DE69824357T2

DE69824357T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung und Beschichtung von Flaschen

Info

Publication number: DE69824357T2
Application number: DE69824357T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Chuo-ku Amano; Manabu Chuo-ku Nakagawa; Katsuhiro Chuo-ku Imashita; Asami Shinnanyo-shi Oda; Yoshiyuki Shinnanyo-shi Kobayashi; Katsuhisa Shinnanyo-shi Nakamura; Kumao Shinnanyo-shi Nagahiro
Original assignee: Kirin Brewery Co Ltd
Current assignee: Kirin Brewery Co Ltd
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1998-09-23
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2018-09-24
Also published as: KR100573979B1; EP0905096B1; KR19990030052A; EP0905096A3; DE69824357D1; EP0905096A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Flaschen, das die Temperaturverteilung an der Außenfläche einer Flasche während des Transports der Flasche vergleichmäßigen kann, welche Flasche von einer Flaschenherstellmaschine zu einem Herd oder Ofen gefördert wird, so daß ein Beschichten zufriedenstellend ausgeführt werden kann, eine Vorrichtung zum Durchführen des Flaschenherstellungsverfahrens und eine Flaschenbeschichtungsvorrichtung.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Eine Glasflasche, die von einer Flaschenherstellmaschine durch Blasformen in eine Flaschenform gebracht ist mit einem Hals, einer Schulter, einem Körper und einem Boden, behält eine Oberflächentemperatur von 500°C oder mehr auf einem Förderer zum Fördern der Glasflasche zu einem Kühlofen. Eine Oxidbeschichtung, wie eine SnO₂-, TiO₂-Beschichtung oder dergleichen, kann an der Außenfläche der Flasche gebildet werden, indem eine tunnelförmige Kappe über dem Förderer angeordnet wird, der die Flasche zu dem Kühlofen befördert, und das Innere der Kappe mit einer Substanz gefüllt wird, die bei Temperaturen von 500°C oder mehr hydrolyse- oder oxidationsfähig ist, um ein Oxid, wie SnCl4, eine organische Zinnverbindung, TiCl4, Titanalkoxid oder dergleichen zu erzeugen. Das die Außenfläche der Flasche beschichtende Oxid kann die Entstehung mikroskopischer Risse verhindern, die eine Hauptursache für die Verringerung der Glasfestigkeit sind, so daß die Glasdicke, welche für die Sicherung der Festigkeit notwendig ist, reduziert werden kann. Das Beschichten der Außenfläche einer Glasflasche mit einer derartigen Oxidbeschichtung wird Heißendbeschichtung genannt, die dazu beiträgt, leichte Glasflaschen herzustellen.
Glasflaschen werden in zwei Gruppen klassifiziert, d. h. eine Gruppe Einwegflaschen, die nicht verwertet und wiederverwendet werden sollen, und Gruppe Mehrwegflaschen, die aufbereitet und wieder aufgefüllt werden sollen, um wiederverwendet zu werden, wie Bierflaschen, Sakeflaschen und dergleichen. Mehrwegflaschen werden vor der Wiederverwendung durch einen Reinigungsvorgang mit heißer Lauge gereinigt. Die Heißendbeschichtung wurde nicht verwendet, um Mehrwegflaschen herzustellen, weil eine durch das Heißendbeschichten an der Außenfläche der Flasche gebildete Schicht abgeht, wenn die Flasche mit heißer Lauge gereinigt wird. JP-A Nr. 3-131547 offenbart eine Technik, die eine Schicht bilden kann, die einer Reinigung mit heißer Lauge standhält, wobei die Oberfläche einer Glasflasche bei Temperaturen im Bereich von 550°C bis 700°C während Bedingungen eines Beschichtungsvorgangs und eines Steuervorgangs gehalten wird, so daß eine Schicht mit einer Dicke im Bereich von 400 bis 1000 Å erreicht wird.
Wenn Flaschen mit einer üblichen Flaschenherstellungsmaschine hergestellt werden, ist die zum Bilden einer Beschichtungskappe notwendige Zeit, während welcher die Flaschen der Atmosphäre ausgesetzt sind, um abzukühlen, von der Art der Gießform abhängig, die beim Formen der Flaschen verwendet wird. Daher hängt die Oberflächentemperatur der Flaschen während des Beschichtens von der Art der Gießform ab und somit ist es schwierig, die Temperatur der Flaschen genau zu regeln. Insbesondere wenn die Flasche einen örtlich dickeren Teil aufweist, der während des Blasformens gebildet wurde, wird eine unregelmäßige Verteilung der Oberflächentemperatur noch verstärkt.
