СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ ИЗ СТЕКЛА

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано при производстве различных стеклянных изделий, например бутылки, листового стекла, а также при производстве изделий из керамики.

Классическим способом производства стеклотары является следующая последовательность технологических операций:

- подготовка сырья;

- составление шихты;

- варка стекломассы;

- формование, отжиг изделий (см., например, http://www.zavodstekla.ru/zatehpod.htm).

Известны различные способы нанесения на поверхность стекла укрепляющих покрытий (см., например, патенты RU №№: 2464243, МПК C03B27/02, C03C17/245, опубликован 20.10.2012; 2529071, МПК C03C17/30, опубликован 27.09.2014), в которых нанесение покрытия непосредственно осуществляется на уже готовые изделия и является отдельным технологическим процессом, требующим соответствующего оборудования (технологической линии).

Наиболее близким к заявляемому является способ упрочнения тарного стекла в процессе его производства, в соответствии с которым непосредственно после формования на горячем участке («горячий конец») технологической линии на поверхность стекла наносят покрытие, например, на основе оксидов металлов или монобутилтрихлорида олова, повышающее механическую прочность стеклотары (см., например, Динефф Д. Покрытия для стеклотары //Стеклянная тара. - 2008. - №2. - С.12-13).

Данный способ встроен в общую технологическую «цепочку» производства формованных изделий из стекла, однако не обеспечивает высокую прочность готовой продукции.

Задачей заявляемого изобретения является улучшение прочностных характеристик стеклоизделий в процессе их производства.

Техническим результатом изобретения является повышении прочности стеклоизделий при их производстве (без организации отдельного технологического процесса), позволяющее, в свою очередь, уменьшить расход сырья, необходимого для изготовления изделия, без потери прочностных характеристик последнего.

Технический результат достигается за счет того, что в способе производства продукции из стекла, включающем следующие этапы: подготовку сырья, составление шихты, варку стекломассы, формование изделий и их последующее охлаждение, после этапа формования на поверхность изделия наносят состав, содержащий оловоорганические или титаноорганические соединения для упрочнения стекла с одностенными углеродными нанотрубками (ОНТ), при этом содержание ОНТ в составе составляет от 0,005% до 0,2% от его общей массы.

Порядок осуществления заявляемого способа (например, при производстве стеклотары) следующий:

1. На этапе подготовки различные типы сырья (стеклобой, компоненты шихты) очищают от нежелательных примесей и помещают в приемные бункера технологической линии.

2. Далее производят составление шихты - сухой смеси материалов, которые подаются в печь для получения стекломассы, для чего ее компоненты дозированно подают в смесители, где они перемешиваются, а затем полученную смесь подают в варочную печь.

3. В варочной печи производят непосредственно стекловарение, которое завершается охлаждением стекломассы до температуры, при которой она приобретает вязкость, требуемую для выработки стеклоизделий выдуванием, и дальнейшей подачей ее на формование.

4. После прохождения процесса формования, на полученное стеклоизделие наносят состав, полученный путем ультразвукового смешения ОНТ с титаноорганическим или оловоорганическим соединением (например, монобутилтрихлоридом олова) при заявленном соотношении массовых долей. Нанесение состава производят, например, методом перемещения стеклоизделий через камеру, в которой данный состав находится в дисперсной фазе. При этом температура поверхности стеклоизделия составляет порядка 500-650°С, а температура в камере - 150-200°С.

5. В зависимости от типа температуру стеклоизделия с нанесенным на его поверхность составом определенным образом понижают до температуры окружающей среды. Так, для снятия внутреннего остаточного напряжения в тонкостенных изделиях (для которых это критично), их подвергают дополнительной термической обработке, удлиняя процесс охлаждения. Изделия с достаточной толщиной стенок могут остывать естественным образом.

При осуществлении на ОАО «Завод «Экран» испытаний изделий, полученных как по стандартной технологии, так и с нанесением на них в процессе производства состава из стандартной технологической жидкости (использовался монобутилтрихлорид олова С₄Н₉Cl₃Sn), далее «Стандарт», и ОНТ (использовались МИ-57 и МИ-60), далее «ОНТ», были получены следующие результаты:

1. Среднее давление при разрушении, бар

(Количество испытаний: стандарт - 77, ОНТ - 94):

Стандарт 24,2

ОНТ 31,3.

При этом доверительный интервал (95%) составил для категории «стандарт» - от 10,3 до 38,0 бар; для категории «ОНТ» - от 17, 6 до 44 бар.

2. Среднее давление при разрушении (масса бутылки снижена на 30%), бар

(Количество испытаний: стандарт - 83, ОНТ - 87):

Стандарт 19,4

ОНТ 25,1.

При этом наблюдалось смещение нижней границы разрушающего давления с 12 бар (для облегченной бутылки стандарт) до 15 бар (для облегченной бутылки с ОНТ).

Таким образом, нанесение на поверхность изделий из стекла в процессе их изготовления после этапа формования состава, содержащего ОНТ, позволяет добиться укрепления готовых изделий при одновременном снижении сырья, используемого для их изготовления.