JPH04501694A - ガラス容器カラーコーティングプロセス - 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】 ガラス容器カラーコーティングプロセス技術分野 本出願は、１９８８年１１月７日出願の第０７／２６７．８７７号の一部継続出 願であり、本願人による先願に関連する出願を参考として本明細書に記載する。

発明の背景 本発明は、ガラス容器のコーティング技術、特に、カラーコーティングを単独に 又は紫外線光を遮光する遮光剤と組み合わせて塗布する技術に関連し１、また種 々の表面の触感を与えることができるコーティングプロセスに関するものである 。

ガラス容器産業では、３つの主要カラー即ち、透明（クリア）ガラス（一般的に はフリントガラスと称される）、アンバー、グリーンに限定される。グリーン及 びアンバーガラスは、いくつかの色調で溶解し、製品の差に応じて、また天然光 及び人工光の透過可視光並びに紫外線成分からの内容物の保護を行うようにする 。ガラス溶解ユニットを一つのカラーから他のカラーに変更するときの生産ロス により生ずる大きなコストは、産業界で経験されることであり、２．３週間の稼 働中に特別なカラーの容器を生産する場合にはカラー変更において多くの月日を 要する。更に、カラーリングに必要なガラス原材料の継続コスト並びに貯蔵サイ ロ及びバッチ材料計量装置の付加コストもかかる。更に、溶解炉の寿命は着色ガ ラスバッチの腐食作用により減少する。

ガラス容器のリサイクルが、最近ポピユラーになってきており、空のガラス容器 の廃棄を処理する経済的な方法が模索されてきている。既存の装置の一つの問題 は、種々の色のガラスを分別し、異なるガラス・の溶解を混同しないようにする 必要がある点である。この分別には、空容器受は取りステーションから取り扱い 工程を経て、溶解ユニットに適正な色のガラスを充填するまで３種類の別個の装 置を必要とする０分別なしに容器を仕分けするには高価な機械の導入を必要とす る。

−ガラス産業界では、新たに製造したガラス製品に対して、ガラス同士の高い摩 擦作用に反作用する材料で容器の外面を処理することが一般的に行われている。

ガラス容器は、ガラス同士の接触を極めて頻繁に生じて移送される。処理しない 場合には破損を招くことにもなりかねない相当口につく傷を生じてしまう。作業 において、２個の位置で表面処理を行うのが一般的である。形成直後及びレーリ ング（ｌｅｈｒｉｎｇ）前に、容器を、表面に結合する薄い酸化フィルムを残す 蒸気中に通過させる。シーリング後に、容器には、水の蒸発後に表面潤滑を行う フィルムを残す希釈水溶液を吹きかける。２段階の処理のうち、薄い酸化フィル ムが材料及び装置保守の双方の点で最もコストがかかる。第２フイルムの潤滑は 表面の損傷を防止するのに必要であるが、後の容器のラベル付けにおいては問題 がある。

容器産業界では、容器の壁厚を減少することによって容器の重量を減少し、しか も炭酸飲料の内部圧力及び充填作業中、マーケット、及び、消費者による取り扱 いの損傷にも耐える衝撃強度の双方に対して容認しうる製品強度を維持する点に 問題を抱えている。軽量化の利点は経済的になるという点である。ガラスを溶融 する燃料及び材料コストが低減されればされるほど、容器製造速度は増加し、ま た製品輸送コストが低くなる。

