(57)【要約】  改善された引張強度（したがって、改善された内圧への耐性）を提供するために、ガラス容器をコートするための方法を開示する。そのように生成されたコーティングは、耐久性があり、特に、瓶のリサイクルに関連する処理ステップに耐性がある。本方法は、特に、瓶鋳造ステップからの余熱を利用することによって、連続製造プロセスの一部として、実施されることに十分に寄与する。リサイクルする能力と、既存のプロセスからの余熱の使用は、大きな環境利益を提供する。【選択図】図１ａ
2019501856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス容器の内圧に対する耐性を増加させる方法であって、二酸化チタン（チタニア）の前駆体と、キャリアガスとを含む混合物を前記容器の表面に方向付け、それにより前記容器表面上に二酸化チタンを含む層を堆積させることを含む、方法。
【請求項２】
前記容器に、４５０℃〜６５０℃の温度が与えられる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ガラス容器の連続製造プロセスに組み込まれ、４５０℃〜６５０℃の前記温度が、前記ガラス容器の鋳造からの余熱によって与えられる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記二酸化チタンが、５〜６６コーティング厚さ単位（ＣＴＵ）の総厚に堆積される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
物品がトンネルに進入する上流端から物品が前記トンネルを退出する下流端へコンベヤベルトが前記ガラス容器を輸送するように、前記コンベヤベルト上に前記トンネルを配置するステップであって、
前記トンネルが、上部ならびに第１及び第２の側壁と、
ガスのジェットを送達するための、少なくとも１つの側壁上に配置されたノズルの直線アレイであって、前記ジェットが、物品が前記トンネルを通って運搬される経路を横断する、ノズルの直線アレイと、
側壁上に配置された少なくとも１つの排気孔であって、前記排気孔が前記ノズルの直線アレイよりも前記下流端の近くに位置する、排気孔と、
負圧を前記排気孔に加える手段と、を有する、配置するステップと、
加熱可能な管を含む蒸発器をさらに設けるステップと、
前記蒸発器を通してキャリアガス流を前記ノズルのうちの１つ以上へ方向付けるステップと、
前記二酸化チタンの前駆体を前記蒸発器内の前記キャリアガス流に導入するステップと、
前記キャリアガス流が前記蒸発器を通過した後、かつ前記キャリアガス流が前記１つ以上のノズルに到達する前に、前記キャリアガス流に希釈ガスを導入するステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記二酸化チタンの前駆体が、チタンテトライソプロポキシドを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記チタンテトライソプロポキシドが、１０〜３０ｃｃ／分、好ましくは２０〜２８ｃｃ／分の速度で前記蒸発器に導入される、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記キャリアガスが、２０〜３０ｓｌｍ、好ましくは２３〜２７ｓｌｍの速度で前記蒸発器を介して方向付けられる、請求項５、６、または７に記載の方法。
【請求項９】
蒸発器が、１７０〜２１０℃、好ましくは１９０〜２０５℃の温度に加熱される、請求項５〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記希釈ガスが、６５〜８５ｓｌｍ、好ましくは７０〜８０ｓｌｍの速度で添加される、請求項５〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
