(57)【要約】【課題】必要とされる被膜性能に見合った膜厚のコーティングを一度に行うことができるようにする。【解決手段】ディップ槽、ガラス容器を自転自在に把持して搬送する無端搬送コンベア、及び該コンベアのローラ部の外周面と接触してガラス容器を自転させる自転付与部を有するコーティング装置において、自転付与部に、回動可能なタイミングベルトと、該ベルトを回動させる駆動手段を設け、該ベルトの経路が自転付与部の上面をその長さ方向に移動する部分を有し、前記ローラ部の外周面が該ベルトと接触することでガラス容器を自転させるようにすることで、前記課題を解決する。【選択図】      図３
2010189210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーティング液を溜めるディップ槽と、
該ディップ槽の一辺に沿って設けられ、ガラス容器の軸周りに自転自在に該容器を把持する把持部を有する無端搬送コンベアと、
前記無端搬送コンベアに沿って設けられ、移動中の前記把持部のローラ部の外周面と接触することで、摩擦により前記ローラ部乃至ガラス容器を自転させる自転付与部を有し、
ガラス容器を自転させながらディップ槽に沿って移動させてガラス容器外面にコーティング液を塗布するコーティング装置において、
前記自転付与部が、回動可能なタイミングベルトと、該タイミングベルトを回動させる駆動手段を有し、
前記タイミングベルトの経路が前記自転付与部の上面をその長さ方向に移動する部分を有し、
前記ローラ部の外周面が前記タイミングベルトと接触することで、摩擦により前記ローラ部乃至ガラス容器を自転させるものであり、前記タイミングベルトの回動速度を変化させることでガラス容器の回転速度が変化することを特徴とするガラス容器のコーティング装置。
【請求項２】
前記自転付与部の上面に磁石を設け、該磁石により前記ローラ部を吸引する請求項１に記載のガラス容器のコーティング装置。
【請求項３】
前記自転付与部が、ガラス容器の搬送方向と平行な方向を軸に角度調整可能である請求項１又は２に記載のガラス容器のコーティング装置。
【請求項４】
前記タイミングベルトの経路にベルト切れ検知手段を有する請求項１〜３のいずれかに記載のガラス容器のコーティング装置。
【請求項５】
前記ディップ槽が、該槽をガラス容器の搬送方向と直交する水平方向、及び上下方向に移動させる槽移動手段を有する請求項１〜４のいずれかに記載のガラス容器のコーティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスびんなどのガラス容器の外面に樹脂等のコーティング液を塗布するコーティング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスびんなどのガラス容器には、容器どうしが擦れ合ったときの擦り傷を防止するため、破壊強度を増強させるため、又は色付けやフロスト調の外観にするために樹脂コーティングが行われる。ガラス容器に樹脂コーティングを行う最も一般的方法は、スプレー方式や下記特許文献１〜３に示されるような、いわゆるディッピング方式である。これは、容器軸回りに自転自在にガラス容器を把持し、このガラス容器を搬送コンベアで搬送し、かつ、自転させながらディップ槽に浸漬し口部以外の容器全体にコーティング液を付着させるものである。コーティング液を付着させた後は、このガラス容器を搬送コンベアで搬送しながらコーティング液を乾燥させる。
【０００３】
図６は、ディッピング方式のコーティング装置の説明図である。
無端搬送コンベア１０にはピン継手１４を介してガラス容器の口部を把持する把持部１１が取り付けられている。把持部１１の先端部１２にはガラス容器Ｇの口部が嵌入し、ガラス容器Ｇが把持部１１に把持される。先端部１２はゴムなどの弾性体である。把持部１１は、ローラ部１３が自転付与部１５の上を転がりながら（自転しながら）、例えば図の裏方向から表方向に、無端搬送コンベア１０により移動する。自転付与部１５は棒状をなし、ローラ部１３が自転付与部１５の上面に接触し、その摩擦力によりローラ部１３が自転する。
【０００４】
ディップ槽１６には樹脂コーティングのコーティング液２１が満たされている。コーティング液２１は、オーバーフロー槽１７にオーバーフローし、配管１８で予備槽１９に流れ込む。この際、コーティング液はフィルターＦで濾過清浄化される。さらに、コーティング液は予備槽１９からポンプＰにより、配管２０を経てディップ槽に送られる。このように、コーティング液２１は常にディップ槽１６と予備槽１９を循環し、清浄化されている。
なお、このディップ槽は一例であって、これに限るものではない。
【０００５】
ガラス容器Ｇは、口部を把持部１１に保持され、自転しながらディップ槽１６の中を移動していく。この際、容器Ｇの外面がコーティング液と接触し、コーティング液が付着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭５８−２８２１６号公報
