NO313134B1 - Belegningshette for belegning av glassartikler - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører, som angitt i krav l's ingress, en belegningshette for belegning av glassartikler, med minst to sidevegger og en toppdel, som danner en tunnel gjennom hvilken varme glassartikler føres, og midler for å sirkulere en bæregass i hvilken et belegningskjemikalium er fordampet, slik at en metalloksydfilm dannes på overflaten av glassartikkelen

Ønskeligheten av å påføre beskyttende belegg på glass og spesielt for påføring av belegg av det ytre av hule glassbeholdere har lenge vært anerkjent. Slike belegg som innbe-fatter de som erholdes ved påføring av tinn, titan og andre metallforbindelser eller andre varme-spaltbare organome-tallforbindelser, beskytter glassoverflaten mot ødeleggelse fra abrasjon og sprekker som forårsaker tap av bruddstyrken for glassbeholdere. Behovet for høy bruddstyrke, eksempel-vis for glassbeholdere er spesielt akutt når beholderene masseproduseres og beveger seg raskt i nær kontakt langs høy-hastighetstransportørlinjer og er ofte fylt med karbo-nat iserte drikker, øl, vin, næringsmidler o.l. som kan pro-dusere gasstrykk inne i beholderen.

Beskyttende belegg blir vanligvis påført glassartiklene, generelt beholderne, som kommer ut i en oppvarmet, fullfor-met tilstand fra en glasstøyformingsmaskin, dvs. ved den "varme" ende av systemet. Beholderen blir deretter trans-portert bort fra formingsmaskinen ved hjelp av en transpor-tør. Temperaturer oversigende 4 00°C eksisterer på overflaten av glassbeholderne, slik at når en varme-spaltbar uor-ganisk metallforbindelse eller organometallforbindelse på-føres disse overflater, vil forbindelsen kanals og omdannes til et metalloksydbelegg.

En velkjent og tidligere meget anvendt teknikk for påføring av beskyttende belegg på varme glassbeholdere krever på-sprøytning fra motsatte sider av beholderen når de beveger seg på en transportør i en enkel rekke forbi sprøytehoder plassert for optimal belegning av glassoverflaten av en spesiell beholder. Mottagere er plassert på den motsatte side av transportøren på linje med de respektive sprøyteho-der. Trykkluft eller inert gass med belegningsforbindelsen båret jderi utføres fra ett eller et antall sprøytehoder ved et betjydelig positivt trykk, mens mottagerne vanligvis bi-beholdes ved et relativt lavt trykk. Den resulterende trykkdifferanse forøker hastigheten og således effektiviteten av belegningsforløperforbindelsen. Belegningssystemer av derne type er bl.a. beskrevet i US patent nr. 3.516.811 og US patent nr. 3.684.469.

I US patent nr. 3.516.811 er det angitt at avsetning av me-talloksydbelegget på den ferdige glassbeholder, som passerer på en transportør gjennom et åpensidet belegnings-apparat i henhold til den kjente teknikk var uønsket, slik som angitt i kolonne 3, linjene 21-57 i det nevnte US patent. I US patent nr. 3.516.811 er fremgangsmåten basert på at sp::øytehodene produserer en teoretisk laminær strøm som vil passere sideveis over bredden av transportøren for å kontrollere posisjonen så vel som jevnheten av avsatt me-tallolcsyd, slik som vist i fig. 4 i det nevnte patent.

De ovanfor beskrevne belegningssystemer er imidlertid det som kan betegnes som "åpensidede" og blir således uheldig

påvirket av omgivelsesbetingelsene i de anlegg hvor glass-beholjderne fremstilles. Omgivelsesbetingelsene av hovedsa-kelig betydning er raskt bevegelige luftstrømmer, fuktighet i lufjten og potensielt toksiske og korrosive damper og for-urensninger som avgis fra sprøytehodene. Luftstrømmene kan forårsake turbulente betingelser ved sprøytehodene, hvilket kan på sin side føre til en foretrukket eller ujevn påfø-ring av det beskyttende belegg. Noe av belegget vil derfor akkumulere på flasken "finishen", en betegnelse som innen industrien anvendes for å indikere lukkeområdet for en flaske. De raskt bevegende luftstrømmer forstyrrer det la-minære strømningsmønster som teoretisk er mulig med åpensidede systemer, og evnen til jevnt og reproduserbart å påfø-re den samme tykkelse av belegget blir vesentlig nedsatt.

