DK170466B1 - Fremgangsmåde til smøring af en overflade såsom en støbeform til fremstilling af glasgenstande - Google Patents

Description

DK 170466 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til smøring af en overflade, såsom en støbeform, et transportbånd osv. til fremstilling af glasgenstande, såsom kar, og af den i krav 1's indledning angivne art.

5 Fremstilling af glasgenstande, især hule glasgenstande, såsom flasker, kolber osv. udføres sædvanligvis på to måder:

Den første fremgangsmåde kaldet "blæst-blæst", ved hvilken man danner et råemne ved blæsning i en før-10 ste støbeform, idet råemnet derpå overføres til en anden form, i hvilken det blæses, så det antager sin endelige form.

Den anden fremgangsmåde kaldet "presset-blæst", ved hvilken der dannes et råemne ved at presse en glas-15 dråbe eller glasmasse gennem en tragt ned i en form, i-det dette råemne derpå overføres til en blæseform, hvor det hule råemne blæses, så det antager sin endelige form.

Flade glasgenstande fremstilles sædvanligvis ved 20 presning.

Uanset hvilken fremgangsmåde der anvendes, smøres de indvendige vægge af formene, hvori råemnerne dannes, regelmæssigt for at tillade en forbedret gennemtrængning af glasset og undgå visse overfladedefekter 25 af råemnet, hvilke defekter forbliver på det færdige kar. Den teknik, der for nærværende stadigvæk hyppigt anvendes i glasværker, er en teknik, som indbefatter manuel smøring af formene, hvilket ikke er uden fare for dem, som udfører smøringen. Denne smøring udføres sædvan-30 ligvis med en olie indeholdende grafit i suspension.

Ved en sådan manuel fremgangsmåde har operatøren en tendens til at afsætte en stor mængde olie for at reducere smøringsfrekvensen. Dette medfører tilsmudsning af de første råemner, som fremstilles efter hver smø-35 ring og forøger tabene på fremstillingslinien betragteligt. Desuden dannes der en stor mængde røg i arbejdsområdet.

2 DK 170466 B1

Man har i lang tid forsøgt at erstatte den manuelle smøring med en automatisk smøring ved fremstillingslinierne for glasbeholdere, hidtil uden succes. *

Det franske patentskrift nr. 1.285.586 beskriver 5 en automatisk smøringsproces til en lukket form, ved hvilken støbningsindretningen er forsynet med smøringskanaler, gennem hvilke man indsprøjter olie i formen, før glasmassen introduceres i denne.

Indførelsen af olie ved en manuel eller automa-10 tisk fremgangsmåde medfører stor lokal forurening, eftersom olien brænder ved kontakt med formene og afgiver en tyk sort røg indeholdende polyaromatiske kulbrinter.

Denne forurening genfindes på glasgenstandene, idet disse dækkes af aflejringer fra ufuldstændig forbrænding af 15 olien, som ikke brænder i luft på trods af den høje temperatur ved hvilken råemnet forlader formen, hvilket i praksis udelukker smøring før hver indførelse af glasmasse. Hvis denne smøring ikke udføres før hver indførelse, er der en hurtig formindskelse i forureningen, 20 men en tilsvarende forøgelse i overfladedefekter på glasgenstanden.

Ifølge det amerikanske patentskrift nr.

4.165.-974 foreslås en løsning, som indbefatter beklædning af den indvendige overflade af formene med et kar-25 bonfluorid, således at der dannes et antiadherent lag på denne overflade. Denne fremgangsmåde nødvendiggør afmontering af hver form, behandling af formen, hvorpå denne underkastes en varmebehandling inden den igen monteres på maskinen. Skønt den nævnte varighed af smørin-30 gen er på flere timer, kræver en sådan fremgangsmåde i praksis, at der permanent er en person til stede ved produktionsmaskinen med den opgave hyppigt at standse maskinen for at afmontere formerne, smøre dem, remontere ' dem osv., hvilket resulterer i uoverkommelige produk-35 tionsomkostninger.