発明の要約 本発明の目的は、上述のガラス産業界の問題及び限界を解決するガラス容器を得 るにある。

特に、本発明の目的は、経済的で、環境を害せず、またこれまで得ることができ なかった製品保護を行う着色ガラス容器の技術を得るにある。

更に、本発明の目的は、材料をガラス容器に容器製造プロセスに対してインライ ンで塗布し、即ち、毎分５００個の容器に材料を塗布する方法を得るにある。

更に、本発明の目的は、薄い酸化コーティングの必要性を排除することができる ガラス容器を得るにある。

更に、本発明の他の目的は、容器重量を−・一層減少することができるガラス容 器を得るにある。

本発明によるこれら及び他の目的並びに利点は、ガラス容器を、好適には、熱硬 化性又はｔ＋Ｖ硬化性のアクリリック（ａｅｒｙｌｉｃ）の材料でコーティング し、これまで行っていた【／−リングに先立つ薄い酸化フィルムを設ける必要が ないほどの耐衝撃性及び耐久性を生ぜしめることによって達成される。コーティ ング材料は、所望の容器カラーに対応するよう選択する及び／又はボトル内容物 に害があると思われる光の成る波長を阻止する成分を含有するよう選択する。コ ーティング材料により十分な耐衝撃性及び耐磨耗性を生じ、薄い酸化フィルムが なくても済ますことができ、単に焼き入れ後に潤滑フィルムを僅かに塗布するだ けでよくなる。このような潤滑フィルムとしては、コーティング例えば、アンモ ニウムステアレートと共存できるものがある。潤滑フィルムは、レー（ｌｅｈｒ ）から点検ステーションを経てカラーコートマシンへの中間準備領域にダメージ フリーで移送することができるに十分である。

公称０．６　ミルのコーティングで被覆した容器は、未コーティング容器に比べ ると、破損衝撃に対して３０〜４０パーセントの向上が得られる。

図面の簡単な説明 次に、図面につき本発明を実施するボトル処理装置を説明する。

発明の詳細な説明 本発明は、透明なガラス容器に多数の特性を有するコーティングを塗布すること に関するものである。成る特定の場合、重要であると思われる多くの特性がある が、本明細書中で説明する特性としては、色、容器内容物を放射線から保護する ため遮光性、耐蝕性、耐衝撃性がある。コーティング材料は、以下に説明する適 当な添加剤を加えたウレタンコーティングが好適である。

コーティング材料の第１の重要な特性は色である。上述のように、ボトルを例え ば、アンバー又はグリーンに着色するのが望ましいことがよくあり、このことは これまでは、溶融剤に導入したガラスバッチを特別に形成することによって得て いた。

適当な添加剤を使用することによって、熱硬化性又は紫外線（ＵＶ）硬化性のア クリリックコーティング（例えば、ウレタン）によって所要の容器着色を行うこ とができる０着色技術は、特定の製品に適合する色として光の色調から完全に透 明な色まで任意の色にすることができる。この目的に使用される特定の添加剤は 、所望の色に基づき、多くの適当な有染料が当業者にはよく知られている。

溶融後にガラスを着色することにより、多くの利点が得られる。これまでは、一 つの色のガラスから他の色にガラスに変更するには、溶融ユニットを完全に空に し、洗浄し、新しい色を再充填することが必要であった。他の場合、着色バッチ を透明（クリア）な色に添加することにより変更することができるが、このこと によっても一定の色が出力されるまでは成る期間は好ましくない色のガラスを発 生する０本発明によれば、透明（クリア）なガラスのみが必要とされるため、こ のロス時間を排除することができる０本発明によれば、要求に応じてガラスを任 意の色に着色できるため、容器ユーザーにとって極めて有利である。更に、ガラ ス着色に必要なバッチ材料を大幅に節約することができる。

コーティングは、溶融ユニットにおいて高い炉内温度で完全に焼失してしまうた め、ガラス容器のリサイクルが極めて容易である。すべての容器が透明ガラスと なり、製造後に着色される場合には、ガラス容器を色で分別する現在の必要性は な（なる。このことは、ガラスリサイクル問題において責任を負うべき収集ステ ーション及びリサイクル設備にとって特に有利である。

硬化した着色コートは、返却しない（ｎｏｎ−ｒｅｔｕｒｎａｂｌ、ｅ）容器に 関連する洗浄及び低温滅菌処理に耐えることができるよう調整し、着色コートに 対して化学的変更を加えることにより、返却する容器は、再充填する前のアルカ リ洗浄に耐えることができるようになる。更に、着色コートは充填作業に使用さ れる水、アルコール、又は有機材料により悪影響も受けることがなくなる。