【特許文献２】特開２０００−２８１３８５号公報
【特許文献３】特開２００１−４８５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ガラス容器外面のコーティング膜厚を所定の厚さにしたいという要請がある。例えば、ワンウェイガラスびんの場合、必要以上にコーティング液が付着するため被膜性能がオーバースペックになり結果的にコストアップの原因となっている。また、リターナブルガラスびんの場合、内容物を充填して販売された後、回収され、アルカリ洗浄を行い、再度内容物を充填して販売され、これが繰り返される。内容物の充填、販売、回収、アルカリ洗浄の１サイクルを１トリップというが、リターナブルガラスびんのコーティング被膜は、洗浄条件によって異なるが６０トリップ以上の耐久性を要求されるびんの場合、これに耐えるには、最低３０μm以上の膜厚としなければならない。
【０００８】
従来、平均膜厚の制御は、コーティング液の粘度によって行われている。すなわち、平均膜厚は、コーティング液の粘度にほぼ比例するので、粘度を高くすれば平均膜厚が厚くなる。しかし、粘度を高くしすぎると、付着ムラができるなどの弊害があるため、粘度を高くするのにも限界があり、例えば、最低３０μm以上の厚いコーティング膜厚を形成させるには一度にコーティングする方法では困難であるとされていた。
【０００９】
本発明者は、平均膜厚の制御は、コーティング液の粘度の他に、コーティング時に回転する容器の外周の周速度によっても行うことができることを発見した。
すなわち、周速度を大きくするほど平均膜厚が厚くなる。
【００１０】
従来のコーティング装置は、上記の構成であるから、コーティング時の容器の回転数及び周速度は、容器の搬送速度とローラ部の外径によって定まる。
容器の無端搬送コンベアによる搬送速度をＶ（ｍ／ｓ）、ローラ部の外径をＤ（ｍ）、ローラ部の回転数（＝容器の回転数）をＲ（回／ｓ）、容器の外径をｄ（ｍ）、容器外周面の周速度（ｍ／ｓ）をＸとすると、次のようになる。
Ｒ＝Ｖ／πＤ
Ｘ＝Ｖｄ／Ｄ
【００１１】
容器の周速度Ｘを大きくし、平均膜厚を厚くするためには、容器の搬送速度Ｖを速くすればよい。しかし、ディップ槽でコーティングしている容器の搬送速度を速くすると、ディップ槽内のコーティング液が波立ち、コーティングの膜厚ムラが多くなったり、コーティング被膜に泡が混入したり、コーティング部と非コーティング部の境目が不規則になる等の弊害が起こる。また、ローラ部の外径Ｄを小さくすることによっても平均膜厚が厚くなるが、所望のコーティング膜厚によって異なる外径のローラ部に取り替えるのは現実的でない。
したがって、従来のコーティング装置によって、膜厚を薄くしたり、厚くしたりするコーティングを一度に行うのは困難であった。
【００１２】
また、所定の粘度で調合したコーティング液によるコーティング膜厚が、所望の膜厚と若干異なっている場合、コーティング作業を中止して、再度コーティング液の粘度を調整する必要があり、所望のコーティング膜厚を得るために煩雑な手間を必要とする。
【００１３】
本発明は、必要とされる被膜性能に見合った膜厚のコーティングを一度に行うことができ、また、コーティング液の粘度を再調整することなく、コーティング膜厚を容易に制御することができるコーティング装置を開発することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、コーティング液を溜めるディップ槽と、
該ディップ槽の一辺に沿って設けられ、ガラス容器の軸周りに自転自在に該容器を把持する把持部を有する無端搬送コンベアと、
前記無端搬送コンベアに沿って設けられ、移動中の前記把持部のローラ部の外周面と接触することで、摩擦により前記ローラ部乃至ガラス容器を自転させる自転付与部を有し、
ガラス容器を自転させながらディップ槽に沿って移動させてガラス容器外面にコーティング液を塗布するコーティング装置において、
前記自転付与部が、回動可能なタイミングベルトと、該タイミングベルトを回動させる駆動手段を有し、
前記タイミングベルトの経路が前記自転付与部の上面をその長さ方向に移動する部分を有し、
前記ローラ部の外周面が前記タイミングベルトと接触することで、摩擦により前記ローラ部乃至ガラス容器を自転させるものであり、前記タイミングベルトの回動速度を変化させることでガラス容器の回転速度が変化することを特徴とするガラス容器のコーティング装置である。（請求項１）
【００１５】
本発明において、ローラ部の回転は、タイミングベルトに接することで付与されるので、容器の無端搬送コンベアによる搬送速度をＶ（ｍ／ｓ）、タイミングベルトの移動速度をｖ（ｍ／ｓ）、ローラ部の外径をＤ（ｍ）、ローラ部の回転数（＝容器の回転数）をＲ（回／ｓ）、容器の外径をｄ（ｍ）、容器外周面の周速度をＸとすると、次のようになる。
