Способ упрочнения полых изделий из стекла

Изобретение относится к изделиям из полого стекла, в частности к изделиям, имеющим разнообразные формы. Способ получения серийных изделий из полого стекла, которые, будучи расположенными рядом друг с другом с одинаковой ориентацией на одной и той же плоскости, соприкасаются по поверхности вращения, включает по меньшей мере один оборот вокруг оси указанной поверхности вращения после выхода из туннельного лера, причем эта последняя покрыта дополнительным слоем, уменьшающим коэффициент трения, по способу без жесткого контакта, когда изделие находится в установке оптического контроля. Изобретение включает также изделие из полого стекла, которое получено этим способом, и систему для упаковки таких изделий. Технический результат изобретения - устранение притирки изделий из полого стекла со специальной геометрией при их хранении и транспортировке в контакте друг с другом. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к изделиям из полого стекла, в частности, имеющим разнообразные формы.

Более конкретно, речь идет о предметах из полого стекла, которые, если их разместить рядом друг с другом с одинаковой ориентацией на одной и той же плоскости, способны входить во взаимный контакт по поверхности вращения. Это имеет место, в частности, в случае конических бутылок в их нижней части начиная с плеча (диаметр, уменьшающийся вглубь), например, как в бутылках для вина Бордо, Pineau des Charentes, для коньяка и т.д. Такие бутылки, поставленные вертикально своим основанием на горизонтальную плоскость, могут соприкасаться по их периферийной горизонтальной полосе в зоне плеча.

С другой стороны, способ получения изделий из полого стекла включает обычно два этапа, целью которых является повысить защиту изделий от царапин, в частности, для одинаковых изделий при хранении, манипуляциях (наполнение и т.п.), перевозке.

Термообработка состоит в нанесении на бутылку, находящуюся между секционной стеклоформующей машиной (Individual Section) и горловым кольцом, при температуре около 500°С покрытия из оксида металла, такого как оксид олова. Такое покрытие способствует упрочнению поверхностного слоя стекла.

Однако его основной функцией является придать начальную адгезию для холодного покрытия. Последнее осаждают на бутылки при примерно 120°С на выходе из туннельной печи для закалки стекла (лера) во время холодной обработки. Холодное покрытие обычно является полимером, наносимым распылением, и придает скользкость поверхности стекла, защищает от истирания, препятствует образованию царапин и в конечном счете сохраняет ударную прочность и прочность изделия при высоком внутреннем давлении.

Между тем, такие обработанные теплом и холодом изделия со специальными формами не должны тереться друг о друга при их хранении, или перевозке, пустыми или наполненными, или при манипуляциях с ними (наполнение и т.п.). В противном случае на их горизонтальной периферийной области взаимного контакта, в зоне плеча, будет наблюдаться стирание стекла в виде царапин и отложений стеклянного порошка, что влечет внешние дефекты, называемые притиркой, не позволяющие использовать изделия.

Это вынуждает применять сложные, требующие значительных временных и производственных затрат способы, в частности, для упаковки изделий. Применяют термоформованные поддоны, в которые бутылки вставляют так, чтобы они не касались друг друга, или же используют каркасы, приспособленные для этой же цели, чтобы отделить бутылки друг от друга. Использование термоформованных поддонов или каркасов требует особой разработки, это влечет дополнительные расходы.

С другой стороны, известно, что защитные покрытия стекла, упомянутые выше, в частности покрытие, наносимое при холодной температуре, могут затруднять наклеивание этикеток. Действительно, клеи на водной основе плохо пристают к гидрофобным холодным покрытиям.

Таким образом, задачей изобретения является устранение притирки предметов из полого стекла со специальной геометрией при их хранении, манипуляциях с ними и при их транспортировке в контакте друг с другом, не используя ни термоформованные поддоны, ни решетчатые каркасы. Внешний вид продуктов в этом случае должен быть отличным и соответствовать торговле предметами роскоши. С другой стороны, не должна ухудшаться легкость наклеивания этикеток.

Задача решается способом получения серийных изделий из полого стекла, которые, будучи помещены рядом друг с другом с одинаковой ориентацией на одной и той же плоскости, способны соприкасаться друг с другом по поверхности вращения. Этот способ отличается тем, что после выхода изделий из туннельного лера их поворачивают по меньшей мере на один оборот вокруг оси указанной поверхности вращения, причем последняя покрыта дополнительным слоем, уменьшающим коэффициент трения, по способу без жесткого контакта.

Авторами было обнаружено, что добавочная толщина покрытия, уменьшающего коэффициент трения, сравнимая с указанным выше классическим холодным покрытием, может быть достаточной, чтобы помешать образованию царапин и отложений стеклянного порошка в области соприкосновения изделий. Такая дополнительная толщина не видна невооруженным глазом, внешний вид изделий, полученных способом согласно изобретению, соответствует стандартам, используемым при торговле предметами роскоши (вино, духи и т.д.).