８０〜１２０Ｐａ、より好ましくは９０〜１２０Ｐａの抽出圧力が、前記少なくとも１つの排気孔に加えられる、請求項５〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記キャリアガス及び前記希釈ガスのうちの１つまたは両方が、窒素を含む、請求項５〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
５ｎｍ未満の厚さの変動を有する９〜１５ｎｍの範囲の厚さを有するチタニアコーティングを有するガラス容器を製造するために使用される、請求項５〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス容器の強度及び耐久性、特に、内圧に耐える能力を増加させるための方法及びそのような容器を再利用するための処理に関連するプロセスに関する。本発明はまた、本方法によって製造されるガラス容器にも関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の用途で、ガラス容器は、加圧された内容物を保持することが必要とされる。例えば、ガラス瓶は、ビールまたは炭化飲料用の好ましい貯蔵及び移動容器であり、外側に比べ内部にかかる、顕著に高い圧力に耐えることができなければならない。このより高い内圧に耐える瓶の能力は、その「破裂強度」と称される。
【０００３】
一方、ガラスは、かなり重い材料であり、そのため、より高価になり、かつ取扱い及び輸送により不便になる。ガラス容器の破裂強度は、その厚さに伴い増加するため、厚さを低減して重量を任意の低減する試みは、破裂強度の低下を招くであろう。厚さを増加させることによって破裂強度を改善するための任意の試みは、重量増加をもたらすであろう。
【０００４】
したがって、その厚さを増加させることなく、所与の厚さのガラス容器の破裂強度を増加させる任意の手段が特に有益であろう。
【０００５】
ＵＳ４９６１７９６Ａは、好適なエネルギー放射線を施されるときに硬化するコーティング材料を適用することによって、ガラス容器の強度を改善する方法について記載している。
【０００６】
ＵＳ  ７０２９７６８  Ｂ１は、結合、焼結補助剤の使用の両方によって、表面に酸化チタン粒子が固定されている食品容器について記載している。容器がガラスで形成される場合、機械的強度の増加が観察される。
【０００７】
ＵＳ２０１２２１７１８１  Ａ１は、その外側の少なくとも一部分にわたってハイブリッドソル−ゲルコーティングを有するガラス容器について記載している。
【０００８】
ＵＳ  ９０９０５０３  Ｂ２は、アミノ官能性シランコーティング組成物をガラス容器の外面に適用することによってガラス容器を製造及びコーティングし、次に、シランコーティング組成物を硬化して、ガラス容器の外面に架橋されたシロキサンコーティングを形成する方法を開示している。
【０００９】
ＵＳ８９４０３９６  Ｂ１は、ガラス容器、及びガラス容器の外面上にグラフェン含有コーティングを形成し、ガラス容器の強度を増加させるためのプロセスを開示している。
【００１０】
現代の方法によるガラス瓶またはジャーの製造は周知である（例えば、“Ｇｌａｓｓ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｔｏｄａｙ”；ｅｄｉｔｅｄ  ｂｙ  Ｐ．Ｊ．Ｄｏｙｌｅ；  Ｐｏｒｔｃｕｌｌｉｓ  Ｐｒｅｓｓ，  ＩＳＢＮ  ０  ８６１０８  ０４７  ５参照）。典型的には、ブランク成型は、ブランク鋳型の壁に対して、溶融ガラスのスラグまたは「ゴブ」を吹き付けるまたはプレスすることによって、まず形成される。そのように形成された「ブランク」は、「吹き付け」鋳型に移され、物品の最終形状は鋳型内部に吹き付けることによってここで形成される。このプロセスの変形は生じ得るが、現代の製造方法では、典型的には、成形されたガラス容器が、成形プロセスからの高い余熱を容器が保持したまま鋳型から出てくることになる。
【００１１】
