Tiểu luận Bao Bì Thủy Tinh

LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, bao bì được sử đụng phổ biến trong nhiều loại hàng hoá trong quá trình sản xuất và tiêu thụ Giúp hàng hoá được bảo quản tốt hơn, vận chuyển dễ dàng hơn, mạng lại lợi nhuận cho doa.

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, bao bì được sử đụng phổ biến trong nhiều loại hàng hoá trong quá trình sản xuất và tiêu thụ Giúp hàng hoá được bảo quản tốt hơn, vận chuyển dễ dàng hơn, mạng lại lợi nhuận cho doanh nghiệp bằng cách thu hút người dùng qua các mẫu mã bao bì đóng gói bắt mắt người tiêu dùng

Để thu hút người tiêu dùng, bao bì luôn được sáng tạo mẫu mã cùng với nhiều loại vật liệu được sử dụng, trong đó không thể không nhắc đến bao

bì thuỷ tinh

Với bài “TÌM HIỂU VỀ BAO BÌ THUỶ TINH”, chúng ta có thể hiểu được bao bì thuỷ tinh là gì, có những loại nào, cấu tạo, đặc tính, ưu nhược điểm, ứng dụng của bao bì thuỷ tinh,…

Cuối cùng , chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của

Cô Đặng Thị Yến trong việc tìm hiểu đề tài Do thời gian nghiên cứu có hạn, nên không tránh khỏi được sự thiếu sót rất mong sự góp ý của Cô để giúp chúng em hoàn chỉnh bài tiểu luận này hơn

Nhóm tiểu luận

Mục Lục

1 Giới thiệu về bao bì thuỷ tinh 1

1.1 lịch sử hình thành và phát triển 1

1.2 Đặc điểm chung của bao bì thuỷ tinh 1

1.3 Thuỷ tinh vô cơ: 2

1.4 Thuỷ tinh hữu cơ: 2

1.5 Thuỷ tinh sillicat: 2

1.5.1 Các loại thuỷ tinh sillicat trong công nghiệp: 2

2 Sản xuất bao bì thủy tinh 3

2.1 Nguyên liệu nấu thủy tinh 3

2.2 Quy trình công nghệ sản xuất bao bì thủy tinh 5

2.2.1 Sơ đồ quy trình 5

2.2.2 Thuyết mình quy trình 6

3 Tính chất vật lý, hóa học của bao bì thủy tinh 7

3.1 Độ bền cơ học 7

3.2 Độ bền nhiệt: 8

3.3 Tính chất quang học của thủy tinh: 9

3.4 Bền hóa học: 10

4 Nắp của bao bì thủy tinh 11

4.1 Miệng chai loại A: 11

4.2 Miệng chai loại B: 12

4.3 Miệng chai loại C: 13

1 Giới thiệu về bao bì thuỷ tinh

1.1 lịch sử hình thành và phát triển

Việc sản xuất thủy tinh lần đầu tiên hiện còn lưu được chứng tích là ở Ai Cập khoảng năm 2000 trước công nguyên, khi đó thủy tinh được sử dụng như là men màu cho nghề gốm và các mặt hàng khác Trong thế kỷ 1 trước công nguyên kỹ thuật thổi thủy tinh đã phát triển và nhận thử trước kia là hiện và có giá trị đã trở thành bình thường Trong thời kỳ để chế La Mã rất nhiều loại hình thủy tinh đã được tạo ra, chủ yếu là các loại hình và chai lọ, Thủy tinh khi có có màu xanh lá cây vì tạp chất sắt có trong cát được sử dụng để sản xuất nó Thủy tinh ngày nay nói chung có màu hơi ánh xanh lá cây, sinh ra cũng bởi các tạp chất như vậy

Ở thế kỷ 7 và thế kỷ 8 thủy tinh được tìm thấy tại đảo Torcello Khoảng năm 1000 sau Công Nguyên, công nghệ sản xuất thủy tinh đã có bước đột phá vô cùng lớn khi thủy tinh soda được thay thế bằng các loại thủy tinh làm từ các nguyên liệu có sẵn như bồ tạt thu từ gỗ

Tại Đức từ thế kỷ 11, phương pháp chế tạo thủy tinh tấm được ra đời Kỹ thuật này sau đó được hoàn thiện ở thế kỷ 13 tại Venice

Đến thế kỷ 12, thủy tinh đốm đã không còn được sử dụng rộng rãi như trước đây Đến thế kỷ 19, ngành sản xuất thủy tinh đã rất phát triển nhờ các thí nghiệm được kiểm soát có hệ thống giúp tìm ra những thành phần cũng như cách phối liệu

