DE3727632C1

DE3727632C1 - Method and device for coating thin-walled or small-format glass containers

Info

Publication number: DE3727632C1
Application number: DE19873727632
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Wolf
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1987-08-19
Filing date: 1987-08-19
Publication date: 1988-11-24

Abstract

Method for coating thin-walled or small-format glass containers in a coating tunnel, which is passed through by a conveyor belt, with a pyrolytically and hydrolytically decomposable metal compound in a mixture with air, the glass containers being exposed to a turbulent flow of a mixture consisting of vaporised metal compound/air in the tunnel interior. By virtue of the fact that the glass containers 12 are guided through a horizontally circulating air-flow roller which is designed in the tunnel interior 19 and enriched with vaporised metal compound, and that the flow course 21 in the first half of the tunnel interior 19 is designed to be opposite to the flow course 22 in the second half, a uniform flowing around of the hot container surfaces to be coated is achieved. The invention also relates to a device for implementing this method with a conveyor belt running through a coating tunnel and side sheets delimiting the tunnel interior, air guide chambers 4 being arranged on the side sheets 3 on both sides, which chambers are divided by air guide sheets 8 into pressure chambers 6 and suction chambers 7, and the side sheets 3 having horizontally arranged openings 9, 10 in the region of the pressure chambers 6 and suction chambers 7, and in each case the suction chamber 7 on one side lying opposite the pressure chamber 6 on the other side in the same plane and the position of pressure chambers 6 and suction chambers 7 in one half of the ... Original abstract incomplete. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Be schichten von dünnwandigen bzw. kleinformatigen Glasbehältern in einem von einem Förderband durchlaufenden Beschichtungstunnel mit einer py rolytisch und hydrolytisch zersetzbaren Metallverbindung im Gemisch mit Luft und wobei die Glasbehälter im Tunnelinneren einer turbulenten Strömung eines Gemisches aus verdampfter Metallverbindung/Luft ausge setzt werden.The invention relates to a method and an apparatus for loading layers of thin-walled or small-format glass containers in one coating tunnel running through a conveyor belt with a py rolytically and hydrolytically decomposable metal compound in a mixture with air and with the glass container inside a turbulent tunnel Flow of a mixture of evaporated metal compound / air out be set.

Die Festigkeit von Glas hängt von der Unversehrtheit der Glasoberflä che ab. Unmittelbar nach Herstellung des Glases ist seine Festigkeit am höchsten. Die Festigkeit sinkt jedoch, wenn die Glasoberflächen Kratzer oder Schrammen aufweisen. Es sind deshalb zahlreiche Verfahren bekannt, die Oberflächen von Glasbehältern gegen mechanische Beschädi gungen schützen.The strength of glass depends on the integrity of the glass surface che from. Immediately after the glass is manufactured, it is firm the highest. However, the strength drops when the glass surfaces Have scratches or scuffs. There are therefore numerous procedures known, the surfaces of glass containers against mechanical damage protect.

So ist es bekannt, Glasgegenstände direkt nach ihrer Formgebung bei Temperaturen zwischen 370 und 750°C mit anorganischen und/oder organi schen Verbindungen, insbesondere des Zinns, Titans oder Zirkons, zu be handeln. Dabei entstehen auf den Oberflächen der Glasgegenstände dün ne, farblose, transparente Metalloxidüberzüge.So it is known to add glass objects right after their shaping Temperatures between 370 and 750 ° C with inorganic and / or organic connections, especially of tin, titanium or zircon act. This creates thin on the surfaces of the glass objects ne, colorless, transparent metal oxide coatings.

Es ist eine Reihe von Verfahren und Vorrichtungen zum Heranbringen und Aufdampfen der Reaktionsgase bekannt, die bereits zu befriedigenden Ergebnissen in der Erzielung eines gleichmäßigen Metalloxidfilmes auf der Glasoberfläche geführt haben. So wird in der DE-PS 24 13 668 ein Verfahren zur Beschichtung von Glasgegenständen mit Zinnoxid oder Titanoxid beschrieben, bei dem die Glasgegenstände der turbulenten Strömung eines Gasgemisches aus Luft/Zinn- oder Titantetrachlorid aus gesetzt werden. Erreicht wird diese Strömung in einer besonders ausge stalteten Vorrichtung, in der das Gasgemisch durch Öffnungen in den gegenüberliegenden senkrechten Seitenwänden der Behandlungskammer in das Innere geblasen wird.It is a range of methods and devices for bringing up and Evaporation of the reaction gases known to be already satisfactory Results in achieving a uniform metal oxide film the glass surface. So is in DE-PS 24 13 668 Process for coating glass objects with tin oxide or Titanium oxide described in which the glass objects of the turbulent Flow of a gas mixture of air / tin or titanium tetrachloride be set. This current is reached in a particularly good way designed device in which the gas mixture through openings in the opposite vertical side walls of the treatment chamber in the inside is blown.