化学蒸着（ＣＶＤ）によって、製造中のガラス瓶に酸化スズ（ＩＶ）を堆積させる技法もまた、知られている。モノブチル三塩化スズは、熱い瓶の表面を対象とする好ましい前駆体であり、ここではそれが分解され、所望のコーティングが形成される。酸化スズ（ＩＶ）コーティングは、後続の保護ポリマー層の改善された接着を含む多数の利点をもたらす。
【発明の概要】
【００１２】
本発明によると、内圧に対するガラス容器の耐性を増加させる方法は、本明細書に添付の請求項１に記載のステップを含む。
【００１３】
好ましい実施形態では、該容器には、４５０℃〜６５０℃の温度が与えられる。本方法がガラス容器の連続製造プロセスに組み込まれている場合、この温度はガラス容器の鋳造からの余熱によって好都合に提供される
【００１４】
好ましくは、本方法は、ガラス容器の連続製造プロセスに組み込まれ、４５０℃〜６５０℃の温度がガラス容器の鋳造からの余熱によって与えられる。
【００１５】
好ましくは、二酸化チタンは、５〜６６コーティング厚さ単位（ＣＴＵ）の総厚に堆積される。
【００１６】
より好ましくは、本方法は、
物品がトンネルに進入する上流端から物品がトンネルを退出する下流端へコンベヤベルトがガラス容器を輸送するように、コンベヤベルト上にトンネルを配置することであって、
該トンネルが、
上部ならびに第１及び第２の側壁と、
ガスのジェットを送達するための、少なくとも１つの側壁上に配置されたノズルの直線アレイであって、ジェットが、物品がトンネルを通って運搬される経路を横断する、ノズルの直線アレイと、
側壁上に配置された少なくとも１つの排気孔であって、排気孔がノズルの直線アレイよりも下流端の近くに位置する、排気孔と、
負圧を排気孔に加える手段と、を有する、配置するステップと、
加熱可能な管を含む蒸発器をさらに設けるステップと、
蒸発器を通してキャリアガス流をノズルのうちの１つ以上へ方向付けるステップと、
二酸化チタンの前駆体を蒸発器内のキャリアガス流に導入するステップと、
キャリアガス流が蒸発器を通過した後、かつキャリアガス流が１つ以上のノズルに到達する前に、キャリアガス流に希釈ガスを導入することステップと、を含む。
【００１７】
好ましくは、二酸化チタンの前駆体は、チタンテトライソプロポキシド（ＴＴＩＰ）を含む。
【００１８】
好ましくは、チタンテトライソプロポキシドは、１０〜３０ｃｃ／分、より好ましくは２０〜２８ｃｃ／分の速度で蒸発器に導入される。
【００１９】
好ましくは、キャリアガスは、２０〜３０ｓｌｍ、より好ましくは２３〜２７ｓｌｍの速度で蒸発器を介して方向付けられる。
【００２０】
好ましくは、蒸発器は、１７０〜２１０℃、より好ましくは１９０〜２０５℃の温度に加熱される。
【００２１】
好ましくは、希釈ガスは、６５〜８５ｓｌｍ、より好ましくは７０〜８０ｓｌｍの速度で添加される。
【００２２】
好ましくは、８０〜１２０Ｐａ、より好ましくは９０〜１１０Ｐａの抽出圧力が、少なくとも１つの排気孔に加えられる。
【００２３】
好ましくは、キャリアガス及び希釈ガスの一方または両方は窒素を含む。
【００２４】
好ましくは、本方法は、５ｎｍ未満の厚さの変動を有する９〜１５ｎｍの範囲の厚さを有するチタニアコーティングを有するガラス容器を製造するために使用される。
【００２５】
本発明は、ここで、添付の図面を参照して、非限定的な例によって説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】１ａ〜１ｄは、本発明の方法を実施するために使用され得る孔を示す。
【図２】本発明の方法を実施するために使用され得る孔を示す。
【図３】本発明に従ってコートされた瓶の位置であって、コーティング厚さを測定した位置を示す。
【図４】瓶の表面上の様々なコーティングに関して、実験的試験中に達成されたコーティング厚さの分布を示すクモの巣図を示す。
【００２７】
