DE2032465A1

DE2032465A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Her stellung oberflachenbehandelter hohler Glaskörper wie Flaschen u dgl

Info

Publication number: DE2032465A1
Application number: DE19702032465
Authority: DE
Inventors: Hammar Toll Gunnar Georg Bodelind Bo Torsten Krister Bohus Jonsson Bo Ragnar, (Schweden)
Original assignee: Platmanufaktur AB
Current assignee: Platmanufaktur AB
Priority date: 1969-07-21
Filing date: 1970-07-01
Publication date: 1971-02-25
Also published as: CA944564A; BE752382A; FR2053047A1; GB1316765A; CH547239A; US3907534A; FR2053047B1; NL7010665A

Description

2032461 PATENTANWALT DIPL-PHYS. HEINRICH SEIDS

62 Wiesbaden · Rheinstraße 121 · Po«tf«di 670 · Telefon 30 34 59 Postsdiedc Frankfurt/Main 1810 OS · Bank Deutsdie Bank 3 956 372

Wiesbaden, den.29. Huni 1970 S/K P 165

Aktiebolaget PlStmanufaktur Pack .

201 10 Malmö 1·/ Schweden

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung oberflächenbehandelter hohler Glaskörper wie Flaschen u.dgl.

Priorität; s chwe di s ehe Pat entanme1dung Nr. 10.234/69 vom 21. 7. 1969

Die Erfindung "bezieht sich auf die Herstellung oberflächenbehandelter Grlasgegenstände und dabei insbesondere hohler Glasgegenstände wie flaschen. Bei derartigen GIasartifeeIn ist es erwünscht, die Oberfläche in irgendeiner Weise so behandeln zu können, dass sie die gewünschten physikalischen ■Eigenschaften wie verbesserte Festigkeitseigensohaften, Durchdringungaresistenz usw. erhalten.

Es ist bekannt, eine Oberflächenbehandlung von Glaskörpern dadurch zu bewirken, dass der fertig geformte Glaskörper einer Strahlung (Bombardement) von Ionen oder anderen Partikeln auagesetzt wird. Durch Bestrahlung mit Ionen erhält man im

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eigentlichen Glaskörper einen Ionenaustausch, Ea bat siofe jedoch gezeigt» dass mit dem Bestrahlen eines bereits fertig geformten Glaskörper nicht die gewünschten Eigenschaften am Glaskörper erzielt werden können» da die Durchdringung nieht ausreichend vollständig wird. Durch das Bestrahlen wird vielmehr ein Ausfüllen von vorkommenden Unebenheiten und Oberflächenrissen im Glas erzielt. Bei hohlen Glaskörpern ist es schlechthin unmöglich, die innere Fläche des Hohlkörpers: zu behandeln. Dies gilt insbesondere bei Glasflaschen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe augrund:©, eine wesentlich bessere Oberflächenbehandlung als es bisher möglich war, zu erreichen.

Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass der Oberfläche eines Glasstranges beim Verlassen des GIastiegeIs bei einer oberhalb des Transformationepunktes des Glases liegenden Temperatur Austauschionen oder sonstige Partikel zugeführt werden, dass ein dem zu formenden Körper entsprechender leil de» besprühten ölasstrangee^bgefiotoert wird und dass der abgescherte Ie 11 zu einem Hohlkörper, beispielsweise durch Blasen unter Entwickeln der Gesamtobe3äLäohe_s also der Aussenfläche und der Innenfläche des Hohlkörpers au« der Ausffen-

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fläche ι d.h. unter durch die Formung umgebrochen bleibender Fläche des abgescherten Teiles geformt wird.

Gemäss der Erfindung wird nicht mehr wie bisher der fertig geformte Glaskörper oberflächenbehandelt, sondern anstelle davon der Rohling, der dem fertig geformten Körper vorangeht. Dieser Rohling hat normalerweise eine Temperatur der Grossen-Ordnung von wenigstens 1000⁰C. Der Rohling ist in diesem Zustand in allerhöchstem Grad empfänglich für Ionenaustausch und für sonstige Partikel, und ermöglicht eine beträchtliche Eindringtiefe der Ionen und sonstigen Partikel. Es ist hierbei zweckraässig, den Rohling au bespritzen, sobald er einen Glas-Bchmelztiegel aus einem Ilundstüok verlässt. Das Werkstück kann dann von seinem freien SSide bis zur Öffnung des Mundstückes besprüht bzw. bespritzt werden* Wenn das Werkstück abgeschnitten wird» hat es sich nahe der AbBOheretelle schon so weit abgeschnürt, dass, wenn das Abscheren ale solches gesdieht, nur ein.unbedeutender Teil des Glasrohlings abgeschert zu werden braucht, sodass praktisch die gesamte Aussenflache des Glasrohlings wirksam besprüht ist.