Ein Verfahren zum Transportieren von Flaschen, das in der JP-A Nr. 6-157062 vorgeschlagen ist, regelt die Zeitdauer zwischen dem Zuführen einer geformten Glasflasche auf einem Förderer und dem Eintritt derselben in einen Kühlofen unabhängig von der Art der Gießform, die verwendet wird, um eine angemessene Steuerung der Temperatur zu erzielen. Dieses vorgenannte Verfahren zum Transportieren von Flaschen kann den Oberflächentemperaturunterschied zwischen Glasflaschen während der Bildung der Beschichtung beseitigen, welcher Temperaturunterschied auf die unterschiedlichen Arten von Gießformen, die für das Formen der Glasflaschen verwendet werden, zurückzuführen ist. Verschiedene Teile in einer Glasflasche weisen jedoch jeweils verschiedene Temperaturen auf, und einige Teile einer Glasflasche entsprechen nicht den Temperaturbedingungen, die in JP-A Nr. 3-131547 angegeben sind.
Wenn eine Glasflasche einen örtlich dicken Teil mit einer übermäßig hohen Temperatur aufweist, kann ein Teil der auf dem örtlich dicken Teil gebildeten Schicht abgehen, wenn die Glasflasche dem Reinigungsvorgang mit heißer Lauge unterzogen wird, selbst wenn der vorhergehende Temperaturzustand zufriedenstellend ist.
ABRISS DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von Flaschen bereitzustellen, das eine Temperaturverteilung in einer breiten Temperaturspannbreite oder -bereich an der Außenfläche einer Flasche verhindern kann, die auf ein gleichmäßiges Erhitzen der Flasche zurückzuführen ist, und das die gesamte Außenfläche einer Flasche bei Temperaturen innerhalb eines gewünschten Temperaturbereichs halten kann, und eine Vorrichtung zum Durchführen des Flaschenherstellungsverfahrens eine Flaschenbeschichtungsvorrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird von dem Flaschenherstellungsverfahren gemäß Anspruch 1 und der Flaschenherstellungsvorrichtung gemäß Anspruch 3 gelöst.
In einer bevorzugten Ausführung umfaßt die Vorrichtung gemäß Anspruch 3 zudem eine Flaschenbeschichtungskammer, die neben der Flaschenverarbeitungskammer angeordnet ist, einer TEXT FEHLT
Bei einer bevorzugten Ausführung umfaßt die Vorrichtung gemäß Anspruch 3 zudem eine Flaschenbeschichtungskammer, die neben der Flaschenverarbeitungskammer angeordnet ist; eine Saugkammer, die in der Nähe der Flaschenbeschichtungskammer angeordnet ist; und einen Umlüfter, der zwischen der Blaskammer und der Saugkammer angeordnet ist, um ein Arbeits- oder Prozeßgas sequentiell durch die Blaskammer, die Flaschenbeschichtungskammer und die Saugkammer hindurch umlaufen zu lassen, wobei die Blaskammer mit einer Blasöffnung versehen ist, die hin zur Flaschenbeschichtungskammer offen ist, und die Kammer mit einer Saugöffnung versehen ist, die hin zur Flaschenbeschichtungskammer offen ist, und die Blasöffnung der Blaskammer auf einer Höhe unterhalb eines Niveaus liegt, auf dem der Schwerpunkt der Flasche liegt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenansicht einer Flaschenherstellvorrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführung;
2 ist eine Vorderansicht der Flaschenherstellvorrichtung gemäß 1;
3 ist eine übliche Ansicht zum besseren Verständnis des Betriebs der Flaschenherstellvorrichtung gemäß 1;
4 ist ein Schaubild, das die Temperaturverteilung bei einer Flasche darstellt, die durch ein erfindungsgemäßes Flaschenherstellverfahren hergestellt ist;
5 ist eine Halbschnittansicht einer mittels des erfindungsgemäßen Flaschenherstellverfahrens hergestellten Flasche;
6(A) ist eine perspektivische, schematische Ansicht einer Flaschenherstellvorrichtung gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung;
6(B) ist eine perspektivische Ansicht von Blasöffnungen und Saugöffnungen, die an der Flaschenbeschichtungsvorrichtung gemäß 6(A) ausgebildet sind;
6(C) ist eine Schnittansicht, die dabei hilft, von dem Umlüfter erzeugte Ströme deutlich zu machen;
7(A) ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Flaschenbeschichtungsvorrichtung gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung;
