CN1021770C - 一种仿陶瓷黑色玻璃瓶的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种防陶瓷，黑色玻璃及其生产方法是以重晶石、煤粉、红土和铬矿渣为着色原料(又称以硫碳、铁铬着色)；再经过(1)配合料制备，(2)玻璃熔制，(3)制品成型，(4)制品退火处理，(5)成品的检验与包装共五道工序制做成一种外观美似古陶、且能用于包括酒类的食品包装用的黑色玻璃瓶。该种黑色玻璃瓶具有外型美观、用途广泛、制作工艺简单和成本低廉的优点。

Description

本发明属于硅酸盐玻璃专业领域，更确切说是一种仿陶瓷、黑色玻璃瓶的生产方法。

目前，用陶瓷瓶做某些商品的包装物（例如装酒用的陶瓷酒瓶）因外型古朴典雅且美观而受广大用户的欢迎，但由于陶瓷瓶存在如下缺点：

1.易渗漏：渗漏率＞10%;

2.易破碎：破碎率＞8%;

3.口部易变形：变形率＞10%;

4.价格高：每只瓶售价≥1.40元;

5.制造工艺复杂：需用10道工序才能加工制成成品。故用陶瓷制品作包装瓶目前还不能普遍展开;又因目前制造黑色玻璃系采用钴、镍、铬、锰、铜进行着色，不但成本高（1，000kg玻璃液成本6，109.30元），工艺复杂，生产设备投资大（年产20，000t玻璃生产线，仅窑炉和加工机械两项就需1，300万元以上），原料质量要求严（氧化镍、氧化钴纯度均需在99%以上），而且应用范围窄（因含有对食品有污染成份，故禁止应用于包括酒类在内的食品包装瓶）。

本发明的目的是用廉价的原料（以硫、碳、铁、铬混合着色），简单的工艺，廉价的设备，试制出一种外型美观似陶瓷，应用范围广（不但可以用于作装饰品、化工原料和化妆品用的包装瓶，而且还可以应用于包括酒类的食品含装瓶）的黑色玻璃瓶。

本发明的内容：说明书附图是本发明的工艺流程图。现参照附图将本发明的内容详述如下：

一、配合料制备：

1.熟料准备：熟料包括回收的同质玻璃、杂质玻璃和翠绿玻璃。其中的同质玻璃系指本发明在生产中不合格品重新用作原料的返工品;杂质玻璃系指从社会上收购来的各种可用的玻璃：翠绿玻璃系指含Cr的玻璃，例如：啤酒瓶。

①将三种熟料分别进行破碎，再分别过1目/cm²筛网，使熟料的粒度达到下述标准：

名称    粒度（mm）

同质玻璃    30-50

杂质玻璃    30-50

翠绿玻璃    30-50

②将筛选合格的三种熟料分别放入洗料机内，用水冲洗掉残留土质。经水洗后，三种熟料均要达到无泥土要求。

③经水洗合格的三种熟料再送到检验部分别去除杂质。经本工序去除杂质后的三种熟料均要达到无铁片、塑料碎片、陶瓷碎片及其它杂质。

④经去除杂质合格后的三种熟料再分别进行烘干，使熟料含水量达到＜2%标准。

⑤经烘干达到合格的三种熟料，按下表所列比例进行混均后，送入料仓备用。

熟料名称    用量（%）

同质玻璃    10～20

杂质玻璃    70～50

翠绿玻璃    20～30

2.粉料准备：

粉料系指：硅砂、纯碱、长石、白云石、青石、萤石、重晶石、铬矿渣、煤粉、红土共10种。上述10种粉料准备的具体过程是：

①经检验，10种粉料凡水份超出《粉料质量标准》规定的，应进行烘干至合格。

②水份合格后的粉料再分别按下述要求，将10种粉料分别进行过筛，去除杂质和大颗粒粉料后，分别入库备用。

A.硅砂、长石单独过35目/cm²筛;

B.纯碱、青石、白云石均单独过65目/cm²筛;

C.萤石、重晶石单独过85目/cm²筛;