Weiter ist aus der DE-PS 32 26 900 ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, Glasbehälter mit Titanoxid zu beschichten. Nach diesem Ver fahen werden die ein tunnelartiges Gehäuse durchlaufenden heißen Glas behälter einer laminaren Strömung eines Gasgemisches ausgesetzt und dabei allseitig umspült.From DE-PS 32 26 900 is a method and an apparatus known to coat glass containers with titanium oxide. After this ver The hot glass running through a tunnel-like housing is detected exposed to a laminar flow of a gas mixture and washed around on all sides.

Mit diesen Verfahren und Vorrichtungen des Standes der Technik ist es jedoch nicht oder nur unter erheblichem Aufwand möglich, dünnwandige bzw. kleinformatige Glasbehälter mit einer gleichmäßigen Metalloxid schicht zu versehen. Behälter dieser Art sind z. B. pharmazeutische Glasbehälter, wie Ampullen oder Flakonagen. Durchlaufen diese Behälter die üblichen Beschichtungsanlagen, verlieren sie aufgrund ihrer gerin gen Größe und ihrer geringen Glasmasse so schnell und so viel an Wär meenergie, daß eine vollständige Zersetzung der anorganischen oder or ganischen Metallverbindung auf der Glasoberfläche nicht gewährleistet ist. Außerdem fehlt Wärmeenergie, die nötig ist, um die als Beschich tungsmittel verwendeten Metallverbindungen in dampfförmigem Zustand zu halten. Nur unter Zuführung zusätzlicher Wärmeenergie und dem Einsatz erhöhter Mengen an Beschichtungsmittel ließe sich dieses Problem lö sen, was jedoch wirtschaftlich und anwendungstechnisch viel zu aufwen dig sein würde.It is with these prior art methods and devices however not possible or only possible with considerable effort, thin-walled or small-format glass containers with a uniform metal oxide layer. Containers of this type are e.g. B. pharmaceutical Glass containers, such as ampoules or flacon containers. Go through these containers the usual coating systems, they lose because of their clot size and its small glass mass so quickly and so much heat meenergie that complete decomposition of the inorganic or or ganic metal connection on the glass surface is not guaranteed is. In addition, there is a lack of thermal energy, which is necessary to use as coating Metal compounds used in vapor form hold. Only with additional heat energy and the application Increased amounts of coating agent could solve this problem sen, which, however, is economically and application-technically too expensive would be dig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu finden, das unter Pro duktionsbedingungen in einfacher Weise auf den obengenannten Glasbe hältern eine gleichmäßige Beschichtung der Oberfläche erreicht.The object of the invention is to find a method that under Pro conditions of production in a simple manner on the aforementioned glass keep a uniform coating of the surface achieved.

Verfahrensgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Glasbehälter durch eine im Tunnelinneren ausgebildete, zirkulierende, horizontale, mit verdampfter Metallverbindung angereicherte Luftströmungswalze geführt werden und der Strömungsverlauf in der ersten Hälfte des Tunnelinneren entgegengesetzt dem Strömungsverlauf in der zweiten Hälfte ausgebildet ist.According to the method, this is achieved in that the glass container a circulating, horizontal, trained inside the tunnel with evaporated metal compound enriched air flow roller and the course of the flow in the first half of the tunnel interior opposite to the flow in the second half is.

