JPH04295029A - ガラス製の物品に金属酸化物のコーティングを付着させるための装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱ガラス表面で金属化
合物を熱分解することによって、金属酸化物のコーティ
ングで支持体をコーティングするための方法及び装置に
関連する。より具体的には、本発明は、中空ガラス製容
器に保護コーティングを適用するためのフードに関連す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般にガラスに、特に中空ガラス製容器
の外面に、保護コーティングの適用が所望されているこ
とが長く認められている。スズ、チタニウムそして他の
金属化合物、又は他の熱分解性の有機金属化合物のコー
ティングから生ずるものを含むかかるコーティングは、
損傷から、例えばガラス製容器の引張強さの損失を引き
起こす摩耗及び掻ききずからガラス表面を保護する。容
器が大量生産され、高速コンベヤーラインに沿って極め
て近接して高速で動き、そして容器内にガス圧を生じ得
る炭酸飲料、ビール、ワイン、食料及びその類似物で後
に満たされるときに、例えばガラス製容器において、高
い引張強度の必要性は、特に重要である。ガラス物品、
一般に容器が、加熱された十分に賦形された条件におい
て、ガラス器成形機から現れる時に、即ち装置の「熱い
」終点で、保護コーティングは一般に適用される。その
後、容器はコンベヤーによって成形機から運び去られる
。ガラス製容器の表面で４００℃を越える温度が存在し
、それ故に熱分解性の無機金属又は有機金属化合物がそ
れらの表面に適用される時に化合物は分解し、そして金
属酸化物のコーティングに転化される。

【０００３】保護コーティングを熱いガラス製容器にコ
ーティングする１つの良く知られそして先に広く使用さ
れた技術は、特定の容器のガラス表面を最適にコーティ
ングをするように位置されたスプレーヘッドを通じて、
容器が一列でコンベヤーを移動する時に、容器の反対側
をスプレーすることを必要とする。レシーバーは、各々
のスプレーヘッドと一直線になってコンベヤーの反対側
に位置される。そこに入れられたコーティング化合物と
加圧された空気又は不活性ガスは、かなりの正圧で１つ
又はたくさんのスプレーヘッドから放出され、そしてレ
シーバーは通常比較的低圧に維持される。生じた圧力差
は、コーティング前駆体化合物の速度、つまり効果を増
す。この種のコーティング装置は、中でもＧｅｔｃｈｅ
ｔらの米国特許第３，５１６，８１１号及びＧｏｅｔｚ
ｅｒらの米国特許第３，６８４，４６９号に開示される
。

【０００４】Ｇｅｔｃｈｅｔらは、米国特許第３，５１
６，８１１号のコラム３、２１〜５７行目に記載される
ように、従来技術のオープンサイデッド（ｏｐｅｎ−ｓ
ｉｄｅｄ）コーティング装置をコンベヤーで通過するガ
ラス製容器の仕上げに金属酸化物のコーティングを付着
させることは所望しないことが認められた。Ｇｅｔｃｈ
ｅｔらは、上記特許の図４に示されるように、位置並び
に金属酸化物の付着物の均一性を制御するのにコンベヤ
ーの幅を横切って側面を通過する理論的な層流を生ずる
スプレーヘッドに頼った。

【０００５】しかしながら、上記のコーティング装置は
、「オープンサイデッド」と呼ばれるものであり、従っ
て逆にガラス製容器が成形されるところの周囲条件によ
って容易に影響される。第１の重要な周囲条件は、速く
動く空気の流れ、空気中の湿気、そして可能性としてス
プレーヘッドから放出される有毒及び腐蝕性煙霧並びに
汚染物質である。空気の流れは、スプレーヘッドで乱流
状態を生じ得、それは、引き続いて保護コーティングの
選択的な又は不均一なコーティングを生じ得る。それ故
にコーティングが少しボトルの「フィニッシュ（ｆｉｎ
ｉｓｈ）」（ボトルの閉鎖領域を示すために産業で使用
される用語。）に蓄積する。高速で移動する空気の流れ
は、オープンサイデッド装置で理論的に可能な層流パタ
ーン、そして均一性及び一様性に関する能力を乱し、適
用するコーティングの同じ厚さは、非常に減じられる。