D.铬矿渣、煤粉、红土单独过100目/cm²筛。

③10种粉料经过筛选和烘干最后质量必须达到下述标准：《粉料质量标准》

（表见文后）

3.配合料制备：

①启动混料机运转，转速60转/分。

②在混料机运转情况下，按下表规定数量依次先将硅砂、纯碱、长石、白云石、萤石、青石粉料倒入混料机中。

③然后按下表规定数量将铬矿渣、重晶石、煤粉、红土先在一个容器内均匀混和后，再倒进混料机中与先倒入的粉料混匀。

④上述倒入混料机内的各种粉料含量列表如下：

粉料名称    含量（%）

硅砂    57～62

纯碱    15.7～16.5

长石    5.8～0.0

白云石    3.0～2.0

青石    4.0～5.0

萤石    2.5～1.0

重晶石    2.5～3.5

铬矿渣    2.5～4.0

煤粉    5.0～6.0

红土    2.0～0.0

⑤粉料全部倒入混料机后，再按熟料总量∶粉料总量＝（0.5～1）∶1的比例将熟料倒进混料机中，再运转1分钟后停车。

⑥在混料机加料过程中要往料中再喷淋清水，以使混合后的配合料含水量为：4～5%。

⑦混合后的配合料均匀度＞95%，含水量4～5%为合格，合格后的配合料从混料机中卸出，运往窑头料仓备用。

二、玻璃熔制：

将合格的配合料投入池炉中进行熔制，熔制的具体过程是：

1.投料：启动薄层投料机将配合料从池炉加料口均衡，缓慢、不间断地输入池炉内，以玻璃液面高度波动＜±5mm为准，否则调整下料速度。

2.投煤：在投料的同时要及时往燃烧室内投煤，并要每半小时由加煤口投煤一次，使煤在燃烧室内均匀覆盖在燃烧层表面，以使玻璃液温度控制 在1440℃±5℃;另外还要每隔2小时去除煤渣一次。

3.在玻璃熔制过程中要经常从出料口拈取小料观察玻璃液熔化情况：当小料达到透明，无气泡、无条纹、无结石、即为合格。如不合格需提高炉温延时熔化。池炉属于不间断的连续生产设备。

三、制品成型：

1.雏型制造：

①用φ10×1000mm铁管从窑炉出料口插入玻璃液中，拈取合格的玻璃液，移至雏型机模具口上方（挑料速度为6～7块/分）用剪刀剪断料液，使料滴垂直落入事先准备好的模具内。并充满雏型模容积的2/3。料滴温度为1150±5℃。

②当料滴落入雏型机模具内时，随之从雏型模口上扑气1秒，继之从口模下吹气1秒，从口模再进行雏型扩张吹气1秒，至料泡不冒出模具口为准。扑气和吹气压力均为0.5MPa。

③成型制造：

当雏型制造过程完成后，打开雏型模，用口模端取出玻璃料胎，并把料胎上下翻转2秒后。将料胎口朝上送入成型机模具内，关闭好成型模再由口模进行上扑气2秒（扑气压力为0.5MPa），然后开启口模，并使成型模旋转一个工位，静止3秒种后，再打开成型模，用铁夹钳夹持瓶颈部送入退火窑内进行退火。在成型制造阶段要求瓶壁厚薄均匀（厚薄偏差为±1.0mm），若超过此规定即为不合格品。

四、制品退火处理：

本工序是将从“成型制造”转来的合格品送入退火窑内进行退火处理。其具体步骤如下：

1.退火窑：该设备为三孔火灶燃煤网带式退火窑。进口温度：500℃±5℃;高温区温度：550℃±5℃;保温区温度：500℃±5℃;缓冷区终端温度：350℃±5℃;急冷区终端温度：50℃±5℃。

2.退火处理过程：

在退火窑各区温度正常后，再把从“成型制造”转来的合格品送入退火窑内摆放整齐，产品依次在窑内经过高温区→保温区→缓冷区→急冷区后，输出退火窑。产品在退火窑内共运行120～150分钟。

3.退火后产品质量要求：瓶身表面象蒙有一层灰黑色粉，瓶底微有烙出的印子为合格。

五、成品的检验与包装：

1.成品的检验：

①成品质量检验标准：

A、无炸裂，轻击不破;B、口部无裂纹，无内立棱;

