JPH03643A - 保護被覆を備えた硝子、セラミック容器 - Google Patents

保護被覆を備えた硝子、セラミック容器

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JPH03643A
JPH03643A JP2044300A JP4430090A JPH03643A JP H03643 A JPH03643 A JP H03643A JP 2044300 A JP2044300 A JP 2044300A JP 4430090 A JP4430090 A JP 4430090A JP H03643 A JPH03643 A JP H03643A
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JP
Japan
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container
coating
glass
organic polymer
primer
Prior art date
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Carlo M Golino
カルロ　マーティン　ゴリノ
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Corning Inc
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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】 （産業上の利用分野） 本発明は、硝子およびセラミックの容器に、さらに詳し
く述べれば、容器の機械的強度（衝撃による破損に対す
る耐性）を向上させ、砕けたときの破片の飛散を防止す
るために有機性重合物で被覆した硝子およびセラミック
容器に関する。
（従来の技術） 硝子瓶や実験室用硝子器具等のガラス容器は、多くの点
で他の材料から加工した容器よりも優れているので、昔
から各種の食品用の容器および実験室装置に使用する受
は器として使用されている。
しかし、ガラス容器の二つのよ（知られた欠点は、衝撃
に対して破損し易いこと、および砕けた時に鋭い硝子の
破片が飛び散る傾向があることである。
使用中の機械的摩耗および／または化学物質の攻撃によ
って生じる傷や窪みにより、この硝子固有の破損し易さ
が増加する。容器の内容物が加圧下にあるような用途、
例えば炭酸飲料を入れた瓶などでは、破損により生じた
破片が大きな力により、比較的広範囲の区域に飛散する
ので、ガラス容器の破損による危険性はさらに増大する
。
ガラス８器の破損および破損による硝子の破片の飛散は
、容器の上に有機性重合体を被覆することによって、著
しく減少することが分かっている。
さらに、その被覆は、容器の表面を表面の摩耗および化
学物質の攻撃から保護するので、容器の耐用寿命を大き
く延ばす。
そのような被覆を施すための各種の方法が考案されてい
る。例えば、液状の有機性重合体材料の被覆または皮膜
を、浸し塗り、刷毛塗り、または吹き付けなどの通常の
方法により形成し、その被覆または皮膜を、簡単な空気
乾燥、特定の加熱処理、紫外線または他の化学反応性の
光照射などの公知の方法により硬化させる。または、熱
収縮性の熱可塑性材料のシースまたはスリーブを瓶に被
せ、そのように被覆した瓶を加熱してシースまたはスリ
ーブを瓶の回りで収縮させ、瓶にぴったり合わせる。無
論、これらの二つの一般的な方法は組み合わせでも使用
されている。
（発明が解決しようとする課題） 腐食用または毒性の液体が入っているガラス容器の破損
は非常に危険なので、実験室用の硝子器具に保護被覆を
施すことは特に重要である。商業的に広〈実施されてい
るのは、容器を約３００℃の温度まで加熱し、適当な熱
可塑性重合体、例えば可塑化したポリ塩化ビニル（ＰＶ
Ｃ）またはエチレン−酢酸ビニル共重合体、の粉体を満
たした流動床中に浸し、その後、その流動床から引上げ
ることによって容器に被覆を施す方法である。その粉体
が熱いカラス表面に付着し、流れ、透明な、密着した、
連続的な被覆を形成する。一般に、この方法により、約
０．２〜２．７　ｍｍ　（０，００８’〜０．１０５′
）の厚さを持つ被覆が調製されている。
そのような被覆は、処理をしていない硝子表面にも施す
ことができるが、その場合は、硝子と被覆との間の結合
は比較的弱い。あるいは、化学的プライマーで処理して
おいた硝子表面にも施すことができるが、その場合は、
そのプライマーが硝子および付着した重合体粉体の両方
