(57)【要約】【課題】デザイン性に富む塗膜を有し、剥離強度に優れるガラス容器およびその製造方法を提供する。【解決手段】回転速度０．５〜１５０ｒｐｍで回転させたガラス容器に、圧縮空気によって第１の塗剤を霧状に吹き出す塗装具と圧縮空気によって第２の塗剤を前記霧状塗剤に吹き出す塗装具とを備えた塗装装置により化粧塗膜層を形成する工程、および、塗膜の焼き付け工程により、塗装されたガラス容器を製造する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転速度０．５〜１５０ｒｐｍで回転させたガラス容器に、圧縮空気によって第１の塗剤を霧状に吹き出す塗装具と圧縮空気によって第２の塗剤を前記霧状塗剤に吹き出す塗装具とを備えた塗装装置により化粧塗膜層を形成する工程、および、塗膜の焼き付け工程からなる塗装されたガラス容器の製造方法。
【請求項２】
化粧塗膜層を形成する工程の前にアンダーコート層を形成する工程を有する請求項１記載のガラス容器の製造方法。
【請求項３】
化粧塗膜層を形成する工程の後にトップコート層を形成する工程を有する請求項１または２記載のガラス容器の製造方法。
【請求項４】
化粧塗膜層またはアンダーコート層が熱硬化性塗料からなる請求項１、２または３記載のガラス容器の製造方法。
【請求項５】
請求項１、２、３または４記載のガラス容器の製造方法によって製造されたガラス容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装されたガラス容器およびその製造方法に関する。詳細には、ガラス容器の全体、一部分に木目調または大理石調などの化粧塗装されたデザイン性に富む塗膜を有し、さらに塗膜の密着性に優れたガラス容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス容器は、その用途に合わせて、艶をもたせる表面処理、艶消し、およびパール調などの加工法が一般に行なわれている。近年では、その外観上の装飾性が多様化しており、スプレーガンなどによりガラス容器の表面に塗膜形成を行なっている。しかし、塗膜が厚く不均一となったり、密着性が得られにくいために塗膜の剥離強度に劣るという問題があった。
【０００３】
一方、２種類の塗剤を用いて木目、大理石、御影石などの風合いに見立てた化粧塗装を行なう場合、従来、あらかじめ被塗装面に第１の塗剤を霧化状で吹き付けて均一に塗装、乾燥した後、第１の塗剤の塗膜上に第２の塗剤を粒径が大きい粒状で疎らに別吹きする方法、さらには第１および第２の塗剤をともに粒状として、被塗装面にてオーバーラップするように同時吹き付けする方法などが提案されている。しかし、これらの方法では、塗装面が凸凹になり外観がわるく、さらに塗膜が剥離しやすいなど多くの問題があった。
【０００４】
これらの問題点を解決するために、高圧空気によって第１の塗剤を被塗装物に向けて霧状で吹き出ししうる第１の塗装具と、低圧空気によって第２の塗剤を、霧化吹き出しされた前記第１の塗剤の霧状体に混じり合う粒状体で吹き出ししうる第２の塗装具とを用いることを基本として、化粧塗装などの塗装効率を高めると同時に、塗装面を平坦化して外観の優れた塗膜を提供できる塗装装置および塗装方法が特許文献１および２に開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１および２は、この塗装装置を使用してプラスチックまたは金属の表面に塗膜を形成することを意図したものであり、ガラス容器に塗膜を形成することについては全く言及されていない。よって、単に通常のスプレーガンの替わりにこの塗装装置を使用してガラス容器に塗膜を形成したとしても、塗膜の密着性の問題を解決することができない。
【０００６】
また、特許文献１および２は、平面状の被射体に塗膜を形成することを意図したものであり、曲面を有する被射体に塗膜を形成することについても全く言及されていない。よって、特許文献１および２に記載の方法を単にそのまま曲面を有するガラス容器に適用しても、高圧空気によって第１、第２の霧状塗剤をガラス容器に向けて吹き出した場合、塗装面が平面ではないため、塗料が均一に塗着せず、塗料が垂れることになる。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２８５７４３号公報