Обработка по изобретению позволяет производить простую установку изделий из полого стекла на поддоны, то есть, например, размещать и упаковывать в термопластичную пленку пять рядов из 15×15 бутылок в контакте друг с другом, не вызывая значительной притирки после любой обычной перевозки. Каждый ряд ограничен простой деталью из картона, борта которой подпирают бутылки сбоку. Бутылки расположены максимально компактно. Не используются ни термоформованные поддоны, ни каркасы.

Обработка по изобретению является локальной, так как поверхность вращения, по которой бутылки могут касаться, обычно представляет собой относительно узкую полосу на высоте плеча, то есть составляет ограниченную часть наружной поверхности. Зона или зоны наклеивания этикеток не затрагиваются, что позволяет избежать проблем с отклеиванием этикетки или декоративных изображений.

Применение способа нанесения покрытия без жесткого контакта гарантирует получение регулярного и однородного дополнительного слоя, то есть максимального оптического и механического качества.

Предпочтительно, чтобы указанная поверхность вращения покрывалась дополнительным слоем, когда изделие находится в установке оптического контроля.

Предпочтительно также, чтобы указанную поверхность вращения покрывали дополнительным слоем по способу напыления газа и/или жидкости, химически активной или неактивной (можно применять аэрозоль, то есть суспензию частиц жидкости в газе-носителе или в воздухе); в качестве примера можно назвать распыление нереакционноспособной жидкости при температуре указанной поверхности вращения, составляющей от 20 до 100°С.

Предпочтительно также, чтобы указанный дополнительный слой сушился после его нанесения в отсутствие любого жесткого контакта с указанным дополнительным слоем во время его сушки.

Указанные предпочтительные варианты особенно выгодно осуществляются путем покрытия указанным дополнительным слоем указанной поверхности вращения, когда изделие находится на последнем пункте установки оптического контроля, где изделие должно приводиться во вращение. Действительно, установка оптического контроля содержит несколько пунктов контроля, которые не обязательно вращаются, но некоторые из которых должны быть неподвижными. В этом случае, выйдя из последнего пункта установки оптического контроля, изделие не испытывает никакого другого жесткого контакта, кроме контакта своего основания с конвейером. Указанная поверхность вращения свободна от какого-либо жесткого контакта, сушка указанного дополнительного слоя может происходить в предпочтительных условиях.

Таким образом, предпочтительно при нанесении и сушке указанного дополнительного слоя избегать жесткого контакта, такого как при нанесении с помощью ткани или пористых оснований, таких как губка, или при сушке с вытиранием. Можно получить покрытие с оптимальными механическими свойствами (адгезия, когезия и сопротивление истиранию) и прекрасным внешним видом.

Предпочтительно, чтобы блоки оптического управления были изолированы от зоны покрытия указанным дополнительным слоем воздушной завесой.

Предпочтительно также объединить указанный способ с горячей обработкой и холодной обработкой, упомянутыми выше во вводной части.

Таким образом, на изделия предпочтительно наносят первое покрытие между секционной установкой и горловым кольцом стеклоформовочной машины. Это холодное покрытие состоит из оксида металла, полученного химическим осаждением на изделия реагента-предшественника из газовой фазы при примерно 500°С. Использующимися предшественниками для горячего покрытия SnO₂ или TiO₂ являются, например, SnCl₄, соответственно TiCl₄. Это осаждение проводится в туннеле, расположенном на конвейере.

Кроме того, изделия предпочтительно снабжать вторым покрытием, уменьшающим коэффициент трения, после их выхода из туннельного лера и перед их переходом в установку оптического контроля. Это холодное покрытие является недолговечным (масляная кислота, стеараты) или, наоборот, покрытием постоянного типа (воски или лаки, например полиэтиленовые воски) при проведении пастеризации, стерилизации. Его наносят напылением на изделия при температуре около 120°С.

Объектом изобретения является также изделие из полого стекла, которое, будучи расположенным рядом с таким же изделием в одинаковой ориентации в одной и той же плоскости, способно входить с ним в контакт вдоль поверхности вращения, имеющей максимальную толщину покрытия, уменьшающего коэффициент трения. Хотя измерения толщины достаточно сложны, в частности, потому что горячее покрытие часто имеет неровности, компенсируемые холодным покрытием, под "максимальной толщиной" понимается по существу наибольшая толщина холодного покрытия, в среднем по меньшей мере в 1,5-3 раз больше, даже в 5 раз больше, чем на других частях наружной поверхности, отличных от указанной поверхности вращения.

Предпочтительно, чтобы изделие из полого стекла по изобретению представляло собой бутылку, флакон или банку, у которых указанная поверхность вращения составляет не более 50%, предпочтительно не более 30% наружной поверхности. Таким образом, поверхность контакта между изделиями является относительно небольшой, оставляя относительно существенной дополнительную долю наружной поверхности, не покрытой толстым слоем холодной обработки, на которую не особенно трудно наклеить этикетки или декоративное изображение.

