CN110316964A - 一种高性能玻璃瓶制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及玻璃瓶的技术领域，特别是涉及一种高性能玻璃瓶制备方法，其可以有效去除玻璃瓶内应力，使玻璃瓶具有良好的强度和耐冲击性能，不易破碎；包括以下步骤：S1、原料准备；S2、原料粉碎；S3、干燥处理：将粉碎后的原料进行干燥处理，降低其中的水分含量，烘干温度为100～120℃，烘干时间2～3h，在烘干过程中需要对原料进行不断的搅拌；S4、原料混合搅拌：将所有原料加入至混合装置中进行搅拌混合，使各原料混合搅拌均匀，搅拌转速为250～260r/min；S5、熔制：将混合后的原料送入熔炉中进行加热，加热温度为1550～1600℃，加热9～11h；S6、玻璃瓶成型；S7、冷却降温；S8、退火处理：退火温度为380～600℃，退火时间为180～220min；S9、冷却处理；S10、检验包装。

Description

一种高性能玻璃瓶制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃瓶的技术领域，特别是涉及一种高性能玻璃瓶制备方法。
背景技术
玻璃瓶是食品饮料以及很多产品的包装容器，运用十分广泛，是我国传统的饮料包装容器，玻璃也是一种很有历史的包装材料，在很多种包装材料涌入市场的情况下，玻璃容器在饮料包装中仍占有着重要位置，这和它具有其它包装材料无法替代的包装特性分不开。
玻璃包装材料和容器具有多方面的优点：
1、玻璃材料具有良好的阻隔性能，可以很好的阻止氧气等气体对内装物的侵袭，同时可以阻止内装物的可挥发性成分向大气中挥发；
2、玻璃瓶可以反复多次使用，可以降低包装成本；
3、玻璃能够较容易的进行颜色和透明度的改变；
4、玻璃瓶安全卫生、有良好的耐腐蚀能力和耐酸蚀能力，适合进行酸性物质(如果蔬汁饮料等)的包装；
5、此外，由于玻璃瓶适合自动灌装生产线的生产，国内的玻璃瓶自动灌装技术和设备发展也较成熟，采用玻璃瓶包装果蔬汁饮料在国内有一定的生产优势。
现有的玻璃瓶制备方法已经比较成熟，但是生产出的玻璃瓶的质量参差不齐，任然存在强度较低、容易破碎、性能较差等缺点。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种可以有效去除玻璃瓶内应力，使玻璃瓶具有良好的强度和耐冲击性能，不易破碎的高性能玻璃瓶制备方法。
本发明的一种高性能玻璃瓶制备方法，包括以下步骤：
S1、原料准备：以石英砂100～200份、碎玻璃75～150份、石灰石30～45份、白云石20～30份、氧化钴10～15份、氧化镍15～19份、硝酸钠12～16份、二氧化锰5～12份、硼砂30～45份、氧化锌12～18份、芒硝5～9份、硫酸钡6～10份、碳酸钾25～30份、硫酸钡25～30份和硼酸40～45份作为原料；
S2、原料粉碎：将上述准备的原料进行分批粉碎研磨处理，研磨时间为5～10h；
S3、干燥处理：将粉碎后的原料进行干燥处理，降低其中的水分含量，烘干温度为100～120℃，烘干时间2～3h，在烘干过程中需要对原料进行不断的搅拌；
S4、原料混合搅拌：将所有原料加入至混合装置中进行搅拌混合，使各原料混合搅拌均匀，搅拌转速为250～260r/min；
S5、熔制：将混合后的原料送入熔炉中进行加热，加热温度为1550～1600℃，加热9～11h，得到均匀的无气泡的液态玻璃原液；
S6、玻璃瓶成型：将液态玻璃原液在50～60℃的气氛下冷却至1300～1360℃，并将其装入玻璃模具中进行成型处理；
S7、冷却降温：将装入玻璃模具中成型的玻璃瓶在35～40℃的气氛下进行冷却，使玻璃瓶的温度降低至300～350℃，并将玻璃瓶脱模；
S8、退火处理：将冷却后的玻璃瓶放入至退火炉中进行退火处理，退火温度为380～600℃，退火时间为180～220min；
