Procédé d'application d'une couche protectrice de matière organique
sur des corps vitreux et dispositif pour son exécution.
La présente invention a pour objet un procédé d'application d'une couche protectrice de matière organique sur des corps vitreux., ainsi qu'un dispositif pour son exécution.
On a déjà tenté d'appliquer sur des corps vitreux, tels
que des objets en verre creux soufflé ou pressé ou en verre plat,
des objets en céramique ou en émail, ou encore des objets métalliques, une couche protectrice de Entière organique ayant un effet lubrifiant, destinée à protéger la surface de ces corps contre l'abrasion. Cette couche doit être très mince, en principe monomoléculaire, adhérente
et invisible, compatible avec des produits alimentaires et elle ne doit pas empêcher le collage d'une étiquette ou l'application d'un <EMI ID=1.1>
ralentir le cycle de fabrication normal des corps vitreux et doit être économique. L'application de la couche doit se faire sur une surface fraîche encore hydrophile au moment où les corps vitreux sortent de fabrication et possèdent encore une température comprise
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L'adhérence de la matière organique sur la surface étant de nature physico-chimique, on a proposé d'employer une matière organique ayant des molécules à longue chaîne carbonée possédant
à une extrémité un groupe polaire permettant l'accrochage sur la surface de l'objet, telle qu'un .polyoxyéthylène, ou des acides gras saturés ou insaturés ayant de 6 à 20 atomes de carbone. Comme acide gras on,a préconisé plus particulièrement l'acide oléique. La matière organique est employée pure, en solution ou en émulsion, soit à l'état liquide pour le trempage ou le badigeonnage des corps vitreux, soit plus avantageusement sous forme de fines gouttelettes suspendues en brouillard dans de l'air que l'on dirige contre les surfaces des corps vitreux.
Lorsque les corps vitreux sont des articles en verre. par exemple des bouteilles soufflées et notamment des bouteilles
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bles, le dépôt de la couche en matière organique se fait habituellement après la recuisson dans une enceinte disposée près de la sortie de la voûte de refroidissement que les objets en verre traversent en étant placés sur une courroie de transport en treillis métallique venant du four de recuisson et allant jusqu'au poste de collecte des objets finis.
On a déjà constaté qu'il peut être indiqué de couvrir
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refroidissement de recuisson une couche lubrifiante en matière organique, d'une très mince couche invisible d'un oxyde de métal, <EMI ID=5.1>
dans une enceinte placée entre l'appareil de soufflage du verre et lo four de recuisson. On estime que cette première couche peut stimuler la polarité existant entre la surface des verres et les molécules de matière organique.
On connaît un procédé pour recouvrir les surfaces d'objets vitreux, plus spécialement de verre creux, d'une couche onctueuse de matière organique, dans le.quel procédé on expose ces surfaces à la vapeur de la composition d'enduisage. A cet effet, on fait passer l'air chargé de brouillard de matière organique sur un
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l'intérieur de l'enceinte de traitement et est capable de transformer les gouttelettes du brouillard en vapeur. Il est prévu
de porter le mélange d'air et de vapeur de matière organique à une température qui est supérieure à celle du verre traversant l'enceinte de traitement. Dans ces conditions la matière organique
peut cependant se condenser sur le verre et rendre impossible la formation d'une couche monomoléculaire sur sa surface ou masquer celle-ci, tout en la rendant grasse et désagréable au toucher, en empêchant par exemple le collage d'une étiquette ou l'application d'un émail décoratif.
Le procédé suivant la présente invention remédie à ces inconvénients. A cet effet, il prévojt de conditionner thermiquement les corps vitreux lors de leur refroidissement après recuisson d'une façon telle que, d'une part, le contenu calorifique des corps vitreux puisse transformer en vapeur la matière organique introduite dans une enceinte sous forme de brouillard dans un courant d'air et que, d'autre part, les corps vitreux possèdent eux-mêmes une température à laquelle la matière organique vaporisée puisse se déposer sur leur surface en couche mince adhérente.
De cette manière, la température des corps vitreux traversant cette enceinte est évidemment supérieure à celle de l'air contenant la matière organique vaporisée et la condensation de cette dernière sur les corps vitreux est impossible. Dans l'enceinte, cet air est animé de courants de convection assurant le contact intime des vapeurs de matière organique avec les faces extérieures des corps vitreux.
