JP2018024559A - Surface-treated resin coat glass bottle, method for producing the same, and surface treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面処理をした樹脂コートガラス瓶、その製造方法、及び表面処理装置に関する。 The present invention relates to a surface-treated resin-coated glass bottle, a method for producing the same, and a surface treatment apparatus.
ガラス瓶は、外表面にウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、及びポリエチレン系樹脂等の樹脂層を形成する（樹脂でコートする）ことにより、ガラス瓶の表面に傷が入りにくくなるため強度が向上される。しかし、これらの樹脂コートガラス瓶は、内容液を充填する前には洗浄が必要な場合があり、また、牛乳瓶などのリターナブル瓶では洗浄して繰り返し使用するため、樹脂層は、洗浄に適したものである必要がある。 Glass bottles are made of a resin layer such as urethane resin, epoxy resin, acrylic resin, and polyethylene resin on the outer surface (coated with resin), so that the surface of the glass bottle is less likely to be damaged. Be improved. However, these resin-coated glass bottles may need to be cleaned before they are filled with the contents liquid, and are used repeatedly in returnable bottles such as milk bottles, so the resin layer is suitable for cleaning. It needs to be a thing.
樹脂コートガラス瓶の洗浄には洗浄水として水やアルカリ液等を用いるが、ガラス瓶の外表面に形成された樹脂層は疎水性であるため、洗浄水などの残留した水滴が樹脂層表面に形成されてしまう。この水滴は洗浄後の光学式の瓶表面異物検査機では、光線の屈折が生じてしまい、水滴を異物として認定し、これが誤判定となり誤排除の原因となっていた。 For washing resin-coated glass bottles, water or alkaline liquid is used as washing water, but since the resin layer formed on the outer surface of the glass bottle is hydrophobic, residual water droplets such as washing water are formed on the resin layer surface. End up. In the optical bottle surface foreign matter inspection machine after cleaning, the water droplets are refracted, and the water droplet is recognized as a foreign matter, which is erroneously determined and causes false exclusion.
このような問題を解決する方法として、特許文献１は、樹脂コートされた未使用のガラス瓶の外表面に、１３００℃〜２０００℃のバーナーフレームを０．１秒〜１０秒照射することにより、樹脂表面を親水化処理することを特徴とする樹脂コートガラス瓶の親水処理方法を開示している。特許文献１では、このような親水化を行うことにより、ガラス瓶の表面上の水滴を低減させ、誤判定を防止できることが記載されている。 As a method for solving such a problem, Patent Document 1 discloses that a resin frame is irradiated with a burner frame at 1300 ° C. to 2000 ° C. for 0.1 seconds to 10 seconds on the outer surface of an unused glass bottle. A hydrophilic treatment method for a resin-coated glass bottle characterized by hydrophilizing the surface is disclosed. Patent Document 1 describes that by performing such hydrophilic treatment, water droplets on the surface of the glass bottle can be reduced and erroneous determination can be prevented.
しかし、特許文献１の方法では、ガラス瓶を２〜３回程度洗浄することによって、親水化処理の効果が失われやすく、樹脂層の表面が疎水性に戻ってしまうという問題があった。 However, the method of Patent Document 1 has a problem that the effect of the hydrophilic treatment is easily lost by washing the glass bottle about 2 to 3 times, and the surface of the resin layer returns to hydrophobic.
本発明は、樹脂コートガラス瓶の表面処理の方法を検討し、樹脂コートガラス瓶を洗浄しても樹脂層の外表面に水滴が形成しにくく、また複数回洗浄しても親水性を維持できる表面処理した樹脂コートガラス瓶、その製造方法、及び表面処理装置を提供することを目的とする。 The present invention examines the surface treatment method for resin-coated glass bottles, and even if the resin-coated glass bottles are washed, it is difficult for water droplets to form on the outer surface of the resin layer, and the surface treatment can maintain hydrophilicity even after washing multiple times. An object of the present invention is to provide a resin-coated glass bottle, a manufacturing method thereof, and a surface treatment apparatus.
本発明者は、鋭意研究の結果、炭化水素と、酸素と、珪素含有化合物とを含むガスによる火炎により樹脂コートガラス瓶の樹脂層表面を処理すると、樹脂コートガラス瓶の表面に水滴が形成しにくくなることを発見し、本発明に至った。 As a result of diligent research, the present inventors have made it difficult to form water droplets on the surface of a resin-coated glass bottle when the resin layer surface of the resin-coated glass bottle is treated with a flame containing a gas containing hydrocarbons, oxygen, and a silicon-containing compound. The present invention has been discovered.
すなわち、本発明の１つは、表面処理をした樹脂コートガラス瓶の製造方法であって、ガラス瓶本体の外表面の少なくとも一部に、樹脂層を形成し、樹脂コートガラス瓶を製造する工程と、前記樹脂コートガラス瓶の前記樹脂層の表面を、炭化水素と、酸素と、珪素含有化合物とを含む混合ガスを燃焼させた火炎により火炎処理し、前記樹脂層の表面に珪酸塩層を形成する工程とを含む、製造方法である。 That is, one of the present invention is a method for producing a surface-treated resin-coated glass bottle, the step of forming a resin layer on at least a part of the outer surface of the glass bottle body, and producing the resin-coated glass bottle, Forming a silicate layer on the surface of the resin layer by flame-treating the surface of the resin layer of the resin-coated glass bottle with a flame in which a mixed gas containing hydrocarbons, oxygen, and a silicon-containing compound is burned; Is a manufacturing method.