S9、冷却处理：对退火处理后的玻璃瓶进行梯度冷却处理，使玻璃瓶温度降低；
S10、检验包装：对冷却后的玻璃瓶进行检验，并对合格的玻璃瓶进行包装。
本发明的一种高性能玻璃瓶制备方法，优选的，所述S1中各原料的使用比例为石英砂140～160份、碎玻璃105～115份、石灰石35～40份、白云石25～27份、氧化钴12～13份、氧化镍17～18份、硝酸钠14～15份、二氧化锰7～9份、硼砂35～40份、氧化锌14～16份、芒硝6～7份、硫酸钡7～8份、碳酸钾27～28份、硫酸钡27～28份和硼酸42～43份。
本发明的一种高性能玻璃瓶制备方法，所述S2中对原料进行粉碎研磨处理时所使用的设备为球磨机。
本发明的一种高性能玻璃瓶制备方法，使用球磨机进行研磨时，球料比为7～8:1，研磨转速为250～260r/min。
本发明的一种高性能玻璃瓶制备方法，所述S3中对原料进行干燥后，若原料中含有金属杂质，则还需要对原料进行除铁处理。
本发明的一种高性能玻璃瓶制备方法，所述S6中成型方法可以为人工吹制成型、机械吹制成型或挤压成型中的任意一种。
本发明的一种高性能玻璃瓶制备方法，所述S8中退火处理分成三个梯度，其中第一梯度为380～390℃，50～60min，第二梯度为450～465℃,80～100min，第三梯度550～600℃，50～60min。
本发明的一种高性能玻璃瓶制备方法，所述S9中的冷却处理分为四个梯度，其中第一梯度为50～55℃气氛冷却，20～30s，第二梯度为35～40℃气氛冷却，25～30s；第三梯度为20～25℃气氛冷却，50～60s，第四梯度为10～15℃气氛冷却，30～40s。
与现有技术相比本发明的有益效果为：采用本发明的原料以及制备方法所制得的玻璃瓶可以有效去除内应力，并且其具有良好的强度和耐冲击性能，不易破碎，其中添加了氧化钴和氧化镍作为脱色剂以脱除其中的颜色，并添加了芒硝、硝酸钠作为澄清剂以使玻璃瓶更加澄清，提高玻璃瓶的透明度，同时其中添加了氧化锌能够增加玻璃的化学稳定性，并且可以将其结晶倾向。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
以石英砂100份、碎玻璃75份、石灰石30份、白云石20份、氧化钴10份、氧化镍15份、硝酸钠12份、二氧化锰5份、硼砂30份、氧化锌12份、芒硝5份、硫酸钡6份、碳酸钾25份、硫酸钡25份和硼酸40份作为原料，并使用球磨机将上述准备的原料进行分批粉碎研磨处理，研磨时间为6h，研磨球料比为7:1，研磨转速为260r/min；
将粉碎后的原料进行干燥处理，降低其中的水分含量，烘干温度为100℃，烘干时间3h，在烘干过程中需要对原料进行不断的搅拌，若原料中含有金属杂质，则还需要对原料进行除铁处理，再将将所有原料加入至混合装置中进行搅拌混合，使各原料混合搅拌均匀，搅拌转速为260r/min；
将混合后的原料送入熔炉中进行加热，加热温度为1590℃，加热9.5h，得到均匀的无气泡的液态玻璃原液，并将液态玻璃原液在50℃的气氛下冷却至1300℃，并将其装入玻璃模具中进行成型处理，成型方式为人工吹制成型、机械吹制成型或挤压成型中的任意一种；
将装入玻璃模具中成型的玻璃瓶在39℃的气氛下进行冷却，使玻璃瓶的温度降低至340℃，并将玻璃瓶脱模；
将冷却后的玻璃瓶放入至退火炉中进行退火处理，退火处理分成三个梯度，其中第一梯度为380℃，60min，第二梯度为450℃,100min，第三梯度550℃，60min，退火处理完成后对退火处理后的玻璃瓶进行梯度冷却处理，冷却处理分为四个梯度，其中第一梯度为50℃气氛冷却，20s，第二梯度为35℃气氛冷却，25s；第三梯度为20℃气氛冷却，50s，第四梯度为10℃气氛冷却，30s，使玻璃瓶温度降低，最后对冷却后的玻璃瓶进行检验，并对合格的玻璃瓶进行包装。
