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JP2001072441A - 着色ガラス瓶の製造方法及び着色ガラス瓶 - Google Patents

着色ガラス瓶の製造方法及び着色ガラス瓶

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Publication number
JP2001072441A
JP2001072441A JP24504899A JP24504899A JP2001072441A JP 2001072441 A JP2001072441 A JP 2001072441A JP 24504899 A JP24504899 A JP 24504899A JP 24504899 A JP24504899 A JP 24504899A JP 2001072441 A JP2001072441 A JP 2001072441A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass bottle
coating layer
resin
colored glass
colored
Prior art date
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Pending
Application number
JP24504899A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiro Yamazaki
勝弘 山嵜
Akio Dewa
昭夫 出羽
Koji Konishi
幸二 小西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mihara Ryoju Engineering Co Ltd
Original Assignee
Mihara Ryoju Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mihara Ryoju Engineering Co Ltd filed Critical Mihara Ryoju Engineering Co Ltd
Priority to JP24504899A priority Critical patent/JP2001072441A/ja
Publication of JP2001072441A publication Critical patent/JP2001072441A/ja
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/001—General methods for coating; Devices therefor
    • C03C17/003—General methods for coating; Devices therefor for hollow ware, e.g. containers
    • C03C17/005—Coating the outside
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/28—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
    • C03C17/32—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material with synthetic or natural resins

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
  • Details Of Rigid Or Semi-Rigid Containers (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス瓶そのものを着色することなしに、着
色されたコーティング膜で覆って色むらなく均一に着色
されたガラス瓶を得るガラス瓶の製造方法とそのような
ガラス瓶を提供する。 【解決手段】 ガラス瓶２に熱硬化アクリル樹脂クリヤ
によって樹脂コーティング層４を形成したのち、６０〜
１４０℃の温度で予備加熱硬化処理し、次いで同樹脂コ
ーティング層を染色液に浸漬して染色することによって
着色する。そのあと、１５０℃で標準の加熱硬化処理を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス瓶を色むら
なく均一に着色する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】各分野で多くの種類のガラス瓶が使われ
ているが、目的によってガラス瓶は種々の色に着色され