前記製造方法において、前記混合ガスにおける珪素含有化合物の割合が、０．０１体積％以上、５体積％以下であることが好ましい。 In the said manufacturing method, it is preferable that the ratio of the silicon-containing compound in the said mixed gas is 0.01 volume% or more and 5 volume% or less.
前記製造方法において、前記珪素含有化合物が、有機珪素化合物であることが好ましい。 In the manufacturing method, the silicon-containing compound is preferably an organic silicon compound.
前記製造方法において、前記炭化水素が、メタンを８０体積％以上含有する炭化水素ガスであることが好ましい。 In the production method, the hydrocarbon is preferably a hydrocarbon gas containing 80% by volume or more of methane.
前記製造方法において、前記火炎を出すバーナーの火炎射出部と、前記樹脂コートガラス瓶の樹脂層との距離が、２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましい。 In the manufacturing method, it is preferable that a distance between a flame injection portion of a burner that emits the flame and a resin layer of the resin-coated glass bottle is 20 mm or more and 100 mm or less.
また、本発明の１つは、ガラス瓶本体と、前記ガラス瓶本体の外表面に設けられた樹脂層と、前記樹脂層の上に設けられた珪酸塩層とを含み、前記珪酸塩層の厚さは、５０ｎｍ以下である、表面処理した樹脂コートガラス瓶である。 One of the present invention includes a glass bottle body, a resin layer provided on the outer surface of the glass bottle body, and a silicate layer provided on the resin layer, and the thickness of the silicate layer. Is a surface-treated resin-coated glass bottle of 50 nm or less.
また、本発明の１つは、樹脂コートガラス瓶を表面処理するための装置であって、
前記樹脂コートガラス瓶を搬送するためのコンベアと、前記コンベアと同方向に動き、前記樹脂コートガラス瓶を回転させるためのミニコンベアと、前記コンベアに搬送されている樹脂コートガラス瓶を火炎処理するための少なくとも１つのバーナーとを備える、装置である。
One of the present invention is an apparatus for surface-treating a resin-coated glass bottle,
A conveyor for conveying the resin-coated glass bottles, a mini-conveyor for moving the resin-coated glass bottles in the same direction as the conveyor, and at least for flame-treating the resin-coated glass bottles conveyed to the conveyor A device comprising one burner.
前記装置において、前記バーナーは、炭化水素と、酸素と、珪素含有化合物とを含む混合ガスを燃焼させた火炎を放出し、樹脂コートガラス瓶を火炎処理することにより、樹脂コートガラス瓶の表面を処理することが好ましい。 In the apparatus, the burner releases a flame in which a mixed gas containing hydrocarbon, oxygen, and a silicon-containing compound is burned, and flame-treats the resin-coated glass bottle, thereby treating the surface of the resin-coated glass bottle. It is preferable.
前記装置において、前記表面処理は、樹脂コートガラス瓶の表面上に珪酸塩層を形成することにより行われることが好ましい。 In the apparatus, the surface treatment is preferably performed by forming a silicate layer on the surface of the resin-coated glass bottle.
前記装置において、前記バーナーの火炎射出部と、前記樹脂コートガラス瓶の樹脂層との距離が、２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下になるように設定されていることが好ましい。 In the apparatus, it is preferable that the distance between the flame injection portion of the burner and the resin layer of the resin-coated glass bottle is set to be 20 mm or more and 100 mm or less.
本発明の製造方法によって得られた表面処理を行った樹脂コートガラス瓶は、複数回アルカリ洗浄しても、樹脂層の表面に水滴が形成しにくく、光学検査による誤判定を低減することが可能である。 The resin-coated glass bottle subjected to the surface treatment obtained by the production method of the present invention is less likely to form water droplets on the surface of the resin layer even if it is subjected to alkali cleaning multiple times, and can reduce misjudgment due to optical inspection. is there.
以下に本発明の好ましい実施形態を示すが、本発明は下記する実施形態に限定されるものではない。 Preferred embodiments of the present invention are shown below, but the present invention is not limited to the embodiments described below.
［表面処理をした樹脂コートガラス瓶の製造方法］
（１）樹脂層の形成
まず、所望の形状を有する新しいガラス瓶本体の外表面に、樹脂層を形成する。樹脂層の形成方法は、特に限定されるものではなく、従来の形成方法によって行うことができる。例えば、樹脂のコーティング液を塗布し、それを硬化させることによって、樹脂層を形成することができる。なお、本明細書では、ガラス瓶本体に樹脂を形成した状態のガラス瓶を樹脂コートガラス瓶とする。
[Method of manufacturing surface-treated resin-coated glass bottle]
(1) Formation of resin layer First, a resin layer is formed on the outer surface of a new glass bottle body having a desired shape. The formation method of the resin layer is not particularly limited, and can be performed by a conventional formation method. For example, a resin layer can be formed by applying a resin coating liquid and curing it. In the present specification, a glass bottle in which a resin is formed on the glass bottle body is referred to as a resin-coated glass bottle.
