一种轻量化玻璃瓶制作工艺的制作方法

1.本技术涉及轻量化技术领域，具体而言，涉及一种轻量化玻璃瓶制作工艺。


背景技术：

2.玻璃瓶是一种用途十分广泛的装载容器，但是，在目前的玻璃瓶中，为了保证玻璃瓶具有足够的力学性能，普遍存在玻璃瓶重量过重的问题，导致需要生产玻璃瓶的材料过多，进而产生生产成本过高的问题。
3.针对上述问题，需要进行改进。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种轻量化玻璃瓶制作工艺，具有生产出力学性能符合要求的轻量化玻璃瓶的优点。
5.第一方面，本技术提供了一种轻量化玻璃瓶制作工艺，技术方案如下：包括：准备原料，混合所需的原料；高温熔融，将所述原料融化成熔融状态的玻璃；玻璃成形，将玻璃冷却成所需的形状，由所述原料熔融形成的玻璃的料性为100~101，所述玻璃成形采用小口压吹工艺。
6.进一步地，在本技术中，所述准备原料的工序包括：准备粉料原料以及碎玻璃原料，所述粉料原料的重量百分比占为27%~32%，所述碎玻璃原料的重量百分比占为68%~73%；所述粉料原料包括石英砂、方解石、干锂长石、纯碱、元明粉、硒粉以及碳粉。
7.进一步地，在本技术中，所述粉料原料内各成分重量占比为：石英砂：方解石：干锂长石：纯碱：元明粉：硒粉：碳粉=（129.2~169.2）：（49.5~59.2）：（81.3~98.3）：（52.7~64.1）：（1.5~2.1）：0.26：（0.1~0.11）。
8.进一步地，在本技术中，所述小口压吹工艺包括：供料，提供1188℃~1192℃的熔融玻璃；剪料，将提供的1185℃~1195℃的所述熔融玻璃剪成料滴；成形，将所述料滴送入至模具中进行压吹成形，使成形后的玻璃瓶的环切密度保持在2.4~2.5。
9.进一步地，在本技术中，所述成形的步骤包括初模成形和成模成形，将剪切后的所述料滴送入第一模具中进行冲压从而形成初模，将所述初模送入第二模具中进行吹气从而形成成模，使所述成模的环切密度保持在2.4~2.5。
10.进一步地，在本技术中，在所述高温熔融与所述玻璃成形之间还包括送料加热，所述送料加热为将所述熔融状态的玻璃输送至指定的设备中进行成形，对输送过程中所述熔融状态的玻璃外表面进行加热，以保证所述熔融状态的玻璃的热均匀性。
11.进一步地，在本技术中，所述送料加热包括：后料道加热，用于控制所述熔融状态的玻璃的底层温度；中料道加热，用于控制所述熔融状态的玻璃的中层温度；
前料道加热，用于控制所述熔融状态的玻璃的表层温度。
12.进一步地，在本技术中，在所述高温熔融中，所述原料在窑炉中进行加热熔融，根据所述窑炉的耐火温度以及灰泡数量上限确定所述原料熔融过程的辐射温度，所述灰泡数量上限为60个/cm2。
13.进一步地，在本技术中，将所述原料融化成熔融状态的玻璃后，对所述熔融状态的玻璃进行鼓泡，使所述熔融状态的玻璃更加均匀。
14.进一步地，在本技术中，在所述玻璃成形后，对成形后的玻璃进行热喷、退火以及冷喷处理，以得到轻量化玻璃瓶成品。
15.由上可知，本技术提供的一种轻量化玻璃瓶制作工艺，选用在熔融后形成的玻璃的料性为100~101的原料，再配合小口压吹工艺，可以使熔融状态的玻璃在小口压吹成形中保持非常优秀的均匀性，由于具有非常优秀的均匀性，因此在力学性能符合要求的前提下可以减少成形料滴的使用量，在具有优秀的均匀性的前提下，可以即保证力学性能符合使用要求，又降低了玻璃瓶的整体重量。
16.本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
17.图1为本技术提供的一种轻量化玻璃瓶制作工艺示意图。
具体实施方式