Ｒ＝（Ｖ＋ｖ）／πＤ
Ｘ＝（Ｖ＋ｖ）ｄ／Ｄ
ただし、無端搬送コンベアによる搬送方向と、自転付与部上面におけるタイミングベルトの移動方向は逆方向とする。
【００１６】
コーティング被膜の平均膜厚は、周速度Ｘを速くすれば厚くなり、遅くすれば薄くなるので、タイミングベルトの移動速度ｖを調整することで、平均膜厚を自由にコントロールすることができる。
速くすることで、最低３０μm以上の非常に厚いコーティング被膜も一度に形成することが可能となる。また、液粘度を低くし、タイミングベルトの移動速度ｖを遅くする（又は逆方向に移動させてｖをマイナスにする）ことで１０μmくらいの薄膜コーティングも可能となる。
【００１７】
本発明において、自転付与部の上面に磁石を設け、該磁石により前記ローラ部を吸引するように構成することができる。（請求項２）
ディップ槽内を搬送されている容器は、浮力により浮き上る傾向がある。容器が浮力を受けると、ローラ部とタイミングベルトの接触が不十分になり、ローラ部の回転（容器の回転）が遅くなり、また、コーティング部と非コーティング部の境目が不規則になるおそれがある。
自転付与部の上面に磁石を設け、磁石の磁力によりローラ部を吸引するように構成すると、容器が浮力により浮き上がるのを防ぐことができる。
【００１８】
本発明において、自転付与部を、ガラス容器の搬送方向と平行な方向を軸に角度調整可能に構成することができる。（請求項３）
ガラス容器の大きさ（太さ）や、コーティング部位の違いにより、コーティング時におけるガラス容器の水平面に対する角度（すなわちローラ部の水平面に対する角度）が異なってくるが、このように構成することで、ローラ部の角度に合わせて自転付与部の角度を調整し、ローラ部とタイミングベルトを確実に接触させることができる。
【００１９】
本発明において、タイミングベルトの経路にベルト切れ検知手段を設けることができる。（請求項４）
ベルト切れ検知手段からの検知信号を警報器や無端搬送コンベアに出力し、タイミングベルトが切れた場合に、警報器で知らせたり、コンベアを停止させることで不良コーティングの容器を確実に排除できる。
【００２０】
本発明において、ディップ槽に、該槽をガラス容器の搬送方向と直交する水平方向、及び上下方向に移動させる槽移動手段を設けることができる。（請求項５）
これにより、コーティングを行う容器の大きさ（太さ）やコーティング部位により、ディップ槽の高さや位置を容易に調整することができる。槽移動手段は、前記特許文献２に開示されているような、周知のものを使用できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のコーティング装置は、ローラ部が回動可能なタイミングベルトに接触して回転するので、タイミングベルトの回動速度を調整することで、容器の回転周速度を調整し、コーティングの平均膜厚を調整できるから、コーティング液の粘度を再調整することなく、コーティングの平均膜厚を容易に調整することができる。
また、タイミングベルトの回動速度を自在に変化させることで、従来不可能だった薄いコーティング被膜や厚いコーティング被膜を一度に形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例のコーティング装置の一部切断側面図である。
【図２】自転付与部の正面図である。
【図３】自転付与部の平面図である。
【図４】実施例のコーティング装置の一部切断側面図である。
【図５】周速度と平均膜厚の関係の説明図である。
【図６】従来のコーティング容器の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２３】
以下、実施例を表した図面に基づいて、本発明の実施例を説明する。
図１，４は実施例のコーティング装置の一部切断側面図、図２は自転付与部の１正面図、図３は自転付与部１の平面図である。
【００２４】
本発明の特徴は、自転付与部１にあり、例えば図６に示す従来の自転付与部１５を本発明のものに交換することで、本発明のコーティング装置を得ることができる。その他の無端搬送コンベア１０、把持部１１、ディップ槽１６などは従来のものを用いることができる。
【００２５】
図１，４において、従来と同様に、無端搬送コンベア１０にはピン継手１４を介してガラス容器Ｇの口部を把持する把持部１１が取り付けられている。把持部１１の先端部１２にはガラス容器Ｇの口部が嵌入し、ガラス容器Ｇが把持部１１に把持される。先端部１２はゴムなどの弾性体である。把持部１１は、ローラ部１３が自転付与部１のタイミングベルト２上を転がりながら（自転しながら）、例えば図の表方向から裏方向に、無端搬送コンベア１０により移動する。ローラ部１３は円筒状の吸磁性金属の外周面にゴムを被覆したものである。
【００２６】
自転付与部１の本体は縦板部１ａと、その上端に一体形成された横板部１ｂからなり、縦板部１ａの長さ方向の両端下部は、枢着部９により無端搬送コンベアのフレーム２２に設けたブラケット２２ａに枢着されている。