7(B) ist eine perspektivische Ansicht von Blasöffnungen und Saugöffnungen, die an der Flaschenbeschichtungsvorrichtung gemäß 7(A) ausgebildet sind;
7(C) ist eine Schnittansicht zum besseren Verständnis von durch einen Umlüfter erzeugten Ströme;
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Erste Ausführung
Eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Flaschenherstellvorrichtung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Gemäß 5, die eine blasgeformte Glasflasche in einer Halbschnittansicht zeigt, weist die Flasche 1 einen Hals 1a mit einer großen Wanddicke, eine Schulter 1b mit einer Wanddicke, die nach unten hin abnimmt, einen zylindrischen Körper 1c, der einstückig oder kontinuierlich übergehend mit der Schulter 1b ausgebildet ist, und einen Boden 1d auf. Daher kühlen der Hals 1a und die Schulter 1b stärker als der Körper 1c ab, und die Temperatur des Halses 1a und der Schulter 1b ist geringer als die des Körpers 1c, wenn die Flasche 1 vollständig gebildet wird. Im Allgemeinen ist eine langgestreckte Flasche, wie eine Bierflasche, in einem zweistufigen Blasverfahren hergestellt. Falls die Flasche 1 eine langgestreckte Form aufweist, kommt es häufig vor, daß sich eine Absetz- oder Niederschlagslinie mit einer größeren Dicke in dem Mittelteil des Körpers 1c bildet, und die Temperatur der Absetz- oder Niederschlagslinie 1e bleibt größer als die Temperatur der anderen Teile der Flasche 1.
Angesichts dieser Tatsache wärmt und kühlt eine Flaschenherstellvorrichtung 2 gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführung Teile der Flasche gemäß einer Temperaturverteilung der Flasche 1. Bezugnehmend auf die 1 und 2, die die Flaschenherstellvorrichtung 2 zeigen, weist letztere hohle/gestellartige Rahmen 3 auf, die in einem vorbestimmten Abstand, beispielsweise 800 mm, in einer Richtung ortsfest installiert sind, in welcher die Flasche 1 gefördert wird, um einen Flaschenförderweg zu kreuzen. Jeder Rahmen 3 hat gegenüberliegende Innenwände mit parallelen unteren Teilen, die einen Raum definieren, der einem unteren Teil der Außenform der Flasche 1 entspricht, und mit oberen Teilen, die zueinander geneigt sind, um einen sich nach oben verjüngenden Raum zu definieren, der einem oberen Teil der Außenform der Flasche 1 entspricht. Die Flasche 1 wird mittels eines Förderers 4 durch den Raum hindurch transportiert, der durch die gestellartigen Rahmen 3 definiert ist. Brennerrohre 5 erstrecken sich horizontal auf Höhen, die denen des Halses 1a, der Schulter 1b bzw. des unteren Teils des Körpers 1c der Flasche 1 entspricht. Kühlrohre 6 erstrecken sich auf einer Höhe, die der der Absetz- oder Niederschlagslinie 1e entsprechen. Jedes Brennerrohr 5 ist beispielsweise mit zehn Brennern 7 versehen, die in gleichen Abständen angeordnet sind und sich zur Flasche 1 hin öffnen, die durch die gestellartigen Rahmen 3 hindurch gefördert wird, und jedes Kühlrohr 6 ist beispielsweise mit Luftblasöffnungen 8 versehen.
Verbrennungsluft a₁ wird durch ein Luftrohr 9 und die gestellartigen Rahmen 3 hindurch zu den Brennerrohren 5 gefördert. Ein Brenngas b, wie LPG (Propangas, Flüssiggas), wird durch ein Treibstoffrohr 10 und durch Abzweigrohre 11 hindurch zugeführt, die sich von dem Brennstoffrohr 10 in den Brenner 7 verzweigen. Der Brenner 7 bläst Flammen c gegen die Flasche 1. Kühlluft a wird durch die Luftblasöffnungen 8 hindurch zur Absetz- und Niederschlagslinie 1e der Flasche 1 geblasen. Die Wärmeerzeugungsrate, bei welcher die Brenner 7, die an den Brennerrohren 5 angebracht sind, Wärme erzeugen, und die Luftblasrate, bei der die Kühlluft a durch die Luftblasöffnungen des Kühlrohrs 6 hindurch geblasen wird, werden derart geregelt, daß die Flasche 1 eine gleichmäßige Oberflächenverteilung aufweist. Falls sogar die Absetz- oder Niederschlagslinie 1e durch ein Blas-Blasformen gebildet ist, kann die Absetz- oder Niederschlagslinie 1e sicher abgekühlt werden, um die Unregelmäßigkeit der Oberflächentemperaturverteilung der Flasche 1 zu verringern.
