(57)【要約】【課題】通常使用する際問題とならないようなラベルの接着性を有しながら、強制的に剥がそうとするときはガラス容器から容易にラベルを剥がすことができるようにする。【解決手段】固体滑剤と、これを水中に分散させるための界面活性剤を含む固体滑剤コーティング剤にシランカップリング剤を添加する。このコーティング剤でコーティング被膜を形成すると、ラベルを剥離しやすくなる。更に、コーティング剤にシリコーンを添加すると、ラベルの易剥離性は一層向上し、びんの滑性も向上する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体滑剤と、これを水中に分散させるための界面活性剤を含む固体滑剤コーティング剤において、シランカップリング剤を添加したことを特徴とするガラスびんの固体滑剤コーティング剤
【請求項２】
固体滑剤と、これを水中に分散させるための界面活性剤を含む固体滑剤コーティング剤において、シランカップリング剤及びシリコーンを添加したことを特徴とするガラスびんの固体滑剤コーティング剤
【請求項３】
請求項１又は２のコーティング剤において、前記固体滑剤コーティング剤の固体滑剤がポリエチレン、ポリエチレンワックス、変性ポリエチレンワックス又はカルナウバワックスであることを特徴とするガラスびんの固体滑剤コーティング剤
【請求項４】
請求項１、２又は３のコーティング剤において、前記シランカップリング剤の濃度が０．０１〜１ｍａｓｓ％であることを特徴とする固体滑剤コーティング剤
【請求項５】
請求項２、３又は４のコーティング剤において、前記シリコーンは、固定滑剤＋シリコーン＋界面活性剤に対する割合が１〜７５％であることを特徴とする固体滑剤コーティング剤
【請求項６】
ガラス容器の製造工程における徐冷炉の出口付近で、請求項１〜５のいずれかの固体滑剤コーティング剤をガラスびんの外面に塗布することを特徴とするガラスびんのコーティング方法
【請求項７】
外面に請求項１〜５のいずれかの固体滑剤コーティング剤を塗布して形成したコーティング被膜を有すると共に、該コーティング被膜の上にラベルを貼付したことを特徴とするガラス容器
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラスびんなどのガラス容器の外面に塗布するコーティング剤、及び、このコーティング剤を用いたガラス容器のコーティング方法、並びにこのコーティング剤を外面にコーティングした上にラベルを貼付したガラス容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から徐冷炉の出口付近（いわゆるコールドエンド）でガラス容器の外面に固体滑剤コーティング剤を塗布するコーティング（いわゆるコールドエンドコーティング）が行われている。このようなコーティングを行うことで、ガラス容器に滑性及び耐スクラッチ性が付与され、びんの強度が向上する。固体滑剤コーティング剤はポリエチレン、ポリエチレンワックス、変性ポリエチレンワックス、カルナウバワックスなどの固体滑剤に界面活性剤を加えることによってこれらの微粒子を水中に分散させ、エマルジョン状態としたものである。
【０００３】
上記のコールドエンドコーティングを行う場合、その前処理としていわゆるホットエンドコーティングを行う場合が多い。これは、徐冷炉の入り口付近において、成形直後の高温のガラス容器の外面にスズ化合物（主に四塩化スズ）又はチタン化合物（主に四塩化チタン）を作用させ、ガラス容器の外面に酸化スズ又は酸化チタン被膜を形成するものである。ホットエンドコーティングを行うことにより、コールドエンドコーティング被膜のガラス面への接着性が向上する。ガラスびんなどのガラス容器は、上記のホットエンドコーティング及びコールドエンドコーティングを行った上にラベルを貼付する場合が多い。
【０００４】
特開２００１−３０２２８４、特開２００１−３２８６１３には、上記の固体滑剤コーティング剤によるコールドエンドコーティングを行った上に、接着力の弱いデンプン糊によるラベル接着を可能とする技術が開示されている。通常、固体滑剤コーティング被膜にデンプン糊は接着しないが、固体滑剤コーティング剤に親水性物質を混合することで、コーティング被膜に親水性を付与し、環境負荷の少ないデンプン糊によるラベル接着を可能とするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、使用済みのガラス容器を回収してガラスのリサイクルを行う場合、ガラス容器に貼付されたラベルを剥がす必要がある。しかし、従来のガラス容器はラベルを剥がすのが煩雑であり、この点がガラスをリサイクルするにあたっての支障となっていた。
【０００６】