隣接容器における着色コーティングは、輸送に関連する充填、パンケージング作 業、店での展示、及び消費者の買い物中に互いに擦れ合うことがな（、着色コー トは化学的及び物理的にも安定する。

若干の容器内容物、例えばビールは、長期間天然光及び人工光に晒されることに よるフレーバーに対する悪影響（醸造産業界において「サンストラックティスト （ｓｕｎｓｔｒｕｃｋ　ｔａｓｔｅ）　」として知られている）から保護する必 要があることが知られている。この保護は、ビール容器に一般的に使用されてい るアンバーガラスにより部分的に行われが、グリーンガラス又はクリア（フリン ト）ガラスではこの保護は行わない。更に、アンバーガラスにより行われる保護 作用も、ボトルが薄ければ減少する。

本発明によれば、好適な遮光剤をトップコートに添加することにより、容器内容 物を保護することができる。外側表面を均一にコーティングすることにより容器 壁の薄さに無関係に完全な保護作用が得られる。

容器内容物に対する放射線保護をもたらすための好適な技術は、例えば、容器内 容物により吸収される光の波長を分析するスペクトログラフ分析により決定し、 この領域で遮光を行う添加剤をトップコートに付加する。遮光すべき光の波長が 決定されれば、使用すべき添加剤は、当業者にとっては、既知である。

ダメージを与える紫外線成分は、主に、クリアな添加剤をクリアコーティング又 は着色コーティングに加えることにより相当阻止することができる。

本発明によれば、種々の選択した着色剤及びＵＶ阻止剤をコーティング材料に添 加することにより保護作用が確実になることがわかった。

着色コーティングの触感及び外観におけるバリエーションも望ましいことがある 。このような場合、コーティング成分の変更により表面を光沢仕上げからつやけ し、すりガラス様に変更することができる。このことは、物理的特性を犠牲にす ることなく丘うことができる。

所望の容器着色及び内容物の放射線からの保護を行うことの他に、本発明によれ ば、薄い酸化コーティングの手間をなすくことができる０本発明によるアクリリ ックコーティングは、耐衝撃性及び耐久性があるため、容器レーリング（ｌｅｈ ｒｉｎｇ）に先立って薄い酸化フィルムを設けたり、焼き入れ（アニーリング） 後に潤滑剤を塗布する必要がな（なる、ただし、焼き入れ後に潤滑フィルムを塗 布することもできる。この潤滑フィルムは、レー（ｌｅｂｒ）から点検ステーシ ランを経て着色コートマシン中間準備領域にダメージフリーで移送するのに十分 である。潤滑フィルムは、例えばアンモニウムステアレートのようなコーティン グに適合できる０代案として、コーティング処理に先立って容易に焼失できるフ ィルムとすることができるが、好適な実施例においては、アンモニウムステアレ ートは、コーティング材料に共存でき、コーティングをガラスに結合し、残留潤 滑剤の焼失を不必要にする。しかし、容器の用途によっては、コーティングに先 立ってステアレートコーティングを除去ことか望ましいことがある。

上述のように、本発明によれば、容器重量を一層軽くするという目的を達成する ことがきでる。公称０．６　ミルのコーティングを施した容器の場合、未コーテ ィング容器よりも耐破損衝撃性が３０〜４０パーセント向上する。更に、ガラス の薄さによっても遮光性に影響せず、ガラスの薄さは強度によってのみ制限を受 ける。

容器製造業者においては、大量バッキング及びケースバッキングを含む容器ハン ドリングサイクルにわたりガラス表面に相当破損を生ずることも知られている。

容器充填作業において、ハンドリングによる表面損傷は深刻である。コーティン グは、相当表面の保護を行うため、表面損傷による容器の不良品は相当減少する 。コーティングの塗布層は、表面全体に空所な（また途切れることなく完全に設 ける。これにより、容器強度に妥協することなく壁厚を減少することができる。