本発明者らは、容器表面上にチタニア層を含有することによって、コートされていない容器または酸化スズ（ＩＶ）コーティングのみでコートされた容器に対して、容器の破裂強度が顕著に改善することを示している。コーティングの耐性も改善され、「吹き出し」に対するＳｎＯ２コーティングの感受性、すなわちコーティングの小さな領域が基板から離脱することが低減される。
【実施例１】
【００２８】
チタニア層のこれらの利点を示唆した初期実験データに続き、一連の作業を行って、ガラス瓶を製造するための連続プロセス中にＣＶＤによってガラス瓶上にそのようなコーティングを堆積させるための、及びそのように製造された瓶を評価するための方法を開発した。
【００２９】
チタニナ（ｔｉｔａｎｉｎａ）層の堆積
瓶がブランクから出てきた直後であり、瓶が鋳造ステップからの余熱を保持したままのサイクルのある時点である、連続製造サイクルの「ホットエンド」で、チタニアコーティングをガラス瓶上に直接堆積した。
【００３０】
図１ａ〜１ｄを参照すると、チタニア層を瓶上に堆積させるために使用される本発明に従った装置は、コートされる物品がコンベヤベルト（図示せず）によって運搬されるトンネル１４を画定する上部１２及び側壁１３を有するフード１１を含む。
【００３１】
入口ノズル１５の少なくとも１対の直線アレイが設けられ、対のうちの１つのアレイ１５は、それぞれ側壁１３上に位置する。好ましくは、それぞれの対は、物品の経路に沿って実質的に同じ距離に位置する（すなわち、それらは互いに実質的に対向して位置する）。（注：一対のノズルアレイがこの実施形態で例示されているが、単一のアレイが、いくつかの化学品には適切である）。
【００３２】
物品の経路にさらに沿って、再度それぞれの側壁１３の対からの１つ、好ましくは互いに実質的に対向している少なくとも一対の排気孔１６が設けられる。
【００３３】
動作中、堆積されるコーティングの化学前駆体は、入口ノズル１５を介してトンネルの内部に方向付けられ、ガラス物品と実質的に同じ方向にトンネルに沿って移動する（図２及び４の２３）。入口ノズル１５及び排気孔１６のこの配置によって、フードを通る移動中に物品がＣＶＤ反応物質へより効果的な曝露がもたらされる。ガス状ＣＶＤ反応物質及び瓶がトンネルを通って同じ方向に移動するため、曝露が向上する。入口ノズル１５と排気孔１６との間の最小推奨距離は、実践されている特定の化学的性質に従って変動し、５００ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲である。
【００３４】
排気孔１６の有効長さは、ダンパー１９の高さを調整することによって変動し得る。ダンパー１９は、排気孔を形成するスロットの一部を遮断するように配置されたプレートを備える
【００３５】
フードに進入する前の蒸気の凝結を防止するために、ＣＶＤ反応物質は、加熱送達ライン（図示せず）を介してノズル１５に送達され得る。いくつかの状況では、液体の形成は、ノズルで生じ得、本明細書に記載されるフードは、物品からの熱放射をノズルに方向付け熱を提供するために配置された反射プレート２０を含む。
【００３６】
図２を参照すると、排気の構造が平面図に示されている。壁２１ａ〜２１ｄは、壁２１ｄを有するスロットタイプの孔１６を画定するバッフルプレート２２を有する実質的に箱区画の導管を画定する。壁２１ａは、トンネルの内部と符号し、壁２１ｄは、ガスの一般的な方向２３及びトンネルを通過する物品を考慮して最も上流である。したがって、バッフルプレート２２は、トンネルの内部から延伸するように配置されて、バッフルプレート２２と最も上流の壁２１ｄとの間のスロット１６を画定する。抽出ファン（図示せず）によって、導管の上部に負圧が加えられる。
【００３７】
本発明者らは、この配置が、フードからの排気ガスの引き込みに特に有効であることを見出した。この配置は、排気ガス及び任意の過剰反応物質を引き込むだけでなく、矢印２４によって示されるように周辺空気もトンネルの出口から引き込まれる。矢印２４の方向でトンネルに進入するこの空気は、装置から周囲に漏出し得る排気ガスまたは過剰反応物質に障壁を与える。