Die gezielt ausgerichtete Luft/Beschichtungsmittelströmung kann in der ersten Hälfte des Beschichtungstunnels rechtsdrehend und in der zwei ten Hälfte linksdrehend sein oder auch in umgekehrter Richtung erfol gen. Die so gegeneinander drehend wirkenden Luft/Wirkstoffgemischströ mungen gewährleisten eine gleichmäßige Umspülung der zu beschichtenden heißen Behälteroberflächen. Auf diese Weise wird erreicht, daß zu nächst der eine Teil des Glasbehälters ausreichend und gleichmäßig be handelt wird, danach der andere Teil genauso gründlich beschichtet wird. Die von den Glasbehältern beim Durchlaufen abgegebene Wärme wird von diesem Strömungssystem schnell aufgenommen und gleichmäßig ver teilt. Sie reicht weiter vollkommen aus, die Metallverbindung sowohl in Dampfform zu halten als auch zudosiertes flüssiges Beschichtungs mittel in Dampfform zu überführen und somit eine ständig gleichblei bende Dampfkonzentration im Tunnelinneren zu gewährleisten.The targeted air / coating agent flow can in the first half of the coating tunnel clockwise and in the two half of the left turn or succeed in the opposite direction gen. The air / active substance mixture streams rotating in this way Measurements ensure that the coating to be coated is evenly washed around hot container surfaces. In this way it is achieved that the next part of the glass container be sufficient and even is acted on, then the other part is coated just as thoroughly becomes. The heat given off by the glass containers as it passes through quickly absorbed by this flow system and evenly ver Splits. It is still sufficient, both the metal connection keep in vapor form as well as metered liquid coating to be transferred into vapor form and thus a constant one to ensure steam concentration inside the tunnel.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Durchfüh rung des Verfahrens mit einem durch einen Beschichtungstunnel durch laufenden Förderband und das Tunnelinnere begrenzenden Seitenblechen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß an den Seitenblechen 3 beidsei tig Luftführungskammern 4, die Anschlußstellen 13 für die Beschich tungsmittelzuführungsleitungen aufweisen, angeordnet sind, die durch Luftführungsbleche 8 in Druckkammern 6 und Saugkammern 7 unterteilt sind und die Seitenbleche 3 im Bereich der Druck- 6 und Saugkammern 7 horizontal angeordnete Öffnungen aufweisen und wobei jeweils der Druckkammer 6 auf der einen Seite die Saugkammer 7 auf der anderen Seite in gleicher Ebene gegenüberliegt und die Lage von Druck- 6 und Saugkammern 7 in der einen Hälfte der Luftführungskammer 4 umgekehrt der Lage der Druck- 6 und Saugkammern 7 in der anderen Hälfte ist, und jeder Luftführungskammer 4 mittig ein Ventilator 5 zugeordnet ist.The invention further relates to a device for performing the method with a through a coating tunnel running conveyor belt and the inside of the tunnel bounding side plates, which is characterized in that on the side plates 3 bilateral air duct 4 , the connection points 13 for the coating agent supply lines have are arranged which are subdivided by air guide plates 8 in the pressure chambers 6 and suction chambers 7 and the side sheet 3 in the region of the pressure 6 and suction chambers 7 have horizontally disposed openings and wherein each of the pressure chamber 6 on one side of the suction chamber 7 on the other side in is on the same level and the position of the pressure 6 and suction chambers 7 in one half of the air guide chamber 4 is the reverse of the position of the pressure 6 and suction chambers 7 in the other half, and a fan 5 is assigned in the center of each air guide chamber 4 .

Diese besondere Anordnung der Druck- und Saugkammern im Luftführungs system und die entsprechende Lage der zum Tunnelinneren hin liegenden Öffnungen ermöglichen nach Einschalten der Ventilatoren über deren be kannte Funktion - Drücken/Saugen - eine gezielte, zirkulierende, hori zontale Strömung im Tunnelinneren. Sind in der ersten Hälfte der Luft führungskammer Druck- und Saugkammer wie folgt angeordnet - Druckkam mer unten/Saugkammer oben; gegenüberliegend Druckkammer oben/Saug kammer unten - bildet sich so eine rechtsdrehende zirkulierende Strö mung aus, die dann in der zweiten Hälfte aufgrund der umgekehrten Lage der Druck- und Saugkammer linksdrehend ist.This special arrangement of the pressure and suction chambers in the air duct system and the corresponding location of those facing the tunnel interior Openings allow after switching on the fans via their be known function - press / suck - a targeted, circulating, hori zonal flow inside the tunnel. Are in the first half of the air guide chamber pressure and suction chamber arranged as follows - pressure cam mer below / suction chamber above; opposite pressure chamber above / suction chamber below - this creates a clockwise circulating flow mung out, which is then in the second half due to the reverse situation the pressure and suction chamber is anti-clockwise.

Vorteilhaft sind im oberen Bereich der Luftführungskammer Anschluß stellen für die Zuführungsleitungen, die mit einer üblichen Dosieran lage verbunden sind, angeordnet, aus denen die flüssige Metallverbin dung kontinuierlich in die Luftführungskammern eindosiert wird, wo sie dann weiter dem zirkulierenden Strömungssystem zugeführt wird.Connection in the upper area of the air duct chamber is advantageous make for the supply lines, which with a usual Dosieran Layer are connected, arranged, from which the liquid metal compound dosing is continuously metered into the air guiding chambers where they are then continues to be supplied to the circulating flow system.