と（粉体溶融段階で）強力に反応する。
硝子表面に対する熱可塑性被覆の密着性が強力である場
合は、重合体と硝子との結合が弱い被覆に比べて、次の
ような四つの利点がある。
第一に、被覆の耐性が向上する、即ち容器を機械的に酷
使する、または自動血沈い機やオートクレーブに掛ける
場合の、被覆が硝子表面から剥離する傾向が減少する。
第二に、強力に密着した被覆は、ガラス容器の全体的な
機械的強度を向上させ、衝撃による破損に対してより強
くする。
第三に、被覆が強力に密着していると、硝子と重合体外
皮との間の、界面区域に炊り込まれる液体がはるかに少
なくなる。
第四に、使用者が、被覆した容器を使用中に不注意に先
のとがったもので突いても、強力に密着した被覆はほと
んど剥れない。
しかし、強力に密着した被覆にも良く知られた重大な欠
点がある、即ち、容器が破損した時、重合体外皮の、硝
子の破片や液体の内容物を収容する能力が低下すること
である。経験的に、強力に密着した被覆は、それが密着
している硝子の破片により非常に切断され易いために、
この収容能力の低下が起こることが分かっている。つま
り、重合体被覆が硝子表面に強力に結合しているために
、衝撃破損により生じた破片が被覆の中に入り込み、重
合体の耐引き裂き強度を急激に低下させるのである。
そこで、本発明の主目的は、好ましくは透明で、好まし
くは曇りおよび／または変色を起こしにくく、剥れ、即
ち洗浄した時、およびオートクレーブ雰囲気にさらした
時の容器表面からの分離に対して抵抗力があり、容器表
面と重合体外皮との間の界面区域に液体が閉じ込められ
るのを防ぎ、硝子またはセラミックが破損した時は、そ
の結果生じた破片や液体内容物を中に収容できる、硝子
およびセラミック容器用の重合体被覆を提供することで
ある。より簡単に述べれば、本発明の主目的は、上記の
強力に密着した被覆の幾つかの利点を発揮し、同時に容
器が破損した場合には、壊れた破片を保持し、硝子容器
内の液体を保持する能力を大幅に改良した、硝子および
セラミック容器用の重合体被覆を提供することである。
（課題を解決するための手段およびその作用効果）この
目的は、容器に、その容器表面の選択した小さな区域に
おいてのみ、重合体被覆を強力に結合させることによっ
て、達成できることが分かった。したがって、容器材料
および被覆の両方と強力に反応する化学的プライマーで
、容器の小さな区域だけを処理し、容器が重合体被覆と
接触した時に、プライマーで処理した区域においてのみ
、被覆が強力に密着し、容器の処理していない区域では
被覆と容器表面との間の結合は比較的弱くなるようにす
る。強力に結合した小さな区域が容器表面に重合体を密
着させ、それによって剥離を防ぎ、重合体被覆と容器表
面との間の界面区域に液体が閉じ込められるのを防止す
る。容器の残りの部分全体に渡って、重合体被覆と容器
表面との間の比較的弱い結合により、容器が壊れた時に
は、その結果生じる破片が被覆にほとんど突き刺さらな
いように、被覆が「しなう」ことができる。このように
して、破片は被覆を切断する前にそこから離れるのであ
る。
プライマー処理区域の位置決めは個々の場合によって異
なるが、最も有効で実際的な区域は、容器の口近くで、
そこを取り巻く部分であると考える。例えば、実験室用
の三角フラスコの場合は、プライマーを首の回りに、口
に連続させて塗布する。そうすると、後付けの重合体被
覆がその区域で強力に硝子に密着し、液体を注いだ時に
一部がかかっても、硝子と被覆との間に肢体が流れ込む
のを防ぐ。同様に、飲料容器、水差、瓶などの日用品の
場合も、縁に近い所に密閉区域を決めるのが最も有利で
あると考えられる。
化学的プライマーを塗布する区域の広さに関しては、少
なくとも次の四つの点を考えなければならない。
第一に、密閉部に続く区域は、機械的な酷使および化学
物質の攻撃による被覆の剥離に耐えられるだけ十分に大
きくなければならない（使用者が容器の使用中ｉこ不注
意に、先のとがったもので「突き刺す」ことによる剥離
にも耐えなければならない）。
第二に、プライマーの区域は、破片の侵入が重大な問題
になる程大きくすべきではない。
第三に、大型の容器に被覆する場合は・、使用者がかけ
る物理的応力も増大するので、大型容器の場合は、プラ
イマーの区域を一般に大きくする。
゛第四に、プライマーは高価なので、商業的な経済性に
より、望ましい結果を達成するのに必要なだけの量に限
定する。
上記のパラメータに基゛づき、容器の口の回りを取り巻
くプライマーを塗布する区域は、その容器の全高の少な
くとも約１％の幅を持っていなければならないことが分
かった。例えば、約２５．４ｃｍ（１０’　）の高さを