Um die Ionen aus diesem besprühten Rohling lässt sich dann ein Hohlkörper, beispielsweise durch Blasen formen, dessen Gesamt-

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oberfläche, also dessen Aussenfläche und Innenfläche aus der besprühten Oberfläche des Rohlings entwickelt wird. Auf diese Weise erhält man den Vorteil, dass das Werkstück in fertigem Zustand sowohl an der Aussenfläche als auch an der Innenfläche oberflächebehandelt ist. Es hat sich dabei überraschend herauegestellt, dass die an dem Rohling vorgenommene Oberflächenbehandlung vollständig ausreicht, um auch an der wesentlich ver-' grösserten GesamtoberfLäche des Hohlkörpers die gewünschte Oberflächenbehandlung voll wirksam zu erhalten.

In einer Ausführungsform der Erfindung werden der Oberfläche des auö den Glastiegel tretenden Glasstranges Austauschionen aus den Gruppen 1 bis 4 des periodischen Systems der Elemente, beispielsweise QäLiumionen, Titanionen und bzw. oder Zinnionen zugeführt. Ganz allgemein kann man beliebige Artikel anwenden, die die gewünschten physikalischen Eigenschaften am Glas erbringen, beispielsweise können auch Metallpartikel der Oberfläche des aus dem Glastiegel tretenden Glasstranges zugeführt werden.

Der Glasstrang kann zur gleiohmässigen einfachen Durchführung des Verfahrens an der Unterseite aus dem Glastiegel treten und während des Zuführens der Austauschionen und bzw. oder sonstiger

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Partikel im wesentlichen vertikal nach, unten bewegt werden. Im Rahmen der Erfindung ist es zweckmässig, ein Trägergas für die Ionen bzw. Partikel zu benutzen. !Dieses Gas sollte Inertgas, beispielsweise Stickstoff, sein. '

Die Ionen bzw. sonstigen Partikel sollten mit erhöhter Geschwindigkeit auf die Oberfläche des Glasstranges gesprüht oder gespritzt werden, um dadurch auoljmit gewisser kinetischer Energie in die Oberfläche des heissen Glasrohlings getrieben zu werden. Eine zusätzliche Erhöhung dieser kinetischen Energie, kann dadurch erreicht werden, dass die Ionen b«w. sonstigen Partikel mit Hilfe eines elektrischen fades gegen den Glasstrang besohleunigt werden, Es können jedoch auch jegliohe anderen Hilfsmittel zur Beschleunigung der Ionen bzw. sonstigen Partikel benutzt werden. Bedient man sich eines elektrischen Feldes für die Beschleunigung der I_onen bzw. sonstigen Partikel, so wird man das Spannungspotential an das Element legen, aus dem die Ionen bzw. sonstigen Partikel austreten und das Erdpotential an die Absohereinriohtung oder direkt an den Tiegel oder an einen anderen geeigneten Punkt. Es ist auch die Mögliohkeit gegeben, eine Elektrode inwendig im Rohling oder in der ' eigentlichen Glasschmelze anzuordnen. ·

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Für die Durchführung des Verfahrens eignet sich insbesondere • eine Vorrichtung, die sich duroh eine am Auslass eines Glastiegels o.dgl. angeordnete Sprüh- oder Spritzdüse und eine die Austausohionen bzw. sonstigen Partikel ggf. zusammen mit einem Trägermedium unter Druck und gesteuert zuführende Einrichtung kennzeichnet. Die vorliegende Erfindung wird im folgenden näher im Zusammenhang mit einer Ausführungaform

der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anhand der

Zeichnung näher erläutert. Es zeigern ,

Figur 1 eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung in schematisoher Darstellung!