For å kompensere for luftstrømmer som ovenfor beskrevet blir systemene derfor drevet ved høyere trykk og under anvendelse av større mengder av belegningsforbindelser enn det som ville være nødvendig under rolige betingelser. Det nødvendige resultat av prosessjusteringer som ovenfor nevnt er anvendelse av større mengder belegningsforbindelser enn det som er nødvendig for optimal økonomi.

Fuktigheten i den ugunstige atmosfære beskrevet ovenfor forårsaker hydrolysetap, og gjør således noe av forbindelsen uegnet for det påtenkte formål. Ytterligere vil unnslippelse av potensielle toksiske damper til atmosfæren ved arbeidsstedet utgjøre en helsefare for operatørene og kan også krenke gjeldende lov. Disse damper er generelt og-så ganske korrosive og kan angripe forskjellige komponenter i glassfabrikken, såsom blåsere, avtrekkssystemer, trans-portører og tak, og åpenbart fører til forøkede fabrikk-vedlikeholdsomkostninger. I tillegg er effektiviteten av disse åpensidede systemer lave fordi mesteparten av den relativt kostbare belegningsforbindelse er bortkastet.

En andre og velkjent og meget anvendt teknikk for påføring av beskyttende belegg på varme glassbeholdere er basert på en formet arkmetallbelegningshette med sprøytehoder og til-hørende mottager anordnet inne i denne. Hetten eliminerer mange av de problemer som er assosiert med åpensidede sprøytesystemer som omtalt ovenfor. F.eks. vil den isolere glassbeholderne fra omgivelsesbetingelsene og bibringe en kontrollert atmosfære som forsterker belegningsoperasjone-ne. Hetten omfatter et avtrekkssystem som oppsamler mesteparten av den luftbårede belegningsforbindelse som ikke vedhefter til beholderne og således nedsetter problemet med ventilering av systemet, og nedsetter muligheten for at be-legningsf orbindelsen kan angripe bygningsbestanddelene. Ytterligere kan hetten i vesentlig grad heve belegningseffek-tiviteten for systemet med derav følgende omkostningsinn-sparinger.

Belegningshetter som er representative for den kjente teknikk er|vist i US patentene nr. 3.819.404, 3.933.457 og 4.3 89.234 i navnet Lindner. Det siste patent til Lindner et al. viser en belegningshette innbefattende en tunner for å tillate at beholderen passerer derigjennom, og et vertikalt justerbart flatt tak for å kunne motta beholdere med forskjellige størrelser. Minst to strålekanaler er lokalisert på hver sidevegg og minst to mottagere eller sugekanaler er anordnet på linje med strålekanalene. Stråle- og sugekanalene er adskilt mot hverandre i hver sidevegg. Belegningsforbindelsen innføres til det indre av hetten gjennom minst ett innmatningspunkt og blåsere festet til sideveggen til-veiebringer et indre og ytre kretsløp av høyhastighetsluft, hvor den indre krets inneholder belegningsforbindelsen. Le-deplater er anordnet i strømbanen for høyhastighetsluften slik at strålene som utgår fra strålekanalene er veldefi-nert, og således bedre egnet for deres påtenkte funksjon.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en belegningshette for

i

belegning av glass med et metalloksydbelegg under anvendelse av kjemiske dampavsetning (CVD) ved atmosfæretrykk og er særpreget ved det som er angitt i krav l's karakteriserende del, nemlig: at blåse- og sugekanaler i den aktive del av

hetten er utformet på en slik måte at ingen sidevegger eksisterer i tunnelen, bortsett fra kontaktlinjer mellom veggene av tilstøtende blåse- og sugekanaler, hvor blåse- og sugekaialene med kontaktlinje vendende mot glassartiklene 103 på i og for seg kjent måte har åpninger derimellom gjennom hvilke kjøleluft kan føres, ytterligere trekk frem-går av kravene 2 og 3.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Fig. 1 viser en kjent belegningshette for flasker og kruk-ker, hvor hetten har en flat indre vegg med dampkanaler.

