JPH03131547A - ガラス壜とその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の背景］ 産業上の利用分野 本発明は、外表面にコーティング膜を形成したガラス塩
、特に繰り返し回収して使用されるリターナブル壜、な
らびに軽量化されたガラス壜の製造法に関する。

従来の技術 従来、ガラス壜業界では一般に、ガラス壜の外表面の耐
擦傷性を向上させるため、ワンウェイ壜を製造する工程
において、その表面にＳｎＯっやＴｉＯ２のコーティン
グ膜を被覆させていた。

具体的にはワンウェイ壜は、製壜された直後の、徐冷炉
にて徐冷される前の、未だその表面が４００〜５５０℃
の温度であるときに、ＳｎＣ１あるいはＴ　Ｉ　Ｃ１４
などを噴霧することによって、その外表面にＳ　ｎ　Ｏ
２またはＴ　ｉＯ２を主成分とするコーティング膜を形
成していた。このようなコーティング膜の形成方法は、
通常ホット・エンド・コーティングと呼ばれている。

このように形成されたコーティング膜の膜厚は、ガラス
業界では一般にアメリカン・グラス・リサーチ社のホッ
ト・エンド・コーティングメーターを用いてＣ，Ｔ、　
　Ｕ、　という単位で測定されている。当該業界でのワ
ンウェイ壜のコーティング膜の現行規格は、２０〜８０
Ｃ，Ｔ、　　Ｕ、であるが、実際には、コスト、あるい
は、回収後のアルカリ洗浄後に発生ずるいわゆる虹彩現
象を防止するとの外観上の問題から、２０〜５０Ｃ，Ｔ
、　Ｕ、の厚さとされている。ここで、Ｃ，Ｔ、Ｕ、　
　とは、工程管理用に用いられている単なる光学的な中
位であって、同等物理的な意味を持つものではないが、
概ねＩＣ，Ｔ、　Ｕ、は４人に相当するといわれている
（この値がほぼ妥当であることは、本発明者らもエリプ
ソメーター（島原製作所製、ＡＥＰ−１００）を用いて
確認している）。従って、従来のワンウェイ壜のホット
・エンド・コーティングでのＳ　ｎ　０２もしくはＴ　
ｉ　Ｏ２の膜厚は、３００Ａ以下であるといえる。

一方、このようなコーティング技術は、ワンウェイ壜の
耐摩擦性や滑性を付与する方法と１．では有効ではあっ
ても、リターナブルガラス壜には適用することができな
かった。それは次のような理由による。

リターナブルガラス壜は、繰り返し回収されて使用され
る性質のものである。したがって、市場より回収された
壜は、回収されるごとに増結工場の洗浄器にて、高濃度
でかつ高温度の苛性ソーダ水溶液などのアルカリ溶液に
よって洗浄、殺菌処理がなされている。

このようなりターナプルガラス壜に、前記したワンウェ
イ壜に適用されているようなコーティング技術によって
コーティング膜を形成しても、前記したアルカリ処理に
付すと、このコーティング膜は簡単に剥離してしまい、
その効果を失ってしまう。例えば、ビール塩は、一般に
最高で８０℃の４％苛性ソーダ水溶液によって洗浄され
る。このような条件では、従来のワンウェイ壜に施され
るような膜厚２０〜５０Ｃ，Ｔ、Ｕ、のコーティング膜
は、通常−回の洗浄によって簡単に剥離してしまう。コ
ーティング膜の膜ｊ１を５０〜８０Ｃ。

Ｔ、Ｕ、程度にすれば、−回のアルカリ洗浄で完全に剥
離することないが、処理後、ガラス壜表面上にいわゆる
虹彩現象を生じてしまい、包装美観上、商品価値が無く
なってしてしまう。