C、瓶身无偏歪、变形现象;D、合缝线高度不大于1mm;

E、表面无大气泡（气泡半径＞1mm）、无结石、无条纹;

F、重量偏差不大于10g;G、瓶容量偏差范围5±ml：

H、瓶整体高度偏差范围±0.5mm;I、瓶身外径偏差范围：±0.5mm;J：瓶口（螺纹口）内（外）径偏差范围：±0.5mm;

K：瓶身垂直偏差＞4mm;L、瓶身椭圆度偏差不大于2mm。

M、耐热急变：承受35℃（35°-70℃）的温差急变不炸裂;

N、能承受0.7MPa内压力不破裂;

O、能耐0.8J的冲击力不破裂;

P、耐稀酸侵蚀：在酸性溶液中呈红色。

②成品的检验方法：

A、常规检验：

当瓶子出退火窑后按上述“成品质量检验标准”的前5项指标逐只进行检查。在检验过程中产品有其中一项达不到标准者即为废品。

B、例行检查（抽验）：

在产品经上述“常规检验”合格后，再由检验部门进行抽检。抽检方法是：每10，000只为一个批量单位，按照GB-4544;GB-4546;GB-4547;GB-4548;及ZBY22007-87（即前述的“成品质量检验标准”）之规定，每项指标抽验10只，产品抽验合格后方可出厂。若有其中一项不合格，再取加倍数量的样品重做检查，若仍不合格即为不合格品，不准出厂。

2.成品包装：

本工序是把经“成品检验”（包括“常规检验”和“例行检验”）合格的产品逐只放入纸箱中。瓶间放纸隔板。瓶子装满箱后加箍固紧，再在箱表面贴合格证及有关标记，准备出厂。

本发明的优点和特点：

1.本发明是一种在方法上采用硫碳和铁铬离子 混和着色;产品是一种外观美似陶瓷的黑色玻璃瓶。本发明着色用的原料与用钴、镍、铬、锰、铜离子为着色剂，无论从方法难易程度上，成品价格上或可应用范围上都有实质性区别。

2.本发明着色原料系采用工业废弃物铬矿渣和价格低廉的重晶石及煤粉。这些原料具有来源充足、运输方便和价格低廉的优点。例如：本发明采用的着色剂其成本为32.26元/1，000kg玻璃液;而用钴、镍、铬、锰、铜离子为着色剂时，其着色剂的成本为5，790.34元/1，000kg玻璃液。

3.本发明的用途广泛，不但此种玻璃可以应用于做装饰品、化工产品和化妆品的包装瓶，而且还可以用于制做食品包装器具（例如：酒瓶）;而以钴、镍、铬、锰、铜离子为着色剂生产的黑色玻璃就不能用于制做食品包装器具（如：酒瓶）。

4.本发明用的着色剂进行着色时，质量均匀，成分稳定，成品率高（钴、镍、铬、锰、铜着色玻璃成品率只有70～80%;而本发明成品率＞95%）。

5.本发明在生产中采用的设备简易、价廉（年产20，000t玻璃，本发明总投资金少于300万元;而以钴、镍、铬、锰、铜着色的黑色玻璃，仅设备投资一项就在1，300万元以上），且生产工艺简单、易行。

本发明的实施例

例1：一、配合料制备：

1.熟料准备：

①按质量标准要求分别对三种熟料用1目/cm²筛网过筛，然后进行水洗来去除杂质，最后进行烘干处理至合格。

②在合格的熟料中称取同质玻璃13kg;杂质玻璃89kg;翠绿玻璃25kg并混匀备用。

2.粉料准备：

①先将各种粉料中的水分按标准分别处理合格。

②将水分合格的各种粉料按下列质量标准要求分别筛选去除粗粒和杂质。

A、硅砂、长石通过35目/cm²筛网：

B、纯碱、白石云、青石通过65目/cm²筛网：

C、萤石、重晶石通过85目/cm²筛网：

D、铬矿渣、煤粉、红土通过100目/cm²筛网。

3.配合料制备：

①分别将处理合格的各种粉料进行称量;