18.下面将结合本技术中附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
19.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
20.请参照图1，一种轻量化玻璃瓶制作工艺，技术方案如下：包括：准备原料，混合所需的原料；高温熔融，原料融化成熔融状态的玻璃；玻璃成形，将玻璃冷却成所需的形状，由原料熔融形成的玻璃的料性为100~101，玻璃成形采用小口压吹工艺。
21.通过上述技术方案，对原料进行选取，使选取的原料所熔融后的玻璃的料性在100~101的范围内，其中，料性是玻璃在熔融状态下的一种物理属性，是指玻璃随着温度降低而硬化的速度，在玻璃的生产制造中，玻璃的硬化速度对其均匀性有至关重要的作用，例如硬化速度快，然而成形速度更不上，就会导致玻璃的流动性变差，导致成形后的玻璃在不同位置的厚度不均匀，而在较薄的位置其力学性能也较差，在这种情况下，为了保证玻璃的整体
满足规定的力学性能要求，因此只能增加料滴的份量，这也是导致目前玻璃瓶的重量过重的主要原因之一。对此，在本技术的方案中，选用料性在100~101范围内的原料，再配合小口压吹工艺，就能够使玻璃瓶在成形的时候，其成形速度与玻璃的硬化速度相匹配，从而保证的整个玻璃瓶的厚薄均匀度比较理想，即，最薄位置与最厚位置的差距小，因此与传统的工艺相比，在相同料滴份量下，采用本技术工艺制造的玻璃瓶的最薄位置比传统工艺制造的玻璃瓶的最薄位置的厚度厚，其力学性能更好，也就表面了在获取相同的力学性能的时候，采用本技术工艺所需要的料滴份量会较少，因此生产出来的玻璃瓶更轻，在实现轻量化的时候，有效减小了原料的使用，降低了制造成本。
22.其中，小口压吹工艺是先对料滴进行挤压形成初模，在初模成形后，对初模进行吹气成形，进而形成成模，由于其初模是通过挤压成形的，因此可以保证其厚度均匀性。通过控制原料的料性，再配合小口压吹工艺，使玻璃瓶整体的厚度分布均匀，因此可以再保持足够的力学性能的同时对玻璃瓶进行大幅度的减重，在一些具体实施方式中，采用本技术的工艺可以使玻璃瓶成品的重量从320克降低至215克，其减重可以达到三分之一，极大的提高了原料的利用率，具有重大的社会经济效益。
23.具体的，由原料混合熔融形成的玻璃的料性可以是100、100.1、100.2、100.3、100.4、100.5、100.6、100.7、100.8、100.9以及101。
24.进一步地，在其中一些实施例中，准备原料的工序包括：准备粉料原料以及碎玻璃原料，粉料原料的重量百分比占为27%~32%，碎玻璃原料的重量百分比占为68%~73%；粉料原料包括石英砂、方解石、干锂长石、纯碱、元明粉、硒粉以及碳粉。
25.通过上述技术方案，原料由粉料原料以及碎玻璃原料构成，使用碎玻璃原料的目的在于回收利用玻璃碎片，在此基础上增加粉料原料，以形成料性为100~101的玻璃。
26.具体的，在一些实施方式中，粉料原料的占比为27%，碎玻璃原料的占比为73%；具体的，在一些实施方式中，粉料原料的占比为32%，碎玻璃原料的占比为68%；进一步地，在其中一些实施例中，粉料原料内各成分重量占比为：石英砂：方解石：干锂长石：纯碱：元明粉：硒粉：碳粉=（129.2~169.2）：（49.5~59.2）：（81.3~98.3）：（52.7~64.1）：（1.5~2.1）：0.26：（0.1~0.11）。
27.通过上述技术方案，利用上述配比以形成料性在100~101之间，且整体质量优秀的玻璃。
