Şişe camının bileşimi ve hammaddeleri

Şişe camının bileşimini sınıflandırmanın birçok yolu vardır. Şişe camının farklı oksit içeriğine göre soda-kireç camı bileşenleri, yüksek kalsiyumlu cam bileşenleri, yüksek alüminyumlu cam bileşenleri olarak ayrılabilir, ancak bu sınıflandırma titiz değildir. Örneğin, Ca0 içeriği yüksek kalsiyum bileşenidir ve Al2 O3 içeriği yüksek alüminyum bileşenidir. Net bir sınır belirlemek zordur. Burada sadece araştırma ve açıklama kolaylığı içindir.
Şişe camının farklı kullanımlarına göre, şişe camının bileşenleri ayrıca bira şişesi camı bileşenleri, içki şişesi camı bileşenleri, konserve şişesi camı bileşenleri, tıbbi şişe camı bileşenleri ve reaktif ve kimyasal hammadde şişesi camı bileşenleri olarak ayrılabilir. Farklı kullanımlar için cam performansının gereksinimlerine göre, maliyetleri düşürmek için cam bileşenleri hedeflenen bir şekilde tasarlanmalıdır.
Çin'de daha yaygın olan yöntem, cam bileşen türlerini renge göre ayırmaktır. Bunu yüksek beyaz malzemeye (Fe2 O3) ayırmak gelenekseldir.< 0.06%), bright material (ordinary white material), semi-white material (light blue material Fe2O3<0.5%), color material, and milky white material. Common high-white materials are generally used for high-end wine bottles and cosmetic bottles; semi-white materials are used for canned bottles, which contain a certain amount of Fe2 O3, mainly used to absorb ultraviolet rays, containing Fe2 O3 <0.5%, and the ultraviolet limit is below 320nm. Beer bottles are green or amber, and the absorption limit is about 450nm.

Soda-kireç şişe camı bileşimi, Al2O3 ve MgO eklenmiş SiO2-CaO-Na2O üçlü sistemine dayanmaktadır. Düz camdan farkı, şişe camındaki Al2O3 içeriğinin nispeten yüksek, CaO içeriğinin de nispeten yüksek ve MgO içeriğinin nispeten düşük olmasıdır. Kalıplama ekipmanının türünden bağımsız olarak, ister bira şişeleri, ister likör şişeleri veya konserve şişeleri olsun, bu tür bir bileşim kullanılabilir ve yalnızca gerçek duruma göre bazı ince ayarlar yapılması gerekir. Bileşimi (kütle kesri) şu şekilde değişir: SiO270% ila %73, Al2O3 2% ila %5, Ca07.5% ila %9.5, MgO1.5% ila %3, R2O13.5% ila %14.5. Bu tür bileşim, orta düzeyde alüminyum içeriği ile karakterize edilir. Al2O3 içeren silis kumu kullanılabilir veya maliyet tasarrufu için feldispat kullanılarak alkali metal oksitler eklenebilir. Ca0+MgO miktarı nispeten yüksektir ve sertleştirme hızı daha yüksek makine hızlarına uyum sağlamak için nispeten hızlıdır. MgO'nun bir kısmı, akış deliğinde, malzeme kanalında ve besleyicide camın kristalleşmesini önlemek için CaO'nun yerini almak üzere kullanılır. Orta düzeyde Al2O3, camın mekanik mukavemetini ve kimyasal kararlılığını iyileştirebilir.

Soda-kireç camındaki MgO ve CaO oranı, camın erime hızı ve kristalleşme performansı üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Araştırmalar, MgO/CaO oranının MgO-CaO ikili sistem faz diyagramının düşük ötektik noktasında bulunan 0.49~0.50 olduğunda, cam erime hızının en hızlı, cam kristalleşmesinin üst sınır sıcaklığının en düşük ve kristalleşme eğiliminin küçük olduğunu bulmuştur.

