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玻璃瓶表面技術提高產品檔次

 玻璃工藝酒瓶的表面狀態、組成和結構與其內部的組成、結構有很大差別。玻璃瓶的表面性質對其主體性質有重大影響。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玻璃表面的形態與結構。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。

玻璃瓶表面處理的目的,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。主要方法有制瓶時添加涂層、物理強化、化學強化、表面酸處理、塑料涂層等方法。

玻璃瓶涂層

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(如氧化錫、氧化鈦、氯化錫等)噴涂在容器表面,形成一定厚度的?;つ?,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°C),形成具有耐磨性和潤滑性的?;げ?。

起霜。起霜是在玻璃瓶冷卻過程中噴涂四氯化碳,或在退火爐中通人二氧化硫,二者均可在瓶的表面與堿性氧化物反應,使玻璃表面的鈉離子析出而形成芒硝微粒(即濁白粉狀的Na2S04),用水沖除后,由于堿性降低而使表面的化學穩定性增強。

表面有機硅涂層處理。玻璃表面使用有機硅蒸發涂層或用有機硅浸漬都可形成有機聚硅氧烷憎水膜和聚合(Si02)。硅氧膜,通過公用的硅氧鍵而與玻璃表面連接起來。經熱處理后有機基團會揮發而剩下硅氧膜可填充于裂紋中,所具憎水性可避免活性介質在裂紋中的擴散而使表面裂紋愈合(俗稱異相愈合),不僅玻璃強度和化學穩定性有較大提高,還使玻璃具有特殊的光學性能和抗沖擊性能。常用的有機硅溶液有甲基氟硅烷、二甲基二氯硅烷、二苯基二氟硅烷和苯基三氯硅烷等。

容器表面的聚合物薄膜厚度為0.005mm,在容器標準重量下其壓應力增大了10~12Pa。在內部壓力相同的情況下,幾不可回收標準玻璃瓶的重量可以由420g減少到大約300g。玻璃瓶重量減少了25%~30%。同時由于所鍍的膜非常薄,這種玻璃容器的回爐不會造成任何環境問題,因此,在線聚合物鍍膜容器可以納入標準的循環再生過程。

物理強化(鋼化)

物理強化(鋼化)也叫風冷強化,目的是為了提高玻璃瓶罐的機械強度和熱穩定性。物理強化處理方法如下:瓶罐由制瓶機脫模后,立即送人馬弗式鋼化爐內均勻加熱到接近玻璃的軟化溫度(但不能達到軟化溫度),然后轉入鋼化室,用多孔噴嘴的風柵向瓶罐的內外壁上噴射冷空氣,快速冷卻瓶罐,或用液體作冷卻介質進行突然冷卻瓶罐,造成制品表面因突然收縮而形成的壓應力層,制品內部的冷卻因滯后于表面為張應力層,當這2種應力分布合理時,玻璃耐內壓強度可以成倍提高。噴射瓶身的空氣壓力一般為15~21kPa,噴射瓶底的空氣壓力一般為6~7kPa。

化學強化(鋼化)

對玻璃表面進行離子交換處理又稱化學強化,常用方法有熔鹽法和噴涂法。

熔鹽法。以溶質中半徑大的離子交換玻璃中半徑小的離子或以溶質中半徑小的離子置換玻璃中半徑大的離子,使玻璃表面產生壓應力,可使耐內壓強度提高,經處理后制品的硬度高。耐磨損,制品的強度不會因長時間使用而降低。
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