【００３８】
スロット１６の総面積は、均一なフローを確実にするために、壁２１ａ〜２１ｄ及び２２によって画定される導管の断面積と比較して小さくなければならない。しかしながら、面積が小さくなるほど、有効な抽出のために導管に加えられなければならない吸引力が大きくなるため、最終的な設計の選択は、これらの２つの矛盾する要因の間の妥協点となる。１．５〜２．５の、トンネル断面積のスロット領域に対する比が、良好に機能することが見出される（１．６の領域比は、スロットの上部及び底部のフロー速度を比較すると、フロー速度において約１０％の変動を表す）。
【００３９】
ノズル１５を退出するＣＶＤ反応物質の直線速度は、効果的なコーティングの達成において重要な要因である。
【００４０】
物品は、既知の速度（典型的には０．３ｍ／秒〜１．５ｍ／秒、または１分当たり約９０〜７００個の物品）で、コーティングフードに進入する。物品の動きは、トンネルを通って移動する一連の移動と同様の様式でコーターを通るガスフローを牽引する。このガスフローはまた、２つの排気孔１６からの吸引によって駆動される。一実施形態では、物品上の均一なコーティングを得るために、コーティング前駆体のジェットが、物品２３がフードを通って移動する間、その移動方向に対して垂直に、フロー経路内へ吹き込まれることが好ましい。ジェットは、コーティングガスの濃縮された煙柱が物品の移動の中心線上に方向付けられるように十分な運動量を有するべきである。このプロセスは、コーティングガスの高濃度の煙柱がコーティングフード１１のいずれか一方の壁１３に方向付けられる場合、非効率的になる。
【００４１】
ジェット速度の選択は、流体フローモデリングによって最適に特定されるが、流体の「運動エネルギー比」を考慮することによって、おおよその測定値を見出してもよい。コーティングフードに沿って移動するガスフローは、おおよそのＫａｉｒ＝空気密度ｘコーターの幅ｘ瓶の速度２［単位Ｊ／ｍ２］によって得られる運動エネルギー密度を有する。注入されるコーティング前駆体のジェットは、おおよそのＫｊｅｔ＝コーティング前駆体の密度ｘノズルの幅ｘジェット速度２［単位Ｊ／ｍ２］の運動エネルギーを有する。
【００４２】
運動エネルギー密度比は、Ｒ＝０．５である、Ｒ＝Ｋａｉｒ／Ｋｊｅｔが好ましいが、良好なコーティングは０．１＜Ｒ＜３で見られる。入口ジェットがこの比によって得られるよりも速い、すなわち、比Ｒが小さすぎる場合、そのときジェットは、容器の経路を通過し、対向するコーティングフードの壁に無駄に消耗される傾向がある。入口ジェットがこの比によって得られるよりも遅い場合、ジェットが十分遠方に投下されず、前駆体は、入口ノズルに隣接する壁に無駄に消耗される。同様に、コーターフードがより広く作製されなければならない場合、そのときジェットを十分遠方に投下するためにジェット速度を増加させる必要があり、そのため、ジェット速度は、目標の運動エネルギー比を維持するように増加されるであろう。
【００４３】
この出発点から、入口ジェットの速度はコーティング試験中に調整されて、所与の化学的性質及び瓶の速度のために最も可能な限り厚く均一な分布コーティングが得られる。特定のコーターの寸法及び瓶の速度は、８ｍ／秒の入口ジェットが、０．５ｍ／秒のコンベヤスピードで十分であることが見出された。
【００４４】
下記のデータを生成するために使用される用途では、コーティングチャンバは、幅１６５ｍｍ、高さ２８５ｍｍ、長さ１０００ｍｍであった。コーティングチャンバの寸法は、ガラス物品のために十分なだけの空間を与えるように選択されて、入口での衝突を引き起こすことなく移動する。チャンバが小さすぎる場合、そのときコンベヤ上のガラス容器のずれにより、容器がコーティングフードへの入口と衝突することを引き起こし得る。
【００４５】