Еще одним объектом изобретения является система упаковки изделий из полого стекла, описанных выше и/или полученных описанным выше способом, пустых или наполненных, установленных рядом друг с другом в одинаковой ориентации на одной и той же плоскости, во взаимном контакте по указанной поверхности вращения. Такая упаковочная система принимает, например, форму поддона, состоящего из нескольких установленных друг на друга рядов, плотно и крепко окруженных прочной термопластичной пленкой. Каждый ряд содержит картонное основание с удлинениями по боку, образующими упоры для изделий, находящихся на краях ряда. Такая упаковочная система является простой и экономичной.

Преимущества, обеспечиваемые изобретением, описаны в следующем примере.

Пример

Перевозят поддоны с бутылками Pineau des Charentes, обработанными согласно изобретению, а также необработанными, состоящие из пяти установленных друг на друга рядов бутылок, 15×15 в ряду.

Все бутылки подвергаются классической горячей и холодной обработке.

Горячее покрытие состоит из SnO₂, полученного химическим осаждением на бутылки из газовой фазы (CVD) при примерно 500°С, предшественник - SnCl₄. Средняя толщина покрытия составляет приблизительно 22 нм.

Холодное покрытие является полиэтиленовым воском с присадками, пригодным для осаждения на основание при 80-150°С, суспензия 1,5 вес.% в воде.

Зоны взаимного контакта бутылок, обработанных согласно изобретению, дополнительно получают напыление полиэтиленовым воском, выпускаемым в продажу компанией Rohm and Haas под названием Polyglass D4333, суспензия 2 вес.% в воде. Основание находится при температуре окружающей среды, в частности, от 20 до 40°С. Напыление осуществляется на последнем пункте установки оптического контроля.

Сравнивалась притирка бутылок, обработанных или необработанных по изобретению, после перевозки автомобильным транспортом на примерно 800 км по следующей шкале:

0 = отлично

1 = допустимо

2 = ограниченно

3 = плохо

Результаты приведены ниже в таблице в виде процентной доли бутылок с каждой степенью оценки опасности притирки.

	0	1	2	3	2+3
Необработанные бутылки	40,8	39,4	13,4	6,4	19,8
Обработанные бутылки	87,5	11,0	1,4	0,1	1,5

Вышеуказанная таблица подтверждает высокую эффективность обработки по изобретению.

1. Способ получения серийных изделий из полого стекла, которые, будучи помещены рядом друг с другом в одинаковой ориентации на одной и той же плоскости, способны соприкасаться по поверхности вращения, отличающийся тем, что после выхода из туннельного лера они совершают по меньшей мере один оборот вокруг оси указанной поверхности вращения, причем поверхность вращения покрывают дополнительным слоем, уменьшающим коэффициент трения, по способу без жесткого контакта, когда изделие находится в установке оптического контроля.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная поверхность вращения покрыта указанным дополнительным слоем по способу распыления газа и/или жидкости, химически активных или неактивных.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанная поверхность вращения находится при температуре от 20 до 100°С, когда ее покрывают указанным дополнительным слоем по способу распыления нереакционноспособной жидкости.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный дополнительный слой после его нанесения оставляют сушиться в отсутствие какого-либо жесткого контакта с указанным дополнительным слоем при его сушке.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная поверхность вращения покрывается указанным дополнительным слоем, когда изделие находится на последнем пункте установки оптического контроля.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что механизмы оптического контроля изолированы воздушной завесой от зоны нанесения указанного дополнительного слоя.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что изделия снабжаются первым покрытием между секционной установкой I.S. и горловым кольцом.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что после их выхода из туннельного лера и до перехода в установку оптического контроля изделия снабжаются вторым покрытием, уменьшающим коэффициент трения.

9. Изделие из полого стекла, изготовленное способом по пп.1-8, которое, будучи помещенным рядом с другим сходным изделием в одинаковой ориентации на одной и той же плоскости, выполнено с возможностью соприкасаться с ним по поверхности вращения, отличающееся тем, что указанная поверхность вращения имеет максимальную толщину покрытия, уменьшающего коэффициент трения, по меньшей мере в среднем в 1,5 раза больше, чем на других частях наружной поверхности.

10. Изделие по п.9, выполненное в виде бутылки, флакона или банки, у которых указанная поверхность вращения составляет максимально 50%, предпочтительно менее 30% наружной поверхности.

11. Система упаковки изделий из полого стекла по п.9 и/или полученных способом по одному из пп.1-8, пустых или наполненных, расположенных рядом друг с другом в одинаковой ориентации на одной и той же плоскости, соприкасающихся по своим указанным поверхностям вращения.