Figur 2 eine Sprüh- oder Spritzdüse für das Besprühen bzw* Bespritzen eines Glasrohlings und

λ Figur 3 sohematisch den Verlauf eines im Rahmen der Erfindung

zu benutzenden elektrischen Feldes*

Bei der in ¥i|pir 1 dargestellten Vorrichtung ist ein geschmolzenes Glas 7 enthaltender Glastiegel 9 vorgesehen. Der Tiegel < ist im dargestellten Beispiel an seiner Unterseite mit einem

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Mundstück für das Glas versehen, sodass ein Glasrohling 10 an der Unterseite des Tiegels 9 ausgebildet wird. Der untere Teil des Blasrohlings 10 ist von einer ringförmigen Sprüh- oder Spritzdüse 1 umgeben. Wie Figur 2 zeigt, ist diese Sprüh- oder Spritzdüse 1 rait einem ringförmigen Hohlraum versehen, dessen zylindrische Innenwand mit einer Vielzahl ringsum verteilter · Sprüh- Im·/. Spritzöffnungen versehen ist. Oberhalb der SSprüh- oder Spri^tzdiüse 1 sind zwei Absohermesser 6 angeordnet. An die Sprüh- oder Spritzdüse 1 und an dem Glas tiegel 9 "bzw. den Abschermessern 6 ist eine Spannungsqtuelle 8 angeschlossen. Hierdurch ergibt sich ein elektrisches Feld zwischen den Messern 6 und der Sprüh- oder Spritzdüse 1_t dessen Feldlinien in Figur 3 angedeutet sind. =

Die Sprüh- oder SpritE&üse 1 ist über ein Ventil 11 an einen Überdruckbehälter 2 angeschlossen. Der Überdruckbehälter 2 ist durch eine Vorrichtung 13 heizbar, äie aus einer Heizspirale und einer Spannungstpielle besteht. Der Uberdruokbehfilter 2 ist ferner über ein Reduzierventil 5 an eine Gasflasche 4 angeschlossen. Die Gasflasche 4 ist dazu vorgesehen, ein Trägergas, vorzugsweise eine Inertgas wie Stickstoff, zu liefern. An den * überdruokbehälter 2 ist aueserdem über ein Ventil 12 ein Vor- . f ratsbehälter 3 angeschlossen. Der Behälter 3 enthält die ,

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!artikel "bzw. Ionen, die dem Glasröhling 10 zugeführt werden Gollen. Die Ionen und Partikel "befinden sieb in dem Vorratsbehälter 3 in einer Flüssigkeit.

Die oben beschriebene Vorrichtung arbeitet in folgender Weise:

Die Flüssigkeit mit den Ionen bzw. Partikeln wird vom Behälter 3 dem Behälter 2 zugeführt. In diesem; Behälter wird die Flüssig-

P keit mit den Partikeln bzw. Ionen auf eine den Siedepunkt nicht übersteigende Temperatur erhitzt, aber so, dass ein hoher Gasdruck erhalten wird. Um die Strömungsgeschwindigkeit der Ionen vom überdruckbehälter 2 zur Sprüh- oder Spritzdüse 1 zu-erhöhen, benutzt nan das Trägergas aus dem Behälter 4. Das Trägergas sollte dabei von solcher Art sein, dass es in der Oxydation der Ionen bzw, Partikel beim Kontakt mit dem Luftsauerstoff ■ entgegenwirkt. Die Sprüh- oder Spritzdüse 1 leitet durch ihre inneron Bohrungen den Glasrohling 10 Ionen oder andere Partikel

_ mit solcher Geschwindigkeit zu, dass eine grosse Eindringtiefe erreicht wird. Einen zusätzlichen Beitrag zur Partike!geschwindigkeit leistet das durch die Spannungsquelle 8 verursachte elektrische Feld. Das Potential an der Spannungsquelle 8 kann zweckmässig etwa 100 Volt betragen. Aus elektrischem Gesichtspunkt kann es zwecianässig sein, + 100 Volt an die Sprüh- oder Spritsdüse 1 und Erdpotential an den Tiegel 9 bzw. die Abscherraesser 6 zu legen. Eine geeignete Temperatur für die

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■ - 9 Glasmasse am Mundstück des Glastiegels 9 liegt "bei 1100 ⁰C.