マスク（図示せず）は、ガラス物品の輪郭とほぼ同じ形状のコーティングフードへの入口に合わせられる。このマスクは、瓶によってコーティングフードに引き込まれる空気を制限し、反応チャンバ内のより高濃度のコーティング前駆体をもたらす。マスクは、コンベヤ上のガラス容器の衝突を引き起こすことなく、フードの始動点に進入する空気を可能な限り多く遮断するように設計される。
【００４６】
入口ノズルは、少なくとも１００ｍｍ、好ましくは３００ｍｍ入口から下流に位置する。ノズルが入口に近接している場合、そのときコーティング煙柱の場合によって逆行する渦によって、コーティングガスがフードの入口から漏れる。コーティングフードの長さは、化学反応を完了するために十分な時間及び距離を有するように選択される。
【００４７】
一実施形態では、一対の対向する垂直入口ノズルが、コーティングフードの中心線にコーティング煙柱を位置するために役立つように使用される。フードの片側にのみノズルを使用することによって、いくつかの用途にとって十分に良好なコーティング均一性をもたらし得る。
【００４８】
コーティングフードの端部にある２つの排気ポートは、コーターの端部からの漏出を防止するためだけに特定される。排気スロット上の負圧は、流体シミュレーションによって決定される。本事例では、排気ポートは、排気ポートの全高（２８５ｍｍ）にわたる１２ｍｍ幅のフロー制限部を有する。フードの端部からのガス漏出を防止するために、１２ｍｍのフロー制限部の後方に少なくとも１００Ｐａの吸引が必要であることが見出された。
【００４９】
コンベヤベルトの下からコーティングフードに空気を引き込む可能性がないことを確実にするために、配慮しなければならない。コンベヤベルトの縁部とコーティングフードとの間に適切な封止が作製される必要がある。
【００５０】
チタンテトライソプロポキシド（ＴＴＩＰ）は、チタニアコーティングのための前駆体として機能する。これは、当該技術分野で既知の種類の蒸発器を介してコーティングフードに送達された。基本的に、その内部で反応物質がキャリアガス流に滴加される、加熱された金属管を含む。
【００５１】
チタニアの堆積の反応全体は、次のように表され得る。
Ｔｉ（ＯＣ３Ｈ７）４＋Ｏ２＝＞ＴｉＯ２＋４Ｃ３Ｈ６＋２Ｈ２Ｏ
【００５２】
本発明者は、チタニアコーティングが以下のパラメータ範囲を使用して好都合に堆積されることを見出した。
ＴＴＩＰ送達速度：１０〜３０ｃｃ／分
蒸発器温度：１７０℃〜２１０℃
蒸発器キャリアガス：窒素、２０〜３０ｓｌｍ
（キャリアガス流に添加された）希釈ガス：窒素、６５〜８５ｓｌｍ。
（排気孔１６に加えられる）抽出圧力８０〜１２０Ｐａ
（ｓｌｍ＝１分当たりの標準リットル、温度及び圧力の標準化条件に対して補正された体積ガスフローを指す、当該技術分野で周知の結束）。
【００５３】
酸化スズ（ＩＶ）層の堆積。
比較目的のために、本業界で一般的であるように、ＳｎＯ２のみでコーティングされた一連の瓶もまた、以下の化学的性質を使用して製造した。
【００５４】
酸化スズも、連続瓶製造中にＣＶＤにより堆積させた。これは、モノブチル三塩化スズ（ＭＢＴＣ）を前駆体として使用して、当該技術分野で周知の方法によって行われた。ＭＢＴＣは、熱いガラス表面の近くで容易に分解されて、酸化スズ（ＩＶ）をもたらす。さらに、瓶鋳造ステップからの余熱は、堆積反応を促進する。
Ｃ４Ｈ９ＳｎＣｌ３＋Ｈ２Ｏ＋６Ｏ２−＞ＳｎＯ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ＣＯ２＋３ＨＣＬ
【００５５】
酸化スズを、第ＥＰ０５１９５９７Ｂ１号に記載されているものと同様のコーティング装置を使用して堆積したが、そこに言及される「仕上げ」のパージは、図１と同様の配置の水平保護流によって達成した。
【００５６】
図３を参照すると、コーティング厚さは、瓶の裾２５、本体２６、及び肩２７で測定した。表１は、３つの位置２５、２６、及び２７のそれぞれにおける瓶の周囲周辺で測定した簡易統計を示す。
【００５７】