自転付与部の取り付けは、無端搬送コンベアのフレームに限らず、ディップ槽のフレームに取り付けたり、専用のフレームを作成してこれに取り付けるなど、自由である。
【００２７】
自転付与部１の縦板部１ａの正面側には、駆動プーリ３、受動プーリ４が設けられ、駆動プーリ３、受動プーリ４及び横板部１ｂの上面を巡るようにタイミングベルト２が掛け廻されている。駆動プーリ３は、駆動手段であるモータ６により回転し、これによりタイミングベルト２が回動し、受動プーリ４が回転する。タイミングベルトの回動速度は、回動速度制御手段によりコントロールされる。すなわち、モータは附属のコントローラ（図示せず）によりその回転速度を変化させることができ、これによりタイミングベルトの回動速度ｖ（＝ガラス容器の移動速度ｖ）を調整することができる。回動速度制御手段を周知の変速機とすることもできる。
タイミングベルト２の経路は、自転付与部２の横板部２ｂ上面をその長さ方向に移動する部分を有し、当該部分においてローラ部１３の外周面がタイミングベルトに接触し、摩擦力によりローラ部１３が自転し、したがってガラス容器Ｇが自転する。
【００２８】
自転付与部１の横板部１ｂ上面には、タイミングベルト２に沿って、６枚の板状の磁石６がビスによって取り付けられている。磁石はローラ部１３を吸引し、容器の浮力が作用してもローラ部がタイミングベルト２に確実に接触するようになっている。
【００２９】
タイミングベルト２の経路の任意の位置に、ベルト切れ検知手段８が設けられている。この場合のベルト切れ検知手段は、タイミングベルトの回動で車輪が回転し、車輪の回転によりパルスを出力するタイプのもので、ベルト切れのときはパルスが出力されなくなり、ベルト切れを検知することができる。ベルト切れ検知手段はたの任意の方式のもの（例えば発光器と受光器からなる遮光タイプのものなど）を使用できる。
【００３０】
自転付与部１には、角度調整手段７（この場合はシリンダ）が設けられ、シリンダが矢印Ｃ（図１）のように伸縮することで、自転付与部１の角度が、ガラス容器の搬送方法と平行な方向（枢着部９の軸方向）を軸として変化する。図１は縦板部１ａが垂直な状態、図４はシリンダを伸ばして傾いている状態である。
角度調整手段により自転付与部１の角度を調整できるので、図４に示すように、ガラス容器Ｇを傾けてディッピングを行う際でも、ローラ部１３を確実にタイミングベルト２に接触させ、ローラ部を自転させることができる。
角度調整手段は、実施例のシリンダに限らず、ラック・ピニオン機構を利用したものなど、周知のものを使用できる。
【００３１】
ディップ槽１６は、をガラス容器の搬送方向と直交する水平方向（図３のＡ方向）、及び上下方向（図４のＢ方向）に移動させる槽移動手段（図示せず）を有する。
槽移動手段によりディップ槽を移動可能とすることで、コーティングを行うガラス容器の大きさ（太さ）やコーティング部位に適合させてディップ槽を容易に移動させることができる。
【００３２】
図６及び表１は、実施例のコーティング装置により、容器の周速度（ｍ／ｓ）と平均膜厚（μｍ）の関係を調べた結果を示している。容器は胴径（最大径）が７２ｍｍのワイン用ガラスびんを用いた。コーティング液の粘度が２６．５［ｍＰａ・ｓ］と、１６．８［ｍＰａ・ｓ］のそれぞれの場合において、周速度を変化させてコーティングを行い、各周速度におけるコーティング被膜の平均膜厚を測定した。
このように、容器の周速度が速くなるにしたがって平均膜厚が厚くなり、遅くなるにしたがって薄くなる。
また、コーティング液の粘度が高くなるにしたがって平均膜厚が厚くなるし、低くなるにしたがって薄くなる。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
本発明において、タイミングベルト全体に着目した場合、その動いている速度を「回動速度」と表現し、自転付与部の上面の直線部分に着目した場合、その動いている速度を「移動速度」と表現している。したがって、タイミングベルトの回動速度＝移動速度＝ｖ  である。
【符号の説明】
【００３５】
１  自転付与部
２  タイミングベルト
３  駆動プーリ
４  受動プーリ
５  モータ
６  磁石
７  角度調整手段
８  ベルト切れ検知手段
９  枢着部
１０  無端搬送コンベア
１１  把持部
１２  先端部
１３  ローラ部
１４  ピン継手
１５  自転付与部
１６  ディップ槽
１７  オーバーフロー槽
１８  配管
１９  予備槽
２０  配管
２１  コーティング液
２２  フレーム
Ｇ  ガラス容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
2010189210.tif 000008
【図５】
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