本实施例制备的玻璃瓶透明度良好，符合玻璃瓶的外观要求和使用性能，并且以100g质量的铁球冲击玻璃瓶，不会造成玻璃瓶的而损坏，能够承受100±2℃的温差。
实施例2
以石英砂140份、碎玻璃105份、石灰石35份、白云石25份、氧化钴12份、氧化镍17份、硝酸钠14份、二氧化锰7份、硼砂35份、氧化锌14份、芒硝6份、硫酸钡7份、碳酸钾27份、硫酸钡27份和硼酸42份作为原料，并使用球磨机将上述准备的原料进行分批粉碎研磨处理，研磨时间为5h，研磨球料比为7:1，研磨转速为260r/min；
将粉碎后的原料进行干燥处理，降低其中的水分含量，烘干温度为120℃，烘干时间3h，在烘干过程中需要对原料进行不断的搅拌，若原料中含有金属杂质，则还需要对原料进行除铁处理，再将将所有原料加入至混合装置中进行搅拌混合，使各原料混合搅拌均匀，搅拌转速为260r/min；
将混合后的原料送入熔炉中进行加热，加热温度为1560℃，加热10.5h，得到均匀的无气泡的液态玻璃原液，并将液态玻璃原液在60℃的气氛下冷却至1360℃，并将其装入玻璃模具中进行成型处理，成型方式为人工吹制成型、机械吹制成型或挤压成型中的任意一种；
将装入玻璃模具中成型的玻璃瓶在40℃的气氛下进行冷却，使玻璃瓶的温度降低至350℃，并将玻璃瓶脱模；
将冷却后的玻璃瓶放入至退火炉中进行退火处理，退火处理分成三个梯度，其中第一梯度为382℃，58min，第二梯度为455℃,95min，第三梯度560℃，58min，退火处理完成后对退火处理后的玻璃瓶进行梯度冷却处理，冷却处理分为四个梯度，其中第一梯度为51℃气氛冷却，22s，第二梯度为36℃气氛冷却，26s；第三梯度为21℃气氛冷却，52s，第四梯度为11℃气氛冷却，32s，使玻璃瓶温度降低，最后对冷却后的玻璃瓶进行检验，并对合格的玻璃瓶进行包装。
本实施例制备的玻璃瓶透明度良好，符合玻璃瓶的外观要求和使用性能，并且以100g质量的铁球冲击玻璃瓶，不会造成玻璃瓶的而损坏，能够承受100±2℃的温差。
实施例3
以石英砂150份、碎玻璃110份、石灰石37份、白云石26份、氧化钴12.5份、氧化镍17.5份、硝酸钠14.5份、二氧化锰8份、硼砂37份、氧化锌15份、芒硝6.5份、硫酸钡7.5份、碳酸钾27.5份、硫酸钡27.5份和硼酸42.5份作为原料，并使用球磨机将上述准备的原料进行分批粉碎研磨处理，研磨时间为8h，研磨球料比为8:1，研磨转速为255r/min；
将粉碎后的原料进行干燥处理，降低其中的水分含量，烘干温度为110℃，烘干时间2.5h，在烘干过程中需要对原料进行不断的搅拌，若原料中含有金属杂质，则还需要对原料进行除铁处理，再将将所有原料加入至混合装置中进行搅拌混合，使各原料混合搅拌均匀，搅拌转速为250r/min；
将混合后的原料送入熔炉中进行加热，加热温度为1600℃，加热9h，得到均匀的无气泡的液态玻璃原液，并将液态玻璃原液在55℃的气氛下冷却至1320℃，并将其装入玻璃模具中进行成型处理，成型方式为人工吹制成型、机械吹制成型或挤压成型中的任意一种；
将装入玻璃模具中成型的玻璃瓶在357℃的气氛下进行冷却，使玻璃瓶的温度降低至330℃，并将玻璃瓶脱模；
将冷却后的玻璃瓶放入至退火炉中进行退火处理，退火处理分成三个梯度，其中第一梯度为384℃，56min，第二梯度为460℃,90min，第三梯度570℃，56min，退火处理完成后对退火处理后的玻璃瓶进行梯度冷却处理，冷却处理分为四个梯度，其中第一梯度为52℃气氛冷却，24s，第二梯度为37℃气氛冷却，27s；第三梯度为22℃气氛冷却，54s，第四梯度为12℃气氛冷却，34s，使玻璃瓶温度降低，最后对冷却后的玻璃瓶进行检验，并对合格的玻璃瓶进行包装。
本实施例制备的玻璃瓶透明度良好，符合玻璃瓶的外观要求和使用性能，并且以100g质量的铁球冲击玻璃瓶，不会造成玻璃瓶的而损坏，能够承受100±2℃的温差。