したがって、ワンウェイガラス壜にあっては、むしろ−
回の洗浄処理で剥離し得るようなコーティング膜をほど
こしているのが現状である。

なお、文献上では、ホット・エンド・コーティングの処
理温度を５００〜６００℃としたものもみうけられるが
、ホット・エンド・コーティングを実施するために設け
られている処理工程の位置（徐冷工程の前）、あるいは
ガラス壜が高７ｍによって変形してしまうことへの危惧
などから、５５０℃前後より高い温度が現実に採用され
ていたとは考え難く、また、ガラス表面の温度の測定に
、原始的な表面温度計を用いていることもその原因と考
えられる。

いずれにしても、リターナブルガラス壜として、アルカ
リ処理に繰り返して耐え得るＳ　ｎ　Ｏ２もしくはＴ　
ＩＯ２を主成分とするコーティング膜を形成することは
従来出来なかった。

［発明の概要］ 本発明者らは、このような課題を解決するために、鋭意
研究を重ねた結果、ガラス壜の表面温度が極めて高い状
態にあるときに、Ｓ　ｎ　Ｏ２またはＴ　ｉｏ　２のコ
ーティング膜処理を行い、かつ、このコーティング膜の
膜厚を適当な範囲に調整することによって、コーティン
グ膜の耐アルカリ性を著しく向上させることが出来、そ
の結果ワンウェイ壜のみならずリターナブルガラス壜の
増強度をも向上させ得るとの知見を得て、本発明を完成
するに至った。

要旨 すなわち、本発明によるガラス壜コーティング膜および
軽量ガラス環の製造法は、外表面湿度５５０〜７００℃
とされたガラス環と、Ｓ　ｎ　Ｏ２またはＴ　ｉｏ　２
を主成分とする膜を形成し得る原料物質とを接触させ、
５ｎ０２またはＴ　ｌ　０２を主成分とする膜を４００
〜１０００人の厚さに形成することを特徴とするもので
ある。

さらに本発明によるガラス環は、外表面に金属酸化物の
コーティング膜を形成したガラス環にであって、前記コ
ーティング膜が、Ｓ　ｎ　０２またはＴｉＯ２を主成分
とする物であり、かつ、８０℃における４重ユ％苛性ソ
ーダ水溶液に浸漬した際の剥離時間が８時間以上である
ことを特徴とするものである。

効果 本発明による方法によって得られたコーティング膜が施
されたガラス環は、耐摩擦性、耐アルカリ性に優れてお
り、リターナブルガラス壜とじて繰り返して使用するこ
とができる。

また、本発明による方法によって得られるコーティング
膜を施すことにより、リターナブルガラス壜の強度の向
上を図ることができ、リターナブルガラス壜の軽量化を
することができる。

さらに、このコーティング膜の屈折率は比較的大きいこ
とから、ガラス表面での光の反射が増加するので、内容
物の変色などを防止することができる。特に、内容物が
ビールの場合、光線の侵入によるいわゆる「日光臭」の
発生が抑制出来る。

［発明の詳細な説明］ 基体ガラス塩 本発明を適用可能なガラス環、すなわち基体となるガラ
ス環は、繰り返し使用されるリターナブルガラス壜であ
り、このようなりターナプルガラス環としては、ビール
、ウィスキー、清酒などの酒類、醤油、酢などの調味料
、コーラ、ラムネ、ジュースなどの清涼飲料水、牛乳な
どの飲料用ガラス環が挙げられる。

本発明の効果を最も享受することができるガラス環とし
ては、ビール、コーラ、ラムネなどの炭酸ガスが溶解し
ていて、室温で内厚か１．０〜４−０ｋｇ／ｃｊ、好ま
しくは１　、２〜２　、　５　ｋｇ　／　ｃシ、である
液体炭酸飲料用のりターナプルガラス環が挙げられる。

このようなりターナプルガラス環としては、般にソーダ
石灰ガラス、ホウケイ酸ガラスなど、好ましくはソーダ
石灰ガラス、を主成分とするガラスから成るものが用い
られる。

