CZ301294B6 - Zpusob vytvorení povleceného proudu skloviny, zpusob výroby sklenené nádoby, sklenená nádoba a vrstvená sklenená nádoba - Google Patents

Abstract

Zpusob vytvorení povleceného proudu skloviny obklopením jádrové skloviny vrstvou povlakové skloviny, pricemž jednou z uvedených sklovin je redukovaná sklovina a druhou z uvedených sklovin je oxidovaná sklovina a uvedená jádrová sklovina a uvedená povlaková sklovina jsou v kontaktu pri teplotách tavení po dobu ne více než 50 s. Zpusob výroby sklenené nádoby uvedeným zpusobem vytvorení povleceného proudu skloviny. Sklenená nádoba vyrobená uvedeným zpusobem výroby sklenené nádoby. Vrstvená sklenená nádoba vyrobená uvedeným zpusobem výroby sklenené nádoby.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká skleněné nádoby na potraviny a podobně a zejména se týká vrstvené skleněné nádoby a způsobu její výroby z vrstev skloviny, které mají chemicky ínkompatibilní složení, například z vnější vrstvy z oxidovaného flintového skla, nanesené na vnitřní vrstvu io z redukovaného ambrového skla.

Dosavadní stav techniky '5 Skleněné nádoby jsou zpravidla vyráběny v ěiré nebo barevné formě. Čiré nádoby z flintového skla jsou využívány pro skladování například potravin v takových případech, kde má být produkt uložený v nádobě přes její stěny viditelný. Naproti tomu nádoby z ambrového skla jsou používány pro látky a potraviny jako je například pivo, protože absorpční schopnosti skla snižují prostup světelných vlnových délek nádobou a tím snižují nebezpečí degradace uložených produktů.

Je také známo, že flintová skla a ambrová skla spolu reagují v důsledku alespoň částečně se lišících oxidačních stavů těchto druhů skla. Jedna z přijatelných metod pro hodnocení těchto odlišných oxidačních stavů je založena na využití, tzv. oxidačně redukčního čísla neboli „redox čísla“, jak je to popsáno v Článku Simpsona a Myerse „The Redox Number Concept and Its Use by the

Glass Technologists“ (Pojem redox číslo a jeho využití sklářskými technology), Glass Technology, svazek 19, č. 4, 4. srpna 1978, str. 82 až 85. Ambrové sklo může být označeno za redukované sklo, mající redox číslo v záporných hodnotách. Na druhé straně flintové sklo je možno označit za oxidované sklo, mající redox číslo nula nebo vyšší. Chemie určující zbarvení ambrového skla ie složitá a předpokládá se, že toto sklo obsahuje komplex chromoforu a železitých iontů, které se tvoří v redukční atmosféře. Při tvarovacích teplotách, při kterých se sklovina taví, dochází ke vzájemné reakci mezi flintovým a ambrovým sklem, při které vznikají v oxidačně redukční bublinky nebo pěna. Proto je nutno při přeměně výrobní linky pro výrobu skleněných nádob z výroby nádob z flintového skla na výrobu nádob z ambrového skla dokonale odstranit všechny zbytky flintového skla z pece a předpecí, aby se zamezilo tvorbě bublinek v nádobách z ambrového skla pří oxidačně redukčních reakcích uvnitř ambrového skla.

Spis US 4 740 401 popisuje způsob a zařízení pro výrobu vrstvené skleněné nádoby tvořené vnitřním jádrovým sklem obklopeným vnější skořepinou z povlakového skla. Technika popsaná v tomto dokumentu byla využita pro výrobu nádob z flintového skla, to znamená nádob majících jádrovou vrstvu z flintového skla, obklopenou povlakovou vrstvou flintového skla, majícího nižší součinitel tepelné roztažnosti, takže pří chlazení je povlaková vrstva stlačována a zajišťuje přídavnou pevnost celé boční stěny nádoby. Ovšem u tohoto provedení je třeba očekávat problémy, jestliže by se využila tato technologie pro vytváření nádob majících vnitřní jádrovou vrstvu z ambrového skla, obklopenou povlakovou vrstvou z ambrového skla. Nižší součinitel přenosu sálavého tepla ambrového skla ztěžuje regulování teploty povlakového skla kvůli nízké rychlosti toku povlakového skla. Kromě toho zbytky flintového skla nebo jiné nečistoty v předpecí s povlakovým sklem nebo v jiných Částech zařízení by mohly z důvodů uvedených v předchozí části vznikat bubliny a puchýřky v průběhu oxidačně redukčních reakcí. Kromě toho složení redukovaného ambrového skla může vyvolat erozí kovových vrstev z vzácných kovů, zejména z platiny a rhodia, v tavící soustavě pro tavení skloviny. To by vyžadovalo značné náklady spojené s častějším nahrazováním zařízení pro přípravu povlakové skloviny, jestliže se bude používat více ambrového skla než flintového skla. Proto je základním úkolem vynálezu vyřešit způsob výroby vrstvené skleněné nádoby, který by odstranil nejméně leden z těchto problémů. Dalším úkolem vynálezu je vyřešit skleněnou nádobu, vyrobenou způsobem podle vynálezu.