Thế kỷ 20 đánh dấu sự phát triển vượt bật của ngành thủy tinh với sự ra đời của thủy tinh Jena hay thuỷ tinh Pirec, với nhiều ưu điểm vượt trội để dùng làm nguyên liệu chế tạo các dụng cụ thí nghiệm

1.2 Đặc điểm chung của bao bì thuỷ tinh

Khi gia nhiệt, thủy tinh trở nên mềm và linh động hơn Lúc này thủy tinh có thể chảy thành giọt hoặc thành dòng, độ nhớt càng giảm thấp khi nhiệt độ càng tăng cao

Thủy tinh có tính chuyển đổi trạng thái thuận nghịch theo sự tăng giảm nhiệt độ, đặc biệt tính chất ban đầu của chúng vẫn được giữ nguyên trong suốt quá trình Tính đẳng hướng: cấu trúc của từng loại thuỷ tinh trong cùng một khối được xem

là đồng nhất

1.3 Thuỷ tinh vô cơ:

Thủy tinh đơn nguyên tử là thủy tinh chỉ tập hợp một loại nguyên tố hóa học, các nguyên tố này thuộc nhóm V, VI của bảng phân loại tuần hoàn, đây chính là dạng đóng rắn của S, P, Se, As

Thủy tinh oxit là dạng tập hợp các phân tử oxit axit, hay oxit bazơ cùng hoại hay nhiều loại tồn tại ở nhiệt độ thường:

1.4 Thuỷ tinh hữu cơ:

Chất nhựa dẻo, sở hữu đặc tính là rất bền, cứng và trong suốt, không bị vỡ vụn khi

va chạm và sở hữu sức chịu nhiệt rất bền Nguyên liệu sản xuất thuỷ tinh hữu cơ : xeton propylic, axit axetic và axit sunfuric

1.5 Thuỷ tinh sillicat:

Đây là loại thuỷ tinh phổ biến dùng để chứa đựng thực phẩm

1.5.1 Các loại thuỷ tinh sillicat trong công nghiệp:

làm các dụng cụ đo và dùng làm ra các loại thủy tinh cao cấp

bia hay các loại nước giải khát (nếu lượng natri thấp)

tạo các dụng cụ cao cấp và đồ trang sức

2 Sản xuất bao bì thủy tinh

2.1 Nguyên liệu nấu thủy tinh

Đây là thành phần chính của đa số thủy tinh công nghiệp Thủy tình silicat bền cơ, nhiệt, hóa Thủy tinh silicat thuần khiết còn được gọi là thạch anh có tính chiết quang cao, rất quý và được nấu ở nhiệt độ rất cao

các thành phần cần được điều chỉnh trong thủy tinh công nghiệp

Bên cạnh đó có thể có những oxyt nhuộm màu, các oxyt ảnh hưởng đến

màu xanh Hạt cát phải có kích thước nhỏ (0,1-8mm) Nếu kích thước hạt cát lớn thì sẽ khó thể tạo thủy tinh chất lượng cao Hạt cát tròn, trơn, láng bóng

và không có khía cạnh rất thuận tiện để sản xuất thủy tinh chất lượng cao

màu, thủy tinh quang học, thủy tinh dùng trong phân tích hóa học và thủy tinh kỹ thuật

Được cung cấp bởi nguồn đá vôi, đá phấn (có thể chứa oxyt sắt) CaO là một trong những thành phần cơ bản của thủy tinh CaO giúp cho quá trình nấu, khử bọt và thủy tinh có độ bền hóa học cao

Tạo cho thủy tinh vẻ sáng bóng, trọng lượng riêng tăng cao

Làm giảm hệ số giãn nở nhiệt của thủy tinh, tạo tính bền nhiệt, bền hóa học và gây đục thủy tinh

 B2O3 :

nhiệt, bền hóa, khử bọt tốt, rút ngắn quá trình nấu

Các loại thủy tinh silicat sử dụng trong công nghiệp được phân loại dựa trên thành phần tham gia của các oxyt như sau:

Loại 1: thủy tinh chứa K và Ca có độ bền hóa học cao, độ bóng sáng bề

mặt dùng làm dụng cụ đo, thủy tinh cao cấp

Loại 2: thủy tinh chứa Na và Ca: có độ bền hóa học cao do sự có mặt của

nguyên tố Ca, với hàm lượng Na thấp, và nếu như hàm lượng Na càng cao thì thủy tinh càng kém bền nhiệt cũng như kém bền hóa Với hàm lượng Na thấp, thủy tinh có thể dùng làm bao bì đựng rượu, bia, nước giải khát hoặc dùng trong các phòng thí nghiệm

