ニュース - ガラス瓶の作り方

ガラスは優れた透過率と光透過率を持ち、化学的安定性が高く、さまざまな加工方法に応じて強力な機械的強度と断熱効果を得ることができます。ガラスの色を独立して変化させ、過剰な光を遮断することもできるため、さまざまなニーズを満たすためにあらゆる分野でよく使用されています。この記事では主にガラス瓶の製造プロセスについて説明します。

もちろん、飲料用のびんにガラスが選ばれるのには理由があり、それがガラスびんの利点でもあります。ガラスびんの主原料は天然鉱石、珪岩、苛性ソーダ、石灰石などです。ガラスびんは透明度が高く、耐食性があり、ほとんどの化学物質と接触しても材料特性が変化しません。製造プロセスが簡単で、造形が自由で変更可能、硬度が高く、耐熱性があり、清潔で洗浄が簡単で、繰り返し使用できます。ガラスびんは、主に食品、油、酒類、飲料、調味料、化粧品、薬液などの包装材として使用されています。

ガラスびんは、石英粉、石灰石、ソーダ灰、ドロマイト、長石、ホウ酸、硫酸バリウム、芒硝、酸化亜鉛、炭酸カリウム、ガラス破片など十数種類の主原料から作られています。1600℃で溶かし成形して作られる容器です。さまざまな金型に応じて、さまざまな形状のガラス瓶を製造できます。高温で形成されるため、無毒で無味です。食品、薬品、化学業界の主要な包装容器です。次に、各素材の具体的な用途をご紹介します。

石英粉末: 硬く、耐摩耗性があり、化学的に安定した鉱物です。その主な鉱物成分は石英であり、主な化学成分はSiO2です。珪砂の色は乳白色、または無色半透明です。硬度は7。脆く、劈開性はありません。貝殻のような亀裂が入っています。グリース光沢があります。密度は 2.65 です。かさ密度（20～200メッシュは1.5）。その化学的、熱的、機械的特性は明らかな異方性を持ち、酸に不溶で、160℃以上のNaOHおよびKOH水溶液に溶解し、融点は1650℃です。珪砂とは、鉱山から採掘された珪石を加工し、一般的に120メッシュの篩に載せた粒度の製品です。120メッシュのふるいを通過した製品は石英粉末と呼ばれます。主な用途：フィルター材、高級ガラス、ガラス製品、耐火物、溶鉱石、精密鋳造、サンドブラスト、ホイール研削材。

石灰石：炭酸カルシウムが石灰石の主成分であり、石灰石はガラス製造の主原料です。石灰と石灰石は建築材料として広く使用されており、多くの産業にとって重要な原料でもあります。炭酸カルシウムは直接石に加工したり、焼いて生石灰にすることができます。

ソーダ灰：重要な化学原料の一つで、軽工業、日常化学工業、建材、化学工業、食品工業、冶金、繊維、石油、国防、医学などの分野で広く使用されているだけでなく、写真と分析の分野。建築材料の分野では、ガラス産業がソーダ灰の最大の消費者であり、ガラス 1 トンあたり 0.2 トンのソーダ灰が消費されています。

ホウ酸：白色粉末結晶または三斜晶系軸鱗結晶で、滑らかな感触と無臭です。水、アルコール、グリセリン、エーテル、エッセンスオイルに溶け、水溶液は弱酸性です。ガラス（光学ガラス、耐酸ガラス、耐熱ガラス、断熱材用ガラス繊維）業界で広く使用されており、ガラス製品の耐熱性と透明性を向上させ、機械的強度を向上させ、溶解時間を短縮することができます。。芒硝は、Na2O導入の原料となる硫酸ナトリウムNa2SO4を主成分としています。主に SiO2 スカムを除去するために使用され、清澄剤として機能します。

一部の製造業者は、この混合物にカレットを加えます。一部の製造業者は、製造プロセスでガラスをリサイクルすることもあります。製造プロセスの廃棄物かリサイクルセンターの廃棄物かにかかわらず、砂 1300 ポンド、ソーダ灰 410 ポンド、およびソーダ灰 380 ポンドガラスを 1 トンリサイクルするごとに、何ポンドもの石灰石を節約できます。これにより、製造コストが節約され、コストとエネルギーが節約され、お客様は当社の製品を経済的な価格で購入できるようになります。