28.具体的，在一些实施方式中，石英砂：方解石：干锂长石：纯碱：元明粉：硒粉：碳粉=129.2：49.5：83.4：52.7：1.5：0.26：0.1；具体的，在一些实施方式中，石英砂：方解石：干锂长石：纯碱：元明粉：硒粉：碳粉=161.4：59.2：89.2：64.1：1.6：0.26：0.11；具体的，在一些实施方式中，石英砂：方解石：干锂长石：纯碱：元明粉：硒粉：碳粉=158.9：59.2：91.9：63.9：1.5：0.26：0.11；具体的，在一些实施方式中，石英砂：方解石：干锂长石：纯碱：元明粉：硒粉：碳粉=169.2：59.0：81.3：63.7：2.1：0.26：0.14；具体的，在一些实施方式中，石英砂：方解石：干锂长石：纯碱：元明粉：硒粉：碳粉=153.2：59：98.3：63.4：1.5：0.26：0.10；具体的，在一些实施方式中，石英砂：方解石：干锂长石：纯碱：元明粉：硒粉：碳粉=
155.6：59.1：95.6：63.6：1.5：0.26：0.11；具体的，在一些实施方式中，石英砂：方解石：干锂长石：纯碱：元明粉：硒粉：碳粉=157.2：59.2：93.7：63.8：1.5：0.26：0.11。
29.进一步地，在其中一些实施例中，小口压吹工艺包括：供料，提供1188℃~1192℃的熔融玻璃；剪料，将提供的1185℃~1195℃的熔融玻璃剪成料滴；成形，将料滴送入至模具中进行压吹成形，使成形后的玻璃瓶的环切密度保持在2.4~2.5。
30.通过上述技术方案，首先提供1188℃~1192℃的熔融玻璃作为小口压吹成形的原料，其温度控制在1188℃~1192℃是为了便于熔融状态的玻璃在后续步骤中进行加工，例如在后续的剪料过程中，如果玻璃的温度过高，则流动性大，难以控制经过剪切后的料滴重量，同样的，如果温度过低，则玻璃粘度大，也会造成剪切难度大的问题。因此，经过大量实验数据的验证，提供1188℃~1192℃的熔融玻璃是最合适的，并且，在这个过程中，需要保证熔融玻璃的温度稳定在此范围内，因为温度的差别相差比较大的时候，经过减料形成的料滴的重量的差别也会变大，这会导致生产出来的成品的重量差别比较大，出现质量不稳定的问题，在剪料完成后，则对料滴进行压吹成形，使成形后的玻璃瓶的环切密度保持在2.4~2.5之间。
31.其中，环切密度是指，将玻璃瓶剖切后，在最厚的位置与最薄的位置的密度比，将环切密度保持在2.4至2.5之间则较为合适。
32.其中，环切密度受到玻璃原料的影响以及成形的双重影响。
33.此外，还包括模具温度平衡，调整口模模具外冷却风气流中心，使前后口模冷却一致，这样可以将温度差减小至10~20℃以内，减少前后模，口部成型温度差异性缺陷；此外，在原有方案中，原行列机结构靠近制瓶内侧的模具散热较外侧模具弱，模具温度差异一般在30~40℃，通过改善垂冷气缸内结构改变气流分布，具体来说，温度高模具分配更多的冷却风，平衡因位置不同引起的模具温差，使玻璃成型过程中延伸、分布更均匀，并且冷却一致，生产调整更容易；此外，还对成型气系统洁净度进行改善，成型气出空压站即开始进行干燥、除尘处理，通过不锈钢管理输送到行列机不锈钢储气罐，输送过程最大限度的减少气流中所含的水分、灰尘、杂质，使成型后的玻璃瓶，保持使用需求的抗冲击、耐内压机械强度。
34.通过上述的一些方案，可以使得玻璃瓶的分布更均匀，抗冲击、耐内压机械强度更高，从而在保持相同力学性能的情况下可以减少玻璃的使用量，进而起到轻量化的作用。
35.进一步地，在其中一些实施例中，成形的步骤包括初模成形和成模成形，将剪切后的料滴送入第一模具中进行冲压从而形成初模，将初模送入第二模具中进行吹气从而形成成模，使成模的环切密度保持在2.4~2.5。
