Результат интеллектуальной деятельности: Способ производства цветных стеклоизделий

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано при производстве различных цветных 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 производства цветного стекла (см., например, патенты РФ №: 2181347, МПК C03C 1/10, C03C 4/02, опубликован 20.04.2002 г.; 2327657, МПК C03C 3/087, C03C 4/02, опубликован 27.06.2008 г.; 2514868, МПК C03C 3/087, C03C 4/02, опубликован 10.05.2014 г.) путем дополнительного введения в шихту на этапе ее составления различных добавок.

Данные способы позволяют производить стеклоизделия, цветность которых определяется составом подготовленного сырья. То есть если начальное сырье бесцветное, то конечный продукт также будет бесцветным, если оно синее – синим и т.д. При этом для смены цвета получаемого продукта необходимо останавливать производственный цикл и менять сырье, что требует значительных временных, энергетических и прочих затрат.

Известны различные способы нанесения на поверхность стекла покрытий, создающих электропроводящую поверхность, что позволяет в дальнейшем производить порошковое окрашивание таких поверхностей (см., например, патенты RU №: 2464243, МПК C03B 27/02, C03C 17/245, опубликован 20.10.2012; 2274675, МПК C23C 14/08, C03C 17/245, опубликован 20.04.2006; 2447031, МПК C03C 17/245, опубликован 10.04.2012), в которых нанесение покрытия непосредственно осуществляется на уже готовые изделия и является отдельным технологическим процессом, требующим соответствующего оборудования (технологической линии).

Известен способ упрочнения тарного стекла в процессе его производства, в соответствии с которым непосредственно на выходе из лера («холодный конец») на бутылку обычно наносятся покрытия на полимерной основе, которые делают ее поверхность скользящей, снижая трение бутылок друг о друга, что дает возможность защитить поверхность бутылок от царапин и потертостей при дальнейшей работе с ними и повреждений при трении друг о друга при транспортировке (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, улучшая качество поверхности и повышая прочность готовой продукции, он не обеспечивает возможность получения стеклоизделий заданной цветности в каждом конкретном случае.

Задачей заявляемого изобретения является получение высокоадгезионного цветного покрытия наружной поверхности стеклоизделий с одновременным улучшением прочностных характеристик в процессе их производства.

Технический результат изобретения заключается в решении поставленной задачи, а именно получении у стеклоизделий при их производстве (без организации отдельного технологического процесса) цветной наружной поверхности, имеющей высокую адгезию со стеклоизделием.

Технический результат достигается за счет того, что в способе производства цветных стеклоизделий, включающем следующие этапы: подготовку сырья, составление шихты, варку стекломассы, формование изделий и их последующее охлаждение, на этапе охлаждения, при достижении поверхностью стеклоизделий температуры 80°С, на нее наносят состав, полученный путем ультразвукового смешения его компонентов: коллоидной полимерной основы, одностенных углеродных нанотрубок (ОНТ) и пищевого красителя заданного цвета, при этом содержание ОНТ в составе составляет от 0,005% до 0,2% от его общей массы, а содержание пищевого красителя – от 0,04% до 10% соответственно.

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 в зависимости от типа температуру стеклоизделия определенным образом понижают до температуры 80-100°С. 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.

5. При охлаждении стеклоизделия до температуры 80°С, на его наружную поверхность наносят состав, полученный путем ультразвукового смешения ОНТ и требуемого пищевого красителя в необходимой концентрации (от 0,04% до 10% в зависимости от цветности и требований к качеству финального покрытия) с коллоидной полимерной основой (например, полиэтиленом) при заявленном соотношении массовых долей. Нанесение состава производят, например, методом перемещения стеклоизделий через камеру, в которой данный состав находится в дисперсной фазе.

6. Далее готовые изделия охлаждаются до температуры окружающей среды. Проведенные на ОАО «Завод «Экран» эксперименты с изделиями, полученными заявляемым способом, показали следующее:

- нанесенный состав обладает высокой адгезией со стеклом,

- нанесение состава позволяет получить равномерное покрытие стеклоизделия заданного цвета,

- полученное покрытие имеет низкий коэффициент трения,

- происходит некоторое увеличение прочности стеклоизделий (~7% относительно изделий, полученных стандартным способом).

Таким образом, изделия, получаемые заявляемым способом, не теряя своих стандартных потребительских свойств, имеют качественную цветную поверхность.