Beispiel
Die erfindungsgemäße Flaschenherstellvorrichtung 2 wurde derart installiert, daß der Förderer 4 gekreuzt wird, wie in 3 gezeigt ist. Der Förderer 4 fördert Glasflaschen mit einem Gewicht von 475 g, einer Höhe von 289 mm und einem maximalen Außendurchmesser von 74 mm bei Abständen von 133 mm und einer Geschwindigkeit von 11,4 mm/min. Die oberen Brennerrohre 5 wurden in einer Höhe A von 120 mm angeordnet, die mittleren Brennerrohre 5 wurden in einer Höhe B von 170 mm angeordnet, und die unteren Brennerrohre 5 wurden in einer Höhe C von 10 mm angeordnet, und die jeweiligen Positionen der Brenner 7 der oberen, der mittleren und der unteren Brennerrohre 5 wurden eingestellt, um Flammen c zum Hals 1a, zur Schulter 1b bzw. zum Boden 1c jeder Flasche 1 zu blasen. Das Brennstoffgas b wurde von den Brennern 7 der oberen, der mittleren und der unteren Brennerohre bei Wärmeerzeugungsrate von 30.000 kcal/hr, 23.0000 kcal/hr bzw. 20.000 kcal/hr verbrannt. Die Kühlrohre 6 wurden in einer Höhe D von 80 mm angeordnet, und 0,7 kg/cm² komprimierte Luft a wurden gegen einen Teil jeder Flasche 1 um die Absetz- oder Niederschlagslinie 1e herum zum Kühlen geblasen.
Die Oberflächentemperaturen der Glasflaschen 1 wurden am Ausgang der Flaschenherstellvorrichtung mittels Strahlungsthermometer gemessen. Die gemessenen Temperaturen der Teile der Flasche 1, wenn die Flaschenherstellvorrichtung 2 nicht im Betrieb war, und die Temperaturen der gleichen Teile der Flasche 1, wenn die Flaschenherstellvorrichtung 2 in Betrieb war, sind zum Vergleich in 4 dargestellt. Wie aus 4 deutlich wird, nimmt die Temperatur der Flasche stark bei einer Höhe von 60 mm zu, nimmt schrittweise von einer Höhe von 90 mm nach unten hin ab, und die Temperatur erreicht ein Maximum bei der Höhe von 60 mm, wenn die Flaschenherstellvorrichtung nicht in Betrieb war. Wenn die Flaschenherstellvorrichtung betrieben wurde, nahmen die Temperaturen der Teile der Flasche bei einer Höhe von 170 mm oder darüber liegend durch Erwärmung zu, und die Temperatur nahm durch Kühlung ab, um sich allmählich in einem Teil der Flasche im Bereich der Höhe von 60 mm zu ändern.
Die durch die Flaschenherstellvorrichtung 2 für eine Oberflächentemperatur Verteilungssteuerung gefertigte Flasche und die Flasche, die nicht durch die Flaschenherstellvorrichtung 2 gefertigt ist, werden mit einer 800 Å dicken SnO₂-Schicht beschichte. Die Oberflächen der mit der SnO₂-Schicht beschichteten Flaschen wurden überprüft, nachdem die Flaschen in eine 4%-NaOH-Lösung bei 80°C sechs Stunden lang eingetaucht wurden. Die mit der erfindungsgemäßen Flaschenherstellvorrichtung 2 gefertigte Flasche nahm eine weißliche Farbe an, und die SnO₂-Schicht ging nicht ab. Bei der Flasche, die nicht mit der erfindungsgemäßen Flaschenherstellvorrichtung 2 gefertigt wurde, lösten sich Teile der SnO₂-Schicht, die an einem Teil der Flasche in einer Höhe von ungefähr 100 mm gebildet ist, ab, und ein Teil der SnO₂-Schicht, die an einem Teil der Flasche über einer Höhe von 170 mm gebildet ist, wurde erheblich beeinträchtigt und zerstört, und ein Teil der SnO₂-Schicht, die an einem Teil der Flasche über einer Höhe von 240 mm ausgebildet ist, löste sich ab.
Wie aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich ist, nutzt die Erfindung die Kühleinrichtung für einen Teil der gerade gebildeten Glasflasche mit einer größeren Wanddicke, nämlich den Hals, die Schulter, den Körper und den Boden, und die Erwärmungseinrichtung für den Körper ausschließlich des Teils der Glasflasche mit einer größeren Wanddicke, nämlich des Halses und der Schulter. Auf diese Weise ist die Oberflächentemperaturverteilung an der gesamten Glasflasche gleich, und das lokale Abblättern einer Schicht, die über der Außenfläche der Glasflasche in dem folgenden Verfahren gebildet wird, tritt nicht auf.
