PL219932B1 - Sposób obróbki wyrobów z opakowaniowego szkła sodowo-wapniowo-krzemowego z powierzchnią uszlachetnianą związkami glinu - Google Patents
Sposób obróbki wyrobów z opakowaniowego szkła sodowo-wapniowo-krzemowego z powierzchnią uszlachetnianą związkami glinuInfo
- Publication number
- PL219932B1 PL219932B1 PL392727A PL39272710A PL219932B1 PL 219932 B1 PL219932 B1 PL 219932B1 PL 392727 A PL392727 A PL 392727A PL 39272710 A PL39272710 A PL 39272710A PL 219932 B1 PL219932 B1 PL 219932B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- glass
- product
- products
- nanopowder
- lime
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title claims description 10
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 5
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 title description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract description 3
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 2
- NCXOIRPOXSUZHL-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ca].[Na] Chemical compound [Si].[Ca].[Na] NCXOIRPOXSUZHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910021502 aluminium hydroxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract 1
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 abstract 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- -1 aluminum compound Chemical class 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 2
- 238000006124 Pilkington process Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000006063 cullet Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 238000007511 glassblowing Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/001—General methods for coating; Devices therefor
- C03C17/003—General methods for coating; Devices therefor for hollow ware, e.g. containers
- C03C17/005—Coating the outside
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/006—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
- C03C21/008—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in solid phase, e.g. using pastes, powders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
- C03C2217/42—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of particles only
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki wyrobów z opakowaniowego szkła sodowo-wapniowo-krzemowego z powierzchnią uszlachetnianą związkami glinu. Sposób dotyczy produkcji wyrobów formowanych automatem szklarskim, zwłaszcza butelek i słoików o powierzchni modyfikowanej technologią powierzchniowej wymiany jonowej.
Dla większości szklanych wyrobów opakowaniowych oprócz wysokiej odporności hydrolitycznej i jakości efektu optycznego istotnymi są własności mechaniczne szkła, narażonego na obciążenia warunków użytkowania, technologii napełniania i wielokrotności cyklu eksploatacji. Szczególnie dotyczy to warstwy powierzchniowej, której stan i własności w sposób istotny decydują o wytrzymałości mechanicznej wyrobu. Jedna z metod modyfikacji powierzchni szkła polega na wymianie jonowej prowadzonej w celu uzyskania korzystnych naprężeń ściskających w warstwach powierzchniowych. W wyniku wymiany jonów o większej średnicy na jony o promieniach mniejszych następuje oprócz zmiany składu chemicznego, również zmniejszenie współczynnika rozszerzalności cieplnej - z efektem osiągnięcia korzystnego układu naprężeń podczas odprężającego chłodzenia wyrobu do temperatur otoczenia. Znane są sposoby uszlachetniania szkła sodowo-wapniowo-krzemowego przy użyciu związku glinu, który po zetknięciu się z gorącą powierzchnią szkła o temperaturze w zakresie transformacji 450 do 700°C ulega rozkładowi tworząc powłokę tlenkową. Jednocześnie następuje dyfuzja tlenku metalu do warstw powierzchniowych z tworzeniem się wiązań strukturalnych korzystnych dla własności mechanicznych: gładkości, twardości i udarności.
Szczególnie dobre wyniki dla opakowaniowych szkieł sodowo-wapniowo-krzemianowych uzyskano przy stosowaniu związku glinu rozdrobnionego do wymiarów nanocząsteczek. Sposób przedstawiony w opisie patentowym PL 202940 polega na naniesieniu na powierzchnię szkła przez rozpylanie nanoproszku związku glinu, korzystnie wodorotlenku glinu AI(OH)3, o wielkości ziaren od 1 do 100 nm i następne poddanie wyrobu obróbce termicznej w zakresie temperatur transformacji 580 +-150°C, nie przekraczając jednak temperatury deformacji. Nanoproszek według informacji opisu patentowego PL 202940 może być nanoszony na gorącą powierzchnie uformowanych wcześniej wyrobów jednostkowych - ze wskazaniem; opakowania, baloniki żarówek, lub bezpośrednio w trakcie formowania - ze wskazaniem: szkło płaskie formowane metodą float, wyciąganie rur szklanych, walcowanie szkła - czyli w warunkach produkcji wyrobów o charakterze ciągłym. Na powierzchni wyrobu wytwarza się warstwa przejściowa tworząc więżbę szkła silnie związaną chemicznie, w której glin występuje w korzystnej koordynacji oktaendrycznej.