樹脂コートガラス瓶の樹脂層の樹脂は、本発明の目的を阻害しない範囲で適宜選択することができる。使用できる樹脂としては、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ラテックス系樹脂、ポリエチレン系樹脂が好適に用いられる。なかでも、ウレタン樹脂は、ウレタン樹脂の弾力性により緩衝作用が生じ、瓶に加わる衝撃が緩和されるため好ましい。また、ウレタン樹脂にメラミン樹脂を適量加えることで、耐アルカリ性が向上する。 The resin of the resin layer of the resin-coated glass bottle can be appropriately selected as long as the object of the present invention is not impaired. As resins that can be used, urethane resins, melamine resins, acrylic resins, epoxy resins, latex resins, and polyethylene resins are preferably used. Among these, urethane resin is preferable because a buffer action is generated by the elasticity of the urethane resin, and the impact applied to the bottle is reduced. Moreover, alkali resistance improves by adding a suitable amount of melamine resin to a urethane resin.
樹脂層を形成する方法として、樹脂のコーティング液を塗布する方法、樹脂フィルムを貼付する方法が挙げられるが、コーティング液を塗布する方法が好ましい。コーティング液を使用する場合は、該コーティング液には、必要に応じて、ラテックス、着色剤、レベリング剤、シランカップリング剤などの添加剤を加えることができる。また、水などの溶媒の添加量により粘度を調整できる。 Examples of the method for forming the resin layer include a method of applying a resin coating solution and a method of applying a resin film, and a method of applying a coating solution is preferable. When using a coating liquid, additives, such as latex, a coloring agent, a leveling agent, a silane coupling agent, can be added to this coating liquid as needed. Further, the viscosity can be adjusted by the addition amount of a solvent such as water.
樹脂層の厚さは、特に限定されないが、通常２０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。 Although the thickness of a resin layer is not specifically limited, Usually, it is preferable that they are 20 micrometers or more and 100 micrometers or less.
樹脂層は、滑材を含む樹脂層にしてもよい。使用できる滑材は、固体滑剤としては、他にポリエチレンワックス、変性ポリエチレンワックス、カルバウナワックスなどの微粒子を用いることができる。 The resin layer may be a resin layer including a lubricant. As the lubricant that can be used, fine particles such as polyethylene wax, modified polyethylene wax, and carbauna wax can be used as the solid lubricant.
（２）酸化炎処理
樹脂コートガラス瓶の樹脂層の表面には、酸化炎処理を行うことができる。酸化炎処理は、本発明において、必須の工程ではないが、行うことが好ましい。酸化炎処理を行うことで、樹脂層の表面の湿気を減少させて、均一な表面を得ることができる。
(2) Oxidation flame treatment An oxidation flame treatment can be performed on the surface of the resin layer of the resin-coated glass bottle. Although the oxidation flame treatment is not an essential step in the present invention, it is preferably performed. By performing the oxidation flame treatment, moisture on the surface of the resin layer can be reduced and a uniform surface can be obtained.
ここで、酸化炎とは、引火性ガス、混合ガス、エアゾール又はスプレーのいずれかを基にした火炎であり、これらは過剰酸素を含み、及び／又は酸化作用を有する。 Here, the oxidation flame is a flame based on any one of flammable gas, mixed gas, aerosol or spray, which contains excess oxygen and / or has an oxidizing action.
（３）火炎処理工程
次に、樹脂層の表面を火炎処理する工程について説明する。
火炎処理は、酸化炎処理の後、又は酸化炎処理せずに、樹脂層が形成されたガラス瓶に対して、炭化水素と、酸素と、珪素含有化合物とを含む混合ガスによる火炎を射出することにより、行うことができる。
(3) Flame treatment process Next, the process of flame-treating the surface of the resin layer will be described.
The flame treatment is to inject a flame with a mixed gas containing hydrocarbon, oxygen, and silicon-containing compound into the glass bottle on which the resin layer is formed after the oxidation flame treatment or without the oxidation flame treatment. This can be done.
混合ガスに含まれる炭化水素は、特に限定されないが、通常、炭素数１以上６以下の炭化水素のガスを用いる。好ましくは、炭素数１及び２の炭化水素を主成分として含む混合ガスであり、さらに好ましくは、８０体積％以上がメタンである炭化水素混合ガスである。なお、炭化水素混合ガスには、本発明の目的を阻害しない範囲で炭化水素以外の成分を含んでもよい。 The hydrocarbon contained in the mixed gas is not particularly limited, but usually a hydrocarbon gas having 1 to 6 carbon atoms is used. Preferred is a mixed gas containing hydrocarbons having 1 and 2 carbon atoms as a main component, and more preferred is a hydrocarbon mixed gas in which 80% by volume or more is methane. The hydrocarbon mixed gas may contain components other than hydrocarbons as long as the object of the present invention is not impaired.
具体的には、８０体積％以上がメタンである炭化水素混合ガスとして、都市ガスを用いることができる。都市ガスであれば、設備の簡素化がはかれ、通常のプロパンガスに比べて設備が簡素化される。 Specifically, city gas can be used as a hydrocarbon mixed gas in which 80% by volume or more is methane. If it is city gas, the facility is simplified, and the facility is simplified as compared with ordinary propane gas.