コーティング膜の形成 （１）形成条件 本発明のコーティング膜の製造法は、特定の外表面温度
のガラス環と、Ｓ　ｎ　０２またはＴ　ｉ　Ｏ２を主成
分とする膜を形成し得る原料物質とを接触させ、ＳｎＯ
またはＴ　ｉ　Ｏ２を主成分とする膜を特定の厚さで形
成させること、を特徴とするものである。

本発明によるコーティング膜の製造法で、ガラス環の外
表面温度は、５５０〜７００℃である必要がある。Ｓ　
ｎ　Ｏ２を主成分とするコーティング膜の場合６００℃
を超える温度が、Ｔ　ｉ　Ｏ２主成分とするコーティン
グ膜の場合６３０℃を超える温度が、より好ましい。ガ
ラス環の外表面温度が５５０℃未満であると、コーティ
ング膜厚が本発明の範囲にある値、即ち４００〜１００
０人、であっても、その耐久性が低く、８０　’Ｃの４
重量９６苛性ソーダ水溶液に浸漬すると８時間以内にコ
ーティング膜は確実に剥離してしまう。また処理後、虹
彩現象を生じてしまい好ましくない。また、７００℃を
超える温度では、ガラス環が変形しゃすくなり、また、
ガラス壜母体とコーティング膜との間の熱膨張係数の差
によりクラックが発生しやくなるため好ましくない。

さらに、本発明によるコーティング膜の製造法では、Ｓ
ｎＯまたはＴ　ｉ　Ｏ２を主成分とする膜を前記の温度
条件下で、４００〜１０００人の膜厚に形成する必要が
ある。ここで、コーティング膜の膜厚が、４０ＯＡ未満
であると、コーティング膜の耐久性が低く、８０℃の４
重量％苛性ソーダ水溶液に浸漬すると３時間以内にコー
ティング膜は確実に剥離してしまうことから好ましくな
いまた、コーティング膜の膜厚が１０００人を超えると
、干渉現象を生じガラス壜の美観を損ねるとともに、ガ
ラス壜母体とコーティング膜との間の熱膨張係数の差に
よりクラックが発生しゃすくなるため好ましくない。

（２）コーティング膜形成原料物質 本発明によるコーティング膜の製造法では、特定外表面
温度のガラス増土で、Ｓ　ｎ　０２またはＴ　Ｉ　Ｏ２
を主成分とするコーティング膜を形成する。このコーテ
ィング膜を形成し得る膜形成原料物資としては、熱分解
してＳ　ｎ　Ｏ２またはＴ　１０２を生成し得る物質で
あれば利用可能である。例えば、Ｓ　ｎ　Ｃ１４、 （ＣＨ３）２５ｎＣ１２、Ｔ　ｔ　Ｃ１４などのＳｎま
たはＴｉの金属有機化合物、金属アルコラードなどが挙
げられる。

また、本発明の目的の範囲内であれば、他の金属酸化物
などを含有させ、コーティング膜の特性をより改善する
ことも可能である。

（３）ｓの形成 本発明に従うコーティング膜の製造法において、特定の
外表面温度を有するガラス壜と、コーティング膜形成原
料物質との接触は、該ガラス壜の表面にコーティング膜
が形成される態様であれば、その方法は特に限定されな
い。例えば、化学蒸着法、スプレー法などで形成可能で
ある。ここで、化学蒸着法とは、前記原料物質を加熱し
て気化させ、これを乾燥気体、例えば空気、酸素、不活
性ガス、でコーティング室に運び、ガラス壜の表面上で
、雰囲気中もしくはガラス壜表面−ヒの酸素または水と
反応させることにより、Ｓ　ｎ　Ｏ２またはＴ　ｉ　Ｏ
２のコーティング膜をガラス壜の外表面に生成させる方
法をいう。また、スプレー法とは、原料物質を有機溶媒
に溶解させて、これをガラス壜の表面上にスプレーして
ガラス壜外表面で熱分解させて、コーティング膜を形成
させる方法をいう。