ZWEITE AUSFÜHRUNG
6(A) ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Flaschenbeschichtungsvorrichtung 111, die die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt. 6(B) ist eine perspektivische Ansicht von Blasöffnungen und Saugöffnungen, die in der Flaschenbeschichtungsvorrichtung 111 gemäß 6(A) ausgeführt ist, und 6(C) ist eine Schnittansicht zum besseren Verständnis von Strömen, die durch einen Umlüfter hervorgerufen sind.
Bezugnehmend auf 6(A) sind Glasflaschen 102, die blasgeformt sind, in einer Reihe auf einen Förderer 104 angeordnet, und der Förderer 104 fördert die Glasflaschen 102 von rechts nach links, wie in 6(A) ersichtlich ist.
Die Flaschenbeschichtungsvorrichtung 111 umfaßt einen Kammerblock oder Kammerbereich 111a, der ortsfest installiert ist, um den Förderer 104 kreuzen zu lassen, und einen großen Umlüfter 112. Der Kammerblock 111a hat einen Längskanal, durch den die Flaschen 102 von dem Förderer 104 transportiert werden. Der Kammerblock 111a hat vier Verbindungsöffnungen (Mittelöffnungen), die mit dem großem Umlüfter 112 verbunden sind, und eine vordere und eine hintere Verbindungsöffnung, die mit einem Ausblaser 120 verbunden sind. Der Kammerblock 111a hat eine Flaschenbeschichtungskammer 111d, durch welche die Flaschen 102 transportiert werden, Blaskammern 111b und Saugkammern 111c. Prozeßgaseinlässe 113 sind in unteren Teilen von Seitenwänden der Blaskammern 111b ausgebildet. Die Blaskammern 111b und die Saugkammern 111c des Kammerblocks 111a verbinden die Flaschenbeschichtungskammer 111d, und jede Blaskammer 111b sowie Saugkammer 111c, die der Blaskammer 111b zugeordnet ist, sind einander gegenüberliegend auf gegenüberliegenden Seiten der Flaschenbeschichtungskammer 111d angeordnet.
6(B) zeigt die Flaschenbeschichtungsvorrichtung 111 gemäß 6(A), bei der der Kammerblock 111, ausschließlich der Trennwände, die die Blaskammer 111b und die Saugkammer 111c des Kammerblocks 111a von der Flaschenbeschichtungskammer 111d trennt, entfernt ist. Die Blaskammer 111b ist mit einer Blasöffnung 114 versehen, durch welche von dem Umlüfter 112 angetriebene Luft in die Flaschenkammer 111d geblasen wird. Die Saugkammer 111 ist mit einer Saugöffnung 115 versehen, durch welche Luft von der Flaschenkammer 111c angesaugt wird.
6(C) ist eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A gemäß 6(B). Bezugnehmend auf 6(C) strömt Luft, die von dem Umlüfter 112 angetrieben ist, wie mit den nach unten gerichteten Pfeilen angedeutet, und vermischt sich mit einem Prozeßgas, das durch die Prozeßgaseinlässe 113 in die Blaskammer 111b zugeführt ist, um ein Mischgas zu schaffen. Das Mischgas strömt von den Blaskammern 111b zur Flaschenbeschichtungskammer 111d durch die Luftblasöffnungen 114 hindurch, und anschließend strömt es in einen Raum, der die von dem Förderer 104 transportierten Glasflaschen 102 umgibt, um eine Schicht an den Au ßenflächen der Glasflaschen 102 zu bilden. Anschließend wird das verwendete Mischgas durch die Saugöffnungen 115 in die Saugkammern 111c angesaugt und strömt, wie durch die nach oben gerichteten Pfeile angedeutet, in den Umlüfter 112. Auf diese Weise zirkuliert das durch den Umlüfter 112 angetriebene Mischgas durch die Flaschenbeschichtungsvorrichtung. Das Prozeßgas ist ein Gas einer Substanz, die bei Temperaturen in dem Temperaturbereich hydrolyse- oder oxidationsfähig ist, der für eine Oxidfilmbildung geeignet ist, um ein Oxid, wie das SnCl₄, eine organische Zinnverbindung, TiCl₄, Titanalkoxid oder dergleichen, zu schaffen. Die Flaschenbeschichtungskammer 111 wird mit dem Prozeßgas gefüllt, und das Prozeßgas bildet eine Oxidschicht, wie eine SnO₂-Schicht oder eine TiO₂-Schicht an den Flächen der Flasche 102. Die an den Flächen der Flasche 102 gebildete Oxidschicht verhindert die Entwicklung von Mikrorissen, die ein Hauptgrund für die Verringerung der Festigkeit von Glas sind, und daher kann die Dicke der Wand der Glasflasche bei Sicherstellung einer ausreichenden Festigkeit reduziert werden.