また、本発明で用いられる混合ガスには、酸素が含まれる。酸素は、純度の高い酸素（例えば、酸素ガス）を使用してもよいし、空気を酸素源として使用してもよい。 Further, the mixed gas used in the present invention contains oxygen. As oxygen, high-purity oxygen (for example, oxygen gas) may be used, or air may be used as an oxygen source.
本発明で用いられる混合ガスは、珪素含有化合物を含む。珪素含有化合物を含むことにより、火炎処理によって樹脂層の表面に珪酸塩層を形成することができる。珪酸塩層が形成されることにより、繰り返しの洗浄によっても、樹脂層表面の親水性が失われず、瓶に水を付着させたとしても、水滴は形成されず、水が表面に広がるような状態になる。すなわち、水との接触角が極めて低くなる。なお、本明細書において、「珪酸塩」には、酸化珪素（シリカ）も含まれるものとする。また、本明細書では、樹脂コートガラス瓶の表面処理することの態様の１つとして、樹脂層の上に珪酸塩層を形成することが挙げられ、珪酸塩層の厚さは、特に制限はないが、上限としては５０ｎｍ以下であることが好ましく、４５ｎｍ以下であることが更に好ましい。また、珪酸塩層の厚さの下限としては、５ｎｍ以上であることが好ましく、１０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。 The mixed gas used in the present invention contains a silicon-containing compound. By including a silicon-containing compound, a silicate layer can be formed on the surface of the resin layer by flame treatment. By forming the silicate layer, the hydrophilicity of the resin layer surface is not lost even by repeated washing, and even if water is attached to the bottle, water droplets are not formed, and water spreads on the surface become. That is, the contact angle with water becomes extremely low. In this specification, “silicate” includes silicon oxide (silica). Moreover, in this specification, as one aspect of the surface treatment of the resin-coated glass bottle, a silicate layer is formed on the resin layer, and the thickness of the silicate layer is not particularly limited. However, the upper limit is preferably 50 nm or less, and more preferably 45 nm or less. Moreover, as a minimum of the thickness of a silicate layer, it is preferable that it is 5 nm or more, and it is more preferable that it is 10 nm or more.
珪素含有化合物としては、有機珪素化合物が好ましく、例えば、テトラメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物、テトラメチルシラン等のアルキルシラン化合物が挙げられる。アルコキシシラン化合物、アルキルシラン化合物は、ガスの相溶性等を考慮して、複数種を混合して用いることもできる。 As the silicon-containing compound, an organic silicon compound is preferable, and examples thereof include an alkoxysilane compound such as tetramethoxysilane and an alkylsilane compound such as tetramethylsilane. An alkoxysilane compound and an alkylsilane compound may be used in combination of a plurality of types in consideration of gas compatibility and the like.
珪素含有化合物と、前述の炭化水素及び酸素とを混合させる場合は、珪素含有化合物を気化させてから混合させてもよい。珪素含有化合物を気化させた上で混合させる場合は、適切な沸点（例えば１０℃以上１００℃以下程度の沸点）の珪素含有化合物を選択することが好ましい。また、気化した珪素含有化合物は、空気等のキャリアーガスを用いて、炭化水素及び酸素のガスと混合させることもできる。また、混合ガスには、本発明を阻害しない範囲で他の気体成分を含有してもよい。 When the silicon-containing compound and the above-described hydrocarbon and oxygen are mixed, the silicon-containing compound may be vaporized and then mixed. When the silicon-containing compound is vaporized and then mixed, it is preferable to select a silicon-containing compound having an appropriate boiling point (for example, a boiling point of about 10 ° C. or higher and about 100 ° C. or lower). The vaporized silicon-containing compound can also be mixed with hydrocarbon and oxygen gases using a carrier gas such as air. Further, the mixed gas may contain other gas components as long as the present invention is not inhibited.
炭化水素ガスと、珪素含有化合物との体積流量比（炭化水素：珪素含有化合物）は、１０：１〜５０：１であることが好ましく、炭化水素と酸素との体積流量比は、１：０．５〜１：５であることが好ましい。なお、酸素原料として、空気を使用する場合（即ち、混合ガスに窒素が含まれる場合）は、珪素含有化合物（気体）の混合ガス全体に対する割合は、０．０１体積％以上、５体積％以下であることが好ましい。 The volume flow ratio of hydrocarbon gas to silicon-containing compound (hydrocarbon: silicon-containing compound) is preferably 10: 1 to 50: 1, and the volume flow ratio of hydrocarbon to oxygen is 1: 0. It is preferably 5 to 1: 5. When air is used as the oxygen source (that is, when the mixed gas contains nitrogen), the ratio of the silicon-containing compound (gas) to the entire mixed gas is 0.01% by volume or more and 5% by volume or less. It is preferable that
樹脂層が接する火炎の温度は、通常、８００℃以上１４５０℃以下であり、好ましくは１０００℃以上、１４００℃以下である。８００℃未満だと、珪酸塩層が十分に形成することができず、また、１４５０℃を超えてしまうと、ガラスが柔らかくなってしまい、形状が維持できなくなってしまう恐れがある。 The temperature of the flame in contact with the resin layer is usually 800 ° C. or higher and 1450 ° C. or lower, preferably 1000 ° C. or higher and 1400 ° C. or lower. When the temperature is lower than 800 ° C., the silicate layer cannot be sufficiently formed. When the temperature exceeds 1450 ° C., the glass becomes soft and the shape may not be maintained.