コーティング膜 本発明によるコーティング膜処理が成されたガラス壜は
、−船内に銀白色を呈する。従来のホット・エンド・コ
ーティング処理が施されたガラス壜は無処理のガラス壜
とほとんど変わらないのと対照的である。

本発明による製造法によって得られたコーティング膜は
、コーティング膜成分がある程度ガラス相中に移行して
、いオ）ゆるアンカー効果によって強固に付着している
ｂのと推定される。その結果として、高温でかつ高濃度
でのアルカリ処理においてもコーティング膜が剥離し難
くなっているものと推定される。本発明者らは、次のよ
うな事実を確認している。すなわち、本発明にょるＳ　
ｎ　Ｏ２を主成分とするコーティング膜（膜厚６０〇人
）を８０℃の４ｍ；％苛性ソーダ水溶液に３時間浸漬し
たときのコーティング膜表面は、剥離箇所が点のような
もので形成されていることが、顕微鏡によって観察され
た（倍率２０００倍）。一方、従来のホット・エンド・
コーティングによって形成したＳ　ｎ　０２コーティン
グ膜（観察しやすいように膜厚を６００人とした）を同
様にアルカリ処理したときの表面には、ｍｌ離箇所が連
続して、はぼ全域に広がっていることが顕微鏡によって
観察された（倍率２０００倍）。

本発明によって得られたコーティング膜は、つの指標と
して、８０℃の４重量％苛性ソーダ水溶液に浸漬された
際のコーティング膜の剥離時間が８時間以上であること
が挙げられる。ここで、ｒ　２１離時間が８時間以上」
とは、前記条件で、コーティング膜の剥離が肉眼で確認
されないことを意味する。

軽ニガラス壜 本発明によるコーティング膜が施されたガラス壜は、ガ
ラス壜としての強度の向上か図れる。具体的には、衝撃
強度、耐内圧強度の向上を図ることができる。その結果
、本発明によるコーティング膜が施されたガラス壜には
、基体のガラス壜のガラス厚が薄くても未処理のガラス
壜と同等もしくはそれ以上の強度を保持させる事か可能
である。

すなわち本発明によるコーティング膜の製造法は、軽量
ガラス壜の製造を可能にする。

［実施例］ 実施例１ 製壜機で製造したビール天理（キリンビール（株）製、
６０５ｇリターナブル壜）に、ガラス壜表面温度を変え
て、ＳｎＯまたはＴ　１０２を主成分とするコーティン
グ膜を厚さ６００Ａで形成した。この様にして得た壜を
８０℃４重量％の苛性ソーダ水溶液に浸漬して、そのコ
ーティング膜の剥離時間を測定した。その結果は第１図
および第２図に示す通りである。

実施例２ 実施例１と同様のガラス壜に、ガラス表面温度６３０℃
で、ＳｎＯまたはＴ　ｉｏ　２を主成分とするコーティ
ング膜をその膜厚を変えて形成した。

この様にして得た壜を実施例１と同様にしてコーティン
グ膜の剥離時間を測定した。その結果は第３図および第
４図に示す通りである。

実施例３および比較例１ 製壜機で製造したビール天理（キリンビール（株）製、
６０５ｇリターナブル壜）、および、前記ビール壜と外
形寸法を同一にし、重量のみを１３０ｇ軽くした軽量天
理を用意した。

これらの壜の外表面温度が全域で６００〜７００℃とな
るように維持した状態で、ＳｎＣ１を噴霧して壜表面に
Ｓ　ｎ　Ｏ２膜を、平均膜厚６０〇八で蒸着形成した。

以上の様にして得られたコーティング処理が施された壜
と、前記コーティング処理を行わなかった壜（増重ｆｆ
ｉ６０５ｇ）とを、一般的なビール工場の製品ライン（
最高温度条件８０℃、４重量％苛性ソーダ水溶液、約１
０分間の洗浄工程を含む）を繰り返し３０回通す逆境テ
ストを行った。