Podstata vynálezu

Tyto úkoly jsou vyřešeny způsobem výroby skleněné nádoby z vnitřní jádrové vrstvy z ambrového skla a z vnější povlakové vrstvy z flintového skla pomocí zařízení a technologické5 ho postupu popsaného v US 4 740 401, kterými by bylo zamezeno tvorbě bublinek a puchýřků na rozhraní mezi jádrovou ambrovou vrstvou a povlakovou flintovou vrstvou. Zejména bylo zjištěno, že využitím této technologie a zařízení je celková doba, po kterou se nachází ambrové a flintové sklo ve vzájemném kontaktu při reakěních tavících teplotách, dostatečně krátká, aby se vyrobená nádoba ochladila včas na dostatečně nízkou teplotu a oxidačně redukční reakce io nemohly vzniknout. Vytvořené vrstvené nádoby mají vnitrní jádrovou vrstvu z ambrového skla a vnější povlakovou vrstvu z flintového skla a na rozhraní obou těchto vrstev nevznikají žádné puchýřky a bublinky, kterým jinak obvykle nelze zamezit. Použití flintového skla pro povlakovou skleněnou vrstvu řeší problémy, které by se jinak vyskytovaly u ambrového skla pro vytvoření povlakové vrstvy, to znamená nízké hodnoty sálavého přenosu tepla, tvorbu puchýřků a bublinek a napadení vzácných kovů ve sklářském tavícím zařízení. Zvýšený prostup světla bočními stěnami celé nádoby je možno vyrovnat v případě potřeby snížením optické propustnosti vnitřní vrstvy z ambrového skla, to znamená zvýšením intenzity zlatohnědého zbarvení.

Podstata vynálezu proto spočívá u způsobu výroby skleněné nádoby v tom, že se vytvoří povle20 čený proud skloviny, obsahují jádro z ambrového skla, obklopené povlakovou vrstvou z flintového skla, přičemž jádrové a povlakové sklo mají chemické složení, vyvolávající reakci mezi oběma druhy skla při teplotách vyšších než je teplota tavení skla. Ve výhodném provedení vynálezu obsahuje proud skloviny redukovanou jádrovou sklovinu, zejména z ambrového skla, a oxidovanou povlakovou sklovinu, zejména z flintového skla. V dalším výhodném provedení vynálezu se z povlečeného proudu skloviny vytvaruje skleněná nádoba oddělením dávky ve formě kapky skloviny a tvarováním oddělené kapky do vrstvené skleněné nádoby dostatečně iychle, aby oba druhy skla neměly možnost spolu reagovat. Pří využití řešení podle vynálezu u sklářského tvarovacího stroje s individuálními stanicemi pro výrobu skleněného zboží je výhodné vytvářet současně skupinu povlečených proudů skloviny, skupinu kapek skloviny a skupinu skle30 něných nádob současně v každé stanici stroje.

Podstata vynálezu u řešení konstrukce skleněné nádoby spočívá v tom, že vrstvená skleněná nádoba obsahuje vnitřní vrstvu z ambrového skla, obklopenou vnější vrstvou z flintového skla.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 boční pohled na vrstvenou skleněnou nádobu a obr. 2 příčný řez Částí stěny nádoby, vedený rovinou 2-2 z obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Obr. I a 2 zobrazují vrstvenou skleněnou nádobu W podle výhodného příkladného provedení vynálezu, obsahující vnitrní nebo jádrovou vrstvu 12 z ambrového skla, obklopenou vnější nebo povlakovou vrstvou ]4 z flintového skla. Pojem „ambrové sklo“ se v tomto popisu využívá v běžném významu, používaném ve sklářské technologii, a označuje jantarově zlatohnědě zbar50 vené sklo, které snižuje prostup světla skleněnou nádobou a tím redukuje degradaci produktu světlem, například piva obsaženého v nádobě. Ambrové sklo je redukovaným sklem, majícím oxidační redukčně číslo kolem -20 nebo i nižší. V současné době se za výhodné pokládá ambrové sklo následujícího složení:

-2CZ 301294 B6

Tabulka 1

Analýza	(% hmotn.)
SiO2	72,173
A12O3	1,711
Na?O	13,840
K2O	0,226
MgO	1,090
CaO	10,351
TiO2	0,065
SO3	0,161
Fe2O3	0,348
Cr2O3	0,013
BaO	0,011

Vlastnosti

redoxní číslo	-27,7
viskozita	Log2		1448 °C
	Log3		1186 ŮC
	Log7		763 °C
teplota měknutí			729 °C
teplota žíhání			549 °C
teplota likvidu			1020°C
doba chladnutí			100 s
exp (0-300 st.)			88,3 s
hustota			2,5036 g
test USPXXIII			7,1

Toto standardní ambrové sklo bylo využito pro výrobu ambrových skleněných lahví.