コーティング厚さを、コーティング厚さ単位（ＣＴＵ）で示す。これは、ガラス業界で周知の光学的な厚さの単位である。本明細書に記載の酸化物コーティングに関して、１コーティング厚さ単位は、約３オングストロームに相当すると推定され得る。
【表１】
2019501856.tif 000003
【００５８】
次に、ＡＧＲ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．，６１５  Ｗｈｉｔｅｓｔｏｗｎ  Ｒｏａｄ，Ｂｕｔｌｅｒ，ＰＡ  １６００１，ＵＳＡ．によって提供されたＲａｍｐ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｔｅｓｔｅｒ  ２（ＲＰＴ２）を使用して、コートされた瓶の内圧耐性について試験した。１、５、１０、及び２０ラインのサイクルシミュレーション後の破損圧力を測定した。
【００５９】
ラインサイクルは、それぞれの瓶がその寿命中に施される、充填、排出、洗浄（苛性洗浄を含む）の繰り返されるサイクルである。これらを、実験環境における容器設計の評価のために、酷使された取扱いを加速しかつ再現するラインシミュレータを使用してシミュレーションした。ラインシミュレータもまた、ＡＧＲ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃによって提供される。
【００６０】
これらの測定の結果を表２に示し、圧力をｐｓｉで示す。
【表２】
2019501856.tif 000004
【００６１】
表２の結果は、チタニアコートされた瓶は、標準的なＳｎＯ２コーティングのみを有する瓶よりも高い内圧に対して一貫した耐性を示す。
【００６２】
瓶のガラス厚もまた測定され、これらの測定値は、表３に要約されている。（厚さはインチで示される）。
【表３】
2019501856.tif 000005
【００６３】
コートされた瓶の引張破断強度は、内圧耐性データの分析、壁厚データ及び亀裂の分析から判定された。この点検は、ＡＧＲ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．により提供される。この測定結果は、表４に要約されている（単位はＰＳＩ）。
【表４】
2019501856.tif 000006
【００６４】
表４に要約された引張強度測定値は、ＳｎＯ２でコートされた瓶よりもチタニアでコートされた瓶に大幅な改善を示唆する。
【実施例２】
【００６５】
以下のコーティングを有する瓶試料のさらなるセットを調製した。
１ＳｎＯ２（業界標準物）
２ＴｉＯ２／ＳｎＯ２
３ＴｉＯ２
【００６６】
ＳｎＯ２を、前述の反応条件を使用して堆積させた。ＴｉＯ２を、以下の条件を使用して堆積させた。
ＴＴＩＰ送達速度：  ２５ｃｃ／分
蒸発器温度：２００℃
蒸発器キャリアガス：窒素、２５ｓｌｍ
（キャリアガス流に添加された）希釈ガス：窒素、７５ｓｌｍ。
（排気孔１６に加えられる）抽出圧力−１００Ｐａ
【００６７】
下から３つのノズルのみ（図１ａ〜１ｄ中のアイテム１５）を使用して、コーティング材料が瓶のネックに入る可能性を低減させた。
【００６８】
得られたチタニアコーティングの厚さ及び均一性を判定するために、飛行時間型二次イオン質量分析装置（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）分析を、ＴｉＯ２／ＳｎＯ２及びＴｉＯ２コーティングを有する瓶に対して行った。
【００６９】
これらの分析の結果を、表５及び６に示し、ここで「肩２」、「肩４」、「肩６」、及び「肩８」は、肩における瓶の周長周りのおおよそ均等に離間した４つの点を指し、類似の命名は、瓶の本体及び裾周りの点に適用される。
【表５】
2019501856.tif 000007
【表６】
2019501856.tif 000008
【００７０】
表５及び６は、典型的には、二重コート瓶上のＴｉＯ２及びＳｎＯ２の各々に関しては約１０ｎｍ、及びＴｉＯ２のみでコートした瓶に関しては１０ｎｍの良好な連続した（破断していない）コーティングを示す。