实施例4
以石英砂160份、碎玻璃115份、石灰石40份、白云石27份、氧化钴13份、氧化镍18份、硝酸钠15份、二氧化锰9份、硼砂40份、氧化锌16份、芒硝7份、硫酸钡8份、碳酸钾28份、硫酸钡28份和硼酸43份作为原料，并使用球磨机将上述准备的原料进行分批粉碎研磨处理，研磨时间为10h，研磨球料比为8:1，研磨转速为250r/min；
将粉碎后的原料进行干燥处理，降低其中的水分含量，烘干温度为100℃，烘干时间3h，在烘干过程中需要对原料进行不断的搅拌，若原料中含有金属杂质，则还需要对原料进行除铁处理，再将将所有原料加入至混合装置中进行搅拌混合，使各原料混合搅拌均匀，搅拌转速为250r/min；
将混合后的原料送入熔炉中进行加热，加热温度为1570℃，加热10h，得到均匀的无气泡的液态玻璃原液，并将液态玻璃原液在56℃的气氛下冷却至1340℃，并将其装入玻璃模具中进行成型处理，成型方式为人工吹制成型、机械吹制成型或挤压成型中的任意一种；
将装入玻璃模具中成型的玻璃瓶在37℃的气氛下进行冷却，使玻璃瓶的温度降低至310℃，并将玻璃瓶脱模；
将冷却后的玻璃瓶放入至退火炉中进行退火处理，退火处理分成三个梯度，其中第一梯度为386℃，54min，第二梯度为8465℃,80min，第三梯度580℃，54min，退火处理完成后对退火处理后的玻璃瓶进行梯度冷却处理，冷却处理分为四个梯度，其中第一梯度为53℃气氛冷却，26s，第二梯度为38℃气氛冷却，28s；第三梯度为23℃气氛冷却，56s，第四梯度为13℃气氛冷却，36s，使玻璃瓶温度降低，最后对冷却后的玻璃瓶进行检验，并对合格的玻璃瓶进行包装。
本实施例制备的玻璃瓶透明度良好，符合玻璃瓶的外观要求和使用性能，并且以100g质量的铁球冲击玻璃瓶，不会造成玻璃瓶的而损坏，能够承受100±2℃的温差。
实施例5
以石英砂200份、碎玻璃150份、石灰石45份、白云石30份、氧化钴15份、氧化镍19份、硝酸钠16份、二氧化锰12份、硼砂45份、氧化锌18份、芒硝9份、硫酸钡10份、碳酸钾30份、硫酸钡30份和硼酸45份作为原料，并使用球磨机将上述准备的原料进行分批粉碎研磨处理，研磨时间为7h，研磨球料比为8:1，研磨转速为250r/min；
将粉碎后的原料进行干燥处理，降低其中的水分含量，烘干温度为120℃，烘干时间2h，在烘干过程中需要对原料进行不断的搅拌，若原料中含有金属杂质，则还需要对原料进行除铁处理，再将将所有原料加入至混合装置中进行搅拌混合，使各原料混合搅拌均匀，搅拌转速为255r/min；
将混合后的原料送入熔炉中进行加热，加热温度为1550℃，加热11h，得到均匀的无气泡的液态玻璃原液，并将液态玻璃原液在52℃的气氛下冷却至1350℃，并将其装入玻璃模具中进行成型处理，成型方式为人工吹制成型、机械吹制成型或挤压成型中的任意一种；
将装入玻璃模具中成型的玻璃瓶在35℃的气氛下进行冷却，使玻璃瓶的温度降低至300℃，并将玻璃瓶脱模；
将冷却后的玻璃瓶放入至退火炉中进行退火处理，退火处理分成三个梯度，其中第一梯度为390℃，50min，第二梯度为465℃,80min，第三梯度600℃，50min，退火处理完成后对退火处理后的玻璃瓶进行梯度冷却处理，冷却处理分为四个梯度，其中第一梯度为55℃气氛冷却，30s，第二梯度为40℃气氛冷却，30s；第三梯度为25℃气氛冷却，60s，第四梯度为15℃气氛冷却，40s，使玻璃瓶温度降低，最后对冷却后的玻璃瓶进行检验，并对合格的玻璃瓶进行包装。
本实施例制备的玻璃瓶透明度良好，符合玻璃瓶的外观要求和使用性能，并且以100g质量的铁球冲击玻璃瓶，不会造成玻璃瓶的而损坏，能够承受100±2℃的温差。