持つフラスコでは、口から下方に少なくとも約２．５４
ｍｍ　（０，１’　）　、好ましくは少なくとも約３．
８ｍｍ　（’０．１５’　）延びる輪状にプライマーを
塗布する。はるかに大きい容器、例えば１５．９リツト
ル（３，５ガロン）の耐酸瓶では、口の回りを囲むプラ
イマーの輪は、その高さの約ｌＯ％の幅を持つのが実用
的である。したがって、上に述べたようにζはるかに大
きな区域のプライマーを使用することがあるが、容器の
口の回りを囲む区域は５、容器の高さの約１−１０％の
幅があれば極めて有効であると考える。それ以上区域を
大きくしても、性能が向上しないだけでなく、経済的に
不利であり、容器が壊れた時に、膨大な区域が破片の侵
入にさらされる。
（実　施　例） 実施例１ コーニング　グラス　ワークス、コーニング、ニューヨ
ークからコーニングコード５６４０の品番で市販されて
いるホウケイ酸ガラスでできた、幾つかの１００　ｍｌ
容ｆｆｉの「パイレックス」フラスコの、縁のすぐ下で
首の回りの外周区域に、浸し塗り、刷毛塗り、または吹
き付けにより、ザ　サーモクラッド　カンパニー　オブ
　イーリー、ペンシルバニアから市販されているトルエ
ン／メチルエチルケトン溶剤にエポキシ固形分が６％に
なる量で溶解したエポキシプライマーであるサーモクラ
ッド透明硝子ビニルプライマー、ロット番号３５１９を
塗布した。硝子表面上でこの溶液、が乾燥した後、フラ
スコを約３００℃に加熱し、可塑化ｐｖｃ　（リーディ
ングのモルトン　チオコール社、モルトンケミカル事業
部、ペンシルバニアから市販されているモルトンＶ　Ｃ
Ａ　１５６９クリアー２６３８）を満たした流動床中に
５−１０分間浸漬し、この手順で予め決定した被覆の厚
さになるまで繰り返した。経験から、浸漬する毎に、約
０．２４ｅｍ　（０，０１０’　）のＰｖＣ彼覆が加わ
る。場合により、そのような被覆したフラスコを２５０
”　−３００℃の温度で１５−３０秒間、後加熱処理し
、最後のＰｖＣ被覆を完全に流し、滑らかな表面を形成
した。
フラスコの高さは約ＩＢ、５ｃｎ　（８，５’　）で、
プライマーを塗布した区域の幅は３−１２．７ｍｍ　（
０，１２’−０，５”）　、即ちフラスコの高さの１．
８−７．７％であった。ＰｖＣ被覆の厚さは０．２５−
１．５ｍｍ　（０゜０１’　−０，０８０’　）の間に
あった。
数多くの被覆したフラスコを蒸気オートクレーブに入れ
、その中で、約１２１℃（２５０’Ｆ）の温度および約
１気圧の蒸気圧をかけた。次いでオートクレーブをＯｐ
ｓｉｇに冷却し、そこからフラスコを取り出し、１１５
℃で１０分間乾燥させた。オートクレーブとそれに続く
乾燥サイクルを２０回行なった。
これらのサイクルが終了した時に、プライマーを塗布し
た区域はまだ硝子に強く密告していた。また、驚くべき
ことに、プライマーを塗布していなかった、硝子表面と
ｐｖｃｍｍした区域との間にガスが閉じ込められた形跡
はなかった。フラスコをオートクレーブ中に蒸気処理す
る時および／またにそれに続いて高温で乾燥する時に、
閉じ込められたガスがＰｖＣ被覆を吹き飛ばすかも知れ
ないという心配があった。フラスコをオートクレーブか
ら取り出した時に、曇が少々見られたが、乾燥時には完
全に消失した。
多数のフラスコを市販の自動皿洗い機に入れ、市販の洗
剤を使って、１０回の洗浄サイクルにかけた。プライマ
ーを塗布した区域で、硝子に対する被覆の密若性に、著
しい悪影響は見られなかったし、ＰＶＣ被覆が吹き飛ば
されたという証拠もなかった。
被覆を施したフラスコの収容能力を試験するために、は
とんど水で満たしたフラスコの口にゴム栓を押し込み、
次いでフラスコを約１．Ｌｍ　（４２’　）の高さから
コンクリート上にアスファルトタイルを敷いた床の上に
落下させた。厚さが約０．３８ｍｍ（０，０１５’　）
の被覆を施すと、大部分のフラスコは破壊されず、破損
が起きても、硝子の破片と液体は完全に中に収容されて
いた。その上、全試料が破損するように落下高度を高く
しても、完全に硝子の１００％が重合体被覆内に収容さ
れており、はんの僅かの水が漏れただけであった。
これと全く対照的に、最初から外側表面の全体にプライ
マーを処理し、その上にＰｖＣ被覆を施したフラスコを
、上記と同様に破損させたところ、ＰＶＣに無数の切断
が観察され、硝子の破片が散乱し、大部分の水が流れ出
した。
実施例２ 幾つかの、実施例１に記載する「パイレックス」ノ１０
０　ｍｌ容量のフラスコを、フラスコの首の回りの区域
に最初に、メチルエチルケトンに重量で１：１の溶液に
なるように溶解したエポキシプライマーであるモルトン
プライマー、ロッド８３ｐｄｌＯＯを塗布した以外は、