Un dispositif pour exécuter le procédé suivant l'invention comporte, à la fin de la ligne de transport des corps vitreux venant de recuisson, un caisson pourvu sur une ou plusieurs de
ses faces d'ouies de refroidissement réglables. Ce caisson est destiné au conditionnement thermique des corps vitreux et précède l'enceinte de dépôt de la matière organique vaporisée sur ces corps. Le caisson comporte en outre des moyens électriques, pneumatiques, hydrauliques ou manuels pour modifier le degré d'ouverture des ouies de refroidissement et peut être pourvu d'un ou de plusieurs ventilateurs.
L'enceinte de dépôt de la matière organique est pourvue d'au moins un ventilateur et de tôles de guidage et de distribution des courants d'air chargés de matière organique, à l'exclusion de tout moyen de chauffage fixe pour transformer le brouillard
de celle-ci en vapeur.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple plusieurs formes d'exécution du dispositif suivant l'invention.
La fig. 1 est une vue de face d'un dispositif comprenant un caisson de conditionnement thermique des corps vitreux et une enceinte de dépôt de la matière organique en couche mince;
la fig. 2 montre une vue en perspective d'un pareil dispositif;
la fig. 3 est un caisson de conditionnement thermique
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dépôt de matière organique vue en coupe transversale, convenant
pour le traitement de verre creux;
la fige est une vue en coupe transversale d'une autre enceinte de dépôt servant au même but, et
la fig. 6 est une coupe transversale d'une enceinte de dépôt conçue pour le traitement de verre plat.
Le dispositif comprend un caisson 1 dans lequel les objets vitreux, en l'occurrence du verre creux, venant de la
voûte 2 du four de recuisson sur un tapis de transport 3, sont conditionnés thermiquement de façon que leur contenu de chaleur permette de transformer en vapeur le brouillard de matière organique introduit dans une enceinte par une conduite 5 (fig. 2). En même temps, ce conditionnement thermique confère au verre creux une température favorable au dépôt de la matière organique vaporisée
sur ses surfaces extérieures sous forme de couche adhérente très mince.
Le caisson 1 comporte des ouies de refroidissement plus ou moins dégagées,par exemple, par des clapets transversaux 6(fig.l), ou longitudinaux 7 (fig.2) ou par des rosaces ajourées 8(fig. 3)
qui peuvent être prévues dans les flancs latéraux 9 du caisson.
Les clapets ou rosaces sont actionnés'par une chaîne ou tringlerie
10, commandée par un moyen électrique, pneumatique, hydraulique automatique ou manuel 11 (figs. 1 et 2). Les ouies du caisson 1
sont plus ou moins dégagées suivant la capacité .calorique du verre traversant le caisson sur le tapis 3, suivant la température qu'il doit posséder à la sortie du caisson et suivant la vitesse d'avancement du tapis transporteur 3. Il est à remarquer que pendant la marche normale de la fabrication, la position des clapets ou rosaces est pratiquement stable et ne doit être modifiée que pour le fin réglage. De l'air froid peut être insufflé dans le caisson à travers les ouies..
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en vapeur du brouillard de matière organique par la chaleur dégagée par le verre, ainsi que le dépôt de matière organique sur les surfaces du verre, peut être aménagée de différentes manières, mais elle ne comporte pas de moyen de chauffage fixe, à l'intérieur ou à l'extérieur de l'enceinte, destiné à transformer le brouillard de matière organique en .vapeur. Elle est pourvue d'un ou de plusieurs ventilateurs 12, refoulant ou aspirant, commandés par
un moteur électrique 13.
Dans l'une des formes d'exécution représentées, l'encein-
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des tôles de répartition 15 (Fig. 4) pourvus d'une ouverture dans laquelle est placé un ventilateur 12, refoulant le brouillard de matière organique à l'intérieur de l'enceinte dans laquelle défilent des pièces de verre creux qui sont placées sur le tapis transporteur 3. Par la chaleur dégagée par ces pièces, les gouttelettes du brouillard de matière organique sont transformées en vapeur avant d'atteindre les surfaces extérieures des pièces. Les courants de convection produits par le ou les ventilateurs 12 répartissent l'air et la vapeur de matière organique dans l'enceinte comme le montrent les flèches, de sorte que la vapeur entre en contact avec les surfaces extérieures du verre creux pour s'y déposer sous forme d'une très mince couche.