Pojem „flintové sklo“, nazývané také čiré sklo, je podobně používán pro označení skla majícího io v podstatě čirou nebo transparentní formu. Flintové sklo je oxidovaným sklem, majícím zpravidla oxidačně redukční číslo nula nebo větší.

Výhodné flintové sklo pro nádobu podle vynálezu má následující složení:

Tabulka 2
Analýza	(% hmotn.)
SiO2	71,455
A12O3	1,711
Na2O	11,274
K2O	0,152
MgO	2,911
CaO	11,360
TiO2	0,033
SO3	0,166
Fe2O3	0,041
Cr2O3	0,000
BaO	0,242

-3CZ 301294 B6

Vlastnosti redoxní Číslo 1,9

viskozita	Log2 Log3 Log7	1427°C 1182°C 770 °C
teplota měknutí		736 °C
teplota žíhání		563 °C
teplota likvidu		1078°C
doba chladnutí		95,6 s
exp (0-300 st.)		81,6 s
hustota		2,5128 g/cm1
test USPXXIII		6,7

U tohoto flintového skla, využívaného pro nádoby podle vynálezu, je snížen součinitel tepelné roztažnosti. Součinitel teplotní roztažnosti vnitřního jádrového skla může být řádově 88x10*^7oC“’, zatímco součinitel teplotní roztažnosti povlakového skla může být řádově 82 x 10'⁷ °C^_1. V nádobě JO z obr, 1 a 2 tvoří jádrová vrstva skla řádově 93 až 95 % celkové hmotnosti nádoby a má tloušťku řádově 1,016 mm. Povlaková vrstva J4 z flintového skla má io tloušťku rovnou řádově 0,125 mm. Flintové sklo a ambrové sklo mají v podstatě stejnou viskozitu při teplotě roztavené skloviny, při které se vytváří proud povlakového plášťového skla a která je rovna zpravidla 1120 °C až 1205 °C.

Spisy US 4 740 401, US 5 855 640 a US 5 935 286 obsahují popis způsobu a zařízení, která mohou být využívána pro tvarování povlečeného proudu skloviny pro výrobu nádoby podle vynálezu. Spis US 5 824 128 popisuje příkladné provedení zařízení pro dělení povlečeného proudu skloviny stříháním na jednotlivé kapky nebo dávky skloviny a spis US 5 683 485 popisuje příklad zařízení pro rozvádění kapek roztavené skloviny kjednotlivým stanicím sklářského tvarovacího stroje typu I.S. s individuálními stanicemi. US 4 362 544 popisuje příkladné prove20 dění individuální stanice sklářského tvarovacího stroje tohoto typu, ve kterém se dávky nebo kapky roztavené skloviny tvarují do jednotlivých nádob buď pomocí lisovací a vyfukovací operace nebo pomocí postupu zahrnujícího v obou fázích jen vyfukování. Jednotlivé individuální stanice mají vzájemně shodné konstrukční vytvoření a pracují při výrobě skleněných nádob s fázovým přesazením, přičemž vytvarované nádoby se potom dopravují dopravníkem do tunelo25 vé chladicí pece. Při využití těchto zařízení není celková doba trvání výrobních operací od vytvoření povlečeného proudu roztavené skloviny do ochlazení vytvarovaného výrobku pod bod tuhnutí roztavené skloviny delší než deset sekund. Předpokládá se, že by sklovina mohla být udržována na teplotě vyšší než je teplota tavení skloviny dokonce až padesát sekund a v tomto časovém intervalu by mělo být možno vyrábět vyhovující nádoby podle vynálezu.