Det amerikanske patent nr. 4.409.010 beskriver en fremgangsmåde til smøring af forme ved sprøjtning af 3 DK 170466 B1 flydende olie på de indvendige overflader af formene, men den beskrevne fremgangsmåde undgår ikke de ulemper, som er forbundet med anvendelsen af olie til smøringen.

Der er ligeledes et andet problem forbundet med 5 anvendelse af en af førnævnte fremgangsmåder: når glas beholderne forlader formen uden spor af fedtet forurening, er deres råfladetilstand sædvanligvis ringe, naturligvis afhængig af kvaliteten af overfladen af stålformen. Selv om denne kvalitet overvåges, har beholder-10 ne sædvanligvis, når de forlader produktionslinien, en mat fremtoning af typen "appelsinskal", hvilket er u-tilfredsstillende for kunden. Derfor er der udviklet en fremgangsmåde til polering af overfladen af glasgenstande, som er beskrevet i det europæiske patent nr. 136.934, 15 ved hvilken det er muligt at give disse genstande en skinnene overfladefremtoning. En sådan fremgangsmåde, som især kræves, når der produceres beholdere af høj kvalitet, fx inden for parfume-området, forøger nødvendigvis fabrikationsomkostningerne, og det er ønskeligt, 20 for fabrikanten af glasflasker eller -beholdere, for hvem kravene til overfladekvalitet er mindre strenge, direkte fra formen at opnå en beholder, hvis overfladetilstand er acceptabel for kunden.

Der beskrives ligeledes i det amerikanske patent 25 skrift nr. 4.412.974 en fremgangsmåde til fremstilling af kønrøg, ved hvilken en acetylenstråle krakkes i en i luft eller oxygen brændbar flairme, Denne fremgangsmåde har talrige anvendelsesmuligheder; en består i at aflejre et lag kønrøg på væggene af en form, idet dette 30 lag har gode smørende og isolerende egenskaber. En sådan fremgangsmåde er anvendelig inden for glasværksområdet navnlig til isolering overfor termiske og mekaniske chokpåvirkninger fra båndene, der overfører glasgenstanden, som udgår fra formningsmaskinen og fx føres 35 til maskinen, som udfører en overfladepolering med den førnævnte flamme. Man undgår på denne måde skadelige termiske og/eller mekaniske påvirkninger af glasbehol- DK 170466 B1 4 derne, som forlader formene, som følge af de isolerende egenskaber af den frembragte kulafsætning.

%

Det har imidlertid vist sig, at der ved anvendelse af fremgangsmåden ifølge det amerikanske patent-5 skrift 4.412.974 til fremstilling af glasbeholdere blev * opnået resultater, som i det væsentlige svarer til de, som er opnået ved den hidtil beskrevne teknik: Afsætningerne af kulholdigt materiale giver almindeligvis en god smøring, men udviser den ulempe, at formene hurtigt til-10 smudses, og der frembringes fedtede afsætninger på overfladen af glasgenstanden, som det var tilfældet ved anvendelse af olie. Der viste sig imidlertid ingen forbedring af overfladetilstanden af beholderen, som forlader formen, i forhold til fremgangsmåder til indsmøring af 15 aftrykkene fra formen. På den anden side har det vist . sig, som beskrevet i det franske patentskrift nr.* 25.70.364, at anvendelsen af fremgangsmåden ifølge det amerikanske patentskrift nr. 4.412.974 muliggjorde, at de tomme forme blev korrekt indsmurt under den periode, 20 hvor de normalt var åbne, sådan at enhver vedhæftning af glasmassen til væggene af formen undgås.