ガラス瓶への火炎の照射時間は、０．１秒以上１０秒以下とすることが好ましい。０．１秒未満では、十分な効果が得られず、１０秒を超えると、珪酸塩層又は樹脂層が熱により分解変質する可能性があるからである。また、後述する図１のように、ガラス瓶を配置したろくろを回転させながら、火炎をあてることができる。 The flame irradiation time on the glass bottle is preferably 0.1 seconds or more and 10 seconds or less. If it is less than 0.1 seconds, sufficient effects cannot be obtained, and if it exceeds 10 seconds, the silicate layer or the resin layer may be decomposed and altered by heat. In addition, as shown in FIG. 1 described later, a flame can be applied while rotating a pot on which a glass bottle is arranged.
具体的な火炎処理について、図面を使って説明する。図１は、樹脂層を形成した未使用のガラス瓶の樹脂層表面を火炎処理する工程を示す斜視図である。図中、矢印１で示す方向に混合ガス１を導入する。導入された混合ガスを、バーナー２にて燃焼させる。バーナー２の火炎射出部６からは、燃焼する火炎３が出ている。火炎３は、樹脂コートガラス瓶４に向かって放出される。ガラス瓶４は、ろくろ５により、回転され、ガラス瓶外表面全体が、火炎処理される。なお、火炎射出部６は、バーナー２のガラス瓶４にもっとも近い部分である。 Specific flame treatment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a process of flame-treating the resin layer surface of an unused glass bottle on which a resin layer is formed. In the figure, the mixed gas 1 is introduced in the direction indicated by the arrow 1. The introduced mixed gas is burned by the burner 2. From the flame injection part 6 of the burner 2, a burning flame 3 comes out. The flame 3 is emitted toward the resin-coated glass bottle 4. The glass bottle 4 is rotated by the potter's wheel 5 and the entire outer surface of the glass bottle is flame-treated. The flame injection part 6 is the part closest to the glass bottle 4 of the burner 2.
バーナーの火炎射出部６（火炎放出先端部）からガラス瓶４までの距離は、通常１０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下であり、好ましくは２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。火炎射出部６からガラス瓶４までの距離が離れすぎてしまうと、十分な温度を樹脂層表面に与えることができず好ましくない。なお、実施例の結果からも理解できるように、火炎射出部６からガラス瓶４までの距離が近い方が、アルカリ洗浄にも強い珪酸塩層が形成できる。 The distance from the flame injection part 6 (flame discharge tip) of the burner to the glass bottle 4 is usually 10 mm or more and 120 mm or less, preferably 20 mm or more and 100 mm or less. If the distance from the flame injection part 6 to the glass bottle 4 is too far, it is not preferable because a sufficient temperature cannot be given to the resin layer surface. As can be understood from the results of the examples, a silicate layer that is strong against alkali cleaning can be formed when the distance from the flame injection unit 6 to the glass bottle 4 is shorter.
［樹脂コートガラス瓶の表面処理装置］
上記の例ではガラス瓶を１本ずつ回転させながら火炎を照射したが、連続して樹脂コートガラス瓶を火炎処理することもできる。連続して樹脂コートガラス瓶を火炎処理する表面処理装置について説明する。
[Surface treatment equipment for resin-coated glass bottles]
In the above example, the flame was irradiated while rotating the glass bottles one by one, but the resin-coated glass bottle can be flame-treated continuously. A surface treatment apparatus for continuously flame-treating resin-coated glass bottles will be described.
図２は、当該装置の火炎連続処理工程の部分に関する具体例を示す。表面処理装置は、火炎を放出させる連続処理バーナー９，９と、樹脂コートガラス瓶４，４，・・・の底面を下にした状態（ガラス瓶を立たせた状態）で、樹脂コートガラス瓶の底面の中心を通る垂直な軸を中心にして回転させるためのミニコンベア７と、連続処理バーナー９，９から放出される火炎１０，１０，・・・と、ガラス瓶４，４，・・・を搬送させるためのコンベア８と、ガラス瓶４をミニコンベア７と接するようにするためのガイド１３から構成されている。 FIG. 2 shows a specific example relating to the flame continuous processing step of the apparatus. The surface treatment apparatus is the center of the bottom surface of the resin-coated glass bottle with the continuous processing burners 9 and 9 for releasing the flame and the bottom surface of the resin-coated glass bottles 4, 4,. To convey the glass bottles 4, 4,..., The mini conveyor 7 for rotating around a vertical axis passing through the flame, the flames 10, 10,. Conveyor 8 and a guide 13 for bringing the glass bottle 4 into contact with the mini conveyor 7.