Loại 3: thủy tinh chứa K và Pb là thủy tinh đắt tiền, tỷ trọng cao, có độ

bóng sáng bề mặt và độ chiết quang cao, dùng để làm các dụng cụ cao cấp,

đồ trang sức

Loại 4 : thủy tinh chứa Bo và Al: là thủy tinh bền nhiệt, bền hóa, bền cơ

cao Đây là thủy tinh kỹ thuật

2.2 Quy trình công nghệ sản xuất bao bì thủy tinh

2.2.1 Sơ đồ quy trình

Tạo hình

Phủ bóng

Sấy cát

Nấu

Xử lý chất phụ gia

Phụ gia

Ủ hoặc tôi

Sản phẩm

Phân loại kích thước

Cát có khích thước to Cắt

Rửa, chà xát

2.2.2 Thuyết mình quy trình

 Nguyên liệu:

Là cát biển trắng, cần có hạt đồng đều, hàm lượng Si, và hàm lượng, F đáp ứng yêu cầu của loại thủy tinh Nếu nguyên liệu có đọ hạt và thành phần không phù hợp thì có thể gây khuyết tật dạng bọt khí cho chai lọ, vật dụng

 Rửa - chà xát:

Cát được rửa bằng nước, đồng thời được chà xát để tách rời những hạt đính vào nhau và lẫn trong nguyên liệu (như NaCl) và một số tạp chất dạng huyền phù

 Phân loại theo kích thước hạt:

Cát sau khi được chà xát, rửa sấy khô, được qua hệ rây để phân loại theo kích thước hạt, nhằm giúp quá trình nấu thủy tinh được dễ dàng Nếu độ hạt đồng đều, thì thời gian và nhiệt độ nấu không bị dao động nhiều

 Phân ly điện từ

Nguyên liệu cát có thể có hàm lượng oxyt sắt (FeO , Fe203) hoặc FeS với liều lượng cao hơn giới hạn cho phép trong xuất thủy tinh sẽ ảnh hưởng xấu đến tính chiết quang, cũng như tạo màu không mong muốn cho thủy tinh Do đó, phải loại

bỏ tạp chất sắt bằng phương pháp điện từ

 Sấy cát

Sấy ở nhiệt độ rất cao (700-800°C ) nhằm mục đích loại bỏ tạp chất hữu cơ, nâng nhiệt độ khối cát lên cao, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nấu thủy tinh

 Nấu thủy tinh

Giai đoạn nấu thủy tinh ảnh hưởng đến chất lượng của thủy tinh Khối nguyên liệu được gia nhiệt đến (1100-1400 ° C) để nấu chảy tạo thủy tinh, tùy theo thành phần nguyên liệu Nếu thành phần nguyên liệu có Na cao thì sẽ làm giảm nhiệt độ nóng chảy của khối nguyên liệu xuống khoảng 1000°C

Đây chính là quá trình nóng chảy của SiO2, tạo cấu trúc đồng nhất giữa oxyt silic

và các kim loại kiềm, kiềm thổ hoặc kim loại lưỡng tính, có mặt trong khối nguyên liệu Có giả thuyết cho rằng, trong quá trình nấu thủy tinh xảy ra sự tạo liên kết mới sắp xếp lại cấu trúc, SiO2 chuyển thành SiO4, có dạng khối tứ diện đều,

nguyên tử Si nằm tại tâm, và chuyển nguyên tử oxy phân bố ở bốn đỉnh của khối tứ diện

Trong quá trình nấu thủy tinh, có sự tham gia của cacbon (C) để khử oxy từ các oxyt kim loại (khác SiO2), tạo thành khí CO, CO2, và thoát ra khỏi khối thủy tinh Nếu nhiệt độ nấu thủy tinh được hạ thấp do thêm một số phụ gia, tiêu hao năng lượng thấp nhưng quá khử bọt ( thoát khí CO, CO2 ) xảy ra không triệt để sẽ gây ra khuyết tật dạng bọt khí chỗ thành phẩm thủy tinh

Bên cạnh đó, nhiệt độ nấu thủy tinh thấp và thời gian đều là nguyên nhân làm cho một số oxyt kim loại không thể nóng chảy hoàn toàn , không tạo được cấu trúc đồng nhất , do đó gây khuyết tật dạng thủy tinh hoặc khuyết tật dạng tinh thể cho thành phẩm