På en helt uventet måde medfører fremgangsmåden ifølge opfindelsen især, at der ved smøring af formene opnås en kulstofholdig afsætning, som giver en kvalitet -25 af glasoverfladen, som er meget bedre end den der kendes fra de hidtidige fremgangsmåder, og ikke nødvendigvis kræver en overfladebehandling af beholderen, når den forlader formen.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendomme-30 lig ved, at der frembringes et smøremiddellag ved hjælp af en varmekilde i form af en flamme med en temperatur over 2000 K, gennem hvilken der indsprøjtes en gasformig kulbrinte eller en blanding af gasformige kulbrinter som indeholder mindst 15% af en bestanddel for hvis vedkom-35 mende forholdet mellem antallet af kulstofatomer og an- 5 DK 170466 B1 tallet af hydrogenatomer, C/H, er større end 0,75, idet flammen er frembragt ved forbrænding af en blanding mellem kulbrinter og oxygen med en oxygenfaktor på over 1, og idet indsprøjtningshastigheden af kulbrinten gennem 5 flammen og temperaturen af denne styres på en sådan måde at der opnås et porøst lag af kulholdige partikler.

Anvendelse af en superstøkiometrisk flamme, det vil sige med et overskud af oxygen i forhold til den støkiometriske mængde, muliggør, at der undgås den krak-10 ning af brændstoffet, som er ansvarlig for tilstedeværelsen af fedtede partikler. Desuden muliggør regulering af oxygenfaktoren, dvs. forholdet mellem rumfangsmængden af oxygen i den anvendte flamme og i den støkiometriske flamme ved normale temperatur- og trykbetingel-15 ser, at der indvirkes på temperaturen af flammen, idet denne har en tendens til at aftage, når oxygenfaktoren forøges. Det er derfor i hvert fald nødvendigt at drage · omsorg for, at temperaturen af flammen forbliver højere end 2000 K, fortrinsvis højere end 2500 K. Den opnåede 20 kulstofholdige afsætning er således et porøst lag, som efter sammenpresning af glasmassen i formen er en smule termisk isolerende, hvilket muliggør en ensartet afkøling af overfladen af glasbeholderen ved afkøling af formen, men tilstrækkelig termisk isolerende til at und-25 gå en temperaturgradient i glasset, som kunne frembringe indvendige spændinger i væggene af beholderen, og således gøre den mere skrøbelig. Det er kendt, at kvaliteten af overfladen af beholderen opnået fra formen, influerer på modstandsevnen af beholderen over for tryk.

30 Denne parameter er meget vigtig for beholdere, som navnlig indeholder gasholdige drikke. Fremgangsmåden i henhold til opfindelsen muliggør ved forbedring af kvaliteten af overfladen af beholderen, som direkte udgår fra formen, en forøgelse i modstandsevnen ovenfor tryk af 3 5 beholderen på ca. 25% eller mere, hvilket er betragte- 6 DK 170466 B1 ligt. Ved visse anvendelser muliggør dette, at tykkelsen af glasvæggen formindskes ved en given styrke.

Den opnåede kulho.ldige aflejring har ligeledes » i praksis et meget vigtigt træk, eftersom det har vist 5 sig, at den brænder i luft, når den er afsat på glasrå-emnet: På denne måde har de færdige beholdere ingen spor af forurening, hvilket forøger fabrikationsudbyttet be-trageligt. Endvidere kan formene simpelthen renses ved hjælp af en klud, hvis dette er nødvendigt..

10 Det er en betydelig fordel ved opfindelsen at den tillader anvendelse af formene uden at de underkastes nogen polering eller lakering på deres indvendige overflader, hvilke operationer er meget kostbare. De fremkomne beholdere fra sådanne forme uden polering, og 15 smurt i overensstemmelse med opfindelsen har faktisk en overfladekvalitet, som er bedre end den på beholdere opnået fra polerede eller lakerede forme forsynet med "et smøremiddellag i henhold til hidtil kendt teknik.

Ydermere bevirker dette sædvanligvis en forøget 20 levetid af formene.

Som en varmekilde i stand til at producere en temperatur større end : 2000 K anvendes der fortrinsvis en oxyacetylenflamme. Dog er enhver varmekilde med en temperatur højere end 2000 K egnet, såsom plasma.

25 Som følge af den korte indsprøjtningsperiode af kulbrinten, som for acetylenets vedkommende fx ikke overstiger et sekund, afledes der ingen glasdråbe fra formen således at en smøring muliggøres: denne smøring kan udføres mellem udstødningen af råemnet og ihældnin-30 gen af en ny glasdråbe.