Le surplus de matière organique, non utilisé pour former la couche de protection du verre, traverse en partie le tapis 3 en treillis métallique et agit sur les fonds
des pièces de verre creux, tandis qu'une autre partie est conduite par les ailettes de guidage 14 dans l'espace situé au-dessus de la tôle de répartition 15 pour se joindre au brouillard de matière organique introduit par la conduite 5. Cette forme d'exécution de l'enceinte 4 peut comporter sur sa face supérieure des clapets 16 qui,lorsqu'ils sont ouverts, comme montré sur la figure 4 pour
l'un des clapets,dégagent des trous de regard normalement fermés.
Dans une autre forme d'exécution de l'enceinte 4 (fig. 5), le ou les ventilateurs 12 sont disposés au-dessous du tapis 3 én treillis et le brouillard de matière organique, entré par la conduite 5,est transformé en vapeur dans la partie inférieure de l'enceinte par la chaleur dégagée par le verre défilant avant d'être chassée par le ventilateur avec les courants d'air à travers le tapis. Ainsi, le verre creux placé sur le tapis est facilement atteint par la vapeur de matière organique. Une paroi intérieure
17 percée d'ouvertures 18 dans sa partie située au-dessus du niveau du tapis 3, permet au surplus de matière organique vaporisée de rejoindre suivant les flèches 19 le brouillard de cette matière amené par la conduite 5 et d'être réutilisé, tandis qu'une petite partie de la matière organique vaporisée et de 10air peut . s'échapper suivant les flèches 20 par des ouvertures latérales ménagées dans un couvercle 21.
Une troisième forme d'exécution de l'enceinte 4 convient
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les deux faces de verre plat. Dans ce cas, il s'agit de protéger les surfaces contre la formation de griffes lors de la manipulation et du transport, car au moment de la découpe, ces griffes peuvent produire des fractures parasites et l'écaillage des bords de
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rouleaux transporteurs 22 sur lesquels est déplacée une feuille de verre 23, un ou plusieurs ventilateurs 12 et une conduite 5 amenant le brouillard de matière organique. Elle peut en outre être pour-
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ganique vaporisée contre les surfaces du verre.
Dans toutes les formes d'exécution, le brouillard de matière organique est produit soit par un atomisateur, soit par un pulvérisateur à tube Venturi et le brouillard, contenant les gouttelettes d'un diamètre de 0,1 à 5 microns, ost introduit dans l'enceinte par la conduite 5.
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Un premier traitement de surface, dit à chaud, consis-
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Le traitement de surface en fin de recuisson, dit à froid, a été réalisé par 3 manières différentes:
a) pulvérisation sur les bouteilles d'une émulsion non ionique <EMI ID=23.1>
comportait un pulvérisateur monté sur un chariot mobile exécutant des aller-retour au-dessus du tapis du four. Débit d'émulsion: 200 à 400 litres par 24 heures.
b) traitement au brouillard d'acide oléique vaporisé par chauffage électrique. Débit de matière: 0,68 litre d'acide oléique par
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c) traitement au brouillard d'acide oléique vaporisé suivant la présente invention par la chaleur dégagée des bouteilles. Débit :
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La mise en brouillard de l'acide oléique se faisait par un aspirateur à tube Venturi. Température des bouteilles à l'entrée
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Température de l'atmosphère à la sortie de l'enceinte de dépôt
de matière organique: 108[deg.]C.
Dans chaque cas on a prélevé en bout du four de recuisson
50 bouteilles issues de la même cavité, de façon à réduire les dis-persions statistiques. De même, on a sélectionné ces bouteilles, c.à.d. qu'on a éliminé celles ayant des défauts de fabrication
qui ne pouvaient être imputas au traitement de surface.
Les bouteilles ont été soumises à l'usure selon la méthode standardisée par le "Committee on Testing Procédures of the Glass Containers Manufacturers Institute (G.C.M.I.)" du 4 décembre 1962, publication n[deg.] 62, à l'aide de l'appareil dit "Line-simulator". Le temps d'usure a été de 5 minutes. Cette usure représente la fatigue de la bouteille pendant les diverse? manutentions, son transport et son passage sur les lignes de triage
et de conditionnement. Dans chaque série d'essais on a prélevé
et usé de la même manière 50 bouteilles témoins qui n'avaient
reçu aucun traitement.
Il faut remarquer qu'une usure de 5 minutes est un
test particulièrement sévère étant donné que l'on considère généralement que 1 minute d'usure correspond à un passage des bouteilles sur une ligne de conditionnement comprenant soutirage, capsulage, étiquetage, et emballage, et que dans le cas présent, il s'agit de bouteilles non retournables.
