Chương 6 bao bì thủy tinh

Nếu thủy tinh là hỗn hợp vật lý của các oxyt thì tính chất của các oxyt thành phần đó sẽ không đổi trong thủy tinh và được xem như tương đương với các tính chất của các oxyt đó ở dạng ti

publisher,Inc.,Chelsea Michigan,1989,chap.14 33

4 Wade, P.Biscuit, cookies and crackers, vol.1, The Principles of the craft, Elservier Applied science Publishers Ltd.,Essex, England 1988, chap.4

BAO BÌ THỦY TINH

6.1 ĐẶC TÍNH CHUNG CỦA THỦY TINH

6.1.1 Đặc tính chung

Bao bì thủy tinh đựng thực phẩm gồm những chai, lọ bằng thủy tinh silicat Trước đây, thủy tinh là từ gọi chung cho những oxyt vô cơ dạng thủy tinh hay chính là dạng cấu trúc vô định hình Vật chất vô cơ thường tồn tại dưới các dạng:

Dạng khí, gồm tập hợp các phần tử như O2, N2, CO2, H2, Cl2, F2, SO2 , hoặc khí ion hóa plasma, hoặc dạng hơi như hơi H2O Dạng lỏng như Br2, Hg Các dạng khí, hơi hoặc lỏng đều mang tính linh động và có hình dạng của vật chứa chúng

- Dạng rắn tinh thể, như các dạng muối kết tinh, có các hạt tinh thể rời

rạc, kích thước tùy vào điều kiện kết tinh

- Dạng rắn vô định hình, còn gọi là dạng thủy tinh có thể gặp ở dạng hạt,

dạng màng, gel, hoặc đóng rắn thành khối Trạng thái thủy tinh thường là trạng thái đặc trưng của các hợp chất vô cơ, được xem là trạng thái trung gian của dạng kết tinh và dạng lỏng có đặc tính: trong suốt, cứng dòn ở nhiệt độ thường

- Khi được gia nhiệt thì thủy tinh mềm dần và trở nên linh động, chảy thành giọt hay thành dòng, độ nhớt càng giảm thấp khi nhiệt độ càng tăng; và độ nhớt sẽ tăng dần đến cực đại và mất cả tính linh động khi

- Thủy tinh có tính chuyển đổi trạng thái thuận nghịch theo sự tăng giảm nhiệt độ, tính chất ban đầu thường vẫn được giữ nguyên trong suốt quá trình biến đổi trạng thái thuận nghịch do gia nhiệt - làm nguội, hoặc khi

bị nấu chảy và làm nguội nhiều lần theo cùng một chế độ

- Thủy tinh có tính đẳng hướng: xét theo mọi hướng thì cấu trúc thủy tinh đồng nhất như nhau, do đó ứng suất theo mọi hướng xuất hiện trong khối thủy tinh xem như tương đương nhau

6.1.2 Phân loại thủy tinh vô cơ

Thủy tinh (TT) 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 oxyt là dạng tập hợp các phân tử oxyt axit, hay oxyt bazơ cùng

loại hay nhiều loại tồn tại ở nhiệt độ thường như B2O3, SiO2, GeO2 (oxyt germanium), P2O5

Gọi tên thủy tinh theo lớp rồi đến nhóm Lớp là các oxyt có tỷ lệ thành

phần cao và khá cao tạo nên thành phần chính của thủy tinh Trong đó thành phần oxyt cơ bản chiếm tỷ lệ cao nhất tạo nên thủy tinh, được gọi theo tên muối và đặt ở cuối còn các oxyt khác được viết tận cùng bằng 0 (âm đọc là ô) và xếp theo chiều tăng nồng độ

Ví dụ: boroalumino silicat

Các oxyt kim loại được thêm vào ở lượng rất nhỏ so với các oxyt nguyên liệu chính thì được xếp vào nhóm; được gọi tên theo các nguyên tố kim loại của các oxyt này, và được sắp xếp theo thứ tự hóa trị tăng dần

Thủy tinh silicat là một loại thủy tinh oxyt rất phổ biến, chính là vật liệu làm chai lọ chứa đựng thực phẩm như các:

- Chai nước giải khát có gas, bia, rượu, nước quả ép

- Lọ đựng rau quả, dầm dấm

Ví dụ: boroalumino silicat, natri, kali, canxi

6.1.3 Tính chất của thủy tinh bị ảnh hưởng bởi các cấu tử riêng phần

Khi trộn các oxyt thành một hỗn hợp vật lý thì không có phản ứng hóa học xảy ra; mỗi oxyt vẫn mang tính chất như khi nó tồn

tại độc lập Nếu thủy tinh là hỗn hợp vật lý của các oxyt thì tính chất của các oxyt thành phần đó sẽ không đổi trong thủy tinh và được xem như tương đương với các tính chất của các oxyt đó ở dạng tinh thể hoặc dạng thủy tinh

thuần khiết Nhưng trong thực tế, khi nấu chảy hỗn hợp các oxyt thì chúng tương tác nhau, sắp xếp vị trí trong mạch vô định hình làm thay đổi tính chất của chúng so với khi ở dạng tự do (hay tính chất riêng phần) Tính chất kỹ thuật này được áp dụng trong chế tạo thủy tinh silicat làm vật liệu bao bì thực phẩm và vật liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác, các oxyt kim loại kiềm và kiềm thổ được cho vào ở lượng nhỏ đã tạo nên những tính năng mới cho thủy tinh silicat, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật riêng biệt

6.2 THỦY TINH SILICAT

6.2.1 Đặc điểm của bao bì thủy tinh silicat

Bao bì thủy tinh silicat có những ưu khuyết điểm như sau:

- Nguồn nguyên liệu tự nhiên phong phú (cát trắng ở bờ biển)

- Tái sinh dễ dàng không gây ô nhiễm môi trường

- Dẫn nhiệt rất kém

- Tái sử dụng nhiều lần, nhưng phải có chế độ rửa chai lọ đạt an toàn vệ sinh

- Trong suốt

- Ít bị ăn mòn hóa học bởi môi trường kiềm và axit (sự ăn mòn xảy ra rất chậm và tùy theo nồng độ) Bao bì thủy tinh chứa thực phẩm không bị ăn mòn bởi pH của thực phẩm mà thường bị ăn mòn bởi môi trường kiềm, vệ sinh chai lọ để tái sử dụng

- Có thể bị vỡ do va chạm cơ học

- Nặng, khối lượng bao bì có thể lớn hơn thực phẩm được chứa đựng bên trong, tỷ trọng của thủy tinh: 2,2÷6,6

- Không thể in, ghi nhãn theo qui định nhà nước lên bao bì mà chỉ có thể vẽ, sơn logo hay thương hiệu của công ty nhà máy hoặc khi sản xuất chai có thể được tạo dấu hiệu nổi trên thành chai và nếu cần chi tiết hơn thì phải dán nhãn giấy lên chai như trường hợp sản phẩm rượu, bia, nước ngọt chứa đựng trong chai

6.3 NGUYÊN LIỆU VÀ PHỐI LIỆU TRONG SẢN XUẤT THỦY TINH BAO BÌ TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

Nguyên liệu sản xuất thủy tinh (thủy tinh silicat) là các hợp chất vô cơ từ

quặng thiên nhiên: các oxyt kim loại lưỡng tính, oxyt kiềm và oxyt kiềm thổ (thành phần này có thể tồn tại với lượng nhỏ)

Nguyên liệu phụ: hỗ trợ kỹ thuật chế tạo các hợp chất vô cơ được dùng ở

lượng nhỏ hoặc rất nhỏ để khử bọt, khử màu, nhuộm màu, làm đục thủy tinh hoặc rút ngắn quá trình nấu

Trong thực tế người ta hay dùng các nguyên liệu như cát, đá vôi, tràng thạch đôlômi, sođa, sunfat, borat hoặc các oxyt tinh khiết, hoặc phế liệu thủy tinh để nấu thủy tinh silicat dùng trong công nghiệp thực phẩm