本発明は、通常使用する際問題とならないようなラベルの接着性を有しながら、強制的に剥がそうとするときはガラス容器から容易にラベルを剥がすことのできるガラス容器のコーティング剤、コーティング方法及びガラス容器を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固体滑剤と、これを水中に分散させるための界面活性剤を含む固体滑剤コーティング剤において、シランカップリング剤を添加したことを特徴とするガラスびんの固体滑剤コーティング剤、及び、シランカップリング剤及びシリコーンを添加したことを特徴とするガラスびんの固体滑剤コーティング剤である。
【０００８】
シランカップリング剤は一般式ＹＳｉ（ＣＨ３）３−ｎＸｎで表され、Ｘは塩素などハロゲン、ＯＲ（アルコキシ基）又は水素であり、Ｙは高分子など有機化合物と反応しうる有機残基で、ビニル、メタクリル、エポキシ、アミノ、メルカプト基などである。シランカップリング剤としては、例えば次のようなものを用いることができる。
ビニルトリメトキシシラン、
ビニルトリエトキシシラン、
２−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、
３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、
３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、
ｐ−スチリルトリメトキシシラン、
３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、
３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、
３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、
３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、
Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、
Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリエトキシシラン、
３−アミノプロピルトリメトキシシラン、
３−アミノプロピルトリエトキシシラン、
３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１、３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、
Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、
Ｎ−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、
特殊アミノシラン、
３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、
３−クロロプロピルトリメトキシシラン、
３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、
３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、
ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、
３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、
【０００９】
シランカップリング剤の濃度は０．０１〜１ｍａｓｓ％が適当である。０．０１ｍａｓｓ％よりも少ないとラベル剥離の易容易性の効果が小さく、１ｍａｓｓ％よりも多くするとラベルの接着強度が弱くなりすぎる。
【００１０】
本発明のコーティング剤に配合されたシランカップリング剤は、図１に示すように、加水分解によりシラノール基ＳｉＯＨとなり、ガラスと結合する。一方、有機残基Ｙは疎水性基であり、コーティング被膜の表面に露出し、コーティング被膜の上に塗布された糊と接する。
【００１１】
固体滑剤としては、従来の固体滑剤コーティング剤に使用されている者と同様のものを使用でき、例えばポリエチレン、ポリエチレンワックス、変性ポリエチレンワックス又はカルナウバワックスとすることができる。また、２種以上の固体滑剤を混合してもよい。本発明コーティング剤には、固体滑剤の微粒子を水中に分散させ、エマルジョン状態とするために界面活性剤が添加される。界面活性剤としては、例えばオレイン酸カリウムなどの従来と同様のものを用いることができる。さらに、従来の固体滑剤コーティング剤と同様に、固体可塑剤などの他の添加剤を加えてもよい。
【００１２】
シリコーンは主鎖がシロキサン結合からなり、Ｓｉに結合する有機基の側鎖をもつ重合体、（ＲｎＳｉＯ（４−ｎ）／２）ｎの総称で、例えばポリジメチルシロキサンなどを用いることができる。シリコーンは生体毒性が低いので、食品用のガラス容器のコーティング剤にも安心して添加することができる。
【００１３】
