(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂コートされた未使用のガラス壜の表面に、１３００〜２０００℃のバーナーフレームを０.１〜１０秒間照射することにより、樹脂表面を親水化処理することを特徴とする樹脂コートガラス壜の親水化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂コートガラス壜の親水化処理方法に関するものであり、特に繰り返し使用されるリサイクル壜に適した樹脂コートガラス壜の親水化処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス壜の胴部外表面には工場のコンベヤライン上や輸送中においてスカッフィングと呼ばれる細かい傷が入り易く、外観及び強度の低下を招く。そこで繰り返し使用されるガラス壜（リサイクル壜）については、従来から胴部表面にウレタン系樹脂やエポキシ系樹脂などの透明な樹脂コートを施すことにより、スカッフィングを防止している。
【０００３】
このような樹脂コートガラス壜は、市場から回収されたのちボトラーの工場等において洗浄され、検査、充填、出荷というサイクルを数十回繰り返すのが普通である。ところが樹脂表面は一般的に疎水性であるから、洗浄工程において壜表面に付着した水滴は、図６のように盛り上がった状態となる。このため、洗浄後に画像検査機１を用いて壜検査を行なうときに、盛り上がった水滴が照明板２からの光線を屈折して異物や傷と誤判定され易く、不良壜として排除されてしまうことがあった。
【０００４】
このような問題を解決するための手段としては、現状では放電プラズマ処理法が唯一の有効な手段である。この方法は大気発生型高電圧プラズマ発生装置を用いて発生させた電気プラズマを壜表面に照射し、樹脂面を親水化処理する方法である。これにより水滴の盛り上がりは少なくなるため、前記のような誤判定は大幅に減少する。しかしこの放電プラズマ処理法は、プラズマ発生装置が大型で高価であるため処理コストが高くなること、放電プラズマにより空気中に有害なオゾンが発生すること、１本のガラス壜あたり５秒以上の照射が必要となるため処理能力が低いことなどの問題が残されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、高価な設備を必要とせず、また有害なオゾンを発生させることもなく、短時間で樹脂コートガラス壜の樹脂表面を親水化処理することができる方法を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の樹脂コートガラス壜の親水化処理方法は、樹脂コートされた未使用のガラス壜の表面に、１３００〜２０００℃のバーナーフレームを０.１〜１０秒間照射することにより、樹脂表面を親水化処理することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によれば、樹脂コートガラス壜の表面に１３００〜２０００℃程度のバーナーフレームを０.１〜１０秒程度の短時間だけ照射することによって、樹脂コートガラス壜の樹脂表面に親水基を形成することができる。このため従来の放電プラズマ発生装置のような大型で高価な設備は不要となり、放電プラズマが照射面積が限定されているのに対して、バーナーフレームでは広範な照射面積が得られることから、経済的にしかも迅速に処理を行うことができる。しかも放電プラズマ処理とは異なり有害なオゾンを発生させることもない。本発明により処理された樹脂コートガラス壜の樹脂表面では、水の接触角が３０°以下と小さくなり、洗壜機で付着した水滴が大きく盛り上がることはないので、画像検査機を用いて検査を行なう際に、水滴による誤判定をほぼ完全に防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施の形態を示す。
先ず新しいガラス壜の胴部外表面を樹脂コートした樹脂コートガラス壜を定法により製造する。本発明においては、樹脂の種類は特に限定されるものではなく、この技術分野において実用的に用いられているウレタン系樹脂やエポキシ系樹脂などを用いることができる。なお樹脂コートの接着性を向上させるために、必要に応じてシランカップリング剤などによるプレコートを行なう。ウレタン樹脂コートされたガラス壜表面における水の接触角は５５°以上であるため、水が付着すると図６のように表面が盛り上がった水滴となり、画像検査機を用いて検査を行う際に障害となることは前記したとおりである。
【０００９】
そこで本発明では、樹脂コートガラス壜を壜メーカーから出荷する前の新壜の状態において、高温のバーナーフレームを１０〜２００ｍｍの近距離から壜表面に向けて短時間照射する。図１はその具体例を示す図であり、回転テーブル１０上に多数配置したホルダー１１に樹脂コートガラス壜を載せ、ホルダー１１とともに樹脂コートガラス壜を回転させながらガスバーナー１２から高温のバーナーフレームを短時間照射する。樹脂コートガラス壜の回転速度は０〜６００ｒｐｍとする。ただし回転させない場合には両側にガスバーナー１２を配置して、樹脂コートガラス壜がその間を移動する方式とする。通過速度は１〜６０ｍ/分とし、連続移動としても間欠移動としてもよい。
【００１０】