7(A) ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Flaschenbeschichtungsvorrichtung 111 in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung; 7(B) ist eine perspektivische Ansicht von Blasöffnungen und Saugöffnungen, die an der Flaschenbeschichtungsvorrichtung 111 gemäß 7(A) ausgebildet sind; und 7(C) ist eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B gemäß 7(B), die zum besseren Verständnis von durch einen Umlüfter erzeugten Strömen beiträgt. Die Flaschenbeschichtungsvorrichtung gemäß der in 7(A)–7(C) gezeigten Ausführungen ist dem Aufbau nach ähnlich der Flaschenbeschichtungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführung, die in 6(A)–6(C) gezeigt ist, außer daß die Flaschenbeschichtungsvorrichtung gemäß 7(A)–7(C) sich von der Flaschenbeschichtungsvorrichtung gemäß 6(A)–6(C) in der Anordnung der Blaskammern und der Saugkammern unterscheidet. Obgleich die in den 6(A)–6(C) gezeigten Flaschenbeschichtungsvorrichtung mit dem Kammerblock 111a versehen ist, der die Blaskammern 111b und die Saugkammer 111c aufweist, die auf demselben Niveau einander gegenüberliegend auf gegenüberliegenden Seiten der Glasbeschichtungskammer 111d angeordnet sind, umfaßt die in den 7(A)–7(C) gezeigte Flaschenbeschichtungsvorrichtung Kammersätze, die jeweils aus einer Blaskammer 111b und einer Saugkammer 111c bestehen, so daß die Blaskammer 111b unter der Saugkammer 111c liegt, und die Blaskammer 111b und die Saugkammer 111c sind durch eine Trennwand 111e getrennt, und die Kammersätze sind einander gegenüberliegend auf gegenüberliegenden Seiten der Glasbeschichtungskammer 111d angeordnet. Bei der Flaschenbeschichtungsvorrichtung gemäß den 7(A)– 7(C) strömt von einem Umlüfter 112 angetriebene Luft, wie durch die nach unten gerichteten Pfeile angedeutet, und vermischt sich mit einem Prozeßgas, das durch die Prozeßgaseinlässe 113 den Blaskammern 111b zugeführt wird, um ein Mischgas zu schaffen. Das Mischgas strömt von den Blaskammern 111b zu der Flaschenbeschichtungskammer 111d durch Luftblasöffnungen 114 und anschließend in einen Raum, der die von einem Förderer 104 transportierten Gasflaschen umgibt, um eine Schicht auf den Außenflächen der Glasflaschen 102 zu bilden. Anschließend wird das genutzte Mischgas durch Saugöffnungen 115 in die Saugkammern 111c gesaugt und strömt, wie durch die nach oben gerichteten Pfeile angedeutet, zum Umlüfter 112. Auf diese Weise zirkuliert die von dem Umlüfter 112 angetriebene Luft durch die Flaschenbeschichtungsvorrichtung hindurch.
Falls die Flasche 102 einer Temperaturregelung unterzogen wird, unmittelbar bevor die Flasche 102 den Eingang der Flaschenbeschichtungsvorrichtung erreicht, wird gemäß den 6(A)–6(C) und den 7(A)–7(C) die Oberflächentemperatur der Flasche 102 höher als die der Flasche 102 sein, welche einem Heißendbeschichtungsverfahren ausgesetzt wird. Demgemäß strömen sehr schnell aufsteigende Luftströme entlang der Außenfläche der Flasche 102. Die Geschwindigkeit dieser ansteigenden Luftströme ist groß genug, um eine alkalisichere oder -feste Schicht zu bilden, und daher kann eine äußerst alkalifeste Schicht gebildet werden, indem ein Prozeßgas zusammen mit den ansteigenden Luftströmen zugeführt wird.