従来の固体滑剤コーティング剤をコーティングして形成したコーティング被膜は、表面に若干の凹凸があるが、シリコーンを添加すると、シリコーンの粒子が非常に微細であるために、コーティング被膜表面が平滑化され、接着剤の接着性がやや低下する。また、シリコーン自体が離型性を有するために、コーティング被膜表面にシリコーン粒子が露出することによっても接着剤の接着性が低下する。したがって、固体滑剤コーティング剤中に適宜量のシリコーンを添加することで、通常使用する際は問題とならないようなラベルの接着性を保ちながら、強制的に剥がそうとするときはガラス容器からラベルを容易に剥がすことができるようにすることができる。また、シリコーンを添加することで、コーティング被膜の滑性が増す。
【００１４】
シリコーンを添加する場合、シリコーンの添加量は、固体滑剤、シリコーン及び界面活性剤の合計に対して１〜７５％とするのが、びん強度、耐スクラッチ性、滑性及びラベルの易剥離性において適当である。
【００１５】
図２に示すのは、従来の固体滑剤コーティング剤によるコーティング被膜の説明図である。同図において、上段はガラス表面（又はコールドエンドコーティング被膜表面）に形成されたコーティング被膜で、固体滑剤（ポリエチレンワックスなど）がガラス表面に接着しているが、その間に、固体滑剤が接着しないでガラス面が露出している部分が存在する。同図中段はこのコーティング被膜の上に糊及びラベルを貼付した状態である。同図下段はラベルを剥がした状態である。固体滑剤上に付着した糊は剥がれやすいので、ラベルを剥がすことができるが、ガラス表面に付着した糊は剥がれにくく、ラベルが残存する。このような理由で、従来の固体滑剤コーティング剤によってコーティングしたガラス容器は、ラベルを剥がすのが困難であったものと推定される。
【００１６】
図３に示すのは、本発明のコーティング剤によるコーティング被膜を推定した説明図である。同図において、上段はガラス表面（又はコールドエンドコーティング被膜表面）に形成されたコーティング被膜で、固体滑剤（ポリエチレンなど）がガラス表面に接着しており、その間の固体滑剤が接着していない部分にはシランカップリング剤がガラス表面に付着している。シランカップリング剤は、下側のシラノール基がガラス表面に接着し、上側が有機残基となっている。また、固体滑剤の表面はシリコン粒子が露出することによって平滑化され、剥離性も増している。同図中段はこのコーティング被膜の上に糊及びラベルを貼付した状態である。同図下段はラベルを剥がした状態である。固体滑剤上に付着した糊はシリコーンの作用によって更に剥がれやすくなっており、また、シランカップリング剤はシラノール基とガラス面との結合が弱いので、ラベル全体を容易に剥がすことができる。
【００１７】
また本発明は、ガラス容器の製造工程における徐冷炉の出口付近で、前記本発明の固体滑剤コーティング剤をガラスびんの外面に塗布することを特徴とするガラスびんのコーティング方法である。徐冷炉の出口付近におけるガラス容器の温度には特に制限はなく、通常どおり（１００℃前後）で差し支えない。塗布方法はスプレー吹き付け、刷毛塗り、どぶ漬けなど適宜方法を採用できる。スプレー吹きつけの場合はコーティング剤の流量は２５〜５００ｍｌ／分が適当である。塗布後のコーティング剤の乾燥は自然乾燥、強制乾燥を問わないが、通常は自然乾燥で十分である。
【００１８】
また本発明は、前記本発明の固体滑剤コーティング剤をガラス容器の外面に塗布してコーティング被膜を形成すると共に、このコーティング被膜の上にラベルを貼付したことを特徴とするガラス容器である。ラベルを貼付する糊には特に制限はないが、例えば通常のでんぷん系合成糊やアクリル糊を使用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
〔実施例〕
水に以下の成分を混合して実施例の固体滑剤コーティング剤を調製した。なお、酸化ポリエチレンワックスはＦＤＡ（Food and Drug Administraion）で認可され、ポリジメチルシロキサンは食品添加物である。
酸化ポリエチレンワックス＋界面活性剤（ノニオン系）：０．２２５ｍａｓｓ％
シランカップリング剤（３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン）：０．２ｍａｓｓ％
シリコーン（ポリジメチルシロキサン）：０．０７５ｍａｓｓ％
容量１２０ｍｌのガラスびんの胴部にホットエンドコーティングにより酸化スズ被膜を形成し、さらにびん温度約１００℃に徐冷した徐冷炉出口においてガラスびん胴部にスプレーガンにより２４０ｍｌ／分の流量で実施例の固体滑剤コーティング剤を塗布した。その後コーティング剤を自然乾燥させるとともにびん温度が常温になるまで自然冷却させ、形成したびん胴部のコーティング被膜の上に大きさ４０×１５０ｍｍのラベルをでんぷん合成糊により貼付し、実施例のガラスびんを作成した。糊はバーコータ＃７を使用し、ラベル１枚につき０．５ｇの糊量となるように塗布した。このガラスびんに貼付したラベルは、ガラスびんの通常の梱包、運搬、使用に十分耐えて剥がれることはなかった。