実施例１に記載する手順で処理した。それから、各種の
厚さにＰＶＣ被覆を施した。
最初にプライマー処理をした区域で強力な結合が観察さ
れ、その密着性は上記のオートクレーブ処理および自動
皿洗い処理でも失われなかった。
破損時の収容能力を試験した時、完全に１００％の硝子
破片が収容されたままであり、水漏れは非常に僅かであ
った。
無論、施す重合体被覆の厚さに明らかな限界はない。一
般に、容器が大きく、シたがって容器の壁厚が大きい場
合には、壊れた破片を効果的に収容し、液体を容器中に
保持するには厚い被覆が必要になる。とはいっても、実
験室における経験から、約２．５４履−（０，１’　）
を越える厚さは必要なく、経済的な観点からも無駄であ
ることが分かっている。
上記の実施例では、フラスコの首の区域を先ずプライマ
ーで処理し、続いて重合体被覆を施しているが、この手
順に従う必要はない。例えば、フラスコに先ず有機性重
合体、例えばＰｖＣを塗布し、その上端を切り取り、そ
の被覆の上端とフラスコ表面との間に少量のプライマー
を入れても良い。次いでその容器を加熱処理し、そのプ
ライマーを硝子と重合体被覆の両方に結合させる。この
方法には、容器を有機性重合体で効果的に被覆するまで
、容器にプライマー処理をしなくて済むという利点があ
る。この方法では、被覆に欠陥がある製品を容易に再生
できる（プライマーを塗布した製品は被覆後に剥離する
のが非常に難しい）。
この方法の変形では、結合を促進するための熱処理を必
要としない、例えば紫外線照射するプライマーを使用す
ることができる。
上記の実施例ではホウケイ酸硝子「パイレックス」製の
実験室用硝子器具を使用しているが、本発明は、瓶、飲
料容器、水差などのソーダ石灰硝子製の日用品にも同じ
ように適用できる。装飾目的、識別手段等で、被覆に通
常の調色剤および／または顔料を添加することは、この
技術で良く知られている。同様に、好ましい被覆は透明
であるが、その特徴が必要なわけではない。最後に、本
発明の好ましい実施形態をガラス容器に関して説明した
が、本発明はそれに限定されるものではなく、硝子と同
様に、破損し易く、鋭い破片を伴う、硝子−セラミック
やセラミック容器にも同様に効果的である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）硝子、硝子−セラミック、およびセラミックのグル
    ープから選択した、破損し易い材料から成り、破損を少
    なくするため、および該容器が破損した時には、該材料
    の破片、および該容器中にある液体を収容するために、
    有機性重合体を被覆した容器において、該有機性重合体
    を、小さな、選択した区域においてのみ、該容器に強く
    結合してあることを特徴とする容器。 ２）前記選択区域が、該容器の口に近接しており、その
    口の周囲を取り巻いていることを特徴とする請求項１記
    載の容器。 ３）前記選択区域が、該容器の全高の少なくとも約１％
    の幅を有することを特徴とする請求項２記載の容器。 ４）前記選択区域が、該容器の全高の少なくとも約１−
    １０％の幅を有することを特徴とする請求項３記載の容
    器。 ５）前記有機性重合体が、該容器材料および該有機性重
    合体の両方と反応する化学的プライマーにより、該容器
    に強く結合していることを特徴とする請求項１記載の容
    器。 ６）前記化学的プライマーが、エポキシ化合物であるこ
    とを特徴とする請求項５記載の容器。 ７）前記有機性重合体が、可塑化ポリ塩化ビニルである
    ことを特徴とする請求項１記載の容器。 ８）前記容器が、ホウケイ酸硝子およびソーダ石灰硝子
    のグループから選択した硝子から成ることを特徴とする
    請求項１記載の容器。 ９）前記有機性重合体被覆が、少なくとも０．２５ｍｍ
    （０．０１０′）の厚さを持つことを特徴とする請求項
    １記載の容器。 １０）前記有機性重合体被覆が、０．２５−２．５４ｍ
    ｍ（０．０１０′−０．１′）の厚さを持つことを特徴
    とする請求項９記載の容器。 １１）前記有機性重合体被覆が、透明であることを特徴
    とする請求項１記載の容器。 １２）前記有機性重合体被覆が、調色剤および／または
    顔料を含むことを特徴とする請求項１記載の容器。
JP2044300A 1989-02-27 1990-02-23 保護被覆を備えた硝子、セラミック容器 Pending JPH03643A (ja)

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