6.3.1 Nguyên liệu nấu thủy tinh oxyt silic (SiO 2 )

SiO 2

Là thành phần chính của đa số thủy tinh công nghiệp Phân tử SiO2 bị nấu chảy ở nhiệt độ cao sẽ chuyển thành SiO4, có cấu tạo khối tứ diện đều mà trọng tâm là nguyên tử S, nối với 4 nguyên tử O phân bố như đỉnh của khối tứ diện đều, tạo khung cơ bản cho thủy tinh Thủy tinh silicat bền cơ, nhiệt, hóa Thủy tinh silicat thuần khiết còn được gọi là thạch anh, rất quý và được nấu ở nhiệt độ rất cao Thạch anh bền nhiệt, bền hóa, tính chiết quang rất cao

- Thủy tinh công nghiệp có thành phần SiO2 là 55÷75% Nguồn nguyên liệu chính là cát biển (SiO2) thô, trong cát có thể lẫn chất bẩn thải trong biển Ngoài SiO2 còn có Al2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, là 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 độ chiết quang của thủy tinh như: Fe2O3, MnO2, TiO2, Cr2O3, V2O5

Yêu cầu cát nấu thủy tinh có hàm lượng SiO2 cao và hàm lượng tạp chất Fe2O3 rất nhỏ (Fe2O tạo thủy tinh màu vàng, FeO tạo cho thủy tinh màu xanh lá cây) do đó hàm lượng oxyt sắt tổng trong thủy tinh cho phép là 0,012÷0,3%

- Yêu cầu độ hạt cát 0,1÷0,8mm, nếu kích thước hạt >0,8÷2mm thì sẽ khó chế tạo thủy tinh đạt chất lượng cao do cát có trạng thái nóng chảy không đồng đều (do độ hạt cát to nhỏ khác nhau rất nhiều thường gây khuyết tật trong sản phẩm) Hạt cát nhỏ, mịn, đồng đều kích thước, tròn, trơn láng không có khía cạnh rất thuận lợi để sản xuất thủy tinh chất lượng cao

Ở Việt Nam có những nơi có cát tốt (gọi là cát thạch anh) như: Cát Bà, Phả Lại, Quảng Bình, Đà Nẵng

Oxyt kali (K 2 O)

K2O được cho vào thủy tinh từ nguồn K2CO3, tạo cho thủy tinh vẻ bóng sáng bề mặt, nên K2O là phụ gia sản xuất thủy tinh cao cấp như pha lê, thủy tinh màu, thủy tinh quang học, thủy tinh dùng trong phân tích hóa học và thủy tinh kỹ thuật

Oxyt canxi (CaO)

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

Oxyt bari (BaO)

BaO tạo cho thủy tinh vẻ sáng bóng, trọng lượng riêng tăng cao, do đó BaO là phụ gia để sản xuất thủy tinh quang học và rút ngắn quá trình nấu

Oxyt chì (Pb 3 O 4 )

Trong thực tế thường dùng Pb3O4, thủy tinh chì thì dễ nấu, dễ khử bọt Khi nấu oxyt chì sẽ cho thủy tinh có chiết suất cao, trọng lượng riêng lớn, dùng để sản xuất thủy tinh quang học, pha lê, thủy tinh bát đĩa cao cấp, ngọc thạch nhân tạo

Oxyt kẽm (ZnO)

ZnO làm giảm hệ số giãn nở nhiệt của thủy tinh, gây đục thủy tinh, tạo tính bền nhiệt, bền hóa học cao và gây đục cho thủy tinh

Oxyt boric B 2 O 3

Oxyt boric được cung cấp từ nguồn:

- Axit boric H2BO3, borat (hàn the) Na2B4O7.10H2O

- Quặng asarit 2MgO.B2O3H2O

Nếu cho B2O3 thay thế Na2O thì hệ số dãn nở nhiệt giảm tạo nên thủy tinh; bền nhiệt, bền hóa tăng lên, khử bọt tốt, rút ngắn quá trình nấu B2O3

cần thiết cho sản xuất thủy tinh quang học, kỹ thuật và một số thủy tinh đặc biệt