使用するガスバーナー１２の種類は特に限定されるものではないが、壜表面付近で測定したバーナーフレームの温度が１３００〜２０００℃の範囲に達するものであることが好ましい。その燃料としては、ＬＰＧ、ブタンガス、天然ガス、都市ガス、これらの混合ガスなど任意のものを使用することができる。また酸素と併用させることもできる。その炎形状はリボン状とすることが好ましいが、特に限定されるものではない。このような高温のバーナーフレーム中では、炭化水素燃料を燃焼させることにより生じた電子、イオン、官能基などが樹脂表面と反応して樹脂表面を極性化し、樹脂表面の表面エネルギーを増加させる。その結果、樹脂表面に親水基が形成されて親水化されるが、その効果は極めて安定であり長期間にわたる持続性を持つ。
【００１１】
本発明においては、バーナーフレームの照射時間は０.１〜１０秒とすることが好ましい。０.１秒未満では十分な効果が得られず、１０秒を越えると生成された親水基あるいは樹脂自体が熱により分解変質し、黄変が乗じて親水性が損なわれる。最も好ましい照射温度は２〜３秒である。上記のように、高温のバーナーフレームをごく短時間だけ照射することによって、樹脂表面の外観を全く変化させることなく、親水化することができる。
【００１２】
本発明により親水化処理された樹脂コートガラス壜は従来品と同様にボトラーに出荷され、充填、市場への出荷、市場からの回収、洗浄、検査、再充填というサイクルを繰り返すこととなる。しかし表面に親水基が形成されているので、洗壜機において樹脂コートガラス壜の表面に水滴が付着しても、図２に示すように水の接触角は３０°以下と小さくなり、洗壜機で付着した水滴が大きく盛り上がることはない。このため、画像検査機１を用いて検査を行なう際に、水滴による光線の屈折などは僅かとなり、水滴による誤判定をほぼ完全に防止することができる。
【００１３】
この効果は持続性に優れ、新壜の状態において１回の処理を施すだけで、３０トリップ（３０サイクル）を経過してもなお十分な効果を保持することが確認されている。そのデータは後記する実施例に示す。
【００１４】
なお上記の例では樹脂コートガラス壜を回転させながらバーナーフレームを照射したが、前記したように、コンベヤ上に載せた樹脂コートガラス壜を移動させながら、コンベヤの両側に配置したガスバーナーからバーナーフレームを照射する方法を取ることもできる。この方法ではコンベヤの進行方向と幅方向とでは樹脂コートガラス壜の表面に当たるバーナーフレームの温度は多少異なることとなるが、実用上は支障なく親水化処理を行えることを確認した。
【００１５】
上記のように、本発明によればガスバーナーだけで親水化処理が可能となるので、従来のプラズマ発生装置のような大型で高価な設備は不要となる。また放電プラズマ処理の場合には５〜１０秒間の処理時間が必要であったのに対して、本発明でははるかに短時間に処理を行うことができる。しかも放電プラズマ処理とは異なり有害なオゾンを発生させることもない。
【００１６】
【実施例】
ガラス製の牛乳壜の胴部にウレタン樹脂コートを施した樹脂コートガラス壜を大量に製造してサンプルとした。これらの未使用の樹脂コートガラス壜に対して、ＬＰＧガスバーナーとブタンガスバーナーとを用いて、それぞれ親水化処理を施した。また比較のために放電プラズマ処理も行った。その結果を、水の接触角により評価し、図３のグラフに示した。なお、接触角はアルカリ洗浄剤（商品名：エクリン、１.５％、７５℃、１０分）で洗浄した後のサンプルについて、イオン交換水を用いて測定した。このグラフから、本発明方法によれば短時間で優れた親水化処理が行なえることが分かる。
【００１７】
次に、ＬＰＧガスバーナーを用いて３秒間の処理を行った樹脂コートガラス壜を用いて、サイクル試験を行なった。（アルカリ洗浄剤による１０分間の洗浄）+（ラインシミュレータによる加傷１分）を１サイクルに相当する試験条件とした。その結果を図４のグラフに示した。このグラフから、本発明方法による親水化効果は、３０サイクル以上まで維持されることが分かる。
【００１８】
なお、実施例におけるブタンガスバーナーのフレーム各部の温度と処理中の壜温度を測定したところ、フレーム温度は１３８０〜１４９０℃であったが、壜温度は図５のグラフのように僅かに上昇したのみであり、樹脂コートが損傷されることはなかった。
【００１９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の親水化処理方法によれば、従来のような高価な設備を必要とせず、また有害なオゾンを発生させることもなく、短時間で樹脂コートガラス壜の樹脂表面を親水化処理することができる。このため水の接触角が小さくなり、洗壜機で付着した水滴が壜表面で大きく盛り上がることはないので、画像検査機を用いて検査を行なう際に、水滴による誤判定を招くおそれがない。しかもこの処理は新壜の状態で１回行なうだけで少なくとも３０サイクルまでは効果が持続する利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す側面図である。
【図２】本発明により処理された樹脂コートガラス壜の検査状態を示す側面図である。
【図３】実施例における処理時間と接触角の関係を示すグラフである。
【図４】実施例におけるサイクル数と接触角の関係を示すグラフである。
【図５】実施例における壜温度の変化を示すグラフである。
【図６】未処理の樹脂コートガラス壜の検査状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１  画像検査機
２  照明板
１０  回転テーブル
１１  ホルダー
１２  ガスバーナー
【図１】
0003927820.tif 000002
【図２】
0003927820.tif 000003
【図３】
0003927820.tif 000004
【図４】
0003927820.tif 000005
【図５】
0003927820.tif 000006
【図６】
0003927820.tif 000007