原料の準備ができたら、生産プロセスが開始されます。最初のステップは、ガラス瓶の原料を炉で溶解することです。原料とカレットは高温で連続的に溶解されます。約 1650 °C で炉は 1 日 24 時間稼働し、原料混合物は 1 日約 24 時間溶融ガラスを形成します。溶融ガラスが通過します。その後、材料流路の終端でガラスの流れが重量に応じてブロックに切断され、正確に温度が設定されます。

炉を使用する際の注意点もあります。溶融池の原料層の厚さを測定する器具は絶縁されている必要があります。原料が漏れた場合は、できるだけ早く電源を遮断してください。溶融ガラスが流れる前に供給チャネルの外では、接地装置が溶融ガラスの電圧を地面に遮蔽し、溶融ガラスを帯電させないようにします。一般的な方法は、モリブデン電極を溶融ガラスに挿入し、モリブデン電極を接地してゲートの溶融ガラス内の電圧をシールドすることです。溶融ガラスに挿入されるモリブデン電極の長さはランナー幅の 1/2 より長いことに注意してください。停電および送電の場合は、電気設備を確認するために炉の前にいるオペレーターに事前に通知する必要があります。装置（電極系など）や周囲の状況を一度見直してください。問題がない場合にのみ送電を行うことができます。溶融ゾーンで人の安全または機器の安全を著しく脅かす可能性のある緊急または事故が発生した場合、オペレーターはすぐに「非常停止ボタン」を押して電源を遮断する必要があります。電気炉全体に供給する必要があります。供給入口で原料層の厚さを測定するツールには断熱対策を講じる必要があります。ガラス炉の電気炉運転の開始時に、電気炉オペレーターは電極をチェックする必要があります。軟水システムは1時間に1回の頻度で給水し、各電極の断水には直ちに対処する。ガラス炉の電気炉内で材料漏洩事故が発生した場合は、直ちに電源を遮断し、材料漏洩物に高圧スプレーを噴射する。 - すぐに水道管に圧力をかけて液体ガラスを固めます。同時に、当番のリーダーに直ちに知らせなければなりません。ガラス炉の停電が 5 分を超える場合、溶融池は停電規定に従って稼働しなければなりません。水冷システムと空冷システムが警報を発した場合は、、アラームを直ちに調査し、タイムリーに対処するために誰かを派遣する必要があります。

2 番目のステップは、ガラス瓶の成形です。ガラス瓶や瓶の成形プロセスとは、瓶の製造を目的として、所定のプログラミングシーケンスで繰り返される一連の動作の組み合わせ (機械的、電子的などを含む) を指します。そして予想どおり特定の形状の瓶。現在、ガラス瓶や瓶の製造には、瓶口が狭い場合のブロー法と、大口径の瓶や瓶に対応する加圧ブロー法の2つの主要な成形工程があります。この2つの成形工程では、溶けたガラス液を切断します。材料温度（1050～1200℃）でシャーブレードを用いて円柱状のガラス滴を形成することを「材料ドロップ」といいます。材料のドロップの重さはボトルを製造するのに十分です。どちらのプロセスもガラス液のせん断から始まり、材料が重力の作用で落下し、材料トラフと回転トラフを通って最初の金型に入ります。次に、最初の金型がしっかりと閉じられ、上部の「隔壁」によって密閉されます。ブロープロセスでは、最初にガラスが隔壁を通過する圧縮空気によって押し下げられ、金型でガラスが形成されます。その後、コアがわずかに下降し、コア位置の隙間を通過する圧縮空気により、押し出されたガラスが下から上に膨張して初期型に充填されます。このような吹きガラスにより、ガラスは中空の既成形状となり、その後の工程の第二段階で再度圧縮空気により吹き飛ばされ、最終形状が得られます。

