Odrody a výkon skla na fľaše

(1) Fľašové sklo by malo mať určitú mechanickú pevnosť Fľašové sklo bude vystavené rôznym namáhaniam v dôsledku rôznych podmienok používania. Vo všeobecnosti sa dá rozdeliť na pevnosť vo vnútornom tlaku, odolnosť proti tepelným šokom, mechanickú rázovú pevnosť, pevnosť pri prevrátení fľaše, pevnosť pri zvislom zaťažení atď. Avšak z hľadiska spôsobenia rozbitia sklenených fliaš je priamou príčinou takmer vždy mechanický náraz. najmä ak sú sklenené fľaše opakovane poškriabané a nárazové počas prepravy a plnenia. Sklenené fľaše by preto mali byť schopné odolať všeobecnému vnútornému a vonkajšiemu namáhaniu, vibráciám a nárazom, ktoré sa vyskytujú počas plnenia, skladovania a prepravy. Pevnosť skla z fľaše sa mierne líši v závislosti od toho, či ide o fľašu naplnenú plynom alebo fľašu bez plynu, jednorazovú fľašu alebo recyklovanú fľašu, ale musí byť bezpečná a nesmie prasknúť. Pred opustením továrne by sa mala skontrolovať nielen odolnosť voči tlaku, ale mal by sa zvážiť aj problém zníženia pevnosti recyklovaných fliaš počas recyklácie. Podľa zahraničných údajov sa po 5 použitiach pevnosť zníži o 40% (len 60% pôvodnej pevnosti); po 10 použitiach sa pevnosť zníži o 50%. Pri navrhovaní tvaru fľaše je preto potrebné zvážiť, že pevnosť skla má dostatočný bezpečnostný faktor, aby fľaša „nevybuchla“ a nezranila ľudí.
(2) Faktory ovplyvňujúce mechanickú pevnosť skla fľaše Nerovnomerne rozložené zvyškové napätie v skle fľaše výrazne znižuje pevnosť. Vnútorné napätie v sklenených výrobkoch sa týka hlavne tepelného napätia a jeho existencia povedie k zníženiu mechanickej pevnosti a zlej tepelnej stabilite sklenených výrobkov.
Makro a mikro defekty v skle, ako sú kamene, bubliny, pruhy atď., často spôsobujú vnútorné pnutie v dôsledku nekonzistentného zloženia s hlavným zložením skla a rôznych koeficientov rozťažnosti, čím spôsobujú praskliny, ktoré vážne ovplyvňujú pevnosť sklenených výrobkov.
Okrem toho škrabance a opotrebovanie na povrchu skla majú veľký vplyv na pevnosť výrobku. Čím väčšie a ostrejšie jazvy, tým výraznejšie zníženie pevnosti. Praskliny vytvorené na povrchu skla fľaše sú spôsobené najmä škrabancami na povrchu skla, najmä povrchovými škrabancami medzi sklom a sklom. Pre fľašové sklo, ktoré musí odolať vysokému tlaku, ako sú pivové fľaše a fľaše od sódy, zníženie pevnosti spôsobí prasknutie produktu počas spracovania a používania, takže kolízia, odieranie a opotrebovanie by mali byť počas prepravy a plnenia prísne zakázané.
Hrúbka steny fľaše priamo súvisí s mechanickou pevnosťou fľaše a jej schopnosťou odolávať vnútornému tlaku. Ak je pomer hrúbky steny fľaše príliš veľký a hrúbka steny fľaše je nerovnomerná, stena fľaše bude mať slabé články, čo ovplyvní odolnosť proti nárazu a odolnosť voči vnútornému tlaku. Národná norma GB{0}} „Pivová fľaša“ striktne stanovuje pomer hrúbky steny fľaše<2:1. The optimal annealing temperature, insulation time and cooling time are different for different bottle wall thicknesses. Therefore, in order to avoid deformation or incomplete annealing of the product and ensure the quality of the bottle, the thickness ratio of the bottle wall should be strictly controlled.

Počas procesu dezinfekcie a sterilizácie musí sklo fľaše odolávať drastickým zmenám teploty. Keď napätie v ťahu presiahne pevnosť skla, rozbije sa. Tepelná stabilita skla fliaš preto musí spĺňať požiadavky, musí mať určitý stupeň odolnosti proti tepelným šokom a musí byť schopná odolať procesom zahrievania a chladenia, ako je umývanie a sterilizácia.
Hlavné faktory ovplyvňujúce tepelnú stabilitu skla fliaš sú nasledovné.
