Defectos del vidrio de las botellas
Existen muchos tipos de defectos en el vidrio de las botellas, que se pueden resumir en dos categorías: defectos en el cuerpo del vidrio y defectos en el moldeo del vidrio de las botellas. Los defectos del vidrio están estrechamente relacionados con varios eslabones de la producción, como el procesamiento de la materia prima, la preparación del material del lote, la fusión, la clarificación, la homogeneización, el enfriamiento, el moldeo y otros procesos de producción. La tolerancia de los defectos del vidrio depende del propósito del producto. En términos generales, no se permite una gran cantidad de defectos obvios en los productos de vidrio, de lo contrario afectará la calidad de la apariencia del vidrio, reducirá la uniformidad y la transmitancia de la luz del vidrio, reducirá la resistencia mecánica y la estabilidad térmica del vidrio y provocará una gran cantidad de desperdicios y productos defectuosos.
Defectos en el cuerpo de vidrio
Debido a la presencia de diversas inclusiones en el cuerpo de vidrio, se destruye la uniformidad del mismo, lo que se denomina defecto en el cuerpo de vidrio. Según sus diferentes estados, se pueden dividir en tres categorías: burbujas (inclusiones de gas), piedras (inclusiones sólidas), vetas y nódulos (inclusiones de vidrio), que son defectos internos.
(1) Las burbujas en el vidrio de burbujas son inclusiones de gas visibles, que están compuestas por diversos gases presentes en el vidrio. No solo afectan la calidad de la apariencia de los productos de vidrio, sino que, lo que es más importante, afectan la transparencia y la resistencia mecánica del vidrio.
Las burbujas se pueden dividir en burbujas grises (diámetro<0.2mm) and bubbles (diameter >0,2 mm) según su tamaño; sus formas también son diversas, entre ellas esféricas, elípticas y lineales. Las burbujas suelen contener O2, N2, CO, CO2, SO2, óxidos de nitrógeno y vapor de agua.
Según las diferentes causas de generación de burbujas, estas se pueden dividir en: burbujas primarias (burbujas residuales en los materiales del lote), burbujas secundarias, burbujas de aire externas, burbujas refractarias y burbujas provocadas por hierro metálico.
Una vez finalizada la etapa de clarificación del vidrio, suelen quedar algunas burbujas que no escapan por completo y permanecen en el vidrio. Estas burbujas se denominan burbujas primarias. La principal razón de la generación de burbujas primarias es una clarificación deficiente. En la producción, se pueden adoptar varios métodos para aumentar la tasa de escape de gas, como aumentar la temperatura de fusión, reducir la viscosidad del líquido de vidrio, reducir la presión del horno y ajustar adecuadamente la cantidad de clarificador.
Debido a los cambios en las condiciones de proceso en el horno, durante la etapa de moldeo aparecen burbujas (burbujas de ceniza) en el líquido de vidrio clarificado, las cuales se denominan burbujas secundarias. La formación de burbujas secundarias está estrechamente relacionada con el proceso de fusión del vidrio, debido principalmente a factores físicos y químicos.
El material refractario en sí tiene una cierta porosidad y los poros a menudo contienen gas. Cuando el material refractario entra en contacto con el líquido de vidrio, este es succionado debido a la acción capilar de los poros y el gas de los poros se introduce en el líquido de vidrio. Además, las impurezas como el carbono, el hierro y el titanio contenidas en el material refractario o el metal entran en la masa fundida después de la corrosión y producen burbujas.
El gas adsorbido en la superficie del vidrio roto y la materia extraña traída por las personas, como polvo, cenizas de carbón, aceite y otras inclusiones sólidas y líquidas, ingresan al vidrio fundido y entran en contacto directo con el líquido del vidrio para producir burbujas.
(2) Piedras Las piedras son los defectos más peligrosos en el cuerpo del vidrio. Son inclusiones sólidas cristalinas que aparecen en el cuerpo del vidrio y tienen un impacto grave en la apariencia y la uniformidad óptica de los productos de vidrio. Además, debido a los diferentes coeficientes de expansión de la piedra y el vidrio circundante, se genera una tensión local en la interfaz del vidrio, lo que reduce en gran medida la resistencia mecánica y la estabilidad térmica del producto, e incluso hace que el producto se rompa automáticamente.
Las diferentes piedras tienen diferentes composiciones químicas y minerales. Según las causas de su formación, las piedras se dividen en las siguientes categorías: piedra de amasado (partículas no fundidas); piedra refractaria; piedra de cristalización; inclusiones de sulfato (inclusiones alcalinas); "puntos negros" y contaminantes extraños.