 Phủ nóng

Phủ nóng bằng bột Sn02 nóng để bảo vệ bề mặt sản phẩm thủy tinh đang ở nhiệt cao không bị nứt ra và đánh bóng bề mặt thủy tinh

 Ủ, tôi thủy tinh

Sau khi tạo hình, sản phẩm được ủ hoặc tôi để thay đổi ứng suất nội tồn tại trong quá trình tạo hình nhằm làm tăng độ bền của thủy tinh trong sử dụng

Ủ thủy tinh: sản phẩm thủy tinh sau khi được tạo hình đạt nhiệt độ khoảng

700-800oC, được phủ nóng, được làm người xuống nhiệt độ 300°C, sau đó lại được gia nhiệt đến 700°C và được làm nguội chậm đến nhiệt độ thường, nhằm để giảm ứng suất ở thành trong và thành ngoài của trai lọ thủy tinh, tạo cho thủy tinh có độ bền

cơ cao

Tôi thủy tinh: thủy tinh sau khi được tạo hình, phủ nóng và làm nguội đến 300°C

thì được gia nhiệt đến nhiệt độ 700°C và được làm nguội nhanh để tăng ứng suất bên trong thành chai lọ và tạo ứng suất đồng đều trong cả sản phẩm Sản phẩm thủy tinh tôi chịu được sự chênh lệch nhiệt độ cao đến 270°C (thủy tinh không tôi chịu được sự chênh lệch nhiệt độ là 270°C) Sản phẩm thủy tinh tôi bị vỡ sẽ tạo thành những mảnh vỡ vụn không sắc cạnh Thủy tinh tôi được dùng chế tạo các loại kính đảm bảo an toàn cho người sử dụng trong trường hợp nó bị vỡ như: dùng làm kính xe ô tô, một số loại chai lọ, chén đĩa cao cấp, và thủy tinh chịu nhiệt độ cao

3 Tính chất vật lý, hóa học của bao bì thủy tinh.

3.1 Độ bền cơ học.

Độ bền cơ học của bao bì thủy tinh được quyết định từ thành phần nguyên liệu, công nghệ chế tạo, cấu tạo, hình dạng bao bì

Những loại chai lọ miệng rộng thường không có cổ chai, miệng chai nối với thân chai, để dễ dàng cho sản phẩm vào và lấy ra Loại chai này không chịu tác động lớn của lực cơ học khi chiết rót trừ khi bị va chạm vào thành hoặc bị rơi vỡ Những loại chai có cổ: dùng để đựng các loại nước giải khát, cồn, bia rượu Các loại chai này thường chịu tác động của các lực sau:

rót và lực tác dụng lên cổ chai khi đóng nút chai

chính là áp lực của khí Ctác động thẳng góc với thành chai Áp lực này càng lớn lúc thanh trùng, sau khi chiết rót đóng nút chai

Để đảm bảo chai được bền dưới tác động của lực trong quá trình chiết rót, đóng nắp chai thủy tinh luôn luôn được thiết kế:

không thay đổi một cách đột ngột

Hình dạng chai, độ dày đồng đều giữa thành và đáy và thánh phần nguyên liệu cấu tạo thủy tinh đã tạo nên độ bền vững cho chai lọ

3.2 Độ bền nhiệt:

Khi chai lọ được rót dung dịch nóng thì thành trong sẽ giãn nở tạo ứng lực vòng chạy suốt chiều cao của thân trụ bên trong Ở thành ngoài, khi chưa cân bằng nhiệt với thành trong thì sẽ xuất hiện ứng lực kéo Nếu nhiệt độ dung dịch và bao bì không chênh quá 70 ° c thì ứng lực kéo ở thành ngoài và ứng lực nén ở thành trong cũng không chênh lệch một cách đột ngột, không gây vỡ chai Tương tự cho trường hợp rót dung dịch lạnh Chai đựng thực phẩm có áp lực khí hoặc được đun nóng, làm lạnh, cần thiết được cấu tạo thân trụ thẳng đáy tròn , cổ và thân chai không được giảm nhanh sự chênh lệch đường kính , thì tăng độ bền cơ hơn các loại chai có cấu tạo khác