Wykorzystanie związków glinu do powierzchniowej modyfikacji wyrobów szklanych znane jest również z opisu patentowego PL/EP 1753702, według którego kontaktowanie powierzchni szkła z metalicznym glinem dokonuje się w temperaturach 250 do 800°C, przy czym glin występuje w postaci narzędzia formującego lub części narzędzia formującego. Sposób ten z uwagi na niską trwałość aluminiowej formy jest niekorzystny dla wielkoseryjnej i masowej produkcji wyrobów opakowaniowych.
W masowej, zautomatyzowanej produkcji na automatach szklarskich wyrobów opakowaniowych, butelek i słoi, proces formowania obejmuje zawsze 5 zabiegów:
- otrzymania porcji roztopionego szkła o odpowiedniej wadze dla danego wyrobu i temperaturze,
- uzyskanie w przedformie wstępnego prewyrobu, przez ukształtowanie w roztopionej porcji szkła wnęki przy pomocy ciśnienia sprężonego powietrza lub metalowego wytłocznika,
- przeniesienie prewyrobu do otwartej formy właściwej, z powierzchniami kształtującymi wyrób,
- zamknięcie połówek formy właściwej i rozdmuchanie szkła prewyrobu do wypełnienia formy i uzyskanie końcowego kształtu wyrobu,
- przekazanie wyrobu do następnych operacji - obróbki cieplnej.
Sposób według niniejszego wynalazku, obróbki wyrobów z opakowaniowego szkła sodowo-wapniowo-krzemowego, wykorzystuje powyżej opisany sposób uszlachetniania powierzchni związkami glinu w produkcji wyrobów formowanych automatem szklarskim, zwłaszcza butelek. Podobnie jak w sposobie według PL 202940 sposób polega na naniesieniu na powierzchnie wyrobów - w zakresie temperatur transformacji 580 +-150°C, ale poniżej temperatury deformacji - nanoproszku związku glinu, korzystnie AI(OH)3 o ziarnistości mniejszej od 120 nm, utrzymaniu temperatury transformacji przez okres 15 do 1800 s oraz na przeprowadzeniu zabiegu odprężania wyrobów przez stopniowe obniżanie temperatury w urządzeniu odprężającym do temperatur poniżej 200°C. Istota wynalazku polega na tym, że nanoproszek AI(OH)3 nanosi się podczas formowania w automacie szklarskim kolejno przez: napylenie go na kształtujące powierzchnie formy właściwej przed jej zamknięciem na
PL 219 932 B1 prewyrobie oraz następne wciśnięcie go w powierzchnie wyrobu podczas rozdmuchiwania szkła prewyrobu. Napylenie nanoproszku według wynalazku dokonywane jest na powierzchnie kształtujące otwartej formy właściwej, przed przeniesieniem do niej prewyrobu z przedformy oraz przed jej zamknięciem i rozdmuchiwaniem szkła prewyrobu w celu uzyskania końcowego kształtu wyrobu. Podczas rozdmuchiwania nanoproszek jest mechanicznie wciskany w powierzchnię wyrobu, a nie jak w dotychczasowo znanych sposobach swobodnie napylany. W efekcie występują znacznie korzystniejsze warunki dla szybkości dyfuzji i wymiany jonów ze skutkiem osiągania wyższych własności mechanicznych powierzchni wyrobu oraz wydajności procesu.
Pełne zrozumienie wynalazku umożliwi opis przykładowego procesu technologicznego otrzymywania opakowań szklanych - butelek o pojemności 1000 ml.
