JPS6022662B2 - 安定した化学的耐久性・機械的強度を有する軽量びんの製造方法 - Google Patents
安定した化学的耐久性・機械的強度を有する軽量びんの製造方法Info
- Publication number
- JPS6022662B2 JPS6022662B2 JP12979678A JP12979678A JPS6022662B2 JP S6022662 B2 JPS6022662 B2 JP S6022662B2 JP 12979678 A JP12979678 A JP 12979678A JP 12979678 A JP12979678 A JP 12979678A JP S6022662 B2 JPS6022662 B2 JP S6022662B2
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- Japan
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- glass
- mechanical strength
- chemical durability
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Description
本発明は安定した化学的・機械的強度を有する軽量ぴん
の製造方法に関する。 更に詳述すれば、ガラスびんの保有熱の熱履歴を有効に
生かした安定した化学的耐耐久性並びに機械的強度を有
する軽量びんの製造方法に関する。従来、化学的耐久性
を増大せしめたガラスぴん、機械的強度を増大せしめた
ガラスびんについて、個々には良く知られているが、そ
れらを効果的に組合せたうえに更に軽量効果をも絹合せ
て、特定の用途に合致させるべくそれらの効果を効率よ
く相乗的に加味させたガラスびんは未だ知られていない
。 特に最近になり、“/ゞィャルビン”と称せられて、b
iolo奴calな用途への使用について、機械的強度
並びにイb学的耐久性を安定して保有し且つ軽量である
ガラスびんの供聯合に対する要求が急に高まってきた。
本発明者は、先に提案された本出願人による特顔昭53
一14554号(特開昭54−10792ぴ号)「均一
・薄肉強化ガラス容器及びその製造法」の発明による軽
量強化ガラスぴんに基づいて、前記要求に応えるべく鋭
意研究を重ねた結果、前記発明の有効利用及び合理的な
組合せに基づく、化学的耐久性を併有する軽量強化ガラ
スぴんの新規製造工程として、本発明を完成するに至っ
た。 すなわち、本発明は、平均・胴部実質肉厚Xが1.5〜
3.0肌であり、最小・胴部実質肉厚X(1−0.3)
肋以上、最大・胴部実質肉厚が×(1十0.3)肌以下
の関係にあるガラスびんに対し、その高温状態下におい
て、そのガラスびん内面に低濃度アルカリ層を形成すべ
く脱アルカリ処理を施す工程とガラス表面に圧縮応力層
を形成すべくイオン交換処理を施す工程とを組合せるこ
とを第1の要旨とする。 そして、第2の要旨として前記特定ガラスびんに対し、
その高温状態下において、そのガラスびん内面に低濃度
アルカリ層を形成すべく脱アルカリ処理を施す工程と前
記低濃度アルカリ層を越えて、その内部のアルカリを他
のァルカリと置換して、ガラス表面に圧縮応用層を形成
すべくイオン交換処理を施す工程との組合せであること
である。本発明において、平均・胴部実質肉厚×が1.
5〜3.0柵であり、最小・8同部実質肉厚がX(1−
0.3)肋以上、最大・8同部実質肉厚がX(1十0.