【００２０】
〔比較例〕
水に以下の成分を混合して比較例の固体滑剤コーティング剤を調整した。
酸化ポリエチレンワックス＋界面活性剤（オレイン酸カリウム）：０．４ｍａｓｓ％
実施例と同じ容量１２０ｍｌのガラスびんの胴部にホットエンドコーティングにより酸化スズ被膜を形成し、さらにびん温度約１００℃に徐冷した徐冷炉出口においてガラスびん胴部にスプレーガンにより２５０ｍｌ／分の流量で比較例の固体滑剤コーティング剤を塗布した。その後コーティング剤を自然乾燥させるとともにびん温度が常温になるまで自然冷却させ、形成したびん胴部のコーティング被膜の上に、実施例と同じラベルを同じ糊、同じ方法で貼付し、比較例のガラスびんを作成した。このガラスびんに貼付したラベルは、ガラスびんの通常の梱包、運搬、使用に十分耐えて剥がれることはなかった。
【００２１】
ラベルを貼付した後、室温で一昼夜放置した実施例及び比較例のびんに対し、ラベル材破率を測定した。ラベルを四隅から剥がしていき、残っている面積を元のラベル面積で割った数値（％）を材破率とした。材破率の数値が小さいほうがラベルの剥離性がよいことを示す。結果（平均）は次の通りで、実施例のびんのラベルは格段に剥がしやすいことが立証された。
実施例：０．５％（ｎ＝１０本）
比較例：４２％（ｎ＝５本）
【００２２】
ラベルを貼付する前の実施例と比較例のびんの滑性角度を測定することで、実施例と比較例のコーティング剤の滑性効果を評価した。滑性角度の測定は日本ガラスびん協会規格（昭和５２年６月１５日制定、平成１０年１０月３０日改正）７．１４表面滑り角度測定方法に基づいて行った。これは、ガラスびんを３本１組として俵積みした状態で傾けていき、上部に乗っているびんが動き出した角度でびん表面の滑性を表したもので（１組のびんについて４カ所測定）、数値が小さいほど滑性が大きいことになる。滑性角度は、ラインシミュレータで処理したびんと未処理のびんについて行った。ラインシミュレータはアメリカングラスリサーチ社製のものを用い、回転円板に３６本のびんを載せ、常温の上水をかけながら回転速度３３ｂｐｍで５分間回転させた。ラインシミュレータで処理することで、製造ライン、充填ラインや流通過程におけるガラスびんに通常加えられる物理的損傷を実験的に加えることができる。滑性角度の測定結果は以下の通りで、実施例はラインシミュレータ未処理のものも処理したものも滑性に優れ、しかもラインシミュレータ処理後の滑性角度の低下も少ないことが分かった。
実施例（ラインシミュレータ未処理）：１０．２（ｎ＝１０組）
実施例（ラインシミュレータ処理）：１０．５（ｎ＝１０組）
比較例（ラインシミュレータ未処理）：１２．９（ｎ＝５組）
比較例（ラインシミュレータ処理）：１４．２（ｎ＝５組）
【００２３】
ラベル貼付前の実施例と比較例のびんについて、ラインシミュレータによって２分間加傷したのち、耐内圧力試験、垂直荷重試験、機械的衝撃試験、走行衝撃試験及び熱衝撃試験を行い、実施例及び比較例のコーティング剤がガラス容器の強度に及ぼす影響について比較したが、実施例と比較例のびんの強度に差は見られなかった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、通常の使用態様においては、ガラス容器からラベルが剥がれてしまうことはないが、強制的に剥がそうとするときはガラス容器からラベルを容易に剥がすことができるので、ガラス容器を回収してガラスのリサイクルを行う際、ラベルを剥がす手間を著しく減少させることができ、ガラスのリサイクルコストの低減に貢献することができる。特に、コーティング剤にシリコーンを添加すると、ラベルの易剥離性が向上し、また、滑性も向上する。
【００２５】
また本発明は、コーティング被膜の固体滑剤に隙間があってもラベルの易剥離性に与える影響が少ないので、コーティング量が多いことによって生じる見栄えの悪さ（液だれ、透明性の欠如など）を解消することができる。
【００２６】
本発明に使用するシランカップリング剤は固体滑剤コーティング剤に添加し、ガラス容器に塗布することによって安定した物質となり、水や酸にも流出しにくくなる。また、シリコーンは生体に対する毒性が少ないので、シランカップリング剤やシリコーンは食品用のガラス容器のコーティング剤に添加しても人体に悪影響を与えるおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】シランカップリング剤の説明図である。
【図２】従来の固体滑剤コーティング剤によるコーティング被膜の説明図である。
【図３】本発明の固体滑剤コーティング剤によるコーティング被膜の説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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