Способ термохимической обработки Советский патент 1993 года по МПК C03C23/00 

Изобретение относится к стекольной промышленности и другим отраслям народного хозяйства, использующим различные виды полых стеклоизделий (банки, бутылки, флаконы, сортовую посуду, светотехнические изделия, химико-лабораторную посуду и др.), м предназначено для повышения химической стойкости стекла.

. Цель изобретения - повышение химической стойкости внутренней поверхности отожженных полых стеклоизделий, а также бывших в эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термохимической обработки полых стеклоизделий, включающий проведение реакции между газом и стеклом, сначала в полость изделия с комнатной температурой подают газ, а затем стеклоиз. делия нагревают до температуры 40СН6000С иохлаждают. По предлагаемому способу обработки газовые реагенты при термообработке активно вступают в реакцию с

поверхностью стекла, в результате чего изменяются состав и структура его поверхностного слоя, а следовательно, и физико-химические свойства стеклойздё- лий. Последовательность проведения термохимической обработки следующая.

Полые стеклоизделия с комнатной температурой, т.е. холодные, наполняют газом, а затем подают в печь на термообработку. Скорость подогрева изделий от комнатной температуры до температуры 400-600°С составляет от 10 до 30°С/мин. Более медленная скорость увеличивает продолжительность термообработки, а более высокая приводит к растрескиванию изделий. Максимальная температура термообработки не должна превышать высшую температуру отжига, чтобы избежать деформации стеклоизделий. Затем после нагревания стеклоизделия постепенно охлаждают со скоростью, не вызывающей образование опасных неравноел С

со

ю

CN

мерно распределенных напряжений. Температурный режим обработки зависит от состава стекла и вида изделий. Оптимальный расход газа на одно изделие составляет примерно 0,1-1,0% от его вместимости, т.е. объем газа на одну бутылку вместимостью 0,5 л составит 0,5-5,0 мл.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного по следующим признакам. Во-первых, подачу газа в полость изделия согласно предлагаемого способа осуществляют при комнатной температуре или иначе газ подают в холодное изделие, тогда как в прототипе обрабатывают горячие стеклоизделия. Во-вторых, скорость нагрева в предлагаемом способе отличается от скорости повышения температуры горячих стеклоизделий до высшей температуры отжига ло прототипу. Скорость нагрева холодных изделий находится в пределах 10-30 °С/мин и значительно ниже скорости нагрева свежеотформованных бутылок. Третье, весьма важное, отличие заключается в том, что реакция выщелачивания по иавестной технологии происходит непосредственно при обработ- ке стеклоизделий газами, в то время как по предлагаемому способу состояние стекла после обработки не изменяется и химическая реакция между стеклом и газами протекает только после нагревания изделий до температуры не ниже 300°С.

В качестве газовых реагентов можно ис- пользосать кислые газы (диоксиды серы,, хлорид водорода), галогенопроизводные углеводородов -(дифтордихлорметан, дифтор- хлорметан и др.), смеси газов.

Примеры конкретной реализации изобретения. ;

П р и м е р 1. Бутылки для соков из обесцвеченного стекла вместимостью 0,5 л наполняются при комнатной температуре сернистым газом и помещают в печь, в которой их нагревают со скоростью 30 °С/мин до температуры 520°С, а затем постепенно охлаждают в течение 30 минут. Водостойкость бутылок определяется, по методу выщелачивания внутренней поверхности в соответствии с ГОСТ 13905-78. Показатель водостойкости бутылок, бывших в эксплуатации, составляет от 0,090 до 0, 120 м,г NaaO, тогда как допустимое значение водостойкости по ГОСТ 13906-78 - не более 0,108 мг Na20. Термохимическая обработка

бутылок сернистым газом по предлагаемому способу резко повышает водостойкость стекла.

Влияние количества газа, подаваемого

в полость одной бутылки, на водостойкость стекла показано в табл.1.

Результаты свидетельствуют о том, что оптимальный расход газа на одну бутылку составляет от 0,5 до 5,0 мл или объемная

доля диоксида серы от вместимости изделия составляет 0,1-1,0%.

Аналогичные результаты получены при заполнении холодных бутылок сернистым газом и нагреве их до температуры 400500°С со скоростью 10 -30 °С/мин.

Л р и м е р 2. В холодные бутылки для соков вместимостью 0,5 л подается дифтордихлорметан. Стеклоизделия нагревают до температуры 520°С со скоростью 30°С/мин.

Влияние расхода газа на водостойкость Стекла отражено в табл.2, при оптимальной обработке5 объемная доля дифтордихлорме- тана от вместимости бутылки составляет 0,2-1,0%.

Такие же результаты получены после термохимической обработки бутылок диф- тордихлометэном при температуре 450- 500°С (скорость нагрева составляет

10-30°С/мин),

ПримерЗ. Колбы из химико-лабораторного стекла вместимостью 0,25 л напол- няют 0,5-2,5 мл сернистого газа и нагревают со скоростью 30°С/мин до температуры 550-600°С, после чего охлаждают. Водостойкость стекла устанавливают кипячением в колбах дистиллированной воды в течение 5ч и последующим титрованием образовавшегося экстракта 0,01 н.раствором HCI. Потери стеклом Na2O после термо- химической обработки уменьшается в 1,5-2 раза.

Следовательно, по предлагаемому способу можно резко повышать химическую стойкость отожженных полых стеклоизде- лий.

Формула изобретения Способ термохимической обработки полых стеклоизделий путем подачи газового реагента в количестве 0,1-1 % от их объема, нагрева до 40р-600°С и охлаждения, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения химической стойкости, подачу газового реагента ведут в стеклоизделия с комнатной температурой, а нагрев - со скоростью ID- 30°С/мин.

Таблица 1

Использование: относится к стекольной .промышленности и другим отраслям, использующим полые стеклоизделия, и предназначено для повышения химической стойкости отожженного стекла. Способ включает наполнение полости изделия.с комнатной температурой газовым реагентом на 0,1- 1,0% от его объема, термообработку и охлаждение. Нагрев до 400-600°С проводят со скоростью 10-30°С/мин. Для обработки полых стеклоизделий (бутылок, банок, флаконов, колб и др.) можно использовать кислые газы (диоксид серы, хлорид водорода), галогенпроизврдные углеводородов, смеси газов. Химическая стойкость стеклоизделий после термохимической обработки возрастает в несколько раз. 2 табл.

Таблица 2