36.通过上述技术方案，将剪切的料滴送入第一模具内，然后利用冲头挤压的方式将料滴冲压形成初模，由于使用冲头进行挤压，可以使料滴沿着第一模具的轮廓分布的更加均匀，在初模成形后，将初模置于第二模具内，再通过吹气的方式将初模吹成成模，这样有利于提高成模的整体均匀性。
37.具体的，在一些实施方式中，提供的熔融玻璃的温度为1188℃~1192℃，经过剪料
后的料滴的重量为214克~216克，料滴在第一模具冲压时，冲头的冲压压力为0.03兆帕~0.05兆帕，冲压时间为1.4秒~1.6秒，冲压形成初模后，再在第二模具中进行吹制，其吹气的压力为0.12兆帕~0.14兆帕，吹气时间为1.7~1.8秒，经过上述过程使一滴料滴压吹成一个玻璃瓶的成模。
38.具体的，在一些实施例中，使用旧工艺生产的ad30012a号产品如下表所示：模号0314200218220826平均值空瓶重量218.0218.0217.8218.0218.1218.0217.8218.0218.0公称容量501.5503.5502.5502.4501.0502.1501.7501.2502.0模号2309052924281517空瓶重量218.0217.6217.6218.0217.6217.8217.9217.5217.8公称容量501.0502.2501.1501.1501.3502.2501.1501.1501.4抗冲击≥0.25j抗热震性≥50℃模号1810041623120711平均值空瓶重量216.9217.0217.2217.2217.0216.9217.1217.0217.0公称容量503.5502.4502.0502.3502.5502.0501.4501.1502.2模号0602212213200805空瓶重量216.2216.7216.9217.1217.2217.1216.8217.0216.9公称容量502.8502.0501.5501.5501.9501.3502.0501.8501.9抗冲击≥0.25j抗热震性≥50℃模号2015081810091322平均值空瓶重量218.3218.0218.4218.4218.6218.4218.0218.2218.3公称容量501.4501.5501.5501.6500.0500.8500.3501.4501.1模号2914050328262423空瓶重量218.2218.8218.2217.8218.2218.7218.6218.7218.4公称容量500.1500.7500.9501.6501.9500.2500.9501.0500.9抗冲击≥0.25j抗热震性≥50℃模号1920171214041626平均值
空瓶重量218.6218.3218.5218.3218.4218.6218.4218.3218.4公称容量500.9501.0500.0500.7500.5501.3500.8500.9500.8模号2208231115181302空瓶重量218.4218.3218.6218.7218.4218.5218.3218.9218.5公称容量501.2500.0501.8500.6500.2500.0500.5500.9500.7抗冲击≥0.25j抗热震性≥50℃经过本技术的工艺改造后，相同型号产品的检测结果如下所示：模号0905040110030211平均值空瓶重量196.3195.7197.2197.9196.2196198.7195.1196.64公称容量503503.2502.8501.5503503.2501.1503.4502.65模号0302051011010904空瓶重量199.7200.4199.2199.8199.2199.5199.4196.3199.19公称容量503.2502.4502.4502502502.4502503.9502.54抗冲击≥0.25j抗热震性≥50℃由上述数据可知，在保证抗冲击性能没有减弱的情况下，将原本设计标准为215克的玻璃瓶减重至设计标准为195克，其减重效果达到9%。