【０００６】上記のように空気の流れを保証するために
、装置はそれ故に高い圧力で、静止条件下で必要とされ
るよりもより多くのコーティング化合物を使用しながら
運転される。これらの如きプロセスの調節が必要な結果
は、最適の経済性に要求されるよりもより多くの量のコ
ーティング化合物を使用することになる。

【０００７】上記のマイナスになるような雰囲気中の湿
気は、加水分解の損失を生じ、従って、その意図される
目的に対して化合物のいくらかを不適当にさせる。更に
、使用場所で雰囲気中に可能性として有毒煙霧が漏れる
ことは、職業的に保健上の危険を構成し得、そしてまた
適用可能な法律に違反することになり得る。これらの煙
霧はまた、一般に極めて腐蝕性であり、そしてガラス工
場の様々な部材、例えば、送風機、排気装置、コンベヤ
ー及び屋根などを侵食し得、明らかにプラント維持コス
トの増大を導く。更に、これらのオープンサイデッド装
置の効率は低い。なぜならば、比較的高価なコーティン
グ化合物の多くが浪費されるからである。

【０００８】熱ガラス製容器に保護コーティングを適用
するための第２の、良く知られ、そして広く使用される
技術は、スプレーヘッド及びそこに位置する組合せのレ
シーバーと共に形成された薄板コーティングフードに頼
っている。フードは、上記の開放式スプレー装置に関連
する多くの問題を取り除く。例えば、それは、周囲条件
からガラス製容器を孤立させ、そしてコーティング操作
を向上させる制御された雰囲気を備える。フードは、容
器に付着しない空気伴出コーティング化合物の大部分を
捕獲する排気装置を含み、従って、ガス抜き装置の問題
を減じ、建築部材を侵食するコーティング化合物の機会
を最小限度にする。また、そのフードは、コスト節約を
伴う装置のコーティング効率を非常に上げることができ
る。

【０００９】従来技術の実質的に代表的なコーティング
フードは、Ｓｃｈｏｌｅｓらの米国特許第３，８１９，
４０４号、Ｓｃｈｏｌｅｓらの米国特許第３，９３３，
４５７号そしてＬｉｎｄｎｅｒらの米国特許第４，３８
９，２３４号に開示されている。Ｌｉｎｄｅｒらの最も
最近の特許は、容器が通過可能なトンネル及び様々なサ
イズの容器に適合させるために垂直方向に調節可能な陸
屋根を有するコーティングフードを示す。少なくとも２
個の噴射スロットが各々側壁に位置され、そして少なく
とも２個のレシーバー又は吸引スロットがそれと共に一
直線に合わせられる。噴射及び吸引スロットは、各々の
側壁のお互いに反対側に散在させられる。コーティング
化合物は、少なくとも１か所の供給ポイントを通じて投
入され、側壁に防備された送風機は、フードの内部への
高速度空気の内及び外ループを備え、その内ループは、
コーティング化合物を含む。噴出スロットから噴出する
噴出物が好適に確定され、意図される機能に対してより
好適に位置されるように、高速度空気の流路にそらせ板
が置かれる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、コー
ティングフードの内壁及びスロットの内部へのクラスト
の付着を減ずることである。

【００１１】

【発明を解決するための手段】本発明は、熱ガラス製物
品が通過するトンネルを形成する少なくとも２個の側壁
及び頂部、コーティング化学物質が蒸発してそれによっ
て金属酸化物のフィルムがガラス製物品の表面に形成さ
れる循環キャリヤーガス、そしてキャリヤーガスを循環
させるための手段を有する大気圧で化学蒸着（ＣＶＤ）
を使用する金属酸化物コーティングでガラスをコーティ
ングするための装置であって、隣接の送風及び吸引流路
の壁の間のラインコンタクトより他にトンネル内に内壁
が存在しないような方法でフードの活性部分に送風及び
吸引流路を形成することを含み、ガラス製物品に向かっ
てラインコンタクトを有する上記送風及び吸引流路は、
冷却空気が通過できるそれらの間に開口部を有すること
を特徴とする上記装置である。