【特許文献２】特開２００３−２６５９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、デザイン性に富む塗膜を有し、塗膜の密着性に優れたガラス容器、およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、回転速度０．５〜１５０ｒｐｍで回転させたガラス容器に、圧縮空気によって第１の塗剤を霧状に吹き出す塗装具と圧縮空気によって第２の塗剤を前記霧状塗剤に吹き出す塗装具とを備えた塗装装置により化粧塗膜層を形成する工程、および、塗膜の焼き付け工程からなる塗装されたガラス容器の製造方法に関する。
【００１０】
化粧塗膜層を形成する工程の前にアンダーコート層を形成する工程を有することが好ましい。
【００１１】
化粧塗膜層を形成する工程の後にトップコート層を形成する工程を有することが好ましい。
【００１２】
化粧塗膜層またはアンダーコート層が熱硬化性塗料からなることが好ましい。
【００１３】
また、前記製造方法によって製造されたガラス容器に関する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ガラス容器表面にデザイン性に富む模様を形成することができるだけでなく、塗膜の密着性に優れたガラス容器を提供することができる。また、寸法安定性、リサイクル適性がない陶器の代替品として、ガラス容器表面に陶器調デザインを塗装したリサイクル可能な容器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明では、回転速度０．５〜１５０ｒｐｍで回転させたガラス容器に、圧縮空気によって第１の塗剤を霧状に吹き出す塗装具と圧縮空気によって第２の塗剤を前記霧状塗剤に吹き出す塗装具とを備えた塗装装置により化粧塗膜層を形成する工程、および、塗膜の焼き付け工程からなる方法により、塗装されたガラス容器を製造する。
【００１６】
本発明で使用されるガラス容器は、とくに限定されるものではなく、一般的なソーダ石灰ガラスに少量のアルミナまたは酸化マグネシウムを加えた組成のガラス素材からなる容器などがあげられる。たとえば、医薬品、化粧品および飲料品などに使用されるガラス容器を使用することができる。なお、ガラス容器は、透明、不透明および無色、着色を問わずどのような容器も使用できる。また、レヤ（加熱）処理、イトロ処理などの処理を施したものでもよく、無処理のものでもよい。
【００１７】
化粧塗膜層を形成する工程の前にアンダーコート層を形成する工程を有することが好ましい。このアンダーコート層は、のちに形成される化粧塗膜とガラス容器の密着性を向上させるとともに、塗装工程の未塗装部分（たとえば瓶肩部など）を塗装ムラなく仕上げるために形成される。
【００１８】
アンダーコート層および化粧塗膜層に使用される塗料は熱硬化性塗料からなることが好ましい。ガラス容器に塗料を強固に接着させることができるだけでなく、ライン速度を上昇させることができるので経済性に優れるためである。
【００１９】
熱硬化性塗料としては、エポキシ樹脂塗料、メラミン樹脂塗料（アクリル、ポリエステル）、ウレタン樹脂塗料、アルキド樹脂塗料、アクリルシリコン樹脂塗料などがあげられる。これらは、単独または２種以上組み合わせて使用される。
【００２０】
アンダーコート層の厚さは、乾燥塗膜で１〜３０μｍが好ましく、より好ましくは３〜１５μｍである。厚さが１μｍより薄いと塗膜表面の平滑性が得られず、ガラス容器への密着性が低下する傾向にあり、３０μｍを越えると塗料が垂れやすくなり、焼き付けた場合塗膜にピンホールを生じ、著しい外観不良を招く傾向にある。
【００２１】
また、前記アンダーコート層を形成する方法としては、とくに限定されず、たとえばロールコーティング法、ディッピング法、スプレー塗装法、静電塗装法、電着塗装法、ワイヤーコート法、フローコート法、ドクターコート法などがあげられる。なかでも、薄膜のカラーコーティングが可能となるため、ガラスのクリアな素材を生かすことができる点、および、スプレーガンと比べて塗料ミストを最小限に抑えることができ、高品質、省力化、省資源および低公害を達成できる点で静電塗装法が好ましい。
【００２２】
ここで静電塗装法とは、被塗物（ここではガラス容器）をプラスに保ち、霧状にした塗料を高電圧の静電場の中に分散させて、塗料の微粒子に帯電させ電気力線の作用により被塗物に塗料を付着させる塗装技術である。一般的に、導電性のある金属製品に対しておこなわれるが、本発明においては不導体のガラス容器に対して行なうものである。通電剤をガラス表面上に塗布する事により、不導体のガラス容器に対しても静電塗装することが可能となる。