39.进一步地，在本技术中，在高温熔融与玻璃成形之间还包括送料加热，送料加热为将熔融状态的玻璃输送至指定的设备中进行成形，对输送过程中熔融状态的玻璃外表面进行加热，以保证熔融状态的玻璃的热均匀性。
40.通过上述技术方案，玻璃原料通常在窑炉内进行加热融化，在加热融化后，需要将其输送至成形工序的位置进行成形，然而在这个过程中，熔融状态的玻璃需要在料道中流动，会自发的与外界进行热交换，在热交换的作用下，会导致熔融状态的玻璃的外表面与内部温度不一致，而如果熔融状态的玻璃温度分布不均匀，会导致后续成形出问题，例如在减料时，由于温度分布不均匀，导致有的玻璃温度高，有的温度低，温度高的玻璃的流动性高，温度低的玻璃的流动性差，导致在将玻璃剪成料滴的时候，料滴的重量不均匀，进而导致后续成品的重量差异大，导致检验不合格的问题。除此之外，由于温度高的玻璃的流动性高，温度低的玻璃的流动性差，在成形的时候，玻璃的流动不一致，会导致压吹出来的玻璃瓶的厚度分布也会有不均匀的问题，使局部位置的厚度比较薄，导致力学性能不符合要求。因此，保证输送过程中，熔融状态的玻璃对轻量化有至关重要的作用。
41.进一步地，在其中一些实施例中，送料加热包括：后料道加热，用于控制所述熔融状态的玻璃的底层温度；中料道加热，用于控制所述熔融状态的玻璃的中层温度；前料道加热，用于控制所述熔融状态的玻璃的表层温度。
42.通过上述技术方案，将料道至少分成三个部分，在一些具体实施方式中，可以将料道等分或根据实际需要成三部分，靠近窑炉的部分为后料道，靠近成形的部分为前料道，中间部分的为中料道，根据实践经验，在料道整体的后端部分，即后料道进行加热，，会影响供料时，熔融状态玻璃的底层温度，在料道整体的中间部分，即中料道进行加热，会影响供料时，熔融状态玻璃的中层温度，在料道整体的前端部分，即前料道加热，会影响供料时，熔融状态玻璃的表层温度。
43.因此，具体的，在一些实施方式中，可以设置传感器检测熔融状态的玻璃在料道流动时，熔融状态的玻璃的底层温度、中层温度以及表层温度，然后根据检测结果，对应控制在后料道、中料道以及前料道的位置进行加热，以使供料时，熔融状态的玻璃温度分布的均匀性，并且温度控制在1188℃~1192℃。
44.进一步地，在本技术中，在高温熔融中，原料在窑炉中进行加热熔融，根据窑炉的耐火温度以及灰泡数量上限确定原料熔融过程的辐射温度，灰泡数量上限为60个/cm2。
45.其中，辐射温度是指用来加热窑炉的温度，辐射温度越高，则玻璃在熔融过程中产生的灰泡数量越少，灰泡数量越少，则最后生成的玻璃成品的品质越好，其中，灰泡是指直径小于0.8mm的气泡，然而辐射温度越高，则耗能也越高，同时窑炉能否承受的温度上限也是需要考虑的问题。因此，经过大量经验总结，在灰泡数量在不超60个/cm2的情况下，温度越低越好，因为将灰泡数量控制在不超60个/cm2的情况下已经足够满足玻璃制品的品质需求，在此基础上，辐射温度越低，则耗能越少，同时窑炉的寿命也越长。
46.通常，在一些具体实施方式中，辐射温度为1500℃~1600℃。
47.进一步地，在一些实施例中，将原料融化成熔融状态的玻璃后，对熔融状态的玻璃进行鼓泡，使熔融状态的玻璃更加均匀。
48.通过上述技术方案，利用鼓泡对熔融状态的玻璃进行搅拌翻滚，使玻璃融合的更加均匀，有利于提升玻璃的品质。
49.进一步地，在一些实施例中，在玻璃成形后，对成形后的玻璃进行热喷、退火以及冷喷处理，以得到轻量化玻璃瓶成品。
