降低玻璃包裝容器重容比主要是靠減小壁厚。但是,在薄壁狀態下要保持較高的耐壓強度是非常困難的,必須從設計到生產全過程的各個環節入手。
生產工藝控制
做好配料工作是實現輕量化生產的第一步
原料及配料配方設計、原料成分、粒度、水分、配料均勻度、碎玻璃的質量及加入均勻性等都對產品質量有直接影響。做好配料工作必須執行穩定的配方、制定和嚴格執行原料標準、配合料制備工藝要制度化。國內高檔輕量瓶生產都特別重視這些環節,在生產的稱量與精度上,配料系統采用先進的計算機控制電子秤量設備,動態精度應達到1/500,確保配料質量。
熔制工藝是保證質量的關鍵環節
玻璃熔制過程大致可分為硅酸鹽形成、玻璃形成、澄清、均化、冷卻5 個階段。這5 個階段是在熔爐的不同部位進行的,以便分段控制準確的熔制溫度。窯爐運行工藝指標的穩定性至關重要,一般要求熔化溫度波動不超過10℃,液面波動不超過0.5mm,窯壓波動不超過2Pa,防止窯爐空間冒火,從而防止結石、色彩、外觀、強度差等質量問題。高檔輕量瓶生產中對分配料道溫度和玻璃液面的波動精度要求非常高,有的分別控制在±2℃以內及±0.2mm 以內。要保證高精度的生產工藝指標,必須推廣燃油窯爐,改進窯型,使用高溫、寬截面、大型的輥道式馬蹄焰熔爐。對窯爐實行全保溫、爐底鼓泡、電助熔、窯坎、熱工參數使用微機控制等措施,使熔化率達到1.5~2.0(t?m-1),熔化質量明顯提高。
有效的成型控制是獲得預期成型效果和均勻壁厚的保證
玻璃制品的生產過程可分為成型和定型兩個階段。成型和定型是連續進行的,成型過程中,需要控制玻璃的粘度、溫度以及通過模具向周圍介質的熱傳遞。通常從3 個特征溫度值來控制成型操作:軟化溫度、退火溫度和應變點。不同產品,通過試驗確定合理的參數是關鍵,先進的制瓶、供料及加熱系統及采用先進的成型工藝是獲得均勻壁厚、實現輕量化的根本保證。
實施有效退火,消除有害殘余應力
退火是消除或減小玻璃中的剩余應力至允許值的熱處理過程。任何玻璃制品在加工過程中都存在著剩余熱應力或永久應力。為了消除這些熱應力,需將玻璃加熱到退火點進行保溫、均熱,使玻璃內部的結構得以調整,應力釋放。
玻璃的退火工藝包括加熱、保溫、緩慢降溫及快速降溫4 個階段,要根據壁厚準確控制保溫時間,緩慢降溫階段,要嚴格控制降溫速度,以免產生新的應力。在快冷階段,要根據壁厚,采用不同的降溫速度,防止降溫時產生的暫時應力超過玻璃的強度極限而引起破裂。
表面處理技術
玻璃的表面狀態、組成和結構與其內部的組成、結構有很大差別。表面性質對其主體性質有很大影響。玻璃的化學穩定性,實際上取決于其表面的化學穩定性。玻璃的機械強度、抗沖擊性能也在相當大程度上決定于其表面的形態與結構。因此,玻璃的表面處理是制造高強度輕量化玻璃容器的重要技術手段之一。
玻璃容器表面處理的目的,是改變容器表面的化學穩定性和消除玻璃表面的損傷,從而達到增強的目的。主要方法有添加涂層、物理強化、化學強化、表面酸處理、塑料涂層等方法。
制瓶涂層
熱涂:熱涂在制瓶成型后及退火處理前進行。成型后的玻璃瓶在緩緩冷卻至500~600℃時,將金屬涂敷劑噴涂在容器表面,形成一定厚度的保護膜,增強表面強度約30%,又可使瓶經得起長期的水沖、水洗。
冷涂:冷涂是在玻璃瓶退火之后,將單硬脂酸鹽、聚乙烯、油酸、硅烷、硅酮或其他聚合物乳液噴成霧狀,附著在具有一定溫度的玻璃瓶表面上(瓶溫依噴涂材料而定,約為21~80℃),形成具有耐磨性和潤滑性的保護層。
起霜:起霜是在玻璃瓶冷卻過程中噴涂四氯化碳,或在退火爐中通入二氧化硫,二者均可在瓶的表面與堿性氧化物反應,使玻
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