玻璃瓶是采用鈉鈣玻璃所生產(chǎn)制作的,在中國的市場上玻璃包裝容器廣泛的都是采用鈉鈣玻璃生產(chǎn)的。玻璃瓶盛裝有腐蝕性的產(chǎn)品需要經(jīng)過表面處理來提高玻璃瓶的化學穩(wěn)定性。
玻璃的化學穩(wěn)定性,實際上是取決于其表面的化學穩(wěn)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(tài)與結(jié)構(gòu)。因此,玻璃的表面處理是制造輕量化玻璃容器的重要技術(shù)手段之一。
玻璃瓶表面處理目的,是改變?nèi)萜鞅砻娴幕瘜W穩(wěn)定性和玻璃表面的損傷,從而達到增強的目的。主要方法有制瓶時添加涂層。物理強經(jīng),化學、表面酸處理等方法。
玻璃瓶涂層:
1、熱涂。熱涂在制瓶成型 后及退火處理前進行。成型 后的鈉鈣玻璃瓶在緩緩冷卻至500-600攝式度時,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 厚度的保護膜,接連強有面強度約30%,又可使瓶經(jīng)得起長期的水沖、水洗。
2、冷涂。冷涂是在玻璃瓶退火之后,將音硬脂酸鹽、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 溫度的鈉鈣玻璃瓶表面上(瓶溫依噴涂材料而定,約為20-80度),形成具有和潤滑性的保護層。
3、起霜。起霜是在鈉鈣玻璃瓶冷卻過程中噴涂四氯經(jīng)碳,或在退火爐中通人二氧化硫,二者鈞 可在瓶的表面與堿笥氧化物反應(yīng),使玻璃表面的表面的鈉離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(wěn)定性增強。
4、表面硅涂層處理。玻璃表面使用硅蒸發(fā)涂層或用硅浸漬都可形成的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(jīng)熱處理后基團會揮了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(zhì)在裂紋中的擴散而使表面裂紋劍俠(俗稱異相愈合),不僅玻璃強度和化學穩(wěn)定性有較大提高,還使玻璃肯有的光學性能和抗沖擊性能。常用的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(yīng)力增大了10-12Pa。在內(nèi)部壓力相同的情況下,幾下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(huán)境問題,因此,在線聚合物鍍膜容器可以納入標準的循環(huán) 過程。
物理(鋼化):
物理(鋼化)也叫風冷,目的是為了提高鈉鈣玻璃瓶的機械強度和熱穩(wěn)定性。物理處理方法如下:玻璃瓶由制瓶機脫模后,立即送人馬弗式鋼化爐內(nèi)均勻加熱到接近玻璃的軟化溫度,然后轉(zhuǎn)入鋼化室,用多孔噴嘴的風柵向瓶的內(nèi)外壁上噴射冷空氣,冷卻鈉鈣玻璃 瓶,或用液體作冷卻介質(zhì)進行突然冷動玻璃瓶,造成制品表面因?qū)嵢皇湛s而形成的壓應(yīng)力層,制品內(nèi)部的冷卻因滯后于表面為張應(yīng)力層,當這2種應(yīng)力分布合理時,玻璃耐內(nèi)墳強度可以成倍提高。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(鋼化):
對玻璃表面進行離子交換處理又稱化學,常用方法有熔鹽法和噴涂法。
1、熔鹽法,以溶質(zhì)中半徑大的離子交換玻璃中半徑小的離子或以溶質(zhì)中半徑小的離子置換玻璃中半徑大的離子,使玻璃表面產(chǎn)生壓應(yīng)力,可使耐內(nèi)壓強度提高 ,經(jīng)過處理后制品的。 ,制品的強度不會因長時間使用而降低。
2、噴涂法,噴涂法化學鋼化具有增果好、生產(chǎn)及使用 、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點,從綜合評價的角度上分析,不失為目閃一種比較理想的增強工藝。
為了提高噴涂法化學鋼化的增果和與工藝特性適應(yīng),經(jīng) 應(yīng)選擇比較理想的基礎(chǔ)玻璃化學組成,基礎(chǔ)玻璃化學組成不一樣,噴涂液、噴涂液添加劑配方也應(yīng)用相應(yīng)的調(diào)整;
噴涂法化學鋼化的每一個工藝環(huán)節(jié),都將對其 終的增果產(chǎn)生舉足輕重的影響,害此, 把握好2個階段的工藝參數(shù): 階段,固相試劑層的開成 控制好噴霧溫度、溶液濃度、噴霧時間、噴霧液滴大小,固相試劑層的厚度、密度等參數(shù); 階段,熱處理(離子的擴散和交換) 控制好溫度。該法可使玻璃容器強度達到原始值的2倍左右,增強制品在運輸和機械灌裝過程中的損耗則降為原值的13左右,經(jīng)噴涂法化學鋼化的玻璃制品具有很好的光澤度和商品外觀。
表面酸處理:
表面酸處理可以玻璃表面較大數(shù)量的微裂紋或使微裂紋的寬度與 變小,減少應(yīng)力集中。處理方法通常是將玻璃制品置于低濃度的氫氟酸中浸蝕 時間。為使浸蝕效果 好,也可在氫氟酸中加入適量的硫酸或磷酸。當浸蝕 在100um時,可使制品機械沖擊強度提高50%-100%。再結(jié)合物理鋼化,可使玻璃強度的提高 為顯著。
聚酯涂層:
用浸液、流延和靜電等方法在瓶的外表涂上0.2-0.3mm厚的樹脂(環(huán)氧樹脂、聚氯乙烯哐聚苯乙烯等)或合成橡膠涂層,涂層可為一層或多層,涂后加熱硬化。這種方法簡單、,但涂層的壽命較短。德國杜塞爾多夫市玻璃工廠出1kg裝超薄聚酯涂層玻璃瓶,僅稍重于聚合物的瓶子,但玻璃瓶一點也不會影響內(nèi)裝飲料的味道。