Bei der pyrolytischen und hydrolytischen Reaktion der Metallverbindung auf der heißen Glasbehälteroberfläche bilden sich gasförmige Zerset zungsprodukte, die sich im Tunnelinneren anreichern und sowohl an Ein tritts- wie Austrittsöffnungen ins Freie gelangen und damit die Umwelt belasten würden. Deshalb sind zweckmäßigerweise an den Eintritts- und Ausgangsöffnungen Absaugvorrichtungen vorgesehen, die den Austritt der Reaktionsgase aus dem Inneren verhindern. Dies gewährleistet einen weitgehend umweltfreundlichen Betrieb.In the pyrolytic and hydrolytic reaction of the metal compound gaseous decomposition forms on the hot glass container surface products that accumulate inside the tunnel and that Both openings and exits reach the outside and thus the environment would burden. Therefore, it is advisable to enter and Outlet openings provided suction devices that prevent the exit of the Prevent reaction gases from inside. This ensures one largely environmentally friendly operation.

Die Erfindung wird anhand folgender Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigtThe invention is described in more detail with reference to the following drawings. It shows

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, der erfindungsgemä ßen Vorrichtung; Fig. 1 is a side view, partly in section, of the inventive device SEN;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1; Fig. 3 is a section along the line III-III in Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1; Fig. 4 is a section along the line IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 1; Fig. 5 is a section along the line VV in Fig. 1;

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 4; Fig. 6 is a section along the line VI-VI in Fig. 4;

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 4; Fig. 7 is a section along the line VII-VII in Fig. 4;

Fig. 8 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer Luft führungskammer 4. Fig. 8 is a partially cutaway perspective view of an air guide chamber 4.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, werden die zu beschichtenden heißen Glas behälter 12 auf dem Transportband 2 durch die tunnelartige Beschich tungshaube 1 geführt.As can be seen from FIG. 1, the hot glass container 12 to be coated is guided on the conveyor belt 2 through the tunnel-like coating hood 1 .

Wie insbesondere in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt, wird das Tunnel innere durch die Seitenbleche 3 und die Tunneldecke 18 seitlich und in der Höhe begrenzt. An den Seitenblechen 3 sind beidseitig die zwei Luftführungskammern 4 und die zwei Ventilatoren 5 angeordnet. In den Fig. 6 und 7 und vor allem in Fig. 8 wird aus zeichnerisch vereinfach ten Gründen nur eine Luftführungskammer 4 gezeigt, die gegenüberlie gende ergibt sich spiegelbildlich.As shown particularly in FIGS. 3, 4 and 5, the tunnel is bounded by the side inner panels 3 and the tunnel ceiling 18 laterally and in height. The two air guiding chambers 4 and the two fans 5 are arranged on the side plates 3 on both sides. In Figs. 6 and 7 and in particular in Fig. 8 only one air guide chamber 4 is shown from the drawing simplifying th reasons gegenüberlie constricting results in a mirror image.

Wie insbesondere aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, wird durch Ein schalten der Ventilatoren 5 das zirkulierende Strömungssystem in Gang gebracht. Fig. 3 zeigt dabei, wie zuerst die rechtsdrehende Luftwal ze 21 (Strömung) erzeugt wird. Der an der rechten Seite angeordnete Ventilator 5 drückt zunächst die Luft aus der unten gelegenen Druck kammer 6 durch die Öffnung 9 in das Tunnelinnere 19, wo sie auf der gegenüberliegenden Seite in der auf gleicher Ebene befindlichen Saug kammer 7 durch den an der linken Seite angeordneten Ventilator 5 durch die Öffnungen 10 eingesaugt wird. Gleichzeitig drückt dieser Ventila tor 5 aus der oben gelegenen Druckkammer 6 die Luft durch die Öff nungen 9 wieder in das Tunnelinnere 19, um dann in die gegenüberlie gende Saugkammer 7 angesaugt zu werden. Die zirkulierende, rechtsdrehende horizontale Strömung ist somit erzeugt.As can be seen in particular from FIGS. 3 and 4, the circulating flow system is started by switching on the fans 5 . Fig. 3 shows how the right-turning air roller ze 21 (flow) is generated first. The arranged on the right side fan 5 first presses the air from the pressure chamber 6 below through the opening 9 into the tunnel interior 19 , where it is on the opposite side in the suction chamber 7 located on the same level by the arranged on the left side Fan 5 is sucked in through the openings 10 . At the same time, this ventila gate 5 presses the air from the overhead pressure chamber 6 through the openings 9 back into the tunnel interior 19 , in order to then be sucked into the suction chamber 7 lying opposite. The circulating, right-turning horizontal flow is thus generated.