【００２３】
前記化粧塗装膜を形成する第１、第２の塗剤はとくに限定されないが、アンダーコート層との接着性を考慮したものを使用することが好ましい。具体的には、エポキシ樹脂塗料、メラミン樹脂塗料（アクリル、ポリエステル）、ウレタン樹脂塗料、アルキド樹脂塗料、アクリルシリコン樹脂塗料、アクリル硝化綿塗料、フッ素樹脂塗料などがあげられる。なかでも塗膜硬度、塗膜密着性の点でアクリルメラミン樹脂塗料、アクリルシリコン樹脂塗料、アクリルウレタン樹脂塗料が好ましい。
【００２４】
化粧塗膜層を形成する工程の後にトップコート層を形成する工程を有することが好ましい。トップコート層は、アクリル−シリコン塗料、アクリル−メラミン塗料、アクリル−ウレタン塗料などの熱硬化性塗料を使用することが好ましく、化粧塗膜層との密着性、塗膜硬度、耐候性を考慮したものを使用することが好ましい。
【００２５】
トップコート層の形成には、アンダーコート層を形成する方法として前記した方法を利用できる。前記と同様の理由により、静電塗装法により形成することが好ましい。
【００２６】
前記化粧塗膜層は、圧縮空気によって第１の塗剤を霧状に吹き出す塗装具と、同じく圧縮空気によって第２の塗剤を前記霧状塗剤に混じり合う粒状体で吹き出す塗装具とを備えた塗装装置により形成することができる。前記塗装装置は公知のものであって、特開平９−２８５７４３号公報に記載されている。
【００２７】
この塗装装置を用いてガラス容器に塗装するときの実施形態を図１に示す。図１では、公知のスプレーガン１を採用したものを例示している。圧縮空気によって第１の塗剤Ａを霧状に吹き出す第１の塗装具２は、操作により開閉する空気開閉弁が介在する空気流路と、塗剤開閉弁が介在する塗剤流路とをそなえ、空気流路を通って吹き出される圧縮空気によって、塗剤流路を通る第１の塗剤Ａを霧化噴出することができる。同様に、圧縮空気によって第２の塗剤Ｂを前記霧状塗剤に混じり合う粒状体で吹き出す第２の塗装具３は、圧縮空気が通る空気流路と、塗剤開閉弁が介在する塗剤流路とをそなえている。
【００２８】
塗装具２および３は、一定間隔に設置された２つの塗装具支持棒６にそれぞれ上下に２つずつ取り付けられている。図１において、塗装具を２つ図示したが、ガラス容器の長さにより設置数を変更すればよく、たとえば長さの短いガラス容器では１つでも塗装でき、長さの長いガラス容器では３つ以上設置して塗装すればよい。また、塗装具２および３を連結させ、塗装具支持棒６に沿って動かしながら塗装することも可能である。
【００２９】
ガラス容器５は、ギア８が取り付けられたガラス容器保持具７に逆さに差し込まれて固定されている。ガラス容器保持具７の下端は、コンベアー１０上に固定されたキャップ１１に回転可能な状態ではめ込まれている。ギア８はチェーン９と噛み合うようになっているため、ガラス容器５がガラス容器保持具７とともにコンベアー１０上をライン進行方向に移動するとともに、ガラス容器５が回転することとなる。ここで、チェーン９の回転速度を変化させることにより、また、ギア８の歯数を変更することにより、ガラス容器５の回転速度を調節することができる。このように、ガラス容器５は回転しながらライン進行方向に移動し、その間に第１の塗装具２および第２の塗装具３から噴出される塗剤により塗装される。
【００３０】
図２に、塗装装置から噴射された塗剤の状態を示すが、回転するガラス容器５に第１の塗装具２により圧縮空気で吹きだされた第１の塗剤Ａの霧状態Ａｓに第２の塗装具３により圧縮空気で吹きだされた第２の塗剤Ｂの粒状体Ｂｐが不均一に混じり合う。これにより塗装面１０が凹凸にならず密着性に優れ、デザイン性に富む模様を形成することができる。また、図２に示すように、第２の塗装具３は、上から見て、吹き出し軸線３Ｃが、ガラス容器５に向かうにつれて、第１の塗装具２の吹き出し軸線２Ｃ側に近づくように取り付けられることが好ましい。こうすることにより、第２の塗装具３から吹き出される第２の塗剤Ｂが、第１の塗装具２から吹き出された第１の塗剤Ａに混じり合う度合いをさらに高めることができる。なお、塗装具２および３の吹きだし軸線２Ｃおよび３Ｃの角度を調整することにより、ガラス容器の表面近傍にて交差するような位置から塗装することがより好ましい。
【００３１】