La piedra de lote son las partículas componentes no fundidas del lote. En la mayoría de los casos, son partículas de cuarzo, que son de color blanco. Sus bordes se redondean debido a la disolución gradual y su superficie a menudo tiene ranuras. Hay un anillo incoloro con un alto contenido de SiO2 alrededor de las partículas de cuarzo. Tiene una alta viscosidad y no es fácil de difundir, lo que a menudo conduce a la formación de tendones gruesos. Después de permanecer en la sección de alta temperatura durante mucho tiempo, las partículas de cuarzo se transformarán gradualmente en cristales de cristobalita y tridimita.
La piedra refractaria es causada por la alta temperatura a largo plazo de la chimenea del horno y la pared del seno del horno de fusión, y el efecto del gas alcalino, la mosca alcalina y otros volátiles, formando una capa de esmalte en la superficie del material refractario. Debido a su fluidez y tensión superficial, se forman gradualmente gotitas. Cuando las gotitas de vidrio generadas alcanzan un cierto peso y viscosidad, caen de la chimenea al líquido de vidrio para formar piedra. Además, el material refractario en contacto con el líquido de vidrio se corroe y se desprende a alta temperatura durante mucho tiempo, y se mezcla con los productos de vidrio para formar piedra.
La piedra de cristalización se produce por la composición química desigual del cuerpo de vidrio, que hace que el líquido de vidrio se cristalice cuando permanece a una temperatura propicia para la formación y el crecimiento de cristales durante mucho tiempo. La piedra de cristalización suele aparecer en la interfaz entre dos fases.
Las inclusiones de sulfato se forman cuando el sulfato contenido en el vidrio fundido excede la cantidad que se puede disolver en el vidrio, que se separará como escoria en forma de sulfato y entrará en el producto terminado. Las inclusiones y las piedras negras se derivan directa o indirectamente de los materiales del lote. También se pueden formar por la introducción de cromo, hierro, níquel, etc. debido a una operación descuidada, lo que provoca defectos en el cuerpo del vidrio.
(3) Rayas y nódulos Las inclusiones heterogéneas de vidrio en el cuerpo principal del vidrio se denominan rayas y nódulos. Son diferentes del cuerpo principal del vidrio en composición química y propiedades físicas. Forman tensión en la botella y afectan la calidad y el grado del producto. En términos de botellas y frascos de vidrio livianos, la influencia de las rayas en el moldeo es particularmente significativa y es el principal defecto de las botellas livianas.
Desde el punto de vista estético, las vetas y los nódulos sobresalen en mayor o menor medida del cuerpo principal del vidrio, distribuidos en el interior del mismo o en la superficie del mismo. Pueden ser incoloros, verdes o marrones. La mayoría de ellos tienen forma de vetas, pero también los hay con forma de líneas y fibras completas, y a veces son como protuberancias y sobresalen.
Según las diferentes causas de su aparición, las vetas y nódulos se pueden dividir en cuatro tipos: fusión desigual, gotas de vidrio del horno, erosión refractaria y fusión de piedras.
Durante el proceso de fusión del líquido de vidrio, mediante la acción de la etapa de "homogeneización", las distintas partes de la masa fundida se difunden entre sí y eliminan las irregularidades. Si los materiales de la mezcla no se mezclan de manera uniforme o la temperatura de fusión es inestable, el sistema de temperatura de homogeneización se destruye, la homogeneización no es perfecta y el líquido de vidrio en la zona de congelación participa en el flujo de líquido, lo que da como resultado la aparición de rayas y nódulos.
Debido a la volatilización y descomposición de las sustancias volátiles en la masa fundida, el contenido de sílice en la superficie de la masa fundida aumenta. O bien, debido a que las gotas sobrantes con alta viscosidad caen en el cuerpo de vidrio, su composición química es diferente a la del vidrio principal y se difunde muy lentamente en la masa fundida de vidrio, lo que también formará rayas y nódulos.
El vidrio fundido erosiona el material refractario y la parte erosionada puede caer en el cuerpo de vidrio en un estado cristalizado para formar piedras. También es posible formar sustancias vítreas disueltas en el cuerpo de vidrio. Este tipo de rayas y nódulos es el tipo de piedra más común. Bajo la acción del vidrio fundido en el cuerpo de vidrio, la piedra se disuelve gradualmente a diferentes velocidades. El cuerpo de vidrio después de que la piedra se disuelve todavía tiene una composición química diferente del vidrio principal, formando nódulos o rayas.