V předchozím popisuje tedy objasněno vytvoření vrstvené skleněné nádoby a způsob její výroby, který řeší všechny úkoly uvedené v úvodu. Popsané příklady se mohou realizovat také v několika dalších modifikacích a alternativách. I když byl vynález objasněn s konkrétním zaměřením na flintové sklo a na ambrové sklo, základní řešení podle vynálezu je využitelné i pro jiné kombi35 nace různých druhů skla, jejichž oxidačně redukční číslo se od sebe liší stejně výrazně, například pro flintové sklo potažené ambrovým sklem, flintové sklo uložené na smaragdově zeleném skle (oxidačně redukční číslo -5), flintové sklo na modrozeleném skle (oxidačně redukční číslo řádově -10), popřípadě flintové sklo na UVA zeleném skle (oxidačně redukční číslo řádově +20). Vynález je optimálně využit, jestliže se oxidačně redukční čísla liší od sebe o nejméně 20. Další možnosti vytvoření alternativa modifikací jsou odborníkům z tohoto popisu dostatečně zřejmé, přičemž všechny obměny mají spadat do rámce vynálezu.

Claims (13)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob vytvoření povlečeného proudu skloviny obklopením jádrové skloviny vrstvou povlakové skloviny, vyznačený tím, že jednou z uvedených sklovín je redukovaná sklovina a druhou z uvedených sklovín je oxidovaná sklovina, a že uvedená jádrová sklovina a uvedená povlaková sklovina jsou v kontaktu při teplotách tavení po dobu ne více než 50 s.
2. 2. Způsob výroby podle nároku 1, vyznačený tím, že uvedená redukovaná sklovina obsahuje ambrové sklo a uvedená oxidovaná sklovina obsahuje flintové sklo.
3. 3. Způsob výroby podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že uvedená redukovaná

   15 sklovina má redoxní číslo -20 nebo nižší a uvedená oxidovaná sklovina má redoxní číslo nula nebo vyšší.
4. 4. Způsob výroby podle nároku 3, vyznačený tím, že uvedenou redukovanou sklovinou je ambrové sklo mající redoxní číslo asi -27 a uvedenou oxidovanou sklovinou je flintové

   20 sklo mající redoxní číslo asi +2.
5. 5. Způsob výroby skleněné nádoby, který zahrnuje krok vytvoření povlečeného proudu skloviny způsobem podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že uvedená jádrová sklovina a povlaková sklovina mají taková chemická složení, že uvedené skloviny vzá25 jemně reagují pří teplotách tavení těchto sklovín, přičemž uvedený způsob dále zahrnuje krok vytvoření skleněné nádoby z uvedeného proudu skloviny během doby ne delší než 50 s, takže uvedené skloviny nemají příležitost chemicky vzájemně reagovat.
6. 6. Způsob podle nároku 5, vyznačený tím, že uvedená jádrová sklovina a uvedená

   30 povlaková sklovina mají redoxní čísla, která se od sebe liší o alespoň 20.
7. 7. Způsob podle nároku 5, vyznačený tím, že uvedená jádrová sklovina a uvedená povlaková sklovina jsou zvoleny ze souboru zahrnujícího: (1) ambrové jádrové sklo a flintové povlakové sklo, (2) flintové jádrové sklo a ambrové povlakové sklo, (3) smaragdově zelené

   35 jádrové sklo a flintové povlakové sklo, (4) modrozelené jádrové sklo a flintové povlakové sklo a (5) UVA zelené jádrové sklo a flintové povlakové sklo.
8. 8. Způsob podle nároku 5, vyznačený tím, že uvedená jádrová sklovina obsahuje ambrové sklo a uvedená povlaková sklovina obsahuje flintové sklo.
9. 9. Způsob podle nároku 8, vyznačený tím, že uvedené ambrové sklo má redoxní číslo asi -27 a uvedené flintové sklo má redoxní číslo asi +2.
10. 10. Způsob výroby skleněné nádoby, který zahrnuje krok (a) vytvoření povlečeného proudu

    45 skloviny způsobem podle nároku 1, vyznačený tím, že uvedený proud obsahuje jádro z ambrového skla obklopené povlakovou vrstvou z flintového skla, přičemž uvedený způsob dále zahrnuje krok (b) odstřižení dávkovači kapky skloviny z uvedeného proudu, krok (c) tváření uvedené dávkovači kapky skloviny do vrstvené skleněné nádoby mající vnitřní vrstvu z uvedeného ambrového jádrového skla a vnější vrstvu uvedeného flintového povlakového skla, a krok (d)

    50 chlazení nádoby pod teplotu, při které je sklovina roztavená.
11. 11. Způsob podle nároku 10, vyznačený tím, že celková doba trvání uvedených kroků (a) až (d), po kterou je sklovina roztavená, není delší než 50 s.

    55
12. 12. Skleněná nádoba vytvořená způsobem podle některého z nároků 5 až 11.

    -5CZ 301294 B6
13. 13. Vrstvená skleněná nádoba, která obsahuje vnitřní vrstvu ambrového skla obklopenou vnější vrstvou flintového skla a je vyrobena způsobem podle některého z předcházejících nároků 5 až 11.