3)側以下の関係にあるガラスびんは、従来のガラスび
ん成形方式で形成される「ハカマ」と称する極端なびん
内面凹部をもたないびんを構成し且つびんの軽量化と強
度特に機械的強度における均一化に寄与するもので、主
に、H−1プロセスと称する本出願人独自のガラスびん
成形技術をもって効率よく製造される。 この特定のびんに対する処理において、イオン交換処理
を施す前工程で、硫酸アンモニウム、二酸化ィオウガス
或はフロンガス等の使用による脱アルカリ処理を縫合せ
ることが本発明の大きな特徴とする点である。硫酸アン
モニウム、二酸化ィオウガス或はフロンガス等による加
熱ガラス表面での化学的反応は公知であるので、詳しく
は記載しないが、斯る反応によってガラス表面に低濃度
アルカリ層が形成され、すなわち、化学的に安定な高濃
度のシリカ層が形成されて、接触する内容物等に対する
化学的安定性が向上する。本発明において、ガラスびん
表面における低濃度アルカリ層を越えた厚さのガラス表
層に対し、イオン交換による圧縮応力層を形成せしめる
ことによって、更に詳述すれば、ガラスびん内表面の化
学的耐久性の向上とガラスびん内外面に釣り合った圧縮
応力層の形成による機械的強度の向上との組合せによっ
て、安定した機械的強度と化学的耐久性をガラスびんに
付与するものである。 イオン交換処理後の脱アルカリ処理の組合せは行なわれ
るべきでない。何んとなれば、イオン交換処理によって
形成された圧縮応力が、その後の脱アルカリ処理の温度
によって緩和され、所望の強度が得られ難くなるからで
ある。よって、脱アルカリ処理後のイオン交換処理の組
合せが必須である。イオン交換処理方法は公知の方法、
例えば、熔融アルカリ塩浴浸債法あるいはアルカリ塩水
溶液曙霧・熱処理方法等によって行ない得るが、本出願
人が先に提案した特糠昭52−13049び号(特開昭
54−63117号)のガラス製品の強化方法を極めて
都合よく採用することができる。持願昭52−1304
9び号のガラス製品の強化方法とは、イオン交換のため
のアルカリ金属無機塩の水溶液または懸濁液に、熱処理
時に消失する有機増粘剤を添加してペースト状流動体と
なし、該流動体をガラス製品に塗布して熱処理すること
を特徴とするものである。 更に、前記ガラスびんの製造工程において、脱アルカリ
処理の前工程にSnC14ペーパー、SnC12(C比
)2べーパ−、SnC14水溶液等を高温ガラス表面殊
に外表面に贋霧或はスプレーして該表面に硬度の大きい
酸化錫被膜を形成する(そのほか同様にして、チタン、
ジルコニウム等の有機化合物を作用させて金属酸化物被
膜を付与することもできる。 )第1被膜処理工程と、イオン交換処理工程の後工程(
更に詳細に述べれば、イオン交換処理後、冷却し、残余
のカリウム塩を洗浄し、乾燥した後)に、オレィン酸等
の脂肪酸、ポリオキシヱチレンソルビタンモノオレェー
ト等の界面滑性剤、オレフィン重合体、エチレンーメタ
アクリル酸重合体等の合成樹脂等の有機質ガラス表面保
護剤を被覆する第2被覆処理工程との2重被覆処理工程
を粗合せることによって、耐加傷強度を向上させて機械
的強度の低下防止につなげることができる。本発明にお
いて、ガラスびんが平均・胴部実質肉厚Xが1.5〜3
.仇奴であり、最小・胸部実質肉厚が×(1一0.3)
側以上、最大・胸部実質肉厚が×(1十0.3)肋以下
の関係にあることを必須としたのは、ガラス面にイオン
交換圧縮応力層を付与したときの機械的強度とそれに添
う軽量化度のバランスからによるもので、データに基づ
いて定められたものである。 それによると、平均・胴部実質肉厚×の大4・は、ガラ
ス器自体による強度増と逆比例的に作用する軽量化効果
に影響し、平均・胸部実質肉厚と最小・胴部実質肉厚と
の差の大小は機械的強度の安定性(均一化)に影響を及
ぼす。平均・腕部実質肉厚Xが1.5肋禾満であるとき
、軽量化効果は充分図れ得るものの、ガラスぴん強度と
のバランスがくずれ、実用に添い難くなる。よって、X
=1.5肌以上が必要となる。又、Xが3.仇岬を越え
ると軽量化という本発明の一目的を達成し得なくなる。
よってX=1.5〜3.0肋の範囲が軽量効果と強度の
バランスが使用態様に添り、最も好ましい。最小・胴部