Kulbrinter som er egnede til produktion af et * pulverformigt kulstofholdigt materiale ved termisk krakning, kan alene eller i blanding udvælges blandt acety- w len, propyn, propadien, benzen, acetylen-ætylenblandin-35 ger, blandinger bestående af propyl, propadien, propy-len og andre C^- eller C4~kulbrinter, såsom butadien, buten og propan. Blandinger indeholdende mindst 15% ace- 7 DK 170466 B1 tylen er egnede til udførelse af opfindelsen; der kan blandt andet nævnes acetylen-ætylenblandinger, navnlig de blandinger, som sælges under handelsesnavnet "Crylen" og indeholder ca. 20 rumfangsi acetylen og ca.

5 80 rumfangs! ætylen. De blandinger som kendes under hån- delsesnavnet "Tetrene"® og indeholder propyn, propadien, propylen, butadien, buten, propan med et indhold af 20-25 rumfangs! propyn, 15-20 rumfangs! propadien, 45-60 rumfangs! propylen, 2-5 rumfangs! butadien, 2-5 rumfangs-10 % buten og 5-8 rumfangs! propan, er ligeledes velegnede.

Der anvendes fortrinsvis acetylen, når den til rådighed værende tid til smøring af formen er mindre end ca. 1 sekund. Almindeligvis kan der udføres prøver med forskellige kulbrinter for at bestemme, om den tid, 15 som er til rådighed, er tilstrækkelig til at opnå et lag med gode egenskaber. Når der anvendes kulbrinter af "Crylen"- eller "Tetrene'^-typen, foretrækkes det at have en flamme, hvis temperatur er højere end 2200 K og at sænke indsprøjtningshastigheden i forhold til 20 acetylen. Fagfolk inden for området kan bestemme de optimale betingelser ved simple rutinemålinger.

Det kulholdige materiale, der er opnået på væggene inden neddrypning af glasmassen i formen, er opbygget af kugleformige aggregater med meget lille dia-25 meter mellem 5 og 50 nm, almindeligvis mellem 10 og 25 nm. Disse partikler er synligt uregelmæssigt anbragt og er ikke som nogen kendt struktur af kulmateriale, såsom grafit osv. Undertiden ses makrostrukturer af filamenttypen med længde på 0,5-5 ym, diameter på 0,1-0,5 30 ym, som forekommer på tilfældig måde. Det hele danner en yderst pulveragtig afsætning med en meget stor tilsyneladende porøsitet (før neddrypning af glasmassen) , på 90-98%, fortrinsvis på 95-98%. Tykkelsen af filmen afhænger navnlig af kulbrinte-indsprøjtningens varig-35 hed og der kan fx på en metalisk overflade opnås afsætninger af 1-50 ym tykkelse. Kemisk har de kugleformede partikler alle de egenskaber, som sod har, der er dan- 8 DK 170466 B1 net ved forkulning i gasfasen. De er således dannet af fast kulstof, hvorpå der mere eller mindre er adsorbe-ret forskellige kulbrinter, såsom polyaromatiske kul- * brinter, der eventuelt indeholder heteroatomer -0, H, 5 S. Alt i alt er vægtandelen af kulstof større end 0,99. i I henhold til en variation af opfindelsen er det muligt at smøre ikke de indvendige vægge af formen før neddrypning af glasmassen i denne, men selve glasmassen, før den neddryppes i formen.

10 I henhold til en anden udførelsesform ifølge op findelsen kan den overflade, som skal smøres, være et transportbånd til glasgenstanden, når denne forlader formen og ledes til en ny station på maskinen for der at blive underkastet et nyt fabrikationstrin (genopvarm-15 ning osv.). Da glasgenstanden stadigvæk er varm under denne overførsel (temperaturen sædvanligvis højere end ca. 500°C), opnås der de samme forbedringer som ved form-området, dvs. der er ingen fedtede afsætninger, og der opretholdes en fortrinlig overfladetilstand.