Yüksek kalsiyum bileşimi geleneksel şişe cam bileşimidir. 1970'lerde Japonya, yüksek hızlı kalıplamanın ihtiyaçlarını karşılamak için sodyum kalsiyum sistem bileşimini yüksek kalsiyum bileşimine geliştirdi. Günümüzde yüksek kalsiyum cam bileşimi şişe camının ana bileşen sistemidir ve bileşimi (kütle kesri) şu şekilde değişir: SiO270%^~73%, CaO9.5%~11.6%, R2013.5%~15%.
Yüksek kalsiyumlu camın başlıca özellikleri şunlardır.
1. Hammadde çeşitliliğini azaltın ve hammadde işleme ve partileme sürecini basitleştirin.
2. Daha fazla CaO ekleyin ve hammadde olarak yaklaşık 1,5 mm parçacık boyutuna sahip granüler kireç taşı kullanın, bu daha düşük bir sıcaklıkta silika kumuyla reaksiyona girerek erimeye elverişlidir; yüksek sıcaklıkta Ca0 viskoziteyi azaltabilir, bu da berraklaşmaya elverişlidir.
Camın sertleşme hızının artması, makine hızının artmasına ve kalıplama sürecindeki çeşitli kusurların azalmasına vesile olmaktadır.
Camın düşmesini önlemek için MgO kullanılmamıştır.
Yüksek kalsiyumlu camın kristalleşmesi kolaydır ve ana kristal fazı wollastonittir. Malzeme kanalının ve besleyicinin sıcaklığı dalgalanırsa, kristalleşme sıcaklığına yaklaşmak ve kristalleşmek kolaydır. Ciddi durumlarda, malzeme haznesi tıkanacaktır, bu nedenle sıcaklık sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.

Yüksek alüminyum, şişe camının geleneksel bir bileşenidir. Yüksek alüminyum cam için net bir bileşim aralığı formüle etmek zordur. Genellikle Al2O3 içeriğinin %6'dan fazla olduğuna inanılır ve bazı kişiler Al2O3 içeriğinin %9'dan fazla olması gerektiğine inanır. Soda-kireç ve yüksek kireç camıyla karşılaştırıldığında, yüksek alüminyum camı ayırt etmek için %6 Al2O3 kullanmak daha makul olabilir. Daha ince bir şekilde bölünecekse, yüksek alüminyum cam da yüksek alüminyum yüksek kalsiyum düşük sodyum tipi ve yüksek alüminyum soda-kireç tipi olarak ayrılır.
Yüksek alüminyumlu camın özelliği, nefelin, fonolit, perlit, granit artıkları, tantal-niyobyum artıkları vb. gibi alüminyum içeren ve alkali içeren kayalar, artıklar ve cürufu kullanabilmesidir, özellikle lityum ve flor, camın erimesini ve berraklaşmasını kolaylaştırır. Genellikle, yüksek alüminyumlu ham maddeler cam bileşimine Fe2 O3 ve TiO2 gibi daha fazla safsızlık getireceğinden, yalnızca yarı beyaz ve yeşil malzemeler için kullanılabilir.
Yüksek alüminyum bileşenlerinin camın özellikleri üzerindeki en büyük etkisi, camın viskozitesini artırmak ve aynı viskozitede karşılık gelen sıcaklığı artırmaktır. %1 Al2O3'ün SiO2 ile değiştirilmesi durumunda cam viskozitesinin sıcaklık değişimi Tablo 2-3'de gösterilmiştir. Bazı yerli işletmeler, cam sıvısının yüksek sıcaklık viskozitesini ve erime sıcaklığını azaltmak için yüksek alüminyum camdaki CaO ve Mg0 içeriğini artırma yöntemini benimsiyor. Aynı zamanda, camı berraklaştırmak, çıktıyı artırmak ve ayrıca makine hızını artırmaya yardımcı olmak için faydalıdır.

Yüksek alüminyum camın erime sıcaklığı, şekillendirme sıcaklığı, yumuşama sıcaklığı ve tavlama sıcaklığı artmış, sertleşme hızı artmış, cam yüzeyi dalgalı kaburgalara ve çizgilere eğilimli hale gelmiş, şişe duvarının düzgünlüğü kontrol edilmesi zorlaşmış ve halka kesiminin düzgünlüğü bozulmuştur. Bu nedenle, camın yüzey gerilimini azaltmak için yüksek alüminyum cama yüzey aktif maddeler eklemek en iyisidir, böylece yüksek alüminyum camdaki çizgilerin dağılması ve homojenleştirilmesi kolaylaşır ve daha kaliteli cam sıvısı elde edilir. Yüksek alüminyum cam, özellikle yüksek CaO içeriğine ve düşük R2O içeriğine sahip yüksek alüminyum cam, kolayca kristalleşir. Bazı fabrikalar akış deliğinde kristalleşme yaşamış ve akış deliğini tıkayarak üretimi durdurmuştur. Yüksek alüminyum formülü kullanıldığında, malzeme kanalı da kolayca kristalleşir. Bu nedenle, malzeme kanalı daha iyi yalıtım önlemlerine ve mükemmel ısıtma araçlarına sