜3時間が好ましい。反応終了後は、溶剤の沸点以上まで温度を上げ、アルコール溶剤を留去させる。上記方法で製造できる反応生成物は、25℃における粘度が5〜8,000mm2/s、特に50〜3,000mm2/sであることが好ましい。粘度が高すぎると作業性や保存安定性が低下することがある。また、反応生成物の重量平均分子量は500〜5,000、特に800〜2,000の範囲であることが望ましい。
また、本発明のガラス容器用擦り傷遮蔽剤に下記一般式(3)で示されるポリエーテル変性シリコーン化合物を添加することができる。このポリエーテル変性シリコーン化合物を添加することにより、硬化膜に適度な滑り性を与えることができるようになり、特にP箱白化性と称するプラスチックケースでの傷付きによる被膜の白化をより防止することができる。
Figure 0004539815
(R7は同一又は異種の炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、アラルキル基又はフッ素置換アルキル基を示し、Xは−Cp2pO(C24O)a(C36O)b8で示されるアルキルエーテル基である。このときR8は炭素数1〜6のアルキル基もしくはアセチル基又は水素原子であり、pは2〜6の整数である。また、iは1以上の整数であり、jは0又は1以上の整数である。kは0又は1である。但し、jとkが同時に0となることはない。aは1以上の整数であり、bは0又は1以上の整数である。)
ここで、上記式(3)中のR7は炭素数1〜10のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はフッ素置換アルキル基であり、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基、トリフロロプロピル基、ヘプタデカフロロデシル基等のフッ素置換アルキル基などを挙げることができるが、好ましくはメチル基が望ましい。
また、R8の具体例は、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基又はアセチル基である。iは1以上の整数であり、jは0又は1以上の整数であり、このときi+jは5〜100の範囲が好ましい。またkは0又は1である。但し、jとkが同時に0となることはない。aは1以上の整数であり、bは0又は1以上の整数であり、このときa+bは3〜60の範囲が好ましい。
このポリエーテル変性シリコーンのH.L.B価は3〜12、特に4〜10の値のものが好ましい。この値が3未満だと系が水系なので、うまく分散せず、均一に塗工できない場合がある。また、12より大きいとうまく滑り性が付与できない場合があり、好ましくない。
このポリエーテル変性シリコーンの添加量は、本発明の加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物とアミノ基含有アルコキシシラン(B)又はその部分加水分解物との反応生成物の固形分100質量部に対し、0.1〜20質量部が好ましく、より好ましくは0.5〜5質量部である。この量が0.1質量部よりも少ないと滑り性効果が弱くなり、P箱白化性が悪くなる場合がある。また、この量が20質量部よりも多いと今度は滑りやすくなったり、手触り感が悪くなる場合があり、好ましくない。
添加方法に特に指定はないが、本発明の加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物とアミノ基含有アルコキシシラン(B)又はその部分加水分解物との反応生成物に直接混合した後に水に溶解してもよいし、本発明の加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物とアミノ基含有アルコキシシラン(B)又はその部分加水分解物との反応生成物を水に溶解したものに添加混合してもよい。
本発明においては、更に各種の補助成分、例えば、溶剤、分散媒、安定剤、着色剤、揺変剤、レベリング剤、界面活性剤、浸透剤、硬化触媒及び充填剤等を含有させることも可能である。
上記のような水溶性の有機ケイ素化合物を主成分とする擦り傷遮蔽剤をガラス容器に塗布する場合には、通常行われている方法、例えば、浸漬法、スプレー法、刷毛塗法、フローコータ法、転写法、その他目的により任意の方法を採用することができる。
塗布すべき場所は擦り傷発生部位であるが、擦り傷発生部位のみに限らないことは言うまでもない。
塗布した後は、0.5〜5時間程度放置することにより表面粘着性のない硬化被膜を容易に得ることができるが、硬化時間の短縮、使用溶剤の除去その他の必要に応じて、容器内容物の品質を損なわない程度の加熱を行ってもよい。
本発明の遮蔽剤を塗布するガラス容器は、例えば、ビール、清涼飲料水、牛乳の容器等市場から回収されて再使用されるものであればよく、特に限定されるものではない。
以下、合成例、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記の例において%は質量%、部は質量部を示す。
[合成例1]
撹拌機、温度計及び冷却器を備えた1Lの反応器にCH3Si(OCH2CH33 196.4g(1.10mol)、C65Si(OCH2CH33 264.8g(1.10mol)、酢酸99.3g(1.66mol)及びエタノール240gを入れ、撹拌混合した。ここに水39.6g(2.20mol)を10分かけて滴下した。更に、オイルバスにて60〜70℃に加熱し、そのまま2時間撹拌を行った。次に、一旦オイルバスを外し、水浴をつけて、内温が25℃になるまで冷却した。そこにH2NCH2CH2CH2Si(OCH2CH33 243.9g(1.10mol)を投入したところ、内温は60℃まで上昇した。そのまま更にオイルバスにて60〜70℃に加熱し、そのまま1時間撹拌を行った。次に、エステルアダプターを取り付け、内温110℃まで上げ、エタノールを除去することにより、粘度1,371mm2/sの淡黄色透明液を511g得た(重量平均分子量2,000)(ボトルコート剤1)。
[合成例2]
撹拌機、温度計及び冷却器を備えた1Lの反応器にCH3Si(OCH33 175.3g(1.29mol)、C65Si(OCH33 255.1g(1.29mol)、酢酸115.9g(1.93mol)及びメタノール240gを入れ、撹拌混合した。ここに水58.0g(3.22mol)を10分かけて滴下し、そのまま室温下で2時間撹拌を行った。そこにH2NCH2CH2CH2Si(OCH2CH33 284.7g(1.29mol)を投入したところ、内温は65℃まで上昇した。そのまま更にオイルバスにて60〜70℃に加熱し、そのまま1時間撹拌を行った。次に、エステルアダプターを取り付け、内温110℃まで上げ、メタノール、エタノールを除去することにより、粘度1,973mm2/sの淡黄色透明液を609g得た(重量平均分子量1,000)(ボトルコート剤2)。
[合成例3]
撹拌機、温度計及び冷却器を備えた1Lの反応器にCH3Si(OCH33 153.3g(1.13mol)、C65Si(OCH33 224.5g(1.13mol)、Si(OCH2CH33 52.2g(0.25mol)、酢酸112.9g(1.88mol)及びメタノール240gを入れ、撹拌混合した。ここに水67.7g(3.76mol)を10分かけて滴下し、そのまま室温下で2時間撹拌を行った。そこにH2NCH2CH2CH2Si(OCH2CH33 277.3g(1.25mol)を投入したところ、内温は65℃まで上昇した。そのまま更にオイルバスにて60〜70℃に加熱し、そのまま1時間撹拌を行った。次に、エステルアダプターを取り付け、内温110℃まで上げ、副生したメタノール、エタノールを除去することにより、粘度3,022mm2/sの淡黄色透明液を566g得た(重量平均分子量1,500)(ボトルコート剤3)。
[合成例4]
イオン交換水200g、アニオン性乳化剤ハイテノールNo.8(第一工業製薬(株)製)の15%溶液30.0gを撹拌機、温度計及び冷却器を備えた1.0Lの反応器に入れ、撹拌混合しながら50℃に加熱した。ここにSi(OCH34 72.0g(0.47mol)及びCH3Si(OCH33 84.5g(0.62mol)を1時間で滴下し、更に50℃で1時間撹拌を続けた後、冷却して乳濁液390gを得た。このものの不揮発分(105℃/3時間)は21.0%であった(ボトルコート剤4)。
[合成例5]
撹拌機、温度計、滴下ロート及び冷却器を備えた3Lの反応器にCH3Si(OCH2CH33 1,602g(9mol)及び(C652Si(OCH2CH32 272g(1mol)を仕込み、80℃に昇温し、撹拌下に0.1%の硫酸水144gを滴下した。更にこの温度で3時間反応を行った後、蒸留塔を通じて溜出物を溜去しながら反応物を180℃になるまで加熱昇温させ、アルコキシ基含有オルガノポリシロキサン1,197gを得た(ボトルコート剤5)。
[実施例1〜3、参考例1〜3及び比較例1,2]
ボトルコート剤1〜5を表1に示す組成で用いて擦り傷遮蔽剤を調製し、擦り傷で部分的に白化したビールびんの表面にスポンジを用いて塗布した。
(性能評価)
(1)膜の乾燥性、べとつき、滑り性
ビールびんに各遮蔽剤を塗布し、室温で30分、1時間、5時間、1日、3日、5日放置した後、手で剥離状態を調べることにより乾燥性を評価した。また指触によりべとつき、滑り性も評価した。
(2)外観及び擦り傷遮蔽性
室温で3日硬化後のものを肉眼で評価した。
(3)耐水性
室温で3日硬化後のものを25℃の水中に浸漬し、被膜が一部剥離するに到るまでの浸漬時間を測定した。浸漬時間が1週間以上であれば「良好」、1週間未満であれば「不良」と判定した。
(4)密着性
室温で3日硬化後のものを碁盤目セロハンテープ剥離試験により、100ヶの碁盤目のうちセロハンテープによって剥離しなかった数で表示した。
(5)粘着性
ビールびんの胴表面に、びん底より150mm上を中心として10mm(垂直方向)×40mm(円周方向)の面積に擦り傷遮蔽剤を塗布し、室温にて3日乾燥させた後、この塗布面を60メッシュのカーボンランダム粉末上に1回転させてカーボンランダムの付着量を測定し、塗布面1cm2当たりの付着量を算出した。なお、本方法による無塗布ガラス面の粘着性は0.3mg/cm2であった。
(6)被膜強度
塗工後、室温にて24時間放置して硬化したビールびんに水を充填して密栓した後、硬質塩ビ製P函に入れて、室温で振幅4cm、170rpmの水平振動を加え、擦過傷が全面積の1/4以下しか認められなかったものをAランク、全面に認められたものをCランク、その中間をBランクと評価した。
(7)洗瓶機での剥離性
塗工後、室温で7日放置し、更に70℃で1時間加熱して硬化を促進した後に、3.5%苛性ソーダ水溶液/70℃/10分の条件で洗瓶操作を行ったときの剥離性を目視により観察し、完全に溶解除去されたものを良好、少しでも残存したものを不良とした。
(8)P箱白化防止性
ビールプラスチックケース(P箱)にびんを入れ、仕切板に押し付けながらびんを10回転させたときの塗膜の白化防止性を観察した。
○:塗膜の白化は認められなかった。
△:僅かに塗膜の白化が認められた。
×:塗膜が白化していた。
(1)の評価結果を表2、(2)〜(8)の評価結果を表3に示す。
Figure 0004539815
Figure 0004539815
Figure 0004539815

Claims (5)

  1. 下記一般式(1)
    1 mSi(OR24-m …(1)
    (式中、R1は炭素数1〜20の置換又は非置換の一価炭化水素基、R2は炭素数1〜4のアルキル基、mは0,1又は2である。)
    で表される1種又は2種以上の加水分解性シラン(A)又はその部分加水分解物100質量部と、下記一般式(2)
    34NR5−SiR6 n(OR23-n …(2)
    (式中、R2は上記と同様であり、R3とR4はそれぞれ互いに同一又は異種の水素原子、炭素数1〜15のアルキル基又はアミノアルキル基、R5は炭素数1〜18の二価炭化水素基、R6は炭素数1〜4のアルキル基である。nは0又は1である。)
    で表されるアミノ基含有アルコキシシラン(B)又はその部分加水分解物10〜2,000質量部
    とを共加水分解することにより得られる水溶性有機ケイ素化合物を水に溶解してなる成分に、下記一般式(3)
    Figure 0004539815
    (R 7 は同一又は異種の炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、アラルキル基又はフッ素置換アルキル基を示し、Xは−C p 2p O(C 2 4 O) a (C 3 6 O) b 8 で示されるアルキルエーテル基である。このときR 8 は炭素数1〜6のアルキル基もしくはアセチル基又は水素原子であり、pは2〜6の整数である。また、iは1以上の整数であり、jは0又は1以上の整数である。kは0又は1である。但し、jとkが同時に0となることはない。aは1以上の整数であり、bは0又は1以上の整数である。)
    で示され、H.L.B価が3〜12であるポリエーテル変性シリコーン化合物を水溶性有機ケイ素化合物100質量部に対し0.1〜20質量部添加してなることを特徴とするガラス容器用擦り傷遮蔽剤。
  2. 加水分解性シラン(A)が、
    65Si(OCH33,C65Si(OCH2CH33
    (C652Si(OCH32,(C652Si(OCH2CH32
    CH3Si(OCH33,CH3Si(OCH2CH33,Si(OCH34又は
    Si(OCH2CH34
    であることを特徴とする請求項1記載のガラス容器用擦り傷遮蔽剤。
  3. アミノ基含有アルコキシシラン(B)が、
    2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH33
    2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH2CH33
    2NCH2CH2CH2Si(OCH33又は
    2NCH2CH2CH2Si(OCH2CH33
    であることを特徴とする請求項1又は2記載のガラス容器用擦り傷遮蔽剤。
  4. 水溶性有機ケイ素化合物を共加水分解反応により得る際、反応後にアルコールを留去させることによりアルコールが除去された水溶性有機ケイ素化合物を用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のガラス容器用擦り傷遮蔽剤。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項記載のガラス容器用擦り傷遮蔽剤の硬化被膜が表面に形成されてなることを特徴とするガラス容器。
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