図２のコンベア８の上流から矢印１１の方向にガイド１３に沿ってガラス瓶４，４，・・・が運ばれる。連続処理バーナー９，９により火炎１０，１０，・・・が放出され、ガスバーナーの近傍にあるガラス瓶４，４，・・・は、火炎処理される。このときの火炎１０にガラス瓶４が最も近づいた時の、連続処理バーナー９，９の火炎射出部とガラス瓶４の距離は、通常１０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下であるが、適宜選択される。好ましくは２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。なお、ガイド１３は、空冷、油冷、水冷等による冷却を行うことが好ましい。 Glass bottles 4, 4,... Are carried along the guide 13 in the direction of the arrow 11 from the upstream side of the conveyor 8 in FIG. The flames 10, 10,... Are released by the continuous processing burners 9, 9, and the glass bottles 4, 4,. When the glass bottle 4 is closest to the flame 10 at this time, the distance between the flame injection part of the continuous processing burners 9 and 9 and the glass bottle 4 is usually 10 mm or more and 120 mm or less, but is appropriately selected. Preferably they are 20 mm or more and 100 mm or less. The guide 13 is preferably cooled by air cooling, oil cooling, water cooling, or the like.
コンベア８の連続処理バーナー９，９側には、ミニコンベア７が配置されている。ガラス瓶４，４，・・・は、ミニコンベア７及びコンベア８の両方の上に位置している。すなわち、ミニコンベア７の上面は、ガラス瓶４，４，・・・の底面の一部と接触している。そして、ミニコンベア７は、コンベア８の進行方向１１と同じ方向に進むが、ミニコンベア７のガラス瓶４，４，・・・の底面と接触する面の高さは、ガラス瓶４，４，・・・の底面と接触するコンベア８の面よりも２ｍｍ高い。したがって、火炎処理の際は、ミニコンベア７及びコンベア８の両方の上に位置している状態であるが、ミニコンベア７及びコンベア８の高さが異なるため、ガラス瓶４，４，・・・は直立状態から若干、コンベア８側に傾いている。なお、ミニコンベア７と、コンベア８の高さの差は、特に限定されるものではないが、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲に設定することが好ましい。そして、ミニコンベア８は、進行速度がコンベア７の速度よりも早いため、ガラス瓶４，４，・・・は、ガラス瓶の回転方向１２の方向に回転する（ガラス瓶の底面の中心を通る垂直な軸を中心にして回転させる）。２つの連続処理バーナー９，９一対でガラス瓶が一回転するように、ミニコンベア７の速度を調整するが、必ずしも全周にわたって処理をする必要はなく、必要な部分に火炎１０，１０，・・・があたればよい。すなわち、火炎１０，１０，・・・により、ガラス瓶４，４，・・・の外表面を火炎処理ができるように調整する。他の実施形態として、３本のバーナーを用いて、１本あたりのバーナーにおいてガラス瓶を１２０°回転させて、３６０°全周火炎処理をすることもできる。
ミニコンベア７の速度を調整し、連続処理バーナー９，９のうち１つのバーナーでガラス瓶を一回転以上回転させ、１本のガラス瓶に火炎処理を複数回施すこともできる。
A mini-conveyor 7 is disposed on the side of the continuous processing burners 9 and 9 of the conveyor 8. The glass bottles 4, 4,... Are located on both the mini conveyor 7 and the conveyor 8. That is, the upper surface of the mini conveyor 7 is in contact with a part of the bottom surface of the glass bottles 4, 4,. The mini-conveyor 7 proceeds in the same direction as the traveling direction 11 of the conveyor 8, but the height of the surface of the mini-conveyor 7 that contacts the bottom surface of the glass bottles 4, 4,. -It is 2 mm higher than the surface of the conveyor 8 in contact with the bottom surface. Therefore, in the case of flame treatment, although it is in the state located on both the mini conveyor 7 and the conveyor 8, since the heights of the mini conveyor 7 and the conveyor 8 are different, the glass bottles 4, 4,. It is slightly inclined from the upright state to the conveyor 8 side. The difference in height between the mini conveyor 7 and the conveyor 8 is not particularly limited, but is preferably set in a range of 1 mm or more and 5 mm or less. And since the mini conveyor 8 has a faster traveling speed than the conveyor 7, the glass bottles 4, 4,... Rotate in the direction 12 of the glass bottle rotation (a vertical axis passing through the center of the bottom surface of the glass bottle). Rotate around the center). The speed of the mini-conveyor 7 is adjusted so that the glass bottle is rotated once by a pair of the two continuous processing burners 9, 9, but it is not always necessary to perform the processing over the entire circumference, and the flames 10, 10,.・ It only has to hit. That is, the outer surfaces of the glass bottles 4, 4,... Are adjusted by the flames 10, 10,. As another embodiment, a 360 ° full-circle flame treatment can be performed by using three burners and rotating the glass bottle by 120 ° in each burner.
It is also possible to adjust the speed of the mini conveyor 7 and rotate the glass bottle one or more times with one of the continuous processing burners 9 and 9 to perform flame treatment a plurality of times on one glass bottle.