Nhôm oxyt Al 2 O 3

Để sản xuất thủy tinh alumino silicat cao cấp Loại thủy tinh alumino silicat và các thủy tinh khác có hàm lượng Al2O3 ≥5%, từ nguồn các oxyt nhôm kỹ thuật hoặc hydroxyt nhôm Nhóm oxyt canxi này tạo ảnh hưởng đến thủy tinh tương tự khi dùng B2O3, nhưng kéo dài thời gian nấu thủy tinh, khử bọt chậm, độ nhớt tăng, thủy tinh đóng rắn nhanh, nhưng tăng bền cơ, bền hóa học và bền nhiệt, do Al2O3 tác động làm giảm hệ số giãn nở của thủy tinh

Oxyt natri (Na 2 O)

Na2O có ảnh hưởng lớn trong sản xuất thủy tinh công nghiệp, hàm lượng

Na2O cao sẽ làm giảm tính bền nhiệt, bền cơ, bền hóa và càng giảm tính dẫn

điện của thủy tinh Bên cạnh đó, Na2O có tác dụng hạ nhiệt độ nấu, do đó

thủy tinh dễ bị bọt Na2O được cung cấp từ các muối Na2CO3 và Na2SO4

Ngoài ra nếu có oxyt photpho (P2O5), các hợp chất flour, antimon, thiếc, chúng

có thể gây đục thủy tinh

GeO2

GeO2 giúp tăng độ chiết quang cho thủy tinh, do đó được dùng phụ gia

trong chế tạo thủy tinh cao cấp

6.3.2 Nguyên liệu phụ

Chất nhuộm màu thủy tinh gồm chất nhuộm màu phân tử hoặc nhuộm màu

khuếch tán Chất nhuộm màu phân tử sẽ không gây thay đổi tính chất của thủy

tinh, cho màu ổn định và trong suốt, đối với tất cả các quá trình gia nhiệt sử

dụng thủy tinh Chất nhuộm màu dạng keo khuếch tán sẽ cho thủy tinh có màu

thay đổi theo sự gia nhiệt (sau quá trình chế tạo), thủy tinh có màu đục cũng

thay đổi tùy vào độ phân tán, kích thước hạt keo, màu, chế độ gia công thủy

tinh

Thủy tinh có thể được nhuộm màu bởi các phụ gia FeS, oxyt sắt ba Fe2O3

làm cho thủy tinh có màu từ vàng chuyển sang màu vàng hung Theo số liệu

của Viện Hàn lâm Khoa học CHLB Nga, lượng oxyt sắt cho phép sử dụng

trong các loại thủy tinh như ở bảng 6.1 và 6.2

Bảng 6.1: Hàm lượng sắt cho phép trong các loại thủy tinh

theo công dụng

Bảng 6.2: Các chất nhuộm màu

Chất nhuộm màu phân tử Màu sắc thủy tinh

Co Xanh

Cr (Cr2O3, K2Cr2O7) Lục vàng

phần thủy tinh (cho màu khói, tím đỏ)

Fe 2+ Vàng, hung, Fe 3+ cho màu xanh lá cây

6.3.3 Chất nhuộm màu dạng keo khuếch tán

- Hợp chất selen: để nhuộm thủy tinh thành đỏ và hồng hàm lượng Se

khoảng 0,05÷0,2%

- Hợp chất vàng (Au) có thể nhuộm màu cho thủy tinh từ hồng đến đỏ để

tạo ngọc có thể thêm hàm lượng thiếc 0,01÷0,02%

- Hợp chất bạc (AgNO3) có thể nhuộm thủy tinh thành màu vàng

- Hợp chất đồng (Cu2O) tạo ra màu đỏ cho thủy tinh, nhưng trong môi

trường có tính oxy hóa thì tạo màu xanh

g Các chất oxy hóa, có tác dụng khử bọt:

- Chất oxy hóa: muối nitrat, các hợp chất asenic, MnO2, sẽ phóng thích

O2 trong quá trình nấu thủy tinh ở nhiệt độ cao 400 ÷ 925oC Hỗn hợp

chất oxy hóa thường dùng như asenic As2O3 (0,3%) và KNO3

(1,0 ÷ 1,5%) cũng là chất khử bọt cho quá trình nấu thủy tinh Các chất

khử bọt khác có thể dùng là: muối flourur và muối ammonium, bên

cạnh đó CeO2 phân hủy thành CeO và O2 là chất chống sự biến màu,

hay sự phai màu của thủy tinh, rất hiệu quả

- Chất khử: carbon (C) từ nguồn mạt cưa, than đá, muối natri, kali hoặc

SnO, SnCl2 thường được dùng đề loại nguyên tố oxy từ các oxyt kim loại

g Các chất rút ngắn quá trình nấu giúp rút ngắn 10 ÷ 15% thời gian nấu

thủy tinh khi thêm vào một lượng nhỏ các hợp chất flo, muối sunfat, NaCl,

B2O3, BaO, muối nitrat

THỦY TINH SILICAT TRONG CÔNG NGHIỆP

Các loại thủy tinh silicat sử dụng trong công nghiệp được phân loại dựa

trên thành phần tham gia của các oxyt như sau:

1- Thủy tinh chứa kali và canxi

2- Thủy tinh chứa natri và canxi

3- Thủy tinh chứa kali và chì

4- Thủy tinh chứa bo và nhôm

Loại 1, có độ bền hóa học cao, độ bóng sáng bề mặt, dùng làm dụng cụ

đo, thủy tinh cao cấp

Loại 2, có độ bền hóa học cao do sự có mặt của nguyên tố Ca, với lượng

thấp Na, và nếu 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, là thủy tinh đắt tiền, tỷ trọng cao, có độ bóng sáng bề mặt và độ

chiết quang cao, dùng để làm vật dụng cao cấp, đồ trang sức

Loại 4, là thủy tinh bền nhiệt, bền hóa, bền cơ cao Đây là thủy tinh kỹ

thuật

Bảng 6.3: Công thức phối liệu sản xuất loại thủy tinh Na-Ca

Thành phần oxyt Hàm lượng (%)

bị bào mòn bởi dung dịch axit và cả dung dịch kiềm

Trong môi trường axit H+ đến nhận e– từ Na, khiến Na+ sinh ra tan vào môi trường, gây rỗ bề mặt thủy tinh, nhưng sau đó thì thủy tinh trở nên có khả năng bền với H+ do mạng lưới SiO4 vững chắc

Thủy tinh NaCa thường chiếm 90% sản lượng của thủy tinh

Thủy tinh Bor-Ca sẽ tạo nên thủy tinh (borosilicate) có thể chịu được

sóng lò viba

Thủy tinh cao cấp như pha lê có chứa PbO, B2O3, K2O, Al2O3

Thủy tinh làm chai lọ thực phẩm: có thể chứa CaO (bền hóa học), Al2O3, ZnO; lượng Na2O càng thấp thì thủy tinh càng bền

6.4 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH

Nguyên liệu là cát: cần có độ hạt đồng đều theo yêu cầu, hàm lượng

SiO2 tùy theo yêu cầu của loại thủy tinh Nếu nguyên liệu cát lẫn các loại

oxyt hoặc kim loại không mong muốn thì có thể gây khuyết tật, ảnh hưởng đến chất lượng thủy tinh

Rửa - chà xát

Cát được rửa bằng nước, đồng thời được chà xát để tách rời những hạt cát dính vào nhau, công đoạn này loại được một số tạp chất hòa tan trong nước, và lẫn trong nguyên liệu (như muối NaCl) và một số tạp chất dạng huyền phù

Phân loại theo kích thước hạt

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

Hình 6.1: Quy trình gia công thủy tinh Phân ly điện từ

Nguyên liệu cát có thể có oxyt sắt (FeO, Fe2O3 hoặc FeS) với liều lượng cao hơn giới hạn cho phép trong sản xuất thủy tinh sẽ ảnh hưởng xấu đến tính chiết quang, cũng như tạo màu không mong muốn cho thủy tinh Do đó, oxyt

sắt được loại đi bằng phương pháp điện từ

Nấu thủy tinh

Giai đoạn nấu ảnh hưởng lớn đến chất lượng của thủy tinh Khối nguyên liệu được gia nhiệt đến 1100÷1400oC để nấu chảy tạo thủy tinh, tùy theo thành phần nguyên liệu Nếu thành phần nguyên liệu có kim loại Na cao thì sẽ làm giảm nhiệt độ nóng chảy của khối nguyên liệu