Gemäß den 6(A)–6(C) und den 7(A)–7(C) werden die Blasöffnungen 114 auf einem Niveau unterhalb des Schwerpunkts G der Flasche 102 ausgebildet, so daß die Flasche 102 nicht wegen der durch die Blasöffnungen 114 strömenden Luft umgestoßen werden kann. Der Bereich der Blasöffnungen 114 ist derart bestimmt, daß sie der Blaskapazität des Umlüfters 112 entspricht, so daß eine gleichmäßige, äußerst alkalifeste Schicht gebildet werden kann. Das Anpassen des Bereichs der Blasöffnungen 114 an die Blaskapazität oder -vermögen des Umlüfters 112 hängt von dem Gewicht, der Höhe, dem Außendurchmesser der Flasche 102 und der Prozeßrate ab, bei der die Flaschenbeschichtungsvorrichtung die Flasche fertigt. Der Bereich der Blasöffnung 114 ist ziemlich unterschiedlich zum Bereich bei einer herkömmlichen Heißendbeschichtung. Beispielsweise liegt die Summe der Bereiche der Blasöffnungen 114 in einem Bereich von 3000 bis 30000 mm², was in einem Bereich von 1/5 bis 1/2 der Summe der Bereiche der Blasöffnungen bei einer herkömmlichen Beschichtungsvorrichtung ist. Die Blaskapazität des Umlüfters 112 liegt in dem Bereich von 5 bis 20 m³/min, was ungefähr das Zwanzigfache der Blaskapazität eines Umlüfters ist, der bei einer herkömmlichen Beschichtungsvorrichtung verwendet wird.
Die Saugöffnungen 115 der Flaschenbeschichtungsvorrichtungen, die in den 6(B) und 7(B) gezeigt sind, haben die Form eines horizontalen, langgestreckten Rechtecks, und die Fläche der Saugöffnungen 115 liegt in dem Bereich des Dreifachen bis Zwanzigfachen der Fläche der Blasöffnungen 114.
Beispiele für das Beschichten einer Flasche
Flaschen 102 werden mit einer Oxidschicht durch die in den 6(A)–6(C) gezeigte Flaschenbeschichtungsvorrichtung beschichtet. Die Oberflächentemperatur der Flaschen 102 wurde auf Temperaturen von 620 +/– 20°C eingestellt, während die Flaschen 102, die in Abständen von 133 mm auf dem Förderer 104 angeordnet sind, durch den Förderer 104 transportiert wurden. SnCl₄-Gas wurde als Prozeßgas verwendet, und der Bereich der Blasöffnungen 114 und der durch den Umlüfter 112 angetriebene Luftstrom wurden variiert. Der Strom des Prozeßgases wurde derart reguliert, daß sich eine Schicht mit einer Dicke in einem Bereich von 40 bis 100 nm bildete. Der Zustand der auf diese Weise auf den Flaschen 102 gebildeten Beschichtungen wurde geprüft, nachdem die Flaschen 102 in eine 4%-NaOH-Lösung sechs Stunden eingetaucht worden war. Ergebnisse der Prüfung sind in Tabelle 1 angegeben.
Es wurde festgelegt, daß Beschichtungen, die Teilbereiche mit einer Dicke von größer als 130 nm aufwiesen, als schlecht bezüglich der „Beschichtungs-Gleichmäßigkeit" bezeichnet wurden, daß Beschichtungen, die abgehende Teilbereiche aufwiesen, die nicht größer als 1/50 des gesamten Bereichs waren, als gut hinsichtlich des „Alkaliwiderstands" bezeichnet wurden, und daß die Flaschen, welche auf dem Förderer durch die umlaufende Luft nicht bewegt wurden, als gut hinsichtlich der „Stabilität auf dem Förderer" bezeichnet wurden.
Tabelle 1
Es ist aus Tabelle 1 ersichtlich, daß die Dicke der Beschichtungen gleichmäßig ist, der Alkaliwiderstand der Beschichtungen ausreichend ist und die Flaschen 102 stabil auf dem Förderer stehen, wenn die Summe der Bereiche der Blasöffnungen im Bereich von 3000 bis 30000 mm², die Blaskapazität in einem Bereich von 5 bis 20 m³/min und die Bedingungen bei A in Beispiel 1, bei B in Beispiel 2, bei C in Beispiel 3 und bei D in Beispiel 4 ausgewählt wurden.
Wie aus der vorgehenden Beschreibung ersichtlich ist, umfaßt die Flaschenbeschichtungsvorrichtung gemäß der Erfindung die Blaskammern 111b, die in der Nähe des Förderers 104 zum Transportieren der Flaschen 102 ausgebildet und jeweils mit Blasöffnungen 114 versehen sind, die Saugkammern 111c, die in der Nähe des Trägers 104 zum Transportieren der Flaschen 102 ausgebildet und jeweils mit der Saugöffnung 115 versehen sind, und den Umlüfter 112, der mit den Blaskammern 111b und den Saugkammern 111c verbunden ist. Die Blasöffnung 114 ist auf einer Höhe ausgebildet, die unterhalb des Schwerpunkts der Flaschen 102 liegt. Auf diese Weise kann die Flaschenbeschichtungsvorrichtung stabil den Beschichtungsprozeß zum Beschichten der Flaschen 102 durchführen.
