JP3228768B2 - 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

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱いガラス表面で金属
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（被着）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被着が望ましいことが長
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被着される。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
表面に被着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被着する
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、容器の両側をスプレーす
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両側に位置される。
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Ｇｅｔｃｈｅｔらの米国特許
第３，５１６，８１１号及びＧｏｅｔｚｅｒ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、コンベヤーで従来技術のオープンサイデッド
（側面開放型）コーティング装置を通過するガラス製容
器のフィニッシュ部に金属酸化物のコーティングを付着
させることが望ましくないことを認めている。Ｇｅｔｃ
ｈｅｔらは、上記特許の図４に示されるように、金属酸
化物の付着物の位置並びに均一性を制御するのにコンベ
ヤーの幅を横切って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
ってガラス製容器が成形されるところの製造設備の周囲
条件によって悪影響を受ける。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、そしてスプレ
ーヘッドから放出される潜在的に有毒及び腐蝕性の煙霧
並びに汚染物質である。空気の流れは、スプレーヘッド
で乱流状態を生じさせ、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させ
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（ｆｉｎｉｓｈ）」（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
能な層流パターンを乱し、そしてコーティングを同じ厚
さで均一及び一様に塗布する能力は非常に減じられる。

【０００６】上記のように空気の流れを補償するため
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から生じる
必然的な結果は、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潜在的な有毒性を有する煙霧
が漏れることは、職業保健上の危険を生じ、そしてまた
適用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被着
するための第２の、良く知られ、そして広く使用される
方法は、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隔離し、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与える。フードは、容器
に付着しない空気に連行される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、装置のガス抜
きの問題を減じ、コーティング化合物が建築部材を侵食
する機会を最小限度にする。また、そのフードは、装置
のコーティング効率を非常に上げることができると共に
コストの節減を計ることができる。

【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整列し
て配置される。噴射及び吸引スロットは、各々の側壁に
互いに対向して散在させられる。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送入さ
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（その内ループは、コーティン
グ化合物を含む。）を備える。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源、及び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、前記循環させるための手段は前
記トンネルに開口する上流側の送風流路及び下流側の吸
引流路が多数の壁により形成され、各壁の一対の壁面が
交差して形成するエッジ部より他にはトンネル内に内壁
が存在しないようにフードの活性部分にキャリヤーガス
の送風及び吸引流路を形成したことを特徴とする上記装
置である。前記キャリヤーガスの循環は１以上の循環ル
ープで行われる。また、冷却空気または液体冷却剤は送
風流路と吸引流路の間の壁内に設けた開口部を通じて流
通される。

【００１２】

【実施例】本発明は、ガラス製物品をコーティングする
ための装置からなり、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。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間の壁の壁面の交差
で形成されるエッジ部より他にはトンネル内には内側壁
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
面している前記エッジ部を有する上記送風及び吸引流路
は、それらの間の壁内に冷却空気が通過できる開口部を
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では、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
吸引流路の間の壁内に形成された開口部を通じて送風機
によって通過させられ、或いはこれら開口部を通じて液
体冷却剤が流され、外部から吸引及び送風流路を冷却す
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（皮状付着物）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１０
１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１０６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の
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は図示のようにフード
３００中の送風スロット３０１及び吸引スロット３０２
に変形され、変形は図１〜２の平らな側面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の間及び吸引スロット３０２の間の各壁の２つの
側壁３１０は、垂直線３１２で交わりエッジを形成す
る。 隣接の送風スロット３０１の間の各壁（２つの側壁
３１０で囲まれたもの）の内部には冷却用空気又は液体
が送風機又は液送手段で循環される。

【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
ある係数だけ減じられ、本発明の場合に、かかる係数は
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
ング装置の他の平らな壁の部分もまた、活性領域内のよ
うにくさび形の壁の部分から作っても良く、これにより
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
な放熱面ではなくてエッジを製品に向けることであると
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】本発明の実用性を確認するために、ここに
記載された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、１
６０ｍｍの高さ、及び１５０ｇの重量を有し、各々３３
ｃｌのビールボトルを製造していた。生産速度は、４７
０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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C03C 15/00 - 23/00 C23C 16/00 - 16/56 B65D 23/00 - 25/56

Claims (5)

(57)【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
   源、及び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、前記循環させるための手段は前記トンネルに開口す
   る上流側の送風流路及び下流側の吸引流路が多数の壁に
   より形成され、各壁の一対の壁面が交差して形成するエ
   ッジ部より他にはトンネル内に内壁が存在しないように
   フードの活性部分にキャリヤーガスの送風及び吸引流路
   を形成したことを特徴とする上記装置。
2. 【請求項２】 １個のキャリヤーガス循環ループを有す
   る請求項１の装置。
3. 【請求項３】 多数のキャリヤーガス循環ループを有す
   る請求項１の装置。
4. 【請求項４】 冷却空気が、送風流路と吸引流路の間の
   前記壁内に設けた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の装置。
5. 【請求項５】 液体冷却剤が、前記送風流路と吸引流路
   の間の前記壁内に設けた開口部を通じて流通される請求
   項１の装置。