采用本发明的原料以及制备方法所制得的玻璃瓶可以有效去除内应力，并且其具有良好的强度和耐冲击性能，不易破碎，其中添加了氧化钴和氧化镍作为脱色剂以脱除其中的颜色，并添加了芒硝、硝酸钠作为澄清剂以使玻璃瓶更加澄清，提高玻璃瓶的透明度，同时其中添加了氧化锌能够增加玻璃的化学稳定性，并且可以将其结晶倾向。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高性能玻璃瓶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、原料准备：以石英砂100～200份、碎玻璃75～150份、石灰石30～45份、白云石20～30份、氧化钴10～15份、氧化镍15～19份、硝酸钠12～16份、二氧化锰5～12份、硼砂30～45份、氧化锌12～18份、芒硝5～9份、硫酸钡6～10份、碳酸钾25～30份、硫酸钡25～30份和硼酸40～45份作为原料；
S2、原料粉碎：将上述准备的原料进行分批粉碎研磨处理，研磨时间为5～10h；
S3、干燥处理：将粉碎后的原料进行干燥处理，降低其中的水分含量，烘干温度为100～120℃，烘干时间2～3h，在烘干过程中需要对原料进行不断的搅拌；
S4、原料混合搅拌：将所有原料加入至混合装置中进行搅拌混合，使各原料混合搅拌均匀，搅拌转速为250～260r/min；
S5、熔制：将混合后的原料送入熔炉中进行加热，加热温度为1550～1600℃，加热9～11h，得到均匀的无气泡的液态玻璃原液；
S6、玻璃瓶成型：将液态玻璃原液在50～60℃的气氛下冷却至1300～1360℃，并将其装入玻璃模具中进行成型处理；
S7、冷却降温：将装入玻璃模具中成型的玻璃瓶在35～40℃的气氛下进行冷却，使玻璃瓶的温度降低至300～350℃，并将玻璃瓶脱模；
S8、退火处理：将冷却后的玻璃瓶放入至退火炉中进行退火处理，退火温度为380～600℃，退火时间为180～220min；
S9、冷却处理：对退火处理后的玻璃瓶进行梯度冷却处理，使玻璃瓶温度降低；
S10、检验包装：对冷却后的玻璃瓶进行检验，并对合格的玻璃瓶进行包装。
2.如权利要求1所述的一种高性能玻璃瓶制备方法，其特征在于，所述S1中各原料的使用比例为石英砂140～160份、碎玻璃105～115份、石灰石35～40份、白云石25～27份、氧化钴12～13份、氧化镍17～18份、硝酸钠14～15份、二氧化锰7～9份、硼砂35～40份、氧化锌14～16份、芒硝6～7份、硫酸钡7～8份、碳酸钾27～28份、硫酸钡27～28份和硼酸42～43份。
3.如权利要求1所述的一种高性能玻璃瓶制备方法，其特征在于，所述S2中对原料进行粉碎研磨处理时所使用的设备为球磨机。
4.如权利要求2所述的一种高性能玻璃瓶制备方法，其特征在于，使用球磨机进行研磨时，球料比为7～8:1，研磨转速为250～260r/min。
5.如权利要求1所述的一种高性能玻璃瓶制备方法，其特征在于，所述S3中对原料进行干燥后，若原料中含有金属杂质，则还需要对原料进行除铁处理。
6.如权利要求1所述的一种高性能玻璃瓶制备方法，其特征在于，所述S6中成型方法可以为人工吹制成型、机械吹制成型或挤压成型中的任意一种。
7.如权利要求1所述的一种高性能玻璃瓶制备方法，其特征在于，所述S8中退火处理分成三个梯度，其中第一梯度为380～390℃，50～60min，第二梯度为450～465℃,80～100min，第三梯度550～600℃，50～60min。
8.如权利要求1所述的一种高性能玻璃瓶制备方法，其特征在于，所述S9中的冷却处理分为四个梯度，其中第一梯度为50～55℃气氛冷却，20～30s，第二梯度为35～40℃气氛冷却，25～30s；第三梯度为20～25℃气氛冷却，50～60s，第四梯度为10～15℃气氛冷却，30～40s。
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