実質肉厚X(1一0.3)側以下となるときは、いわゆ
る「ハカマ」の存在を意味し、強度低下及び強度不均一
の一因となり、望ましくない。又、最大・胴部実質肉厚
が×(1十0.3)肋を越えると、強度増に寄与するよ
り重量増につながる要因が大となり、本発明の一目的達
成に添わない。なお、前記フロンガスとは、CC13F
,CC12F2,C2CI4F2,C2CI3F3等の
フッ化塩化炭化水素ガスを指す。 以下、実施例に基づいて、本発明を更に詳細に説明する
。 本出願人における独自のプレスアンドブロー方式による
細□ガラスびん成形技術(H−1プロセス)で成形した
細□ガラスびんに対し、成形後の高温度(約600qo
)下で、びん外表面にジメチル錫ジクロラィド(SnC
12(CH3)2)ガスを頃霧・接触させ、そしてびん
内部へS02を噴霧。 導入して加熱炉(徐冷炉)にて熱処理し、びん外表面に
酸化錫被膜を被覆し、びん内表面を脱アルカリ処理した
。しかる後、当該びんを硝酸カリウム主成分(KN03
:K2S04=9:1)の熔融塩浴中に約10分間浸潰
しイオン交換強化処理を施した。この間、びんの初期強
度を低下させることなく、強化処理する意味からびん同
士等の接触を極力避けることは当然である。前記塩熔融
浴槽は塩の熔融点以上の温度(460〜49000)に
なるように制御した。熔融塩格から取り出した処理びん
は、冷却後洗浄、乾燥される。そして、最後にエチレン
ーメタアクリル酸重合体のェマルジョンをびん外表面へ
贋霧し、前記重合体の薄膜を施して最終製品とした。次
に、本実施例製品における各々の特性の測定値を、比較
例製品(従来のガラスびんに対し、前記実施例と全く同
一の強化処理を施したもの)及び参考例〔1〕製品(前
記実施例の工程から脱アルカリ処理工程を除去した工程
から得られた軽量ガラスびん)、参考例〔D〕製品(実
施例の工程における脱アルカリ処理工程とイオン交換強
化処理工程の順序を入れ替えた工程から得られた軽量ガ
ラスびん)の各々の測定値と対比して表一1に示す。 (なお、本実施例製品、比較例製品、参考例〔1〕,〔
0〕製品共に外形状は同一である。)表−1表−1から
明らかな如く、本発明製品は、その比較例、参考例〔1
〕,
の製造方法に関する。 更に詳述すれば、ガラスびんの保有熱の熱履歴を有効に
生かした安定した化学的耐耐久性並びに機械的強度を有
する軽量びんの製造方法に関する。従来、化学的耐久性
を増大せしめたガラスぴん、機械的強度を増大せしめた
ガラスびんについて、個々には良く知られているが、そ
れらを効果的に組合せたうえに更に軽量効果をも絹合せ
て、特定の用途に合致させるべくそれらの効果を効率よ
く相乗的に加味させたガラスびんは未だ知られていない
。 特に最近になり、“/ゞィャルビン”と称せられて、b
iolo奴calな用途への使用について、機械的強度
並びにイb学的耐久性を安定して保有し且つ軽量である
ガラスびんの供聯合に対する要求が急に高まってきた。
本発明者は、先に提案された本出願人による特顔昭53
一14554号(特開昭54−10792ぴ号)「均一
・薄肉強化ガラス容器及びその製造法」の発明による軽
量強化ガラスぴんに基づいて、前記要求に応えるべく鋭
意研究を重ねた結果、前記発明の有効利用及び合理的な
組合せに基づく、化学的耐久性を併有する軽量強化ガラ
スぴんの新規製造工程として、本発明を完成するに至っ
た。 すなわち、本発明は、平均・胴部実質肉厚Xが1.5〜
3.0肌であり、最小・胴部実質肉厚X(1−0.3)
肋以上、最大・胴部実質肉厚が×(1十0.3)肌以下
の関係にあるガラスびんに対し、その高温状態下におい
て、そのガラスびん内面に低濃度アルカリ層を形成すべ
く脱アルカリ処理を施す工程とガラス表面に圧縮応力層
を形成すべくイオン交換処理を施す工程とを組合せるこ
とを第1の要旨とする。 そして、第2の要旨として前記特定ガラスびんに対し、
その高温状態下において、そのガラスびん内面に低濃度
アルカリ層を形成すべく脱アルカリ処理を施す工程と前
記低濃度アルカリ層を越えて、その内部のアルカリを他
のァルカリと置換して、ガラス表面に圧縮応用層を形成
すべくイオン交換処理を施す工程との組合せであること
である。本発明において、平均・胴部実質肉厚×が1.