ている。図４に示した従来のガラス瓶１はガラス原料中
に発色のもととなる材料を添加した瓶である。発色のも
ととなる材料としては色によって異なるが、酸化鉄や酸
化コバルト等が添加されている。この場合、発色は瓶の
肉厚全体で行われており、普通の瓶では肉厚むらが２倍
以上になる事は少ないため、色むらは比較的小さい。
【０００３】しかしながら、このガラス瓶をリサイクル
して他の瓶の原料として再利用しようとする場合は、瓶
そのものが着色されていて、その脱色が困難なため、出
来るだけ色を合わせて再利用する必要があり、選別に費
用を要しリサイクルを阻害する要因の一つにもなってい
る。また、瓶を形成するガラス自体への着色は、ロット
の小さい瓶を成形する場合にガラス溶湯炉の色替えが必
要となり、その色替え作業のために生産性の低下や歩留
りの低下等の原因になっている。
【０００４】一方、着色されたガラス瓶のリサイクルを
容易にする着色方法として、ゾル・ゲル法による着色コ
ーティングが開発されている。図５はそのゾル・ゲル法
による着色ガラス瓶を示しており、これは市販の無色の
ガラス瓶２の外表面に、ガラス質と有機材料のハイブリ
ッド膜中に有機顔料を分散させた１〜２μｍ程度の厚さ
の膜３を張ることによって着色するやり方である。
【０００５】この場合、発色は膜厚全体で行われている
ためガラス瓶の表面に付着させた膜の膜厚むらがそのま
ま色むらになる。複雑な形状を有する瓶の場合、膜厚む
らを膜厚の２倍以下にする事は極めて難しく、これが色
むらのない高品質の着色瓶をコーティング法によって製
造する着色技術の実用化を阻害していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来の技術に鑑み、ガラス瓶そのものを着色することなし
に、着色されたコーティング膜で覆って色むらなく均一
に着色されたガラス瓶を製造する方法とそのようなガラ
ス瓶を提供することを課題としている。
【０００７】また、本発明は、着色されたコーティング
層を接着性よくガラス瓶に形成させ、長期間使用可能な
着色ガラス瓶を提供することのできる着色ガラス瓶の製
造方法を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、ガラス瓶に樹脂コーティング層を形成し
たのち、同樹脂コーティング層を染色することによって
着色することによる着色ガラス瓶の製造方法を提供す
る。
【０００９】本発明による着色ガラス瓶の製造方法にお
いて、ガラス瓶に形成した樹脂コーティング層を染色す
るには、その樹脂コーティング層を標準の加熱硬化温度
より低い温度で予備加熱硬化処理を行ったあと染色し、
そのあと標準の加熱硬化温度で加熱硬化処理を行うのが
好ましい。
【００１０】すなわち、樹脂コーティング層を標準の加
熱硬化温度で最終的に加熱硬化処理して了うと、その樹
脂コーティング層に染色分子の拡散通路が無くなって染
色が適切に行われなくなるので、標準の加熱硬化温度よ
り低い温度で予備加熱硬化処理を行なったあとに染色を
行い、そのあと標準的な加熱硬化処理を行うのが好まし
いのである。なお、予備硬化は、コーティング層が染色
操作によって膨潤や溶け出しを起こさない程度に行う必
要がある。
【００１１】本発明による着色ガラス瓶の製造方法で
は、ガラス瓶に樹脂コーティング層を形成したのち、そ
のコーティング層を染色することによって着色させるの
で、着色はそのコーティング層に対し、表面からほぼ一
様な深さで行われ、ガラス瓶に形成した樹脂コーティン
グ層の厚さの不均一は色むらに影響せず、樹脂コーティ
ング層は一様な着色を得て、色むらのない良好な着色瓶
を得ることができる。
【００１２】本発明による着色ガラス瓶の製造方法にお
いて、ガラス瓶に形成する樹脂コーティング層として
は、熱硬化アクリル樹脂クリヤを用いることができ、そ
の場合は、前記した予備加熱硬化処理を６０〜１４０℃
の温度で行うのが好ましい。
【００１３】また、本発明による着色ガラス瓶の製造方
法において、ガラス瓶に形成する樹脂コーティング層と
しては、メラミン樹脂焼付けコーティングを用いること
ができ、その場合は、前記した予備加熱硬化処理を５０
〜１２０℃の温度で行うのが好ましい。
【００１４】更に、本発明による着色ガラス瓶の製造方
法において、ガラス瓶に形成する樹脂コーティング層と
ガラス瓶の接着性を向上させてその着色瓶の寿命を長く
するようガラス瓶の表面をサンドブラストなどによって
荒らしたのち、前記樹脂コーティング層を形成させるの
が好ましい。また、樹脂コーティング層をメラミン樹脂
焼付けコーティングで形成する場合には、まずガラス瓶
の表面にシランカップリング剤を溶剤で希釈したプライ
マをコーティングし、そのあと前記メラミン樹脂焼付け
コーティングを行うとガラス瓶と樹脂コーティング層の
接着性が良くなって好ましい。
【００１５】また、本発明による着色ガラス瓶の製造方