硅砂：76.8kg;纯碱：21.0kg;长石：1.9kg;白云石：2.9kg;青石：6.0kg;萤石：2.5kg;重晶石：3.2kg;煤粉：7.6kg;铬矿渣：4.0kg;红土：1.0kg（重晶石、铬矿渣、红土、煤粉称量后先掺匀后再用）。将以上粉料依次倒入转速为60转/分的混料机中。

②以熟料总量∶粉料总量＝1∶1的比例将称取混匀的熟料倒入已装有粉料的混料机中。在配合料制备过程中还要向混料机中喷淋雾状清水2.0kg。

③熟料倒进混料机1分钟后停车（总运转时间4～5分钟），取样测定配合料含水量和均匀度。水分＜5%;均匀度＞95%。然后把配合料从混料机中卸出运往窑头料仓。

二、玻璃熔制：

1.在保证池炉玻璃液面高度波动＜±5mm，和出料量稳定的前提下，开动薄层投料机（TL-120），把配合料不间断地从池炉投料口投入窑内，料层厚度＜50mm，投料量为476kg/小时，投料机运行速度：往复一次/2分钟。

2.为确保玻璃熔化温度稳定在1440℃±5℃;在投料的同时必须每半小时加煤一次，每次加入量为150kg;并且每隔2小时剔除灰渣1次。

3.经过熔制的玻璃液质量必须达到：由出料口以铁管拈取小料观察时，玻璃液呈透明、无气泡、无结石、无条纹。

三、制品成型：

1.雏型制造：

用φ10×1，000mm的铁管由窑炉出料口插入玻璃液面拈取0.6kg±0.1kg玻璃液，移至雏型机模具上方，使玻璃液垂直滴入模具口内，用工业剪刀剪断，使玻璃液充满模具容积的2/3（重量为450g±5g，来制取容量500ml的瓶子），随之从雏型口模上扑气1秒，再由口模下吹气1秒，然后再由口模下吹雏型扩张气1秒，使料泡不超过模具口为准。雏型气压：0.5MPa。

2.制品成型：

将已完成雏型制造过程的雏型模打开，用口模 取出料胎并上下翻转2秒钟后，将料胎口朝上送入成型机模具中，关闭成型模随之从口模上扑气2秒种，然后打开口模，将成型模旋转一个工位，再静止3秒钟后打开成型模以铁夹钳夹持瓶子颈部，送入退火窑进行退火处理。

四、制品退火处理：

1.制品（瓶）经“制品成型”工序后转到“制品退火处理”工序进行退火处＊理。

2.本实施例用的退火窑规格是：三孔火灶窑炉，窑长27m，网带宽度1.25m，空间高度300mm，网带转速0.2m/分，高温区长：5.5m，保温区长6m，缓冷区长8m;急冷区长7m;进口温度500°±5℃，高温区温度550°±5℃，保温区温度500°±5℃，缓冷区终端温度350°±5℃，急冷区终端温度50°±5℃。

3.制品（瓶）从退火窑入口进入退火窑随网带运行，为确保窑炉各区温度稳定在规定的指标内，炉工每半小时加煤（无烟煤）一次，每孔火灶加煤15kg/每次。如发现局部区间炉温过高，可有针对性地敞开炉门进行降温，以达到温度指标为准。