以上のテストを行ったこれらの壜を、耐内圧強度試験お
よび衝撃試験に付した。これらの結果は第５図および第
６図に示す通りである。増重量６０５ｇ無処理壜と６０
５ｇコーテコーティング処理壜すると、コーティング処
理壜の方が強度低下が少ないことを示している。また、
増重量４７５ｇコーティング膜処理壜は耐内圧強度にお
いて蚤！６０５ｇ無処理壜と同等であり、さらに衝撃強
度において重量６０５ｇ無処理壜を上回っていることが
解る。すなわち、本発明によるコーティング膜処理によ
ってガラス壜の軽量化力呵能となることを示している。

さらに前記テスト後のガラス壜を各々１０本づつ任意に
抜き取り、擦り傷を観察して評価した。

その結果は第１表に示す通りである。

第１表 加傷度合いの指標は以下の通りである。

０；新壜状態 ＋１：僅かに加傷 ＋２；やや加傷 ＋３：かなり加傷 ＋４：著しく加傷 比較例２ 実施例３と同様の増重ｆｆ１６０５　ｇのガラス壜にガ
ラス表面温度４００〜５００℃で、Ｓ　ｎ　Ｃ１４を噴
霧してＳ　ｎ　０２コーティング膜を膜厚１６０人（約
４０Ｃ，Ｔ、　Ｕ、　）で形成した。

こうして得られたガラス壜を実施例３と同様な逆境テス
トに付した。その結果、−回の送端てコーティング膜は
完全に剥離ｊまた。

実施例４ 実施例３と同様の増重量６０５ｇのガラス壜に、ＴｉＣ
１を噴霧してＴ　ｉ　Ｏ２コーティング膜を形成した以
外は、実施例３と同様にしてコーティング膜処理を行っ
た。

こうして得られたガラス壜を実施例３に記載の逆境テス
トを１５回行ったところ、実施例３とほぼ同様に良好な
結果を得た。

比較例３ Ｔｉｌｌ　　を噴霧してＴｌＯ２コーティング膜を形成
する以外は、比較例２と同様にしてコーティング膜を形
成した。

こうして得られたガラス壜を実施例３と同様な送端テス
トに付した。その結果、−回の送端でコーティング膜は
剥離した。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、コーティング膜形成のガラス壜
表面温度とコーティング膜の剥離時間の関係を示す図で
ある。 第３図および第４図は、コーティング膜の膜厚とコーテ
ィング膜の剥離時間の関係を示す図である。 第５図および第６図は、壜工場におけるアルカリ洗浄を
含めた製品ラインへの送端回数と耐内圧強度と耐衝撃強
度との関係を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外表面温度５５０〜７００℃とされたガラス壜と、
   ＳｎＯ＿２またはＴｉＯ＿２を主成分とする膜を形成し
   得る原料物質とを接触させ、ＳｎＯ＿２またはＴｉＯ＿
   ２を主成分とする膜を４００〜１０００Åの厚さに形成
   することを特徴とする、ガラス壜コーティング膜の製造
   法。 ２、外表面温度５５０〜７００℃とされたガラス壜と、
   ＳｎＯ＿２またはＴｉＯ＿２を主成分とする膜を形成し
   得る原料物質とを接触させ、ＳｎＯ＿２またはＴｉＯ＿
   ２を主成分とする膜を４００〜１０００Åの厚さに形成
   することを特徴とする、軽量ガラス壜の製造法。 ３、請求項１または２に記載の製造法によって得られた
   、ガラス壜。 ４、外表面に金属酸化物のコーティング膜を形成したガ
   ラス壜にであって、前記コーティング膜が、ＳｎＯ＿２
   またはＴｉＯ＿２を主成分とする物であり、かつ、８０
   ℃における４重量％苛性ソーダ水溶液に浸漬した際の剥
   離時間が８時間以上であることを特徴とする、ガラス壜
   。