Koeficient lineárnej rozťažnosti a skla sa výrazne mení so zmenou zloženia, takže koeficient lineárnej rozťažnosti má rozhodujúci význam pre tepelnú stabilitu skla. Čím menší je koeficient tepelnej rozťažnosti skla, tým lepšia je jeho tepelná stabilita a tým väčšia je teplota, ktorú vzorka znesie a naopak. Preto každá zložka, ktorá môže znížiť koeficient tepelnej rozťažnosti skla, môže zlepšiť tepelnú stabilitu skla, ako napríklad SiO2, B2O3, Al2 03, ZrO2, ZnO, Mg0 atď. Oxid alkalického kovu R20 môže zvýšiť koeficient tepelnej rozťažnosti skla, takže sklo obsahujúce veľké množstvo oxidov alkalických kovov má zlú tepelnú stabilitu.
S hrúbkou výrobku súvisí aj tepelná stabilita skla. Čím je stena skleneného výrobku hrubšia, tým menší náhly teplotný rozdiel znesie. Pri tepelnom šoku vzniká na povrchu skla tlakové napätie, pri prudkom ochladzovaní sa vytvára na povrchu skla ťahové napätie. Pevnosť skla v tlaku je 10-krát väčšia ako jeho pevnosť v ťahu. Preto pri meraní tepelnej stability skla sa experiment zvyčajne vykonáva za podmienok rýchleho ochladenia.
Kalenie môže zvýšiť tepelnú stabilitu skla 1,5 až 2 krát. Je to preto, že po ochladení má povrch skla rovnomerne rozložené tlakové napätie, ktoré môže kompenzovať ťahové napätie vznikajúce na povrchu výrobku pri jeho prudkom ochladzovaní.

Počas používania sú sklenené výrobky vystavené korózii vodou, kyselinami, zásadami, soľami, plynmi a rôznymi chemickými činidlami a tekutými liekmi. Schopnosť skla odolávať týmto koróziám sa nazýva chemická stabilita skla. Rôzne sklenené fľaše a plechovky sa vo všeobecnosti používajú v každodennom živote ľudí. V prípade fliaš a plechoviek s vínom, nápojmi a potravinami by mali mať určitú chemickú stabilitu, najmä pre fľaše s fyziologickým roztokom a ampulky používané v medicíne. Požiadavky na chemickú stabilitu sú vyššie, inak sa zložky v skle rozpustia v tekutom lieku a dokonca dôjde k odlupovaniu, čo spôsobí určité poškodenie ľudského tela.
S formulovaním noriem hodnotenia ekologických výrobkov a zlepšením technológie testovania sa zisťovanie škodlivých látok v skle z fliaš stáva čoraz prísnejšie, najmä EÚ často používa zelené bariéry na obmedzenie vývozu čínskych výrobkov, čo ovplyvňuje vstup výrobkov na trh. na medzinárodný trh. Na tento účel Generálny úrad pre dohľad nad kvalitou, inšpekcie a karantény a Štátna správa pre normalizáciu pridali prípustné limitné hodnoty arzénu a antimónu na základe prípustných limitných hodnôt olova a kadmia v IS{{0} }:2000 „Výrobky z dutého skla prichádzajúce do styku s potravinami--povolené limitné hodnoty rozpúšťania olova a kadmia“ podľa situácie v Číne (tabuľka 2-1).
Faktory ovplyvňujúce chemickú stabilitu skla sú nasledujúce.
① The water resistance and acid resistance of silicate glass are mainly determined by the content of silicon oxide and alkali metal oxide. The higher the silicon dioxide content, the greater the degree of interconnection between silicon oxide tetrahedrons, and the higher the chemical stability of the glass. As the content of alkali metal oxide increases, the chemical stability of the glass decreases. And as the radius of the alkali metal ion increases and the bond strength weakens, its chemical stability generally decreases, that is, water resistance Li+>Na+>K+.
② Keď sú v skle súčasne dva oxidy alkalických kovov, chemická stabilita skla dosahuje extrémnu hodnotu v dôsledku "zmiešaného alkalického efektu" a tento účinok je zreteľnejší v olovnatom skle.
③ Keď kovy alkalických zemín alebo iné oxidy dvojmocných kovov nahradia kremík a kyslík v silikátovom skle, zníži sa aj chemická stabilita skla. Účinok zníženia stability je však slabší ako účinok oxidov alkalických kovov. Spomedzi dvojmocných oxidov majú pri znižovaní chemickej stability najsilnejší vplyv BaO a PbO, nasledované MgO a CaO.
④ V základnom skle s chemickým zložením 100SiO2+(33.3-x)Na2O+xRO(R2O3 alebo RO2), po nahradení časti Na2O oxidmi ako CaO, MgO, AlO3, TiO2, ZrOz a BaO postupne, poradie odolnosti voči vode a odolnosti voči kyselinám je nasledovné.
Water resistance: ZrO2>AlO3>TiOz>ZnO>MgO>CaO>BaO.