5〜3.0柵であり、最小・8同部実質肉厚がX(1−
0.3)肋以上、最大・8同部実質肉厚がX(1十0.
3)側以下の関係にあるガラスびんは、従来のガラスび
ん成形方式で形成される「ハカマ」と称する極端なびん
内面凹部をもたないびんを構成し且つびんの軽量化と強
度特に機械的強度における均一化に寄与するもので、主
に、H−1プロセスと称する本出願人独自のガラスびん
成形技術をもって効率よく製造される。 この特定のびんに対する処理において、イオン交換処理
を施す前工程で、硫酸アンモニウム、二酸化ィオウガス
或はフロンガス等の使用による脱アルカリ処理を縫合せ
ることが本発明の大きな特徴とする点である。硫酸アン
モニウム、二酸化ィオウガス或はフロンガス等による加
熱ガラス表面での化学的反応は公知であるので、詳しく
は記載しないが、斯る反応によってガラス表面に低濃度
アルカリ層が形成され、すなわち、化学的に安定な高濃
度のシリカ層が形成されて、接触する内容物等に対する
化学的安定性が向上する。本発明において、ガラスびん
表面における低濃度アルカリ層を越えた厚さのガラス表
層に対し、イオン交換による圧縮応力層を形成せしめる
ことによって、更に詳述すれば、ガラスびん内表面の化
学的耐久性の向上とガラスびん内外面に釣り合った圧縮
応力層の形成による機械的強度の向上との組合せによっ
て、安定した機械的強度と化学的耐久性をガラスびんに
付与するものである。 イオン交換処理後の脱アルカリ処理の組合せは行なわれ
るべきでない。何んとなれば、イオン交換処理によって
形成された圧縮応力が、その後の脱アルカリ処理の温度
によって緩和され、所望の強度が得られ難くなるからで
ある。よって、脱アルカリ処理後のイオン交換処理の組
合せが必須である。イオン交換処理方法は公知の方法、
例えば、熔融アルカリ塩浴浸債法あるいはアルカリ塩水
溶液曙霧・熱処理方法等によって行ない得るが、本出願
人が先に提案した特糠昭52−13049び号(特開昭
54−63117号)のガラス製品の強化方法を極めて
都合よく採用することができる。持願昭52−1304
9び号のガラス製品の強化方法とは、イオン交換のため
のアルカリ金属無機塩の水溶液または懸濁液に、熱処理
時に消失する有機増粘剤を添加してペースト状流動体と
なし、該流動体をガラス製品に塗布して熱処理すること
を特徴とするものである。 更に、前記ガラスびんの製造工程において、脱アルカリ
処理の前工程にSnC14ペーパー、SnC12(C比
)2べーパ−、SnC14水溶液等を高温ガラス表面殊
に外表面に贋霧或はスプレーして該表面に硬度の大きい
酸化錫被膜を形成する(そのほか同様にして、チタン、
ジルコニウム等の有機化合物を作用させて金属酸化物被
膜を付与することもできる。 )第1被膜処理工程と、イオン交換処理工程の後工程(
更に詳細に述べれば、イオン交換処理後、冷却し、残余
のカリウム塩を洗浄し、乾燥した後)に、オレィン酸等
の脂肪酸、ポリオキシヱチレンソルビタンモノオレェー
ト等の界面滑性剤、オレフィン重合体、エチレンーメタ
アクリル酸重合体等の合成樹脂等の有機質ガラス表面保
護剤を被覆する第2被覆処理工程との2重被覆処理工程
を粗合せることによって、耐加傷強度を向上させて機械
的強度の低下防止につなげることができる。本発明にお
いて、ガラスびんが平均・胴部実質肉厚Xが1.5〜3
.仇奴であり、最小・胸部実質肉厚が×(1一0.3)
側以上、最大・胸部実質肉厚が×(1十0.3)肋以下
の関係にあることを必須としたのは、ガラス面にイオン
交換圧縮応力層を付与したときの機械的強度とそれに添
う軽量化度のバランスからによるもので、データに基づ
いて定められたものである。 それによると、平均・胴部実質肉厚×の大4・は、ガラ
ス器自体による強度増と逆比例的に作用する軽量化効果
に影響し、平均・胸部実質肉厚と最小・胴部実質肉厚と
の差の大小は機械的強度の安定性(均一化)に影響を及
ぼす。平均・腕部実質肉厚Xが1.5肋禾満であるとき
、軽量化効果は充分図れ得るものの、ガラスぴん強度と
のバランスがくずれ、実用に添い難くなる。よって、X
=1.5肌以上が必要となる。又、Xが3.仇岬を越え
ると軽量化という本発明の一目的を達成し得なくなる。
よってX=1.5〜3.0肋の範囲が軽量効果と強度の
バランスが使用態様に添り、最も好ましい。最小・胴部
実質肉厚X(1一0.3)側以下となるときは、いわゆ