Die Flaschen können mit einer zufriedenstellenden Beschichtung gebildet werden, indem die Blasöffnungen in einem Bereich ausgebildet werden, so daß die Summe der Bereiche in einem Bereich von 3000 bis 30000 mm² liegt, wobei der Umlüfter mit einer Kapazität in einem Bereich von 5 bis 20 m³ verwendet wird und optimale Werte in diesen Bereichen in Kombination herangezogen werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Flasche (1) mit einem Hals (1a), einer Schulter (1b), einem Körper (1c) und einem Boden (1d) durch Blasformen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (1e) des Körpers (1c) der noch von dem vorangegangenen Blasformen warmen Flasche (1) abgekühlt wird, welcher Teil dicker als die anderen Teile des Körpers ist, nachdem die Flasche geformt worden ist; und die anderen Teile des Körpers, der Hals, die Schulter und der Boden, gleichzeitig erwärmt werden, so daß die Oberflächentemperaturverteilung der Flasche innerhalb eines gewünschten Temperaturbereichs liegt.
Flaschenherstellungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem der während des Blasverfahrens der Flasche gebildete Flaschenkörperteil, der dicker als die anderen Körperteile ist, eine Absetz- oder Niederschlagslinie (1e) ist.
Flaschenherstellungsvorrichtung zum Herstellen einer Flasche durch das Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung (6, 8) zum Kühlen eines Teils (1e) des Körpers (1c) der Flasche (1), wobei der Teil (1c) dicker als die anderen Teile des Körpers ist; und eine Erwärmungseinrichtung (5, 7) zum gleichzeitigen Erwärmen der anderen Teile des Körpers, des Halses, der Schulter und des Bodens.
Flaschenherstellungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Kühleinrichtung (6) auf einem Niveau angeordnet ist, das dem einer Absetz- oder Niederschlagslinie (1e) entspricht, die im Körper (1c) der Flasche (1) ausgebildet ist.
Flaschenherstellungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der eine Flaschenbeschichtungskammer (111d) vorgesehen ist; eine Blaskammer (111b) in der Nähe der Flaschenbeschichtungskammer (111d) angeordnet ist; eine Saugkammer (111c) in der Nähe der Flaschenbeschichtungskammer (111d) angeordnet ist; und ein Umlüfter (112) zwischen der Blaskammer (111b) und der Saugkammer (111c) angeordnet ist, um ein Arbeitsgas sequentiell durch die Blaskammer (111b), die Flaschenbeschichtungskammer (111d) und die Saugkammer (111c) hindurch umzuwälzen oder umlaufen zu lassen; und wobei die Blaskammer (111b) mit einer Blasöffnung (114) versehen ist, die hin zur Flaschenbeschichtungskammer (111d) offen ist, wobei die Saugkammer (111c) mit einer Saugöffnung (115) versehen ist, die hin zur Flaschenbeschichtungskammer (111d) offen ist, und die Blasöffnung (114) der Blaskammer auf einem Niveau unterhalb eines Niveaus liegt, das dem Schwerpunkt der Flasche (1) entspricht.
Flaschenherstellungsvorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Gesamtfläche der Blasöffnung (114) in einem Bereich von 3000 bis 30000 mm² liegt.
Flaschenherstellungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei der die Saugöffnung (115) eine sich horizontal längs erstreckende Form aufweist und die Fläche der Saugöffnung etwa 3 bis 20 mal die Fläche der Blasöffnung (114) beträgt.
Flaschenherstellungsvorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, bei welcher der Umlüfter (112) dazu ausgelegt ist, Arbeitsgas durch die Blasöffnung hindurch mit einer Strömungsgeschwindigkeit in einem Bereich von 5 bis 20 m³/min. blasen kann.
Flaschenherstellungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei der die Blaskammer (111b) und die Saugkammer (111c) einander gegenüberliegend auf jeweils gegenüberliegenden Seiten der Flaschenbeschichtungskammer (111d) angeordnet sind.
Flaschenherstellungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei der eine weitere Blaskammer und eine weitere Saugkammer vorgesehen sind, wobei jede Saugkammer über der Blaskammer liegt, die der Saugkammer zugeordnet ist, um eine Kammeranordnung zusammen mit der Blaskammer zu bilden, wobei die Kammeranord nungen einander gegenüberliegend auf jeweils gegenüberliegenden Seiten der Flaschenbeschichtungskammer angeordnet sind.