Acid resistance: ZrO2>Al2O3>ZnO>CaO>TiOz>MgO>BaO.
Spomedzi sklenených kompozícií má ZrO₂ najlepšiu odolnosť voči vode a kyselinám, ako aj najlepšiu odolnosť voči zásadám, ale je ťažké ho roztaviť. BaO nie je dobré v oboch prípadoch.
Spomedzi trojmocných oxidov budú mať oxid hlinitý a oxid bóru tiež jav „anomálie bóru“ z hľadiska chemickej stability skla.
V sodno-vápenato-silikátovom skle xNa2O·yCaO·zSiO2, ak obsah oxidov spĺňa vzťah (2-1), možno získať pomerne stabilné sklo.
Stručne povedané, akýkoľvek oxid, ktorý môže posilniť sieť sklenenej štruktúry a urobiť štruktúru kompletnou a hustou, môže zlepšiť chemickú stabilitu skla; inak to zníži chemickú stabilitu skla.

Sklo fľaše dokáže účinne odrezať ultrafialové lúče a zabrániť znehodnoteniu obsahu. Napríklad pivo bude produkovať zápach po vystavení svetlu s vlnovou dĺžkou pod 550 nm (modré svetlo alebo zelené svetlo), čo je takzvaná vôňa slnečného svetla. Po vystavení ultrafialovým lúčom pod 250 nm bude ovplyvnená aj kvalita potravín, ako je víno a omáčka. Nemeckí vedci navrhli, že fotochemický efekt viditeľného svetla postupne slabne zo zeleného svetla na dlhé vlny a končí na približne 520 nm. Inými slovami, 520 nm je kritická vlnová dĺžka. Svetlo kratšie ako táto vlnová dĺžka bude mať fotochemický účinok na obsah fľaše, čo spôsobí poškodenie piva. Preto sa vyžaduje, aby sklo fľaše absorbovalo svetlo pod 520 nm a hnedé fľaše majú najlepší účinok.
Keď je mlieko vystavené svetlu, vytvára „svetlý zápach“ a „zápach“ v dôsledku tvorby peroxidov a následných reakcií. Znižuje sa aj vitamín C a kyselina askorbová. Vitamín A, vitamín B2 a vitamín D majú tiež podobné situácie. Ak sa do zloženia skla pridá zložka, ktorá absorbuje ultrafialové lúče, ale má malý vplyv na farbu, možno sa vyhnúť vplyvu svetla na kvalitu mlieka.
V prípade fliaš a plechoviek obsahujúcich lieky je potrebné sklo s hrúbkou 2 mm, aby absorbovalo 98 % vlnovej dĺžky 410 nm a prepustilo 72 % pri 700 nm, čo môže zabrániť fotochemickým reakciám a pozorovať obsah fľaše.
Okrem kremenného skla dokáže väčšina obyčajného sodno-vápenato-kremičitého skla filtrovať väčšinu ultrafialových lúčov. Sodno-vápenato-kremičité sklo nedokáže prenášať ultrafialové svetlo (200~360nm), ale môže prenášať viditeľné svetlo (360~1000nm), čo znamená, že obyčajné sodno-vápenato-kremičité sklo dokáže absorbovať väčšinu ultrafialových lúčov.
Aby sa splnili požiadavky spotrebiteľov na priehľadnosť sklenených fliaš a plechoviek, je najlepšie, aby sklo fľaše absorbovalo ultrafialové lúče bez toho, aby stmavlo. Pridanie CeO2 do kompozície môže splniť túto požiadavku. Cer môže existovať v dvoch formách, Ce3+ alebo Ce{2}}, a oba ióny spôsobujú silnú absorpciu ultrafialového žiarenia. Japonské patenty uvádzajú, že zloženie skla obsahuje 0.01 %~1.0 % oxidu vanádu a 0,05 %~0,5 % oxidu céru. Pri vystavení ultrafialovému svetlu dochádza k nasledujúcej reakcii:
Ce3++V3+-Ce4++V2+
So zvyšujúcim sa časom expozície sa zvyšuje dávka ultrafialového žiarenia, zvyšuje sa pomer V2+ a farba skla sa prehlbuje. Napríklad saké sa pri vystavení ultrafialovému svetlu ľahko zhorší a používanie farebných sklenených fliaš ovplyvňuje priehľadnosť, čo sťažuje pozorovanie obsahu. Po pridaní CeO2 a V203 je sklo bezfarebné a priehľadné, keď je doba skladovania krátka a dávka ultrafialového žiarenia je malá, ale keď je doba skladovania dlhá a dávka ultrafialového žiarenia je príliš vysoká, sklo zmení farbu. Hĺbka zmeny farby sa môže použiť na posúdenie dĺžky doby skladovania.