Die noch heißen Glasbehälter 12 werden nun über das Transportband 2 in das Tunnelinnere 19 geführt, gleichzeitig wird über die Anschlußstel len 13 das Beschichtungsmittel in die Luftführungskammern 4 eindosiert und sofort von der zirkulierenden Strömung aufgenommen. Das Beschich tungsmittel verdampft im Tunnelinneren 19 und zersetzt sich auf der heißen Oberfläche der Glasbehälter 12.The still hot glass containers 12 are now fed into the tunnel interior 19 via the conveyor belt 2 , at the same time the coating agent is metered into the air guide chambers 4 via the connection points 13 and immediately absorbed by the circulating flow. The coating agent evaporates in the interior of the tunnel 19 and decomposes on the hot surface of the glass container 12 .

In Fig. 5 erkennt man, wie der weiter durch das Tunnelinnere 19 ge führte Glasbehälter 12 in der zweiten Hälfte einer linksdrehenden Luft/Beschichtungsmittelgemischwalze 22 ausgesetzt wird. Aus der, in diesem Fall oben gelegenen, rechten Druckkammer 6 wird das Luft/ Wirkstoffgemisch durch die Öffnungen 9 und das Tunnelinnere 19 in die gegenüberliegende Saugkammer 7 geführt. Wiederum gleichzeitig gelangt aus der linken unteren Druckkammer 6 das Reaktionsgemisch in die gegenüberliegende Saugkammer 7. In dieser linksdrehenden Strömung wird jetzt vor allem der linke untere bzw. der rechte obere Teil des Glas behälters 12 dem Reaktionsgemisch ausgesetzt.In Fig. 5 can be seen how the ge further through the tunnel interior 19 led glass container 12 is exposed in the second half of a left-rotating air / coating agent mixture roller 22 . From the right-hand pressure chamber 6 , which in this case is at the top, the air / active substance mixture is guided through the openings 9 and the interior of the tunnel 19 into the suction chamber 7 opposite. At the same time again, the reaction mixture passes from the lower left pressure chamber 6 into the opposite suction chamber 7 . In this left-turning flow, especially the lower left and upper right part of the glass container 12 is now exposed to the reaction mixture.

Wie weiter in Fig. 1 + 2 gezeigt, werden mittels des Absaugbehälters 16 durch die Absaugvorrichtungen 15, die am Eingang und Ausgang des Be schichtungstunnels 1 angeordnet sind, die beim Beschichtungsvorgang entstehenden gasförmigen Zersetzungsprodukte entfernt.As further shown in Fig. 1 + 2, by means of the suction container 16 through the suction devices 15 , which are arranged at the entrance and exit of the coating tunnel 1 , the gaseous decomposition products formed during the coating process are removed.

Claims

1. A method for coating thin-walled or small-format glass containers in a coating tunnel running through a conveyor belt with a pyrolytically and hydrolytically decomposable metal compound in a mixture with air, and wherein the glass containers inside the tunnel are exposed to a turbulent flow of a mixture of evaporated metal compound / air, characterized in that the glass containers ( 12 ) are guided by a circulating, horizontal, enriched with evaporated metal compound air flow roller formed in the tunnel interior ren ( 19 ) and the flow profile ( 21 ) in the first half of the tunnel interior ren ( 19 ) opposite the flow profile ( 22 ) is formed in the second half ( Fig. 1 + 3 + 5).

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 with a conveyor belt passing through a coating tunnel and the side plates delimiting the tunnel interior, characterized in that on the side plates ( 3 ) air ducts ( 4 ) on both sides, the connection points ( 13 ) for the coating agent feed lines have , are arranged, which are divided by air guide plates ( 8 ) into pressure chambers ( 6 ) and suction chambers ( 7 ) and the side plates ( 3 ) in the area of the pressure ( 6 ) and suction chambers ( 7 ) horizontally arranged openings ( 9, 10 ) have and the pressure chamber ( 6 ) on one side opposite the suction chamber ( 7 ) on the other side in the same plane and the position of the pressure ( 6 ) and suction chambers ( 7 ) in one half of the air guide chamber ( 4 ) vice versa the position of the pressure ( 6 ) and suction chamber ( 7 ) in the other half and each air guide chamber ( 4 ) is assigned a fan ( 5 ) in the center is.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that suction devices ( 15 ) are arranged at the inlet and outlet opening of the coating tunnel.