る「ハカマ」の存在を意味し、強度低下及び強度不均一
の一因となり、望ましくない。又、最大・胴部実質肉厚
が×(1十0.3)肋を越えると、強度増に寄与するよ
り重量増につながる要因が大となり、本発明の一目的達
成に添わない。なお、前記フロンガスとは、CC13F
,CC12F2,C2CI4F2,C2CI3F3等の
フッ化塩化炭化水素ガスを指す。 以下、実施例に基づいて、本発明を更に詳細に説明する
。 本出願人における独自のプレスアンドブロー方式による
細□ガラスびん成形技術(H−1プロセス)で成形した
細□ガラスびんに対し、成形後の高温度(約600qo
)下で、びん外表面にジメチル錫ジクロラィド(SnC
12(CH3)2)ガスを頃霧・接触させ、そしてびん
内部へS02を噴霧。 導入して加熱炉(徐冷炉)にて熱処理し、びん外表面に
酸化錫被膜を被覆し、びん内表面を脱アルカリ処理した
。しかる後、当該びんを硝酸カリウム主成分(KN03
:K2S04=9:1)の熔融塩浴中に約10分間浸潰
しイオン交換強化処理を施した。この間、びんの初期強
度を低下させることなく、強化処理する意味からびん同
士等の接触を極力避けることは当然である。前記塩熔融
浴槽は塩の熔融点以上の温度(460〜49000)に
なるように制御した。熔融塩格から取り出した処理びん
は、冷却後洗浄、乾燥される。そして、最後にエチレン
ーメタアクリル酸重合体のェマルジョンをびん外表面へ
贋霧し、前記重合体の薄膜を施して最終製品とした。次
に、本実施例製品における各々の特性の測定値を、比較
例製品(従来のガラスびんに対し、前記実施例と全く同
一の強化処理を施したもの)及び参考例〔1〕製品(前
記実施例の工程から脱アルカリ処理工程を除去した工程
から得られた軽量ガラスびん)、参考例〔D〕製品(実
施例の工程における脱アルカリ処理工程とイオン交換強
化処理工程の順序を入れ替えた工程から得られた軽量ガ
ラスびん)の各々の測定値と対比して表一1に示す。 (なお、本実施例製品、比較例製品、参考例〔1〕,〔
0〕製品共に外形状は同一である。)表−1表−1から
明らかな如く、本発明製品は、その比較例、参考例〔1
〕,
〔0〕と対比するに、同一形状、ほぼ同一容量であ
りながら、重量において著しく軽量化が図られており、
そして耐内圧強度、耐衝撃強度の各々の平均値が向上し
ており、特に各々の強度の最小値のアップと各々の強度
のバラツキが小さくなっていること(標準偏差:小)が
顕著な効果である。 又、工程の組合せについての重要性が麦一1のデータか
ら明らかであるつo以上の如く、本発明は、軽量で且つ
機械的、化学的に秀でた強度、耐久性を有する上に品質
安定性の優れた特性を有し、そして均一。
りながら、重量において著しく軽量化が図られており、
そして耐内圧強度、耐衝撃強度の各々の平均値が向上し
ており、特に各々の強度の最小値のアップと各々の強度
のバラツキが小さくなっていること(標準偏差:小)が
顕著な効果である。 又、工程の組合せについての重要性が麦一1のデータか
ら明らかであるつo以上の如く、本発明は、軽量で且つ
機械的、化学的に秀でた強度、耐久性を有する上に品質
安定性の優れた特性を有し、そして均一。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 平均・胴部実質肉厚Xが1.5〜3.0mmであつ
て、最小・胴部実質肉厚X(1−0.3)mm以上、最
大・胴部実質肉厚X(1+0.3)mm以下の関係にあ
るガラスびんに対し、その高温状態下においてそのびん
内面に低濃度アルカリ層を形成すべく脱アルカリ処理を
施す工程と、その後の前記低濃度アルカリ層を越えてそ
の内部のアルカリを他のアルカリと置換して、ガラス表
面に圧縮応力層を形成すべくイオン交換処理を施す工程
との組み合わせからなることを特徴とする安定した化学
的耐久性・機械的強度を有する軽量びんの製造方法。 2 脱アルカリ処理工程の前工程で金属酸化物被膜を付
与する第1被覆処理工程とイオン交換処理工程後に、有
機質ガラス表面保護剤を被覆する第2被覆処理工程とを
組み合わせた特許請求の範囲第1項記載の安定した化学