従来、２種類の塗剤を用いて化粧塗装を行う場合、あらかじめ被塗装面に第１の塗剤を霧状に吹き付けて均一に塗装、乾燥したのちに、この第１の塗膜上に第２の塗剤を粒径が大きい粒状に疎らに別吹きする方法や、第１、第２の塗剤をともに粒状としかつ被塗面にてオーバーラップする方法が提案されている。また、塗剤を粒状体として吹き出す塗装具を、２個横に並べた塗装装置では、化粧塗装を行なう際に、右方向に塗装するいわゆる右吹きした場合と、その逆の左吹きした場合とでは塗装模様や色調、風合いといったものが全く異なるものになっていたが、本発明で使用される塗装装置によれば、圧縮空気で吹き出された第２の塗剤Ｂの粒状体Ｂｐが、圧縮空気で吹き出された第１の塗剤Ａの霧状体Ａｓに混じり合った状態で塗装されることにより、回転方向にかかわらず、同一の塗装模様、色調が得られるため、塗装を極めて容易かつ能率よく行なうことができる。
【００３２】
また特開平９−２８５７４３号公報に記載の塗装方法では、第１の塗装具の高圧空気がガラス容器の表面にあたるため、とくにガラス容器が複雑な形状をしているときは、塗料の垂れが生じ、うまく塗装することができない。本発明では、図１のように塗装具を固定し、ガラス容器を回転させながら塗装することにより、塗料の垂れがなく、塗装模様や色調、風合いなどのデザイン性に富む化粧塗装を行うことができる。
【００３３】
前記圧縮空気の圧力（霧化圧）は、０．０１〜０．５０ＭＰａであることが好ましい。圧力が０．０１ＭＰａより低いと、塗料がノズルより充分に吹きだすことができなくなる傾向にあり、０．５０ＭＰａをこえると、塗料の垂れが生じたり、塗装模様が均一化されない傾向にある。また、塗剤流路から塗剤を吐出する圧力（吐出圧）は０．０５〜０．４ＭＰａであることが好ましい。吐出圧が０．０５ＭＰａより低いと、塗剤が垂れることなり、０．４ＭＰａをこえると、ガラス容器表面に均一な模様が形成されない傾向にある。
【００３４】
ガラス容器の回転速度は、容器の大きさ、ライン速度にもよるが、０．５〜１５０ｒｐｍが好ましく、１０〜８０ｒｐｍがより好ましい。ガラス容器は円筒であるため０．５ｒｐｍより遅いと塗装できず、１５０ｒｐｍより速いとガラス容器の軸の振れが大きくなり、隣りのガラス容器と接触するなどの不都合な点を生じる。
【００３５】
ライン速度は、容器の大きさ、回転速度にもよるが、１〜１５ｍ／分が好ましく、３〜７ｍ／分がより好ましい。１５ｍ／分よりも速いと、後工程である梱包作業などに支障をきたし、１ｍ／分よりも遅いと、経済性に劣ることとなる。
【００３６】
アンダーコート層を有するガラス容器にこの塗装装置を用いて塗装することで、デザイン性に富む化粧塗膜を優れた密着性で付与することができる。
【００３７】
アンダーコート層の形成、および塗膜の形成が終了した後、焼き付けが行なわれる。焼き付けを行なうことにより、形成された膜がより強固なものとなる。この焼き付けは、８０〜２８０℃の温度範囲で行なうことが好ましい。焼き付け時間は、温度にもよるが２〜５０分間であることが好ましい。焼き付け温度が８０℃より低いと耐溶剤性、塗膜硬度が不足する傾向にあり、２８０℃より高いと塗膜黄変が生じ、塗膜密着強度が劣る傾向にある。焼き付け時間が短いと耐溶剤性、塗膜硬度が不足する傾向にあり、長いと塗膜黄変が生じ、塗膜密着強度が劣る傾向にある。
【００３８】
化粧塗膜層、アンダーコート層、トップコート層に使用される塗料には、必要に応じて顔料、染料、アルミニウム、樹脂ビーズなどの着色剤、密着性を向上させるためのカップリング剤、レベリング剤、消泡剤、スベリ剤などの塗膜形成助剤を添加し使用することができる。また、シリカゲル、炭酸カルシウム、硫酸バリウムおよびクレーなどの表面凹凸形成剤、および／または有機ベントナイト、水添ヒマシ油ワックス、ポリドアマイドワックス系、酸化ポリエチレン系、金属せっけん類、ヒマシ油、高級脂肪族アルコールの硫酸化物および界面活性剤系などの沈降防止剤を混合することで、ガラス容器の化粧塗膜層としてデザイン性に富む塗膜を形成することができる。
【００３９】
本発明の製造方法により得られたガラス容器は、デザイン性に富む塗膜を有し、塗膜の密着性にも優れている。たとえば、化粧品容器、日本酒や焼酎の瓶などに適用することができる。また、寸法安定性、リサイクル適性がない陶器の代替品として、ガラス容器表面に陶器調デザインを塗装したリサイクル可能な容器を提供することも可能である。
【実施例】
【００４０】
以下に、本発明を実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお実施例中、「部」は重量部を、「％」は重量％を表わす。