図２の装置では、連続処理バーナー９，９を２つ設けてある。２つの連続処理バーナー９，９は、コンベアと平行に横に並べる。２つの連続処理バーナー９，９のバーナーの高さをずらすことにより、ガラス瓶４，４，・・・の高さ方向に広範囲に火炎処理を行うことができる。なお、連続処理バーナーの数は、ガラス瓶４，４，・・・の大きさに応じて、適宜変更することができる。また、連続処理バーナー９，９は、ガラス瓶４，４，・・・の高さ方向に複数個配置することもできる。 In the apparatus of FIG. 2, two continuous processing burners 9, 9 are provided. Two continuous processing burners 9, 9 are arranged side by side in parallel with the conveyor. By shifting the height of the burners of the two continuous treatment burners 9, 9, flame treatment can be performed over a wide range in the height direction of the glass bottles 4, 4,. In addition, the number of continuous process burners can be suitably changed according to the magnitude | size of glass bottle 4,4, .... Further, a plurality of continuous processing burners 9, 9 can be arranged in the height direction of the glass bottles 4, 4,.
また、火炎処理を実施するにあたり、混合ガスの圧力変化を連続的に又は断続的にモニターしながら、樹脂層表面に対して火炎を照射することもできる。 Further, when performing the flame treatment, the surface of the resin layer can be irradiated with a flame while continuously or intermittently monitoring the pressure change of the mixed gas.
次に、本発明について実施例を用いて詳細に説明する。なお、本発明は実施例によって限定して解釈されるものではない。 Next, the present invention will be described in detail using examples. In addition, this invention is limited and interpreted by an Example.
（実施例１）
ガラス瓶本体（商品名ＭＩＬＫ１８０ 東洋ガラス株式会社製）の外側側面の表面（外表面）にウレタン樹脂層（ポリエーテル系水性ウレタン樹脂及びメチロールメラミン樹脂の混合材料による樹脂）を形成した樹脂コートガラス瓶を、図１のように、ろくろの上に配置した。図１のように直方体形状のバーナーに混合ガス（都市ガスＬＮＧ（１５ＬＮ／分）、空気（１５０ＬＮ／分）、テトラメトキシシラン（０．４ＬＮ／分）を導入し、燃焼させて、ガラス瓶に射出しながら、ろくろをゆっくり回転させた。この時、バーナーの火炎射出部（出口）と瓶との距離は、１００ｍｍであった。テトラメトキシシランを含む混合ガスで得られた火炎処理済ガラス瓶を実施例１とする。なお、このときの珪酸塩層の厚さは、約３０ｎｍであった。
Example 1
A resin-coated glass bottle in which a urethane resin layer (resin made of a mixture of a polyether-based aqueous urethane resin and a methylol melamine resin) is formed on the outer side surface (outer surface) of a glass bottle body (trade name MILK180 manufactured by Toyo Glass Co., Ltd.) As shown in FIG. 1, it was placed on the potter's wheel. As shown in FIG. 1, a mixed gas (city gas LNG (15 L N / min), air (150 L N / min), tetramethoxysilane (0.4 L N / min) is introduced into a rectangular parallelepiped burner, burned, The wheel was slowly rotated while being injected into the glass bottle, and the distance between the flame injection part (outlet) of the burner and the bottle was 100 mm, which had been flame-treated with a mixed gas containing tetramethoxysilane. The glass bottle is referred to as Example 1. The thickness of the silicate layer at this time was about 30 nm.
（比較例１）
テトラメトキシシランを混合ガスに含めないとしたこと以外は、実施例１と同様の処理を行った。得られた火炎処理済ガラス瓶を比較例１とする。
(Comparative Example 1)
The same treatment as in Example 1 was performed except that tetramethoxysilane was not included in the mixed gas. The obtained flame-treated glass bottle is referred to as Comparative Example 1.
実施例１及び比較例１のガラス瓶を、所定の回数アルカリ洗浄を行い、洗浄後の火炎処理面に、イオン交換水をスプレーし、その時の濡れ状態を評価した。なお、アルカリ洗浄に用いたアルカリ洗浄液は、１．５％ＮａＯＨを用いた。
○（優）：接触角２０〜３０°
△（良）：接触角５０〜６０°
×（不可）：接触角８０〜９０°
とした。
The glass bottles of Example 1 and Comparative Example 1 were subjected to alkali cleaning a predetermined number of times, and ion-exchanged water was sprayed on the flame treated surface after cleaning, and the wet state at that time was evaluated. Note that 1.5% NaOH was used as the alkali cleaning solution used for the alkali cleaning.
○ (excellent): Contact angle 20-30 °
Δ (good): Contact angle 50-60 °
X (impossible): Contact angle of 80 to 90 °
It was.
なお、接触角は、ガラス瓶の表面上に形成された水滴の縦横比よりもとめたものであり、接触角（θ）＝２ｔａｎ−１（水滴の縦の長さ／（水滴の横の長さ／２））を使用した。また、表中の「＋」は、各判定よりもわずかに良いことを示し、「−」は、各判定よりもわずかに悪いことを示す。結果を以下に示す。 The contact angle is determined from the aspect ratio of the water droplet formed on the surface of the glass bottle, and the contact angle (θ) = 2 tan −1 (the vertical length of the water droplet / (the horizontal length of the water droplet / 2)) was used. In the table, “+” indicates slightly better than each determination, and “−” indicates slightly worse than each determination. The results are shown below.
（実施例２）
火炎射出部からガラス瓶までの距離を５０ｍｍとした以外は、実施例と同じ方法で火炎処理を行った。得られた火炎処理済ガラス瓶を実施例２とした。
(Example 2)
Flame treatment was performed in the same manner as in Example except that the distance from the flame injection part to the glass bottle was 50 mm. The obtained flame-treated glass bottle was taken as Example 2.