20 Opfindelsen belyses nærmere ved hjælp af de ef terfølgende eksempler.

Eksempel 1 25 Flammen produceres med en oxygen-naturgasblan- ding, hvis oxygenfaktor er lig med 1,35. Flammen rettes parallelt med akslen af formene, og smøringen udføres, mens formen er lukket, mellem udstødning af det forrige råemne og indføring af en ny glasdråbe. Ventilationen 2Q er standset under smøringen. En impuls af acetylen finder sted for hver n fabrikationsperioder, idet 5 < η ϋ <10; varigheden af hver impuls er på 0,8 sekund, den tilsvarende ydelse er ca. lig med 600 ml med en ind- t sprøjtningshastighed af acetylen i flammen i størrelses-25 ordenen 240 m/sekund.

Hvert produceret råemne blæses derpå til form af en flaske. De flasker, som er produceret på denne måde, 9 DK 170466 B1 sammenlignes med sådanne, der er opnået ved samme betingelser, men ved anvendelse af grafiteret olie til smøring af aftrykkene af formen i henhold til traditionel teknik.

5 Der konstateres en væsentlig forbedring i kvali teten af overfladen af flasken, hvilket ses af en meget mere skinnene fremtoning af denne, når den forlader formen, og en forøgelse i modstandsevne over for tryk af flasken, som gennemsnitlig er højere end 25% (i en batch 10 på 10 flasker) for de flasker, som er opnået i henhold til fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Eksempel 2 ^ Der anvendes en oxygen-propanblanding, hvis oxy genfaktor er lig med 1,2. Acetylenimpulsen finder sted for hver n fabrikationsperioder, idet 5 < n < 10; varigheden af hver impuls er 0,75 sekund, den tilsvarende ydelse af lig med ca. 450 ml, indsprøjtningshastighe-2Q den af acetylen er i størrelsesordenen 170 m/s. Smøringen udføres, når formen er åben i overensstemmelse med det franske patentskrift nr. 25.70.364. Ventilation til afkøling af formene er fortrinsvis afbrudt under smøringen.

2^ Der opnås de samme forbedringer som før både med hensyn til kvaliteten af overfladen og modstandsevnen mod tryk.

Eksempel 3 3 0

Dette eksempel viser den forbedring der opnås, med hensyn til transportbåndet, der er anbragt ved udgangssiden af I.S.-maskinen.

Der anvendes en oxygen-naturgasflamme, hvis oxygenfaktor er lig med 1,1. Der frembringes et forhæng af 35 flammer (en flamme for ca. 8 mm), som er regelmæssigt adskilt fra hinanden, vinkelret på transportbåndet (ca.

DK 170466 Bl 10 170 mm ovenover dette) og så godt som over hele bredden af transportbåndet ved indsprøjtning af acetylen gennem åbninger halvvejs mellem flammerne(ligeledes for hver 8 s mm).

5 Det transportbånd, som skal behandles, måler 120 mm 5 i bredden og gennemløber et helt omløb for hver 40 sekunder. Det er anbragt ved indgangen til genopvarmningsbuen og modtager flaskerne fra et "maskine"-transport--bånd som er anbragt i en vinkel af 90° og kører en smule 10 hurtigere. Dette transportbånd med 2 x 7 m i længden, som har metaliske led, transporterer 12.000 flasker pr. time af typen "Bordeaux-vin". Det smøres fuldstændigt for hver halve time. Til dette anvendes der en konti- 3 nuert strøm på ca. 1 m /time acetylen i 40 sekunder.

15 Sammenlignet med et transportbånd, som ikke er blevet smurt, konstateres der en væsentlig nedgang^ i antallet af termiske chokpåvirkninger, mikrorevner på halsen af flasken, og en forbedret fremglidning på overfør-selstransportbånden (forbedret opstilling af flaskerne).

20 Der bemærkes ligeledes en forbedring i modstandsevne mod tryk af flaskerne. Desuden er der praktisk talt ingen fedtede afsætninger på overfladen af flasken, hvilket forebygger kassationer i løbet af fabrikationen.