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 Trong quá trình nấu 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 nguyên tử oxyt phân bố ở bốn đỉnh của khối tứ diện

Trong quá trình nấu thủy tinh, có sự tham gia của carbon (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 hoặc hàm lượng Na cao khiến thời gian nấu thủy tinh diễn ra ngắn, tiêu hao năng lượng thấp nhưng quá trình khử bọt (thoát khí CO và CO2) xảy ra không triệt để, tạo bọt khí trong khối thủy tinh, gây ra khuyết tật cho thành phẩm

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

Tạo hình thủy tinh

Hình 6.2: Công nghệ tạo hình sản phẩm thủy tinh

Sơ đồ công nghệ tạo hình sản phẩm chai lọ thủy tinh được biểu diễn ở hình a hoặc b, gồm các giai đoạn từ 1-7

Thủy tinh được tạo hình bằng phương pháp đùn thổi hoặc ly tâm thổi với áp lực cao

Thủy tinh nóng chảy ở nhiệt độ ≥ 1000oC từ lò nấu được được tạo hình sơ bộ trong khuôn 1 và được dòng khí nén đi từ phía dưới khuôn 2 thổi nén thành hình dạng sơ bộ 2 và 3 và được tiếp tục tạo hình cho thành phẩm 7; ở giai đoạn này dùng áp lực của dòng khí nén hoặc dùng lực ly tâm để phân bố lại khối thủy tinh 5 tạo thành chai đều đặn trong khuôn 6 và tạo nên sản phẩm có hình dạng theo yêu cầu 7

Phủ nóng

Phủ nóng bằng bột SnO nóng để bảo vệ bề mặt sản phẩm thủy tinh 2đang ở nhiệt độ 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 sụng

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

700÷800oC, được phủ nóng, được làm nguội xuống nhiệt độ 300oC, sau đó lại được gia nhiệt đến 700oC và được làm nguội chậm đến nhiệt độ thường, nhằm

để giảm ứng suất nội ở thành trong và thành ngoài của chai 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

300oC thì được gia nhiệt đến nhiệt độ 700oC 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 270oC (thủy tinh không tôi chỉ có thể chịu được sự chênh lệch nhiệt độ là 70oC) 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

6.4.2 Các loại khuyết tật

Chất lượng thủy tinh được đánh giá bởi độ đồng nhất hóa học (từ đó sẽ dẫn đến sự đồng nhất về vật lý) Sự có mặt các thành phần lạ không đồng nhất gọi là khuyết tật của thủy tinh Tùy theo các nguyên nhân khác nhau tạo nên khuyết tật khác nhau về hình dạng, đặc tính hóa lý, và làm giảm chất lượng thủy tinh Khi sản phẩm đã bị khuyết tật thì không thể khắc phục mà phải loại bỏ

Khuyết tật dạng bọt khí

Bọt khí có nhiều kích thước khác nhau, không màu, trong suốt Khuyết tật dạng này là do thành phần phối liệu không thích hợp hoặc kích thước hạt cát không đồng đều hoặc do chế độ nấu thủy tinh không hợp lý như nhiệt độ thấp hoặc thời gian khử bọt ngắn khiến cho khí tạo ra trong quá trình khử các oxyt không thể thoát khỏi thủy tinh một cách hoàn toàn

Khuyết tật dạng thủy tinh

Các khuyết tật dạng này do thành phần nguyên liệu không thích hợp với chế độ nấu với thủy tinh do đó khác về mật độ, độ chiết suất, độ nhớt, sức căng bề mặt Những thành phần lạ này sẽ tạo dạng vân, dạng sợi trong khối thủy tinh, gây giảm độ đồng nhất, giảm tính bền cơ, nhiệt của thủy tinh được chế tạo

Khuyết tật dạng tinh thể

Khuyết tật dạng tinh thể tạo thành trong quá trình phối liệu trong nguyên liệu có những thành phần không phản ứng, không nóng chảy nằm lại trong thủy tinh; do chế độ nhiệt không thích hợp và thời gian nấu ngắn tạo nên những đốm, vết đục của các oxyt không hòa tan, không đồng thể với thủy