ガラス瓶や瓶の製造は、主に 2 つの段階で行われます。最初の段階では、口金型のすべての詳細が形成され、完成した口には内側の開口部が含まれますが、ガラス製品の本体の形状は次のようになります。最終的なサイズよりもはるかに小さいです。この半成形ガラス製品をパリソンと呼びます。次の瞬間には、最終的なボトルの形に吹き込まれます。機械的な作用の角度から見ると、金型と中子は下に閉じた空間を形成します。型にガラスが充填された後（羽ばたき後）、コアと接触しているガラスを柔らかくするためにコアをわずかに後退させます。次に、下から上へ圧縮空気（逆吹き）がコアの下の隙間を通過してパリソンを形成します。その後、隔壁が上昇し、初期金型が開き、ダイス、パリソンとともに回転アームが成形側に回転します。回転アームが金型上部に到達すると、両側の金型が閉じられ、金型が閉じられます。クランプでパリソンを包みます。ダイがわずかに開き、パリソンが解放されます。その後、回転アームは初期金型側に戻り、次の動作を待ちます。ブローヘッドが金型の上部まで下がり、圧縮空気がパリソンの中央から注入され、押し出されたガラスが金型内で膨張してボトルの最終形状が形成されます。圧力ブロープロセスでは、パリソンはもはや変形しません。圧縮空気によって形成されますが、長いコアを備えた一次金型キャビティの限られた空間内でガラスを押し出すことによって形成されます。その後のひっくり返しと最終成形はブロー法と一致します。その後、ボトルは成形金型からクランプで外され、ボトムアップの冷却空気が供給されるボトル停止プレート上に配置され、ボトルが引き上げられてアニーリング工程に移送されるのを待ちます。

ガラス瓶の製造工程の最後の工程は焼鈍です。どの工程であっても、吹きガラス容器の表面は成型後にコーティングされるのが一般的です。

瓶や缶を傷つきにくくするために、ガラス瓶がまだ熱いうちに、ホットエンド表面処理と呼ばれるガラス瓶を徐冷炉に入れ、約815℃まで温度を戻します。温度は 480 °C 以下まで徐々に下がります。これには約 2 時間かかります。この再加熱とゆっくりとした冷却により、容器内の圧力がなくなります。自然に形成されたガラス容器の硬度を高めます。そうしないと、ガラスが割れやすくなります。

焼鈍の際にも注意すべき点は多くありますが、一般に焼鈍炉の温度差は不均一です。一般にガラス製品の徐冷炉の断面温度は両端付近が低く、中央部が高くなるため、特に室内型徐冷炉では製品の温度にムラが生じます。このため、ガラスびん工場では曲線を設計する際、徐冷速度に対する実際の許容永久応力よりも低い値を採用する必要があり、一般的には許容応力の半分を計算に採用します。一般的な製品の許容応力値は5～10nm/cmです。加熱速度と急冷速度を決定する際には、焼鈍炉の温度差に影響を与える要因も考慮する必要があります。実際の焼鈍工程では、焼鈍炉内の温度分布を頻繁に確認する必要があります。大きな温度差が見つかった場合は、時間内に温度を調整する必要があります。また、ガラス製品は通常、さまざまな製品が同時に生産されます。製品を焼鈍炉に入れるとき、一部の厚肉製品は焼鈍炉内で高温に配置されますが、薄肉製品はより低い温度で配置できるため、厚肉製品の焼鈍に役立ちます。さまざまな厚肉の焼鈍の問題製品厚肉製品の内外層が安定しています。復帰範囲内では、厚肉製品の断熱温度が高いほど、冷却時の熱弾性応力の緩和が速くなり、製品の永久応力が大きくなります。複雑な形状の製品（底が厚い製品、直角製品、取っ手付き製品など）は応力が集中しやすいため、厚肉製品と同様に保温温度を比較的低くし、加熱冷却速度を遅くする必要があります。ガラスの異種問題化学組成の異なるガラスびん製品を同一徐冷炉で徐冷する場合、徐冷温度の低いガラスを保温温度として選択し、保温時間を長くする方法を採る必要があります。、異なるアニール温度の製品を可能な限りアニールできるようにします。同じ化学組成、異なる厚さおよび形状の製品を同じ焼鈍炉で焼鈍する場合、焼鈍中の薄肉製品の変形を避けるために、肉厚の薄い製品に応じて焼鈍温度を決定する必要がありますが、加熱および冷却速度は、厚肉製品が熱応力によって割れないように、厚肉製品に応じて決定する必要があります。ホウケイ酸ガラスの後退ペンケイ酸ガラス製品の場合、ガラスはアニーリング温度範囲内で相分離する傾向があります。相分離後、ガラスの構造が変化し、化学温度特性が低下するなど、その性能が変化します。この現象を避けるためには、ホウケイ酸ガラス製品のアニール温度を厳密に管理する必要があります。特にホウ素含有量が高いガラスの場合、アニール温度が高すぎたり、アニール時間が長すぎたりしてはなりません。同時に、繰り返しのアニーリングは可能な限り避けるべきです。繰り返しアニーリングの相分離の程度はさらに深刻です。