法においては、ガラス瓶に形成した樹脂コーティング層
を染色したのち、その染色されたコーティング層の上に
メラミン樹脂焼付けクリヤコーティング層などの保護コ
ーティング層を形成すると、着色層の見栄えの劣化が防
止できる。
【００１６】以上のようにして本発明の方法によってつ
くられた着色ガラス瓶は、リサイクル段階で加熱処理に
よりコーティング層を除去できるので格別の選別作業な
しに再利用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
いて具体的に説明する。
【００１８】（第１実施形態）まず、図１に示した第１
実施形態について説明する。図１において、２は市販の
無色のガラス瓶である。４はこのガラス瓶２の外表面に
コーティングされた熱硬化アクリル樹脂クリヤコーティ
ング層で構成された樹脂コーティング層でその厚さをｂ
としている。５は、コーティング層４において金属錯塩
型染料が浸透した着色層で、その深さをａとしている。
【００１９】次に、以上のように、着色層５をもつコー
ティング層４を形成する場合の施工プロセスを説明す
る。図１の無色のガラス瓶２を準備し、先ず表面の汚れ
を除去するため溶剤で脱脂した。乾燥後、熱硬化アクリ
ル樹脂クリヤを２０μｍ程度に常温でスプレー塗装し染
色する樹脂コーティング層４を形成した。その後、標準
的硬化条件である１５０℃で２０分間そのコーティング
層４を加熱硬化し、引き続き表１の組成の常温の染色液
に２０分間浸漬して染色した。しかし、結果はほとんど
染色されなかった。
【００２０】
【表１】 コーティング層４が染色されなかった原因は、染色速度
が被染色体内での染料分子ないしはイオンの拡散に律速
されると言われていることより、コーティング層４の硬
化処理によりコーティング層４を形成する熱硬化アクリ
ル樹脂クリヤコーティング層に染色分子等の拡散通路が
なくなった可能性が考えられた。
【００２１】そこで、標準の加熱硬化処理温度より低い
温度（加熱時間は２０分とした）での加熱硬化処理後に
同様の染色を試みた（以下、標準の加熱硬化温度より低
い温度で染色前に行なう加熱硬化処理を予備加熱硬化処
理と称す）。この結果、図２に示す結果が得られた。図
２に於いて染色の可否の評価は色見本との比較で多分に
主観的であるが、目的の色になったと思われる浸漬時間
で評価した。
【００２２】例えば、予備加熱硬化処理温度を１００℃
とした場合、目的の色になるための浸漬時間は２０分で
あった。そして予備加熱硬化処理温度が下がるに従って
染色可能時間は短くなった。しかし予備加熱硬化処理温
度が６０℃未満になるとコーティング層が膨潤ないしは
溶け出し染色が不可能であった。
【００２３】このように、熱硬化アクリル樹脂クリヤの
場合は、染色するには予備加熱硬化処理温度を６０〜１
３０℃程度とするのが適当であることが判明した。な
お、染色したコーティング層４は未だ硬化が不十分なた
め、染色後、余分な染色液を水洗除去し、その後、樹脂
層としての機械的性質を確保するために標準的な加熱硬
化処理温度である１５０℃で２０分間再焼付け処理し
た。
【００２４】以上のようにして得られたコーティング層
４の着色状況は色むらはなく極めて良好であった。これ
は染料の浸透がコーティング層４の全厚でなく、表面か
ら一様な深さで行われるためで、コーティング層４の膜
厚の不均一は色むらに影響しないためである。
【００２５】なお、染料の浸透深さがコーティング層４
の膜厚より多少大きくなる場合においても、染料の濃度
分布が深さ方向に減少しているため、色むらへの影響は
膜全体に顔料が均一に分布するゾル・ゲル法による着色
コーティング等に比べるとかなり小さくなり、色むらに
対しては本発明に基づく染色による方法が極めて優位で
ある。
【００２６】なお、以上のテストでは、染色は全て常温
の染色液で行ったが、染色液の温度を上昇させることに
より、染色時間を短縮することが可能である。また、予
備加熱硬化処理の時間は２０分にしたがこの時間も予備
加熱硬化処理温度によって異なり、予備加熱硬化処理温
度が高い場合には短い時間にする必要がある。
【００２７】（第２実施形態）第１実施形態は、コーテ
ィング層４に熱硬化アクリル樹脂クリヤを用いた場合で
あるが、この第２実施形態ではコーティング層４に他の
樹脂であるメラミン樹脂焼付けクリヤを用いた例を説明
する。ガラス瓶２及びコーティング層４の構成は図１の
場合と同様である。
【００２８】第１実施形態の場合と同様、スプレイ法に
より２０μｍ程度のメラミン樹脂焼付けクリヤをガラス
瓶にコーティングした。次にそのコーティング樹脂の予
備加熱硬化処理温度（時間は２０分とした）と染色時間
の関係を調査した。なお、染色液の組成は表１と同様で
ある。
【００２９】結果を図２に示した。これより、本樹脂の
場合も熱硬化アクリル樹脂クリヤの場合と同様な挙動を