【００７１】
ＳｎＯ２（基準）、ＴｉＯ２、及びＴｉＯ２／ＳｎＯ２のコーティング均一性も、図４に示す。
【００７２】
コーティング厚さが異なりすぎる場合、これは、最終製品に望ましくない光学効果をもたらし得るため、コーティングの均一性は重要な特徴である。表５及び６、ならびに図４が基づくコートされた瓶は、そのような効果を示さなかった。
【００７３】
表６に示すデータは、１１．７＋／−３．７ｎｍ［１標準偏差］の平均を有する。
【００７４】
したがって、このデータは、おおよそ５ｎｍの厚さ変動を有する９〜１５ｎｍのおおよその範囲のコーティングを表す。
【００７５】
様々なコーティングの組み合わせが標準的工業用ＳｎＯ２コーティングよりも強い引張強度を有する瓶をもたらしたかどうかを証明するために、本明細書に先に記載した方法を使用して、苛性洗浄耐性及び所定の数の充填サイクルでの瓶強度に関してコートした瓶を試験した。
【００７６】
苛性溶液に対する耐性
ＳｎＯ２（基準）、ＴｉＯ２／ＳｎＯ２及びＴｉＯ２の各々の１２個の試料を、８０℃の２％のＮａＯＨに５〜１８０分間供した。走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）撮像は、全てのコーティングが３０分後に依然として良好であった一方で、基準（ＳｎＯ２）コーティング及びＳｉＯ２／ＳｎＯ２は、９０分後に分解を示し始めたことを示した。１２０分までには、コーティングは完全になくなった。
【００７７】
ＴｉＯ２コーティングは１８０分後に依然として存在した。
【００７８】
表面保護特性及び圧力試験
４２個の試料を、前述のように、１、５、１０、及び２０の間隔のラインサイクルシミュレーションのセットで選択した。
各々のシミュレーションしたサイクルは、１３．５分の苛性暴露及び３０分の低温殺菌ステップ（満たして、６５℃で３０分間維持する）からなった。
【００７９】
表７は、様々なコーティングに関して、瓶の平均引張強度がシミュレーションサイクルの数とともにどのように異なったかを示す。
【表７】
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【００８０】
表７は、ＴｉＯ２コーティングを有する瓶の引張強度が繰り返しのラインサイクルにより影響を受けなかったことを示す。具体的には、これらは、２０回のシミュレーションした充填ラインサイクル後に標準物ＳｎＯ２でコートした瓶よりも３０％より大きい平均引張強度を有する。
【００８１】
さらに、２０回のシミュレーションしたラインサイクル後の様々な瓶の目視検査は、ＳｎＯ２でコーティングした瓶上に極めて高い「スカッフィング」度、及びＴｉＯ２でコーティングした瓶上に極めて低い「スカッフィング」度を示した。前者は、さらなる点検には適していないが、後者は適していた。
【００８２】
したがって、苛性洗浄耐性試験の結果及び引張強度の測定値は、本発明者に従うＴｉＯ２でコートした瓶は、業界で使用される洗浄及び再充填サイクル下で耐久性があり、したがって、再使用に適した、引張強度が向上した器をもたらすことを示す。
【００８３】
したがって、本発明者らは、ガラス容器をコーティングするための反応条件を伴う方法を提供し、改善された引張強度（したがって、改善された内圧への耐性）を提供する。そのように生成されたコーティングは、耐久性があり、特に、瓶のリサイクルに関連する処理ステップに耐性がある。本方法は、特に、瓶鋳造ステップからの余熱を利用することによって、連続製造プロセスの一部として、実施されることに十分に寄与する。
【００８４】
リサイクルする能力と、既存のプロセスからの余熱の使用は、大きな環境利益を提供する。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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