Opfindelsen kan generelt anvendes til smøring 25 af en hvilken som helst overflade, såsom en form eller et transportbånd og til kontakt med hule eller flade glasgenstande, hvis temperatur stadigvæk er tilstrækkelig høj til at forårsage revner, ridser, deformationer ved de betingelser (især mekaniske betingelser), under 30 hvilke glasgenstanden kommer i kontakt med overfladen.

& 35

Claims (9)

1. Fremgangsmåde til smøring af en overflade såsom en støbeform til fremstilling af glasgenstande, hvorved man periodisk afsætter et lag smøremiddel på overfladen, hvilket smøremiddel indeholder kulholdige partikler, der 5 er frembragt ved krakning af en kulbrinte, der i et givet tidsrum indsprøjtes i en flamme, kendetegnet ved at smøremiddellaget frembringes ved hjælp af en varmekilde i form af en flamme med en temperatur over 2000 K, gennem hvilken der indsprøjtes en gasformig 10 kulbrinte eller en blanding af gasformige kulbrinter som indeholder mindst 15% af en bestanddel for hvis vedkommende forholdet mellem antallet af kulstofatomer og antallet af hydrogenatomer, C/Ή, er større end 0,75, idet flammen er frembragt ved forbrænding af en blanding mel-15 lem kulbrinter og oxygen med en oxygenfaktor på over 1, og idet indsprøjtningshastigheden af kulbrinten gennem flammen og temperaturen af denne styres på en sådan måde at der opnås et porøst lag af kulholdige partikler.

2. Fremgangsmåde til smøring af en støbeform ifølge 20 krav 1, kendetegnet ved at temperaturen af varmekilden er højere end 2500 K.

3. Fremgangsmåde til smøring af en støbeform ifølge krav 1, kendetegnet ved at oxygenfaktoren af blandingen er mellem 1,1 og 1,4, fortrinsvis mellem 1,2 25 og 1,35.

4. Fremgangsmåde til smøring af en støbeform ifølge et hvilket som helst af kravene 1-3, kendetegnet ved at kulbrinten eller blandingen af gasformige kulbrinter indeholder mindst 15% af en bestanddel for O Λ hvis vedkommende forholdet mellem antallet af kulstofatomer og antallet af hydrogenatomer, C/H, er højst 1. DK 170466 B1

5. Fremgangsmåde til smøring af en støbeform ifølge et hvilket som helst af kravene 1-4, kendetegnet ved at den kulbrinte der sønderdeles, alene eller i blanding er udvalgt blandt acetylen, propyn, propa- 5 dien, benzen, acetylen-ætylen-blandinger, blandinger bestående af propyn-propadien-propylen og andre C^- eller C^-kulbrinter såsom propan, buten og butadien.

6. Fremgangsmåde til smøring af en støbeform ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, ved hvilken kul- 10 brinteblandingen er en acetylen-ætylenblanding med ca. 20 rumfangs% acetylen og ca. 80 rumfangs% ætylen, kendetegnet ved at flammetemperaturen er højere end 2200 K, fortrinsvis højere end 2500 K.

7. Fremgangsmåde til smøring af en støbeform ifølge 15 et hvilket som helst af kravene 1-6, kendetegnet ved at den mængde kulbrinte, der indsprøjtes i løbet af en impuls, er mellem 0,4 og 0,8 1 ved normale temperatur- og trykbetingelser.

8. Fremgangsmåde til smøring af en støbeform ifølge 20 et hvilket som helst af kravene 1-7, kendetegnet ved at den tilsyneladende porøsitet af laget af kulpartikler før glasmassen hældes i formen, er mellem ca. 90% og 98%, fortrinsvis mellem 95% og 98%.

9. Fremgangsmåde til smøring af en støbeform ifølge 25 et hvilket som helst af kravene 1-8, kendetegnet ved at det porøse lag af kulpartikler er dannet af kugleformede aggregater med en diameter mellem 5 og 50 nm og/eller makrostrukturer af en type med filamenter hvis længde er mellem 0,5 og 5 pm og hvis diame- 30 ter varierer mellem 0,1 og 0,5 pm. 35