Le test retenu pour déterminer le degré d'usure des bouteilles a été celui de la résistance à l'éclatement à la pression interne'. En effet, ce test est bien représentatif étant donné que toutes les parties de la bouteille sont sollicitées de façon identique.
Le tableau suivant donne pour chaque série d'essais et pour chaque manière de traitement la valeur moyenne de la pression d'éclatement exprimée en kg/cm<2>. La dispersion du résultat dans
un même lot de bouteilles était de l'ordre de 1 à 2 kg/cm<2>.
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Il résulte de l'examen de ce tableau que, par rapport aux bouteilles témoins n'ayant pas reçu de traitement de surface
(première ligne du tableau),
- le traitement dans l'enceinte en fin du four de refroidissement par pulvérisation d'une émulsion d'oxyde de polyéthylène (essais <EMI ID=28.1>
bouteilles usées;
- le dépôt sur les bouteilles de vapeurs d'acide oléique obtenues par chauffage d'un brouillard de cet acide par un moyen fixe disposé à l'intérieur ou à l'extérieur de l'enceinte de traitement
(essais 2 et 5) peut apporter une amélioration sensible de la résistance des bouteilles;
- l'intercalation d'un caisson de conditionnement thermique des bouteilles, ensemble avec la transformation en vapeur d'un brouillard d'acide oléique par de la chaleur dégagée dans l'enceinte de trai- <EMI ID=29.1>
augmenter considérablement la résistance des bouteilles.
EXEMPLE 2.-
On a également effectué le test de résistance au grif-
fage comme il est défini dans la publication n[deg.] 63 du "Glass Con- tainers Manufacturers Institute (G.C.M.I.)".
Dans ce test, on détermine le poids qu'il faut ajouter
à l'extrémité d'un fléau de balance sur laquelle est fixée hori- zontalement une bouteille qui pose à angle droit sur une bouteille capable de faire un mouvement de translation dans un angle de 45[deg.]par ' rapport à son axe,de façon que le point de contact entre les deux bouteilles décrive une génératrice sur chacune de celles-ci,pour obtenir une griffe continue lors de ce mouvement.
Ci-dessous sont indiqués les résultats, comme moyenne de plusieurs essais effectués sur des bouteilles ayant reçu avant la recuisson une ccuche d'oxyde d'étain et à la fin du four de recuisson l'un des traitements de dépôt d'une couche de matière organique:
- bouteilles témoins sans traiteront: 1 kg;
- bouteilles ayant reçu une pulvérisation d'oxyde de polyéthylène:
1 kg à 10 kg, suivant l'endroit de la bouteille soumis à l'essai.
Par exemple, pour une bouteille à lait de 1 litre d'une hauteur d'environ 30 centimètres, le haut des bouteilles accusait une griffe
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tait une grif'fe .sous une charge de 1 kg;
- bouteilles ayant été traitées à la vapeur d'acide oléique obtenue par chauffage d'un brouillard de cet acide par un moyen de chauffage fixe dans l'enceinte de dépôt ou en dehors de celle-ci: résultat constant pour un type de bouteilles déterminé, mais variant pour les <EMI ID=31.1>
- bouteilles ayant reçu un traitement suivant la présente invention à l'acide oléique par la transformation en vapeur d'un brouillard
de cet acide au moyen de la chaleur dégagée par les bouteilles après leur conditionnement thermique dans un caisson intercalé avant l'enceinte de dépôt: la charge nécessaire à produire une griffe atteignait 30 kg et ne descendait dans aucun essai au-dessous de 10 kg.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes d'exécution qui ont été décrites et représentées à titre d'exemple, et on ne sortirait pas de son cadre en y apportant des modifications.
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1.- Procédé d'application d'une couche protectrice de matière organique sur des corps vitreux, tels que des objets en verre, caractérisé en ce qu'on conditionne thermiquement ces corps lors de leur refroidissement après recuisson d'une façon telle que, d'une part, le contenu calorifique des corps vitreux puisse transformer en vapeur la matière organique introduite dans une enceinte so.us forme de brouillard dans un courant d'air, et que, d'autre part, les corps vitreux possèdent eux-mêmes une température à laquelle la matière organique vaporisée puisse se déposer sur leur surface en couche mince adhérente, de manière que la température des corps vitreux traversant cette enceinte soit supérieure à celle:
de l'air contenant la matière organique vaporisée et animé de mouvements de convection assurant le contact intime des vapeurs de matière organique avec les faces extérieures des corps vitreux.
2.- Dispositif pour l'exécution du procédé suivant la