3.3 Tính chất quang học của thủy tinh:

Thủy tinh có đặc tính quang học thể hiện ở khả năng hấp thụ ánh sáng và phản xạ ánh sáng Thủy tinh silicat có khả năng hấp thụ tia có bước sóng 150 + 600nm Có thể điều chỉnh sự truyền ánh sáng qua thủy tính bằng cách cho thêm vào các chất màu như: oxyt kim loại, hợp chất của lưu huỳnh, hợp chất của selen, các oxyt kim loại khác Thủy tinh chứa hỗn hợp của các oxyt kim loại như cobalt (CO), nickel (Ni), chromium (Cr), sắt (Fe) đều có thể tăng sự hấp thu áng sáng khả kiến tia tử ngoại, tia hồng ngoại Riêng oxyt sắt tạo màu xanh lá cây cho thủy tinh có khả năng hấp thụ tia cực tím và hồng ngoại Ngoài ra, khi bổ sung kim loại hay oxyt kim loại vào thủy tinh trong quá trình sản xuất có thể làm biến đổi màu sắc của thủy tinh như: thêm 2 hay 3 % của oxyt đồng sẽ sinh ra màu xanh lam, Đồng nguyên chất sinh ra thủy tinh mờ có màu đỏ thẫm, đôi khi được sử dụng thay thế cho thủy tinh màu hồng ngọc của văng, Niken, phụ thuộc vào nồng độ, sinh ra thủy tinh có màu xanh da trời, màu tím hay là màu đen Sự bố Buflg titan sinh ra thủy tinh có màu vàng Thủy tinh amber và thủy tinh xanh lá cây là thủy tinh cản quang tốt nhất, vì bao bì thủy tinh cảm quang chỉ cho xuyên qua khoảng 10% ánh sáng có bước sóng khoảng 290+ 450nm, nhưng thủy tỉnh lại có khuynh hướng hoa sâm đen dưới năng lượng của bức xạ mạnh như trong trường hợp chiếu xạ thực phẩm

3.4 Bền hóa học:

Là khả năng chống ăn mòn hóa học của môi trường tiếp xúc với thủy tinh, tùy thuộc vào thành phần nguyên liệu ban đầu và điều kiện của môi trường tiếp xúc với thủy tinh Silic là nguyên tố lưỡng tính nên thủy tinh có thể bị ăn mòn bởi môi trường axit hoặc môi trường kiềm

lõm thành những vết li ti, mất vẻ sáng bóng, ảnh hưởng đến quang học Thủy tinh kiềm thổ bị ăn mòn bởi môi trường axit ở mức độ kém hơn so với thủy tinh kiềm

2H + + 2Na Ho

2 + 2Na+

môi trường axit Sự ăn mòn tạo nên các vết khuyết rõ ràng hơn so với trường hợp của axit

Nhiệt độ môi trường ăn mòn càng cao thì thủy tinh bị ăn mòn càng nhanh , nếu bề mặt thủy tinh có vết trầy xước thì cũng tạo điều kiện ăn mòn dễ dàng

4 Nắp của bao bì thủy tinh

Nắp hoặc nút có thể được xem là thành phần quan trọng của bao bì thủy tinh Nắp đậy che phủ miệng chai, nút nằm lọt vào bên trong miệng chai và các thành phần phụ của chúng như đệm , nhôm lá để bọc góp phần đảm bảo độ kín của chai lọ, đảm bảo chức năng bảo quản thực phẩm chứa đựng, chức năng tiện lợi trong phân phối tiêu thụ và không gây nhiễm độc cho thực phẩm Tùy theo dạng chai lọ chứa đựng thực phẩm, tính chất và giá thương phẩm của thực phẩm chứa bên trong, hạn

sử dụng dài hay ngắn của sản phẩm mà sử dụng loại nắp của bao bì thủy tinh thích hợp, cùng với thiết kế kiểu miệng chai tương ứng các loại cấu tạo chai

4.1 Miệng chai loại A:

Có ren vặn để đóng nắp vào, nắp tương ứng cũng có cấu tạo ren Chai thủy tinh miệng loại A chứa đựng chất lỏng không có áp lực khí như khí CO hoặc chỉ có áp lực riêng phần của ethanol trong sản phẩm rượu mùi có nồng độ cồn <40 ° y Loại nắp này được làm bằng nhôm hoặc thiếc có phủ lớp sơn bên trong và bên ngoài, có đệm plastic để đảm bảo độ kín cho chai, ngoài ra cần có nút đệm, đậy miệng của trước khi đậy nắp, nút đệm thường bằng vật liệu HDPE Sau khi đậy nút đệm, vặn nắp thiếc vào theo đường ren thì miệng nắp đệm sẽ áp sát vào lớp đệm của nắp thiếc, tạo độ kín khít hoàn toàn