【００１２】

【実施例】本発明は、ガラス製物品をコーティングする
ための装置であって、上記装置は、熱ガラス物品が通過
するトンネルを形成する少なくとも２個の側壁及び頂部
を有し、コーティング化学物質と一緒に循環キャリヤー
ガスは、ガラス表面に衝突され、それによって金属酸化
物のフィルムがガラス製物品の表面に形成されることか
らなる上記装置からなる。上記装置は、キャリヤーガス
を循環させるための手段を有し、そして隣接の送風及び
吸引流路の壁の間のライン又はエッジコンタクトより他
にトンネル内に内壁が存在しないような方法でフードの
活性又はコーティング部分に送風及び吸引流路が形成さ
れ、ガラス製物品に向かってラインコンタクトを有する
上記送風及び吸引流路は、冷却空気が通過できるそれら
の間に開口部を有する。

【００１３】本発明は、モノブチルスズクロリド（ＭＢ
ＴＣ）を使用してボトルをコーティングする通常の場合
に適用できる。しかしながらここに記載された装置は一
般に、コーティング化学物質前駆体として有機金属化合
物、金属ハロゲン化物又は他の適切な化合物を使用して
、酸化スズ、酸化チタンまたは他の単一金属酸化物のフ
ィルムで、或はそれらの多数の混合物で、ガラスをコー
ティングすることに適用できる。

【００１４】本発明の他の具体例は、単一又は多数の空
気循環ループが備えられ、冷却空気が送風流路の間と吸
引流路の間の開口部を通じて送風機によって通過させら
れ、そして液体冷却剤が外部から吸引及び送風流路を冷
却するために使用される。

【００１５】本発明は、従来技術のコーティングフード
の初めの簡単な記述によって最も良く理解されるであろ
う。図１及び２は、米国特許第４，３８９，２３４号に
従う、ボトルのためのダブル蒸気ループコーティングフ
ード１００の部分略図を示す。各々の蒸気ループは、送
風スロット１０１、そしてコンベヤーの反対側に吸引ス
ロット１０２を有し、それらは通過するボトル１０３に
対して高速度で循環する蒸気をガイドする。液体コーテ
ィング化学物質は、ここに示されていないが当業者には
公知の適切な供給源から送風機１０５によってパイプ１
０４を通じてフードの各々の側に供給される。ＭＢＴＣ
を使用するこのタイプのフード内でコーティングされた
ボトルは、比較的低い化学物質の消費量で均一な酸化ス
ズのコーティングを受ける。しかしながら、それにもか
かわらずかかるフードは、適切なコーティング効率を維
持するため、内部からクラストを除去するための掃除を
しばしば必要とする。送風スロット１０１及び吸引スロ
ット１０２は、平らな側面１０６を有する。ガラス製物
品を形成する際にさらされる高温の条件下で、側面１０
６は、ボトル１０３からの大量の輻射熱のために熱くな
る。

【００１６】図１に示されるフードのコーティング用途
において、循環する蒸気は、非常に熱くなり、そしてか
かる場合に上に記載されたように、金属酸化物のクラス
トの付着が、フードの内壁及び吸引スロット１０２の内
部に見られる。

【００１７】図３を見ると、図１及び２に描かれた、従
来技術の高効率の従来のコーティングフードに類似する
ダブルループコーティングフード３００が示されている
。驚くべきことにスロット１０１及び１０２の構成を変
化させることによって、ガラス製物品製造の経済性にお
いて実質的な改善が行われ得ることが発見された。

【００１８】図３において、本発明のコーティングフー
ドは、一般に３００で示される。図１と２の送風スロッ
ト１０１及び吸引スロット１０２はフード３００中の送
風スロット３０１及び吸引スロット３０２に示されるよ
うに変形され、変形は平らな側面１０６の除去として示
され、したがってフードの内部で送風スロット３０１及
び吸引スロット３０２の側壁３１０は、垂直線３１２で
交わる。

【００１９】送風スロット３０１及び吸引スロット３０
２の構成の結果として、熱ボトルからの熱輻射は、送風
及び吸引スロットの壁の内部表面３１４に広げられる。 この表面は、図１の従来のコーティングフードの内壁表
面よりかなり大きいので、壁表面の単位面積あたりの輻
射エネルギーは、各々のスロットの壁表面積比の関数で
ある要素によって減じられ、本発明の場合に、かかる要
素は従来のフードのエネルギーの１／３である。それ故
に、フードの活性部分の内部表面温度は、従来のフード
よりも低く、約５０〜約１５０℃である。これは驚くべ
きことに、明らかにクラストの付着を減じ、それ故に掃
除の必要性がより少なくなることが発見された。