（実施例３）
火炎射出部からガラス瓶までの距離を２５ｍｍとした以外は、実施例と同じ方法で火炎処理を行った。得られた火炎処理済ガラス瓶を実施例３とした。
(Example 3)
Flame treatment was performed in the same manner as in Example except that the distance from the flame injection part to the glass bottle was 25 mm. The obtained flame-treated glass bottle was taken as Example 3.
実施例２及び実施例３についても、上記同様に、所定の回数アルカリ洗浄を行い、洗浄後の火炎処理面に、イオン交換水をスプレーし、その時の濡れ状態を評価した。結果を表２に示す。 Also in Example 2 and Example 3, alkali cleaning was performed a predetermined number of times in the same manner as described above, and ion-exchanged water was sprayed on the flame-treated surface after cleaning, and the wet state at that time was evaluated. The results are shown in Table 2.
（誤検査確認テスト）
実施例３の火炎処理済ガラス瓶と、火炎処理をおこなわないガラス瓶（ウレタン樹脂層を瓶の表面に形成したもの）とについて、イオン交換水をスプレーした後に、瓶表面異物検査機によるテストをおこなった。火炎処理を行わないガラス瓶については、０．８ｍｍよりも大きい水滴が存在し、これらは異物として判定されるものがあったが、実施例３のガラス瓶では、０．８ｍｍよりも大きい水滴は検出されず、誤判定されなかった。
(Incorrect inspection check)
The flame-treated glass bottle of Example 3 and a glass bottle not subjected to flame treatment (having a urethane resin layer formed on the surface of the bottle) were subjected to a test using a bottle surface foreign matter inspection machine after spraying with ion exchange water. . For glass bottles not subjected to flame treatment, there were water droplets larger than 0.8 mm, and some of these were judged as foreign matters, but in the glass bottle of Example 3, water droplets larger than 0.8 mm were detected. It was not misjudged.
本発明の表面処理をした樹脂コートガラス瓶、その製造方法、及び表面処理装置は、ガラス瓶及びその製造の技術分野において、好適に用いられる。 The surface-treated resin-coated glass bottle, the production method thereof, and the surface treatment apparatus of the present invention are suitably used in the technical field of glass bottles and production thereof.
（符号の説明）
１ 混合ガス
２ バーナー
３ 火炎
４ ガラス瓶（樹脂被覆済）
５ ろくろ
６ 火炎射出部
７ ミニコンベア
８ コンベア
９ 連続処理バーナー
１０ 連続処理バーナーから出る火炎
１１ コンベア（ガラス瓶）の進行方向
１２ ガラス瓶の回転方向
１３ ガイド
(Explanation of symbols)
1 Gas mixture 2 Burner 3 Flame 4 Glass bottle (resin coated)
5 Iron 6 Flame injection part 7 Mini conveyor 8 Conveyor 9 Continuous processing burner 10 Flame coming out of continuous processing burner 11 Traveling direction of conveyor (glass bottle) 12 Glass bottle rotation direction 13 Guide
Claims (11)
ガラス瓶本体の外表面の少なくとも一部に、樹脂層を形成し、樹脂コートガラス瓶を製造する工程と、
前記樹脂コートガラス瓶の前記樹脂層の表面を、炭化水素と、酸素と、珪素含有化合物とを含む混合ガスを燃焼させた火炎により火炎処理し、前記樹脂層の表面に珪酸塩層を形成する工程とを含む、製造方法。 A method for producing a surface-treated resin-coated glass bottle,
Forming a resin layer on at least a part of the outer surface of the glass bottle body, and producing a resin-coated glass bottle;
A process of forming a silicate layer on the surface of the resin layer by flame-treating the surface of the resin layer of the resin-coated glass bottle with a flame in which a mixed gas containing hydrocarbon, oxygen, and a silicon-containing compound is burned. And a manufacturing method.
前記ガラス瓶本体の外表面に設けられた樹脂層と、
前記樹脂層の上に設けられた珪酸塩層とを含み、
前記珪酸塩層の厚さは、５０ｎｍ以下である、表面処理した樹脂コートガラス瓶。 A glass bottle body,
A resin layer provided on the outer surface of the glass bottle body;
A silicate layer provided on the resin layer,
The surface-treated resin-coated glass bottle having a thickness of the silicate layer of 50 nm or less.
前記樹脂コートガラス瓶を搬送するためのコンベアと、
前記コンベアと同方向に動き、前記樹脂コートガラス瓶を回転させるためのミニコンベアと、
前記コンベアに搬送されている樹脂コートガラス瓶を火炎処理するための少なくとも１つのバーナーとを備える、装置。 An apparatus for surface-treating a resin-coated glass bottle,
A conveyor for conveying the resin-coated glass bottle;
A mini-conveyor that moves in the same direction as the conveyor and rotates the resin-coated glass bottle;
And at least one burner for flame treating the resin coated glass bottles transported to the conveyor.
The apparatus as described in any one of Claims 8 thru | or 11 set so that the distance of the flame injection part of the said burner and the resin layer of the said resin coat glass bottle may be 20 mm or more and 100 mm or less.
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