4.网带运行135分钟，制品（瓶）从窑内出口，制品手感不烫手，表面蒙有一层灰黑粉，底部微有网带烙印。此产品即为退火后的合格品。

五、成品的检验与包装：

本实施例的“成品的检验与包装”与前述的“成品检验与包装”相同，本实施例全部按前述进行，故不再重述。

六、本实施例的优点与特点，请见前述的“本发明的特点和优点，”故也不重述。

粉料名称    粒度及纯度    水份（%）    其它指标

硅砂 0.25-0.5mm的＞90% ＜5 SiO₂＞85%

纯碱 0.15-0.25mm的＞90% ＜2 Na₂CO₃＞98%

Al₂O₃＞17%

长石    0.15-0.5mm的＞90%    ＜1

（Na₂O或K₂O）＞10%

白云石    0.15-0.25mm的＞90%    ＜1    MgO＞20%

青石    0.15-0.25mm的＞90%    ＜1    CaO＞50%

萤石 0.10-0.20mm的＞90% ＜1 CaF₂＞80%

重晶石 0.10-0.20mm的＞90% ＜1 BaSO₄＞95%

Cr₂O₃＞5%

铬矿渣    ≤0.15mm的100%    ＜0.5

Fe₂O₃＞8%

煤粉    ≤0.15mm的100%    ＜1    C＞80%

红土 ≤0.15mm的100% ＜0.5 Fe₂O₃＞97%

粉料名称    粒度及纯度    水份（%）    其它指标

硅砂 0.25-0.5mm的＞90% ＜5 SiO₂＞85%

Al₂O₃＞17%

长石    0.15-0.5mm的＞90%    ＜1

Na₂O（或K₂O）＞10%

纯碱 0.15-0.25mm的＞90% ＜2 Na₂CO₃＞98%

白云石    0.15-0.25mm的＞90%    ＜1    MgO＞20%

青石    0.15-0.25mm的＞90%    ＜1    CaO＞50%

重晶石 0.10-0.20mm的＞90% ＜1 BaSO₄＞95%

萤石 0.10-0.20mm的＞90% ＜1 CaF₂＞80%

Cr₂O₃＞5%

铬矿渣    ≤0.15mm的100%    ＜0.5

Fe₂O₃＞8%

煤粉    ≤0.15mm的100%    ＜1    C＞80%

红土 ≤0.15mm的100% ＜0.5 Fe₂O₃＞97%

Claims (2)

1、一种仿陶瓷黑色玻璃瓶的生产方法，该方法包括：

<一>配合料制备：

(1)熟料准备：(A)经破碎、过筛，使同质玻璃，杂质玻璃和翠绿玻璃三种熟料的粒度均达到30～50m/m。(B)通过洗涤和除杂，达到无有害杂质。(C)经过干燥，使熟料水份＜2%并混均。(D)加入配合料中三种熟料的用量是：同质玻璃10～20%，杂质玻璃70～50%，翠绿玻璃20～30%。

(2)粉料准备：通过干燥和除杂，使粉料先达到水分合格和无杂质，然后过筛，过筛要求如下：

(A)硅砂和长石均单独过35目/厘米²筛。

(B)纯碱、青石和白云石均单独过65目/厘米²筛。

(C)萤石、重晶石单独过85目/厘米²筛。

(D)铬矿渣、煤粉和红土单独过100目/厘米²筛。

(3)配合料的制备：

(A)粉料成分的配方比例：

粉料名称  含量（%）

硅砂  57～62

纯碱  15.7～16.5

长石  5.8～0.0

白云石  3.0～2.0

青石  4.0～5.0

萤石  2.5～1.0

重晶石  2.5～3.5

铬矿渣  2.5～4.0

煤粉  5.0～6.0

红土  2.0～0.0

(B)粉料的混合过程：先启动混料机并使转速达60转/分，然后按上表比例依次先将硅砂、纯碱、长石、白云石、萤石、青石粉料倒入混料机中，再将铬矿渣、重晶石、煤粉、红土先在一个容器内混均，再倒入混料机中与先倒入的粉料混均。

(C)将混合好的熟料和粉料按熟料∶粉料=(0.5～1)∶1的比例配好并混均。

<二>玻璃熔制：将准备好的配合料投到窑炉中在玻璃温度为1440°±5℃下进行熔制。

<三>制品成型：将熔制好的玻璃液在模具中制成玻璃瓶。

<四>制品退火处理：将成型制出的合格品从模具内取出，移入退火窑内进行退火。退火窑内各部位温度是：进口温度：500°±5℃；高温区：550°±5℃；保温区：500°±5℃；缓冷区终端：350°±5℃；急冷区终端：50°±5℃。

<五>成品的检验与包装，制得一种外观似陶瓷的黑色玻璃瓶。

2、按照权利要求1所述的一种仿陶瓷黑色玻璃瓶的生产方法，其特征在于该方法所述的<一>配合料制备中的粉料质量标准是指：

（表见文后）

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