的耐久性・機械的強度を有する軽量びんの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12979678A JPS6022662B2 (ja) | 1978-10-20 | 1978-10-20 | 安定した化学的耐久性・機械的強度を有する軽量びんの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12979678A JPS6022662B2 (ja) | 1978-10-20 | 1978-10-20 | 安定した化学的耐久性・機械的強度を有する軽量びんの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5556042A JPS5556042A (en) | 1980-04-24 |
JPS6022662B2 true JPS6022662B2 (ja) | 1985-06-03 |
Family
ID=15018433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12979678A Expired JPS6022662B2 (ja) | 1978-10-20 | 1978-10-20 | 安定した化学的耐久性・機械的強度を有する軽量びんの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6022662B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0729257U (ja) * | 1993-10-29 | 1995-06-02 | ニチハ株式会社 | ドアヒンジ |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5738345A (en) * | 1980-08-11 | 1982-03-03 | Ishizuka Glass Ltd | Tempered glass container |
JPS5738346A (en) * | 1980-08-11 | 1982-03-03 | Ishizuka Glass Ltd | Tempered glass container |
IT1223660B (it) * | 1988-07-04 | 1990-09-29 | Pirelli Cavi Spa | Procedimento per la fabbricazione di guide ottiche integrate in vetro a base di fluoruri |
JP5896338B2 (ja) * | 2011-01-18 | 2016-03-30 | 日本電気硝子株式会社 | 強化用ガラスの製造方法及び強化ガラス板の製造方法 |
JP2012236737A (ja) * | 2011-05-11 | 2012-12-06 | Asahi Glass Co Ltd | ガラスの製造方法及びガラス |
US9499434B1 (en) | 2012-08-31 | 2016-11-22 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Strengthening glass containers |
US20190161399A1 (en) * | 2017-11-30 | 2019-05-30 | Corning Incorporated | Glass articles with low-friction coatings and methods for coating glass articles |
FR3098512B1 (fr) * | 2019-07-11 | 2022-08-26 | Sgd Sa | Procede et installation de desalcalinisation de recipients en verre par voie liquide |
-
1978
- 1978-10-20 JP JP12979678A patent/JPS6022662B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0729257U (ja) * | 1993-10-29 | 1995-06-02 | ニチハ株式会社 | ドアヒンジ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5556042A (en) | 1980-04-24 |
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