Opakowania szklane w postaci butelek o pojemności 1000 ml produkowane są na dwukroplowym, sześciosekcyjnym automacie szklarskim w technologii Blow-Blow. Podczas formowania nanoproszek o ziarnistości 80 nm nanoszony jest na powierzchnię formy właściwej przez dysze zainstalowane na automacie szklarskim i skierowane na wewnętrzne powierzchnie otwartej formy właściwej, przed czynnością przeniesienia do niej wstępnie uformowanego w przedformie prewyrobu, mającego postać naczynia z wnęką w roztopionej masie szklanej. Podczas rozdmuchiwania prewyrobu w formie właściwej nanoproszek AI(OH)3 zostaje wciśnięty w powierzchnie zewnętrzne wyrobu. Butelki formowane są z masy szklanej sodowo-wapniowej, bezbarwnej, o temperaturze około 1200°C. Zawartość stłuczki w zestawie szklarskim wynosi około 33%. Uformowane opakowania transportowane są taśmowym przenośnikiem do wielosekcyjnego urządzenia odprężającego z utrzymaniem temperatury wyrobów w zakresie temperatur transformacji przez około 75 s. Aby przy niskiej prędkości przenośnika uniknąć wychłodzenia opakowań poniżej temperatur wbudowywania się nanoproszku w strukturę powierzchni szkła, przenośnik na odcinku pomiędzy automatem szklarskim a urządzeniem odprężającym osłonięty jest tunelową osłoną termiczną, w której zainstalowany jest dogrzew opakowań rozstawionymi w odstępach palnikami gazowymi. Zainstalowanie opisanych środków technicznych pozwoliło utrzymać temperaturę opakowań na odcinku pomiędzy automatem szklarskim a urządzeniem odprężającym w przedziale od 750-570°C. Pomiary wytrzymałościowe odprężonych butelek wykazały maksymalny przyrost mikrotwardości szkła aż o 92% w stosunku do butelek ze szkła nieuszlachetnionego.
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentoweSposób obróbki wyrobów z opakowaniowego szkła sodowo-wapniowo-krzemowego z powierzchnią uszlachetnianą związkami glinu, wyrobów formowanych automatem szklarskim, zwłaszcza butelek, polegający na naniesieniu na powierzchnie wyrobów - w zakresie temperatur transformacji 580 +-150°C, ale poniżej temperatury deformacji - nanoproszku związku glinu, korzystnie AI(OH)3 o ziarnistości mniejszej od 120 nm, utrzymaniu temperatury transformacji przez okres 15 do 1800 s oraz na przeprowadzeniu zabiegu odprężania wyrobów przez stopniowe obniżanie temperatury w urządzeniu odprężającym do temperatur poniżej 200°C, znamienny tym, że nanoproszek AI(OH)3 nanosi się podczas formowania w automacie szklarskim kolejno przez; napylenie go na kształtujące powierzchnie formy właściwej przed jej zamknięciem na prewyrobie oraz następne wciśnięcie go w zewnętrzne powierzchnie wyrobu podczas rozdmuchiwania szkła prewyrobu.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL392727A PL219932B1 (pl) | 2010-10-22 | 2010-10-22 | Sposób obróbki wyrobów z opakowaniowego szkła sodowo-wapniowo-krzemowego z powierzchnią uszlachetnianą związkami glinu |
| PCT/PL2011/000108 WO2012053919A1 (en) | 2010-10-22 | 2011-10-19 | A method of processing products made of sodium-calcium-silicon packaging glass having surface modified with aluminium compounds |
| EP11791065.3A EP2630097A1 (en) | 2010-10-22 | 2011-10-19 | A method of processing products made of sodium-calcium-silicon packaging glass having surface modified with aluminium compounds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL392727A PL219932B1 (pl) | 2010-10-22 | 2010-10-22 | Sposób obróbki wyrobów z opakowaniowego szkła sodowo-wapniowo-krzemowego z powierzchnią uszlachetnianą związkami glinu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL392727A1 PL392727A1 (pl) | 2012-04-23 |