これら減少は、容器製造速度を増加させ、燃料消費量及び材料コストを減少し、 並びに輸送コストを減少する。

着色コート材料の容器表面に対する接着を促進する結合剤を使用し、所要の容器 処理及び使用必要条件に合致するようにすると好適である。しかし、典型的なビ ール産業界の滅菌処理に限定するものではない、結合剤は着色コートに混合して から使用することができるとともに、経済的理由並びに技術的理由から、結合剤 を容器表面に塗布してから着色コートを塗布することもできる。

３個のすべての材料即ち、紫外線阻止剤、着色剤、結合剤を一つの溶剤に調合し 、−回のスプレー作業で塗布することができることもわかっている。

コーティングを受け入れるため、容器はマルチステーションスプレー装置に移送 し、このスプレー装置は、容器を一様にまた一面に塗布する必要に合わせて設計 しておく。

材料をスプレーする場合、仕上がった容器にいかなる材料も付着しないように防 止することが望ましい。この領域としては、開口領域、頂部シール表面、ねじ又 は閉止カバー領域、カバー領域の真下の突出部がある。このことは、上述の領域 を完全にカバーするよう設計した容器グリッパ装置例えば、閉じたときスプレー 材料バリアを形成するスプリットハウジングを使用して行うことができる。コー ティングを塗布するのに使用する他の処理方法としては、ドブ漬は及びフローコ ーティングがある。

グリッパ装置は、コンベヤネットワークに取り付け、このネットワークは、ガラ ス容器の間隔がコーティング及びコーティング材料の硬化に最適となるように設 計する。グリッパは、スプレー及び硬化位置で容器を回転し、均一なコーティン グ及び処理ができるように設計すべきである。

スプレー以外には、コーティング溶液の塗布は、上述の先順に記載のようなベル ト又はローラコーティングによって行うこともできる。トップコートに塗布する 他の方法としては、これに限定するものではないが、容器の輪郭に合致する形状 のローラ、容器輪郭に適合するに十分な可撓性を有するベルＩ・、又はゆっくり と容器を回転させながらコーティングを容器に流す方法を使用することもできる 。ドブ漬けも有利な塗布方法である。

各オプションは、それ自体メリットがあり、経済性１、品質、生産量を考慮して 使用しなければならない。

容器は、循環ホットエア硬化室に移送し、この硬化室は、トップコートを完全に 硬化するようホットエアに必要なだけ晒すよう設計する。毎分１５００フイート で流れ、５５０　’　Ｆの温度のエアにより１．５分で完全に硬化することがで きることがわかっている。

トップコートの硬化の直後に、容器は、所要に応じて、種々の食品及び飲料物パ ッケージング作業により輸送及びその後の洗浄、充填及び滅菌のためのパッケー ジングを行うことができる。

本明細書に添付した単独の図面ば、本発明によるコーティング塗布装置の一実施 例を示す。アンモニウムステアレートによるコーティングを行ってから、ボトル を図面の右上方でコンベヤｌＯＯに沿って受け取られる０次に、ボトルをローデ ィングステーション１０４に一度に１個スターホイール制御装置１．０２により 移送する。ボトルは、この後、適当な移動装置により下方の割り出しテーブル１ ０６に移動する０割り出しテーブル１０６は、容器ホルダ例えば、吸引ホルダ等 を有し、容器移送中、各容器首部を吸引圧力で支持するようにする。

３個のボトルを割り出しテーブル１０６にローディングした後、割り出しテーブ ルを反時計方向にローディングステーションから容器向き決めステーション１０ ８に回転する。使用する容器の特別なタイプに応じて、容器を特定の向きに回転 する。しかし、多くの容器装置においては、不必要である。容器の回転は、割り 出しテーブル１０６の個々の容器ホルダ吸引カップを、適正な位置が例えば、適 当な光電手段により検出されるまで回転させることにより行い、この適正位置に おいてホルダをロックする。