Fig. 2 er et grunnriss tatt langs linjen 2-2 i fig. 1.

Fig. 3 viser et grunnriss av belegningshetten i henhold til foreliggende oppfinnelse med en innerveggkonfigurasjon som er konstruert for å nedsette den indre overflatetemperatur.

Oppfinnelsen er anvendbar for det vanlige tilfellet ved belegning av flasker under anvendelse av monobutyltinnklorid (MBTC); imidlertid, kan belegningshetten anvendes generelt for belegning av glass med filmer av tinnoksyd, titanoksyd eller andre enkle metalloksyder, eller med en blanding av et antall derav, under anvendelse av organometallforbindel-ser, metallhalogenider eller andre egnede forbindelser som en forløper for belegningskjemikalium.

I andre utførelsesformer av oppfinnelsen er enkle eller multiple luftsirkuleringskretsløp anordnet hvor kjøleluft presses ved hjelp av en blåser gjennom åpninger mellom blåsekanalene og mellom sugekanalene, og et flytende kjøleme-dium anvendes for å kjøle suge- og blåsekanalene fra utsiden.

Foreliggende oppfinnelse vil best forstås ved en kort omta-le av en kjent belegningshette. Fig. 1 og 2 viser et delvis skjematisk bilde av en dobbelt-damp-løkke belegningshette 100 for flasker i henhold til US patent nr. 4.389.234. Hver dampløkke har blåsekanaler 101, og på den motstående side . av transportøren, sugekanaler 102, som leder de sirkulerende damper ved høy hastighet mot de passerende flasker 103. Det flytende belegningskjemikalium innmates til hver side av hetten gjennom rørledninger 104 ved hjelp av blåsere 105 fra passende tilførselskilder som ikke er vist, men som er velkjente for fagmannen. Flasker belagt i denne type hette under anvendelse av MBTC mottar et jevnt tinnoksydbelegg med et relativt lavt kjemikalieforbruk. Imidlertid, vil slike hetter likevel kreve rensing fra tid til annen for å fjerne avsatt skorpe fra det indre, for å bibeholde en bra belegningseffektivitet. Blåsekanalene 101 og sugekanalene 102 har flate sider 106. Under de høye temperaturbetingel-ser som må erholdes ved forming av glassartikler vil sidene 106 bli varme som følge av en betydelig varmestråling fra flaskene 103.

Ved belegningsanvendelse av hetten vist i fig. 1 kan de sirkulerende damper bli ganske varme, og som bemerket ovenfor vil i slike tilfeller oppbygning av metalloksydskorpe finne sted på de indre vegger av hetten og på innsiden av sugesplatene 102.

Nå under henvisning til fig. 3 er det vist en dobbeltløkke belegningshette 3 00 som er tilsvarende den for den kjente høyeffektive konvensjonelle belegningshette som er vist i figurene 1 og 2. Det har overraskende vist seg at ved å endre konfigurasjonen for kanalene 101 og 102 en vesentlig forbedring av produksjonsøkonomien ved fremstilling av glassartikler kan erholdes.

I fig. 3 er belegningshetten ifølge oppfinnelsen generelt vist ved 300. Blåsekanalene 101 og sugekanalene 102 i fig. 1 og 2 er modifisert som vist for blåsekanalene 3 01 og sugekanalene 302 i hetten 300, modifikasjonen er vist som eliminering av den flate side 106, slik at sideveggene 310 og blåsekanalene 301 og sugekanalene 3 02 møtes i vertikale linjer 312 i det indre av hetten.