【００４１】
（塗料の作製）
温度計、還流冷却器、攪拌器、滴下漏斗、窒素ガス導入管を備えた４つ口フラスコにトルエン２５部、酢酸ブチル２５部を仕込んだ。また、メチルメタクリレート１８部、ブチルアクリレート１８部、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート１３部、過酸化ジベンゾイル１部からなるモノマー混合物を均一になるように攪拌し、滴下漏斗に入れた。４つ口フラスコを１００℃に加熱し、モノマー混合物を３時間かけて滴下した。不揮発成分が５０％となったのを確認したのち、１時間保持後、冷却し、トルエン／酢酸ブチルの重量比が１／１で不揮発成分４０％のアクリル樹脂を得た。
【００４２】
上記アクリル樹脂を固形分で６０％、メラミン樹脂（サイメル３２５（サイテック（株）製））３０％、エポキシ樹脂（エピクロン１０５０（大日本インキ（株）製））１０％の割合で混合したものに、酸化チタン（ＣＲ９０（石原産業（株）製））をＰＷＣ（Part Weight Content）５０％となるようにサンドミルで２０分間分散し、固形分５０％の白塗料（Ａ）を得た。また、酸化チタンのかわりにカーボンブラック（ＦＷ−２００（デグサ（株）製））をＰＷＣ７．０％となるように、ボールミルで４８時間分散し、固形分４３％の黒塗料（Ｂ）を得た。さらに、顔料を含まないクリヤー塗料（Ｃ）を得た。
【００４３】
ここで得られた白塗料（Ａ）、黒塗料（Ｂ）、クリヤー塗料（Ｃ）各１００部に対して、シランカップリング剤（ＫＢＥ−９０３（信越化学工業（株）製））３部、希釈シンナー５０部を添加し、それぞれ粘度１９秒／１７℃、１８秒／１７℃、１６秒／１７℃（フォードカップ測定による）に調整した。
【００４４】
実施例１〜８および比較例１〜３
第１塗装具および第２塗装具（（株）明治機械製作所製、ノズル口径  ０．８ｍｍ、ガン距離  ２００ｍｍ）を用いて、表１および２に記載の条件にて無地瓶（日本山村硝子（株）製  ＳＴＡＧＥＡ７２０ｍｌ）に塗装した。塗装時のライン速度は５ｍ／分であった。なおアンダーコート層およびトップコート層は、静電塗装機（ランズバーグ社製）を用いて静電塗装法により形成した。トップコート層の層厚は１５μｍであった。塗装後のガラス瓶の表面には大理石調の模様が形成されていた。
【００４５】
【表１】
2005169353.tif 000002
【００４６】
【表２】
2005169353.tif 000003
【００４７】
塗装後のガラス瓶に対して１６０℃で３０分間焼き付けを行ない、耐疵つき性、耐薬品性、耐密着性試験、耐沸騰水試験を実施した。
【００４８】
塗膜の評価方法は以下の通りである。
（１）耐疵つき性：ＪＩＳＫ５６００による鉛筆引っかき試験方法に従って評価した。
（２）耐薬品性：５％硫酸と５％ＮａＯＨ溶液に２０℃で２４時間浸漬したのちの塗膜状態を観察し、次のように評価した。
５：跡が全くない。
４：跡がわずかに認められる。
３：跡がやや目立つ。
２：跡が濃く残る。
１：剥離する。
（３）耐密着性試験：塗膜に対して、１００のマス目ができるよう碁盤目状に切り目を入れ、セロテープによる剥離を行ない、塗膜の残存数を記録した。
（４）耐沸騰水試験：沸騰水に１時間つけたのち、（３）と同様の試験を行なった。
（５）化粧塗膜層の模様：化粧塗膜層を観察し、次のように評価した。
〇：均一に塗装されている。
×：塗料の垂れが見られる。模様に均一性がない。
結果を表３および４に示す。
【００４９】
【表３】
2005169353.tif 000004
【００５０】
【表４】
2005169353.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明で使用される塗装装置の概略平面図である。
【図２】本発明で使用される塗装装置から噴射された塗剤の状態を示す概念図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  スプレーガン
２  第１の塗剤の塗装具
３  第２の塗剤の塗装具
５  ガラス容器
６  塗装具支持棒
７  ガラス容器保持具
８  ギア
９  チェーン
１０  コンベアー
１１  キャップ
１２  塗装面
Ａｓ  塗剤Ａの霧状体
Ｂｐ  塗剤Ｂの粒状体
２Ｃ  塗装具２の吹き出し軸線
３Ｃ  塗装具３の吹き出し軸線
【図１】
2005169353.tif 000006
【図２】
2005169353.tif 000007