50.通过上述技术方案，在玻璃成形后，将现有的热喷液喷涂在成形后的玻璃瓶上，以填充修复成形后玻璃上的微裂纹，对热喷后的玻璃进行退火处理，经过退火处理后再将现有的冷喷液喷涂在玻璃上形成最终成品。
51.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种轻量化玻璃瓶制作工艺，包括：准备原料，混合所需的原料；高温熔融，将所述原料融化成熔融状态的玻璃；玻璃成形，将玻璃冷却成所需的形状，其特征在于，由所述原料熔融形成的玻璃的料性为100~101，所述玻璃成形采用小口压吹工艺。2.根据权利要求1所述的一种轻量化玻璃瓶制作工艺，其特征在于，所述准备原料的工序包括：准备粉料原料以及碎玻璃原料，所述粉料原料的重量百分比占为27%~32%，所述碎玻璃原料的重量百分比占为68%~73%；所述粉料原料包括石英砂、方解石、干锂长石、纯碱、元明粉、硒粉以及碳粉。3.根据权利要求2所述的一种轻量化玻璃瓶制作工艺，其特征在于，所述粉料原料内各成分重量占比为：石英砂：方解石：干锂长石：纯碱：元明粉：硒粉：碳粉=（129.2~169.2）：（49.5~59.2）：（81.3~98.3）：（52.7~64.1）：（1.5~2.1）：0.26：（0.1~0.11）。4.根据权利要求1所述的一种轻量化玻璃瓶制作工艺，其特征在于，所述小口压吹工艺包括：供料，提供1188℃~1192℃的熔融玻璃；剪料，将提供的1185℃~1195℃的所述熔融玻璃剪成料滴；成形，将所述料滴送入至模具中进行压吹成形，使成形后的玻璃瓶的环切密度保持在2.4~2.5。5.根据权利要求4所述的一种轻量化玻璃瓶制作工艺，其特征在于，所述成形的步骤包括初模成形和成模成形，将剪切后的所述料滴送入第一模具中进行冲压从而形成初模，将所述初模送入第二模具中进行吹气从而形成成模，使所述成模的环切密度保持在2.4~2.5。6.根据权利要求1所述的一种轻量化玻璃瓶制作工艺，其特征在于，在所述高温熔融与所述玻璃成形之间还包括送料加热，所述送料加热为将所述熔融状态的玻璃输送至指定的设备中进行成形，对输送过程中所述熔融状态的玻璃外表面进行加热，以保证所述熔融状态的玻璃的热均匀性。7.根据权利要求6所述的一种轻量化玻璃瓶制作工艺，其特征在于，所述送料加热包括：后料道加热，用于控制所述熔融状态的玻璃的底层温度；中料道加热，用于控制所述熔融状态的玻璃的中层温度；前料道加热，用于控制所述熔融状态的玻璃的表层温度。8.根据权利要求1所述的一种轻量化玻璃瓶制作工艺，其特征在于，在所述高温熔融中，所述原料在窑炉中进行加热熔融，根据所述窑炉的耐火温度以及灰泡数量上限确定所述原料熔融过程的辐射温度，所述灰泡数量上限为60个/cm2。9.根据权利要求1所述的一种轻量化玻璃瓶制作工艺，其特征在于，将所述原料融化成熔融状态的玻璃后，对所述熔融状态的玻璃进行鼓泡，使所述熔融状态的玻璃更加均匀。10.根据权利要求1所述的一种轻量化玻璃瓶制作工艺，其特征在于，在所述玻璃成形后，对成形后的玻璃进行热喷、退火以及冷喷处理，以得到轻量化玻璃瓶成品。

技术总结
本申请提供了一种轻量化玻璃瓶制作工艺，涉及轻量化技术领域，其技术方案要点是：包括：准备原料，混合所需的原料；高温熔融，将所述原料融化成熔融状态的玻璃；玻璃成形，将玻璃冷却成所需的形状，由所述原料熔融形成的玻璃的料性为100~101，所述玻璃成形采用小口压吹工艺。本申请提供的一种轻量化玻璃瓶制作工艺具有生产出力学性能符合要求的轻量化玻璃瓶的优点。优点。优点。


技术研发人员：翁云贵 贲仕川 高振东 许名辉 黄文峰 和莉 陈松林
受保护的技术使用者：大冶市华兴玻璃有限公司
技术研发日：2023.03.06
技术公布日：2023/7/11