玻璃瓶是采用鈉鈣玻璃所生產(chǎn)制作的,在中國的市場(chǎng)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(guò)表面處理來(lái)提高玻璃瓶的化學(xué)穩定性。
玻璃的化學(xué)穩定性,實(shí)際上是取決于其表面的化學(xué)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(tài)與結構。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,是改變容器表面的化學(xué)穩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(shí)添加涂層。物理強經(jīng),化學(xué)、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(jìn)行。成型 后的鈉鈣玻璃瓶在緩緩冷卻至500-600攝式度時(shí),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(cháng)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(zhù)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(guò)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,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(xué)穩定性增強。
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(guò)公用的硅氧鍵而與玻璃表面連接起來(lái)。經(jīng)熱處理后基團會(huì )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(chēng)異相愈合),不僅玻璃強度和化學(xué)穩定性有較大提高,還使玻璃肯有的光學(xué)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力增大了10-12Pa。在內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(shí)由于所鍍的膜非常薄,這種玻璃容器的回爐不會(huì )造成任何環(huán)境問(wèn)題,因此,在線(xiàn)聚合物鍍膜容器可以納入標準的循環(huán) 過(guò)程。
物理(鋼化):
物理(鋼化)也叫風(fēng)冷,目的是為了提高鈉鈣玻璃瓶的機械強度和熱穩定性。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均勻加熱到接近玻璃的軟化溫度,然后轉入鋼化室,用多孔噴嘴的風(fēng)柵向瓶的內外壁上噴射冷空氣,冷卻鈉鈣玻璃 瓶,或用液體作冷卻介質(zhì)進(jìn)行突然冷動(dòng)玻璃瓶,造成制品表面因實(shí)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(shí),玻璃耐內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(xué)(鋼化):
對玻璃表面進(jìn)行離子交換處理又稱(chēng)化學(xué),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)生壓應力,可使耐內壓強度提高 ,經(jīng)過(guò)處理后制品的。 ,制品的強度不會(huì )因長(cháng)時(shí)間使用而降低。
2、噴涂法,噴涂法化學(xué)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(diǎn),從綜合評價(jià)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(xué)鋼化的增果和與工藝特性適應,經(jīng) 應選擇比較理想的基礎玻璃化學(xué)組成,基礎玻璃化學(xué)組成不一樣,噴涂液、噴涂液添加劑配方也應用相應的調整;
噴涂法化學(xué)鋼化的每一個(gè)工藝環(huán)節,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(gè)階段的工藝參數: 階段,固相試劑層的開(kāi)成 控制好噴霧溫度、溶液濃度、噴霧時(shí)間、噴霧液滴大小,固相試劑層的厚度、密度等參數; 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(guò)程中的損耗則降為原值的13左右,經(jīng)噴涂法化學(xué)鋼化的玻璃制品具有很好的光澤度和商品外觀(guān)。
表面酸處理:
表面酸處理可以玻璃表面較大數量的微裂紋或使微裂紋的寬度與 變小,減少應力集中。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(shí)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(shí),可使制品機械沖擊強度提高50%-100%。再結合物理鋼化,可使玻璃強度的提高 為顯著(zhù)。
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(shù)脂(環(huán)氧樹(shù)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(jiǎn)單、,但涂層的壽命較短。德國杜塞爾多夫市玻璃工廠(chǎng)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(diǎn)也不會(huì )影響內裝飲料的味道。