【００２０】活性コーティング領域のほかに、コーティ
ング装置の平らな壁の部分はまた、活性領域内のように
くさび形の壁の部分から作られ、クラストの生成を減じ
る。同じ状況は、平らな天井がくさび形の部分で構成さ
れ得る頂部に適用される。当業者は、垂直な壁を有する
垂直なスロットの代わりに、スロットが任意の位置に壁
、天井又は床のくさび形を有する任意の構成によるもの
であり、特に必要なものは、平らな放熱面よりもむしろ
製品に対するくさび形の提示であることを認めるであろ
う。更に、くさび形の配向は、均一である必要はない。

【００２１】本発明の実用性の確定において、ここに記
載されたようにコーティングフードは、ガラス製ボトル
の製造ラインに設置された。ラインは、６６ｍｍの直径
、１６０ｍｍの高さ、及び１５０ｇの重量を有し、３３
ｃｍおきでビールボトルを製造していた。生産速度は、
４７０ボトル／分だった。コーティングフードは、１．
３ｍの全長並びに１６０ｍｍの幅を有した。活性気流領
域の長さは９００ｍｍだった。

【００２２】フードは検査前に８週間運転した。フード
を開けたときにクラストの生成は認められなかった。い
くつかのガラス片は吸引スロットから除去されたが、こ
れは運転自体に影響を与えなかった。

【００２３】更に８週間の運転後に、再びフードが検査
され、クラストの生成は示されなかったが、容易に一掃
される取れやすい粉末状の酸化スズ粉末だけが示された
。ここに記載されたようにフードの運転を通じて、図１
及び２に関して記載されたように従来技術のコーティン
グ装置に一般に遭遇されるようなクラストの付着は、最
小限度になり、そして停止時間及び掃除は、実質上従来
のフード場合よりもより少なくなった。

【００２４】ここに開示され、記載された発明の好まし
い形態の変形及び改良は、これについての原理及び教示
を理解する当業者に考えられるであろう。従って、ここ
において記載された特許請求の範囲は、ここに説明され
た発明の具体例だけに限定されるべきではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、蒸気スロットを持ち平らな内壁を有す
るフードで、ボトル又はジャーのための従来技術のコー
ティングフードを示す。

【図２】図２は、図１のライン２−２に沿った平面図で
ある。

【図３】図３は、本発明に従い、内表面温度を減ずるよ
うに設計された内壁の構成を有するコーティングフード
を示す平面図である。

【符号の説明】

１０６　　側面 ３０１　　送風スロット ３０２　　吸引スロット ３１０　　側壁 ３１２　　垂直線 ３１４　　スロットの壁の内部表面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱ガラス製物品が通過するトンネルを形成
   する少なくとも２個の側壁及び頂部、コーティング化学
   物質が蒸発してそれによって金属酸化物のフィルムがガ
   ラス製物品の表面に形成される循環キャリヤーガス、そ
   してキャリヤーガスを循環させるための手段を有するガ
   ラス製物品をコーティングするための装置において、隣
   接の送風及び吸引流路の壁の間のラインコンタクトより
   他にトンネル内に内壁が存在しないような方法でフード
   の活性部分に送風及び吸引流路を形成することを含み、
   ガラス製物品に向かってラインコンタクトを有する上記
   送風及び吸引流路は、冷却空気が通過できるそれらの間
   に開口部を有することを特徴とする上記装置。
2. 【請求項２】１個の空気循環ループを有する請求項１の
   コーティングフード。
3. 【請求項３】多数の空気循環ループを有する請求項１の
   コーティングフード。
4. 【請求項４】上記冷却空気は、送風流路と吸引流路の間
   の開口部を通じて送風機によって通過させられる請求項
   １のコーティングフード。
5. 【請求項５】外部から吸引及び送風流路を冷却するため
   に液体冷却剤が使用される請求項１のコーティングフー
   ド。