Wenn die Ionen "bzw. Partikel solcher Art sind, dass sie nicht ohne weiteres durch Erhitzen der sie enthaltenden Flüssigkeit im ÜberdrudKbehälter 2 zu der Sprüh- oder Spritzdüse gebracht werden können, ist es auch durchaus möglich, diese Partikel bzw. Ionen heispielsweise mittels Ultraschall in dem Überdruckbehälter 2 zu einem Aerosol zu vernebeln und mit Hilfe des aus dem Behälter 4 kommenden gasförmigen Trägermedium in die Sprühoder Spritzdüse 1 zu fördern.

Alle in der Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung niedergelegten Merlanale des Anmeldungsgegenstandes können für sich allein oder in jeder denkbaren Kombination von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung sein.

Patentansprüche s

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Claims

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Patentansprüche

.} Verfahren zur Herateilung oberflächenbehandelter hohler Glaskörper wie Flaschen udgl., dadurch gekennzeichnet, dass der Oberfläche einea Glasstranges beim Verlassen eines Glastiegels o.dgl. bei einer oberhalb des Transformationspunktes des Glases liegenden Temperatur Austauschionen oder sonstige Partikel zugeführt werden, das3 ein dem zu formenden Körper entsprechender Teil des so an der Oberfläche behandelten Glasstranges abgeschert wird und dass der abgescherte Teil zu einem Hohlkörper, beispielsweise durch Blasen, unter Entwickeln der Gesamtoberfläche, also der Aussenflache und Innenfläche des Hohlkörpers aus der Aussenflache, d.h. unter durch die Formung ungebrochen verbleibender Oberfläche des abgescherten Teiles geformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberfläche des aus dem Glastiegel tretenden Glasstranges Austausohipnen aus den Gruppen 1 bis 4 des periodischen Systems der Elemente, beispielsweise Kaliumionnen, Titanionen und bzw. Zinnionen zugeführt werden.

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>. Yerial'iren nacli Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Uberflache des aus dera Glastiegel tretenden Glasstranges
i!eta 11 partikel-zugeführt werden.

A ·■ Verfahren nach einem der Ansprüche. 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet,-' dass der Glasstrang an der Unterseite eines Glastiegels austritt und während des Suführens der'Austauschio-~ . ilen und bzw. oder*sonstigen Partikel im. wesentlichen'vertikal nach unten Uev/egt wird.

H. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Inertgas, "beispielsweise Stickstoff, als '!'rager für die Ionen bzw. Partikel benutzt wird.

c. Verfahren nach einem der Ansprüche "1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dans die Ionen bäw. Partikel mit erhöhter Geschwindigkeit auf die Oberfläche des Glasstranges gesprüht oder
gespritst werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen bzw. Partikel mit Hilfe eines elektrischen Feldes gegen den Glasstrang beschleunigt werden.

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8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 71 gekennzeichnet durch eine am Auslass eines Glastiegels (9) o.dgl. angeordnete Sprüh- oder Spritzdüse (1) und eine die Austauschionen bzw. sonstigen Partikel ggf. zusammen mit einem Trägermedium unter Druck und gesteuert zuführende Einrichtung (2,11).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die die Austauschionen bzw. sonstigen Partikel zuführende Einrichtung einen an die Sprüh- oder Spritzdüse (1) angeschlossenen heizbaren Druckbehälter (2) und einen an diesen heizbaren Druckbehälter (2) angeschlossenen Vorratsbehälter (3) für Ionen bzw. sonstige Partikel enthält.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9_f dadurch gekennzeichnet, dass an den heizbaren Druckbehälter (2) zusätzlich ein Trägermediumbehälter (4) angeschlossen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprüh- oder Spritzdüse (1) als Ringdüse mit einer Vielzahl von Düsenöffnungen an ihrer Innenfläche ausgebildet ist.

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12. Vorrichtung nach, einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch eine elektrische Spannungsquelle (B), deren einer Anschluss an die Sprüh- oder Spritzdüse (1) und deren anderer Anschluss so angeschlossen ist, dass sich ein die Austauschionen bzw. sonstigen Partikel besdiLeunigendes elektrisches PeId zwischen der Sprüh- oder Spritzdüse (1) und dein Glasstrang (10) aufbaut.

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