示した。但し、適切な温度範囲は第１実施形態の場合に
比し多少低く、５０〜１２０℃であった。次に、処理と
しては、余分な染色液を除去後、本材料の標準的な加熱
硬化処理温度である１３０℃に２０分加熱硬化して完成
した。このようにして得られた着色瓶の品質は、色むら
のない優れたものであった。
【００３０】（第３実施形態）前記した実施形態におい
て、ガラス瓶２と、有機材料である樹脂コーティング層
４の接着性は必ずしも良好ではなく、長い期間使用する
ものではガラス瓶２と樹脂コーティング層４の接着性を
向上することが望ましい。
【００３１】そこで、本実施形態では、接着性の改善に
サンドブラスト処理をガラス瓶２の表面に実施し、その
後、樹脂コーティング形成、予備加熱硬化処理、染色処
理、標準的な加熱硬化処理を実施し。なお、本実施形態
は、ガラス瓶２に対し、着色用の樹脂コーティング前に
サンドブラスト処理を施す以外は第１及び第２実施形態
と同様である。
【００３２】（第４実施形態）本実施形態では、ガラス
瓶２と有機材料であるメラミン樹脂クリヤコーティング
層間の接着性を改善するため、ガラス瓶２の表面にシラ
ンカップリング剤（ＫＢＭ４０３（信越科学（株）の商
品名））を溶剤で希釈したプライマーをコーティング
し、８０℃で５分程度乾燥して下地処理とした。その後
は、第２実施形態の場合と同様の処理をしてガラス瓶２
に着色コーティングを完成した。
【００３３】シランカップリング剤は、２種類の官能基
を有し、ガラス瓶２とその樹脂コーティング層である有
機材料の間の接着性を改善するもので、これにより着色
コーティング層の剥離寿命を延ばすことが出来る。
【００３４】（第５実施形態）図３に第５実施形態によ
る着色ガラス瓶が示されている。図３において、２は無
色のガラス瓶である。４はガラス瓶２上にスプレイ法で
コーティングされたメラミン樹脂焼付けクリヤコーティ
ング層で厚さは２０μｍ程度である。５は１００℃で２
０分予備加熱硬化処理後、表１の染色液中に２０分間浸
漬染色して形成された染料の浸透層である。
【００３５】６は染色層５を保護するためにコーティン
グ層４の上にコーティングされた厚さ５μｍ程度のメラ
ミン樹脂焼付けクリヤコーティングの保護層である。保
護層６は、染色後、表面の余分な染色液を水洗除去後、
乾燥し、その後、メラミン樹脂焼付けクリヤコーティン
グ４と同じ材質、コーティング方法でコーティングさ
れ、その後１３０℃で２０分の硬化処理を実施した。こ
れにより、瓶使用中のスクラッチによる着色層の見栄え
の劣化が大幅に防止出来る。なお、本実施形態のやり方
は、メラミン樹脂焼付けクリヤコーティング以外にも適
用可能である。
【００３６】以上、本発明を図示した実施形態に基づい
て具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態に限
定されず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その
具体的構成、やり方に種々の変更を加えてよいことはい
うまでもない。
【００３７】例えば、上記実施形態では、ガラス瓶に対
する樹脂コーティング層を熱硬化アクリル樹脂クリヤ及
びメラミン樹脂焼付けコーティングで形成する場合を示
したが、本発明によるガラス瓶の着色法における樹脂コ
ーティングとしては、これ以外の樹脂によって形成する
ことができる。
【００３８】また、着色の染料も、前記した実施形態に
示したものの外、適宜の染料を用いてよい。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ガラス
瓶に樹脂コーティング層を形成したのち、同樹脂コーテ
ィング層を染色することによって着色することによる着
色ガラス瓶の製造方法を提供する。
【００４０】本発明による着色ガラス瓶の製造方法によ
れば、ガラス瓶に樹脂コーティング層を形成したのち、
そのコーティング層を染色することによって着色させる
ものであるから、着色はそのコーティング層に対し表面
からほぼ一様な深さで行われる。従って、ガラス瓶に形
成した樹脂コーティング層の厚さに不均一があっても、
色むらに影響せず、樹脂コーティング層は一様な着色を
得て、色むらのない良好な着色瓶を得ることができる。
【００４１】本発明による着色ガラス瓶の製造方法にお
いて、ガラス瓶に形成した樹脂コーティング層を標準の
加熱硬化温度より低い温度で予備加熱硬化処理を行った
あと染色し、そのあと標準の加熱硬化温度で加熱硬化処
理を行うようにしたものでは、染色分子はその樹脂コー
ティング層に拡散して良好な染色を施すことができる。
【００４２】更に、本発明による着色ガラス瓶の製造方
法において、ガラス瓶の表面をサンドブラストなどによ
って荒らしたのち樹脂コーティング層を施すようにした
ものでは、ガラス瓶に形成する樹脂コーティング層とガ