残留潤滑側を焼失させたい場合、ボトルを適正な向きにして好適には、酸化火炎 により又は代案として、コロナ処理のような他の手段によりステーション１０８ においてこの焼失処理を行うことができる。

ボトルの適正な向き及び随意の潤滑剤除去を行った後、割り出しテーブル１０６ を更に回転させ、ボトルをコーティングステーション１１４まで送り、このステ ーションで本発明によるコーティングを塗布する。

割り出しテーブル１０６を更に回転してコーティングしたボトルをアンローディ ングステーションまで送り、このステーションで各容器を容器コンベヤに排出す る。ボトルを取り出す方法は数多くある。全てのボトルを割り出しテーブル１０ ６から単独のコンベヤ１２０にコーティングが損なわれないように注意して送出 する。適切な注意をしてエアナイフを使用する必要がある。

しかし、ボトルを「仕上げ状態」でクランプし、既知の方法でコンベヤ１２０に 担持することによりボトルを移動することが必要である。

ボトルを割り出しテーブル１０６上で３個のグループにして保持することを思い 出されたい。速度上、３個の個別のコンベヤ１２０を配置し、各グループの３個 のボトルの各１個を割り出しテーブル１０６から各コンベヤ１２０が受け取るよ うにすると好適である。

コンベヤ１２０上でボトルのコーティングが適当な方法例えば、熱硬化性コーテ ィングの場合には熱で、Ｕｖ硬化性コーティングの場合にはＵｖエネルギで硬化 した後は、硬化処理後に、コンベヤ１２０によりボトルを担持し、他の容器処理 工程例えば、ラベル付け、点検、バッキング及び／又は充填工程に送る。

本明細書に記載したトップコーティングは、所望の色をボトルに与え、耐磨耗性 及び耐衝撃性を向上させ、ボトル内容物の食品又は飲料物に対して防水性、非影 響性を与え、光沢を与え、同様の材料により磨耗を受けないようにし、またガラ ス容器の表面の傷をカバーし、傷を見えないようにする。

熱硬化性着色コーティング材料は、市販の装置により容易に行うことができるホ ット対流エアにより迅速に硬化することがきでる。所望の着色コート特性の全て を得るためには、ガラスの温度を３００°ドにすることが必要である。他の硬化 方法も利用できる。

上述したところは、本発明の好適な実施例を説明し７たに過ぎず、請求の範囲に おいて種々の変更を加えることができること勿論である。

ＩＧＵＲＥ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の７第１項）平成３年５月７ 日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ガラス容器と、ほぼ透明なガラス上で所望の色を有するコーティング層とを 具えたことを特徴とする容器。 前記ガラスをほぼ透明とした請求項１記載の容器。 前記コーティング層をアタリリックコーティングとした請求項１記載の容器。 ４．前記コーティング層を、熱硬化性とした請求項３記載の容器。 ５．前記コーティング層を、ＵＶ硬化性とした請求項３記載の容器。 ６．前記コーティング層に、少なくとも１個の所定の光の波長を阻止する遮光剤 を含有させた請求項１記載の容器。 ７．前記所定波長を紫外線波長とした請求項６記載の容器。 ８．ガラス容器と、前記ほぼ透明なガラス上に塗布し、少なくとも１個の所定の 光の波長を阻止する遮光剤を含有するコーティング層とを具えたことを特徴とす る容器。 ９．前記ガラスをほぼ透明とした請求項８記載の容器。 １０．前記コーティング層をアタリリックコーティングとした請求項８記載の容 器。 １１．前記コーティング層を、熱硬化性とした請求項１０記載の容器。 １２．前記コーティング層を、ＵＶ硬化性とした請求項１０記載の容器。 １３．前記所定波長を紫外線波長とした請求項８記載の容器。 １４．所定流体のための容器保護方法において、前記所定流体に有害な光の波長 を測定するステップと、前記測定した波長の光を阻止するよう形成したコーティ ング材料で前記容器をコーティングするステップとよりなることを特徴とする容 器保護方法。