Som et resultat av omformingen av blåsekanalene 301 og sugekanalene 3 02 vil varmestråling fra de varme flasker for-deles over de indre overflater 314 av veggene av blåse- og sugekanalene. Fordi denne overflate er vesentlig større enn den indre veggoverflate av den konvensjonelle belegningshette ifølge fig. 1 vil strålingsenergien pr. enhet veg-goverf late nedsettes med en faktor som er en funksjon av forholdet mellom veggoverflåtene av de respektive kanaler, i foreliggende tilfelle er faktoren en tredjedel av energi-en for den konvensjonelle hette. Derfor vil den indre overflatetemperatur av den aktive del av hetten være 50°C til 150°C lavere enn den i den konvensjonelle hette. Dette har overraskende funnet å forårsake en vesentlig lavere oppbygning av skorpe og derfor mindre behov for rensing.

Bortsett fra den aktive belegningssone, kan de flate veggdeler av belegningsapparatet også fremstilles av kileformede veggdeler på samme måte som i den aktive sone, for å nedsette skalldannelse. Det samme er også tilfelle for toppdelen hvor det flate tak kan utformes med kileformede deler. Fagmannen vil forstå at istedenfor vertikale kanaler med vertikale vegger kan kanalene ha en hvilken som helst form med vegg, tak og gulvkiler i enhver stilling, ønskemå-let er å presentere kanter mot artiklene som belegges, istedenfor flate strålingsoverflater. Ytterligere behøver orienteringen av kilene ikke å være jevn.

I en bestemmelse av anvendbareheten av foreliggende oppfinnelse ble en belegningshette som beskrevet ovenfor instal-lert i en produksjonslinje for glassflasker. I linjen ble produsert ølflasker hver på 33 centiliter med en diameter på 66 mm, en høyde på 160 mm og med en vekt på 150 g. Pro-duksjonshastigheten var 470 flasker pr. min.. Belegningshetten hadde en totallengde på 1,3 m og en bredde på 160 mm. Lengden av den aktive luftstrømsone var 900 mm.

Hetten var i drift i 8 uker før den ble inspisert. Ved åp-ning av hetten ble ingen skorpedannelse funnet. Noen glass-stykker ble fjernet fra sugekanalene, men dette var uten noen effekt på selve driften.

Etter ytterligere 8 ukers drift ble hetten på ny inspisert og det ble ikke funnet noen skorpedannelse, men kun et løst støvformet tinnoksydpulver som lett kunne renses ut. Ved drift av foreliggende hette var skorpeoppbygning, som generelt oppstår i belegningsapparater av den kjente type som beskrevet under henvisning til fig. 1 og 2, var minimal, og stopptid og opprensning var vesentlig kortere enn for de kjente hetter.

Claims (3)

1. Belegningshette (300), for belegning av glassartikler (103), med minst to sidevegger og en toppdel, som danner en tunnel gjennom hvilken varme glassartikler (103) føres, og midler (104, 105) for å sirkulere en bæregass i hvilken et belegningskjemikalium er fordampet, slik at en metalloksydfilm dannes på overflaten av glassartikkelen, karakterisert ved at blåse- (301) og sugekanaler (302) i den aktive del av hetten (300) er utformet på en slik måte at ingen sidevegger eksisterer i tunnelen, bortsett fra kontaktlinjer (312) mellom veggene (310) av tilstøtende blåse- (301) og sugekanaler (302), hvor blåse-(301) og sugekanalene (302) med kontaktlinje (312) vendende mot glassartiklene (103) på i og for seg kjent måte har åpninger derimellom gjennom hvilke kjøleluft kan føres.

2. Belegningshette ifølge krav 1, karakterisert ved blåsere for føring av kjøleluft mellom åpninger mellom blåsekanalene (301) og sugekanalene (302) .

3. Belegningshette ifølge krav 1, karakterisert ved midler for å kjøle blåse- (301) og sugekanalene (302) fra utsiden med et flytende kjølemedium.