| PL219932B1 true PL219932B1 (pl) | 2015-08-31 |
Family
ID=45094188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL392727A PL219932B1 (pl) | 2010-10-22 | 2010-10-22 | Sposób obróbki wyrobów z opakowaniowego szkła sodowo-wapniowo-krzemowego z powierzchnią uszlachetnianą związkami glinu |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2630097A1 (pl) |
| PL (1) | PL219932B1 (pl) |
| WO (1) | WO2012053919A1 (pl) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL404292A1 (pl) * | 2013-06-11 | 2014-12-22 | Piotr Opas | Sposób uszlachetniania związkami glinu powierzchni szkła sodowo-wapniowo-krzemianowego |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4290793A (en) * | 1978-12-08 | 1981-09-22 | Liberty Glass Company | Fluid bed chemical strengthening of glass objects |
| MX162912B (es) * | 1984-10-16 | 1991-05-20 | Vitro Tec Fideicomiso | Metodo para reforzar articulos de vidrio mediante intercambio ionico electrostatico |
| UA88164C2 (ru) | 2004-05-07 | 2009-09-25 | Склострой Турнов Чешская Республика С.Р.О. | Способ обработки поверхности стекла металлическим алюминием, его применение и стекло, полученное данным способом |
| PL202940B1 (pl) | 2006-07-18 | 2009-08-31 | Marcin Drajewicz | Sposób uszlachetniania powierzchni szkieł sodowo-wapniowo-krzemianowych związkami glinu |
-
2010
- 2010-10-22 PL PL392727A patent/PL219932B1/pl unknown
-
2011
- 2011-10-19 WO PCT/PL2011/000108 patent/WO2012053919A1/en not_active Ceased
- 2011-10-19 EP EP11791065.3A patent/EP2630097A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012053919A1 (en) | 2012-04-26 |
| EP2630097A1 (en) | 2013-08-28 |
| PL392727A1 (pl) | 2012-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1628927B1 (en) | Method and apparatus for strengthening glass | |
| US4842630A (en) | Manufacture of glassware articles of improved strength | |
| EP2925699B1 (en) | Surface treatment process for glass containers | |
| EP2371778A1 (en) | Method for producing toughened flat glass with anti-reflective properties | |
| JP2017206434A (ja) | 水素含有量の非対称化方法および高度に化学強化可能な板状のガラス物品の製造方法およびその方法に従って得られたガラス物品 | |
| US4371387A (en) | Method and apparatus for handling glassware | |
| US10626047B2 (en) | Glass container coating process | |
| US3519408A (en) | Method of treating glass surfaces during surface expansion | |
| PL219932B1 (pl) | Sposób obróbki wyrobów z opakowaniowego szkła sodowo-wapniowo-krzemowego z powierzchnią uszlachetnianą związkami glinu | |
| ZA200508571B (en) | Method and apparatus for strengthening glass | |
| US4273568A (en) | Press and blow glass forming | |
| Copley | The composition and manufacture of glass and its domestic and industrial applications | |
| CN101157513A (zh) | 玻璃再次成型工艺 | |
| CN101679114B (zh) | 使用水平钢化炉制造装饰平板玻璃的方法 | |
| CN107935382A (zh) | 钢化玻璃的制备工艺 | |
| WO2013171243A1 (en) | A method and a device of manufacturing an object of glass with at least one three-dimensional figurine enclosed therein | |
| KR20230061419A (ko) | 유리 물품의 강도 및/또는 경도 증가 방법 | |
| EP2319814A1 (en) | Method and apparatus for strengthening glass | |
| KR102722722B1 (ko) | 유리병 생산 연속공정에서 사용가능한 화학강화장치 및 이를 이용한 유리병의 제조방법 | |
| CN106630554A (zh) | 一种防烫玻璃瓶及其制作方法 | |
| PL202940B1 (pl) | Sposób uszlachetniania powierzchni szkieł sodowo-wapniowo-krzemianowych związkami glinu | |
| CN112041281A (zh) | 复合形状、高抵抗力的带腔薄玻璃及其生产方法 | |
| CN109956678A (zh) | 一种日用玻璃器皿的钢化方法及钢化玻璃器皿 |