ラス瓶の接着性が向上されてその着色瓶の寿命を長いも
のとすることができる。
【００４３】また、本発明による着色ガラス瓶の製造方
法において、ガラス瓶の表面にシランカップリング剤を
溶剤で希釈したプライマーをコーティングし、そのあと
前記メラミン樹脂焼付けコーティングを行うようにした
ものでは、ガラス瓶に対するコーティング層の接着性が
向上されて着色ガラス瓶の耐用寿命を延ばすことができ
る。
【００４４】更にまた、本発明による着色ガラス瓶の製
造方法において、ガラス瓶に形成した樹脂コーティング
層を染色したのち、その染色されたコーティング層の上
に保護コーティング層を形成したものでは、着色層の劣
化を防止することができ、着色ガラス瓶の寿命を延ばす
ことができる。
【００４５】そして、本発明による着色ガラス瓶は、リ
サイクル段階では加熱処理によってコーティング層を除
去するだけで格別の選別作業を必要とせずに再利用する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による着色ガラス瓶の構
成を示す断面図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はそのＡ
部の拡大断面図である。
【図２】樹脂コーティング層に対する予備加熱硬化処理
温度と染色液への浸漬時間が染色効果に与える影響を示
すグラフ。
【図３】本発明の第５実施形態による着色ガラス瓶の構
成を示す断面図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はそのＡ
部の拡大断面図である。
【図４】従来の着色ガラス瓶の構成を示す縦断面図。
【図５】他の従来の着色ガラス瓶の構成を示す縦断面
図。
【符号の説明】
２ ガラス瓶 ４ 樹脂コーティング層 ５ 染料の浸透層 ６ 保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小西 幸二 広島県三原市寿町一丁目１番地 三原菱重 エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3E033 AA02 BA01 BA13 DB01 DD05 EA09 EA10 EA12 3E062 AA09 AC06 AC07 DA01 JA04 JA05 JA08 JB04 JB22 JC02 JD10 4G059 AA04 AC08 FA07 GA01 GA04 GA16

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガラス瓶に樹脂コーティング層を形成し
    たのち、同樹脂コーティング層を染色することによって
    着色することを特徴とする着色ガラス瓶の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記樹脂コーティング層を形成後、同樹
    脂コーティング層を標準の加熱硬化温度より低い温度で
    予備加熱硬化処理を行ったあと染色し、そのあとで標準
    の加熱硬化処理を行うことを特徴とする請求項１記載の
    着色ガラス瓶の製造方法。
  3. 【請求項３】 前記樹脂コーティング層を、熱硬化アク
    リル樹脂クリヤで形成し、前記予備加熱硬化処理を６０
    〜１４０℃の温度で行うことを特徴とする請求項２記載
    の着色ガラス瓶の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記樹脂コーティング層を、メラミン樹
    脂焼付けコーティングで形成し、前記予備加熱硬化処理
    を５０〜１２０℃の温度で行うことを特徴とする請求項
    ２記載の着色ガラス瓶の製造方法。
  5. 【請求項５】 ガラス瓶の表面を荒らしたのち、前記樹
    脂コーティング層の形成を行うことを特徴とする請求項
    １〜４のいずれかに記載の着色ガラス瓶の製造方法。
  6. 【請求項６】 ガラス瓶の表面にシランカップリング剤
    を溶剤で希釈したプライマをコーティングし、そのあと
    前記メラミン樹脂焼付けコーティングを行うことを特徴
    とする請求項４に記載の着色ガラス瓶の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記樹脂コーティング層を染色したの
    ち、その染色されたコーティング層の上に保護コーティ
    ング層を形成することを特徴とする請求項１〜６のいず
    れかに記載の着色ガラス瓶の製造方法。
  8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかの方法で形成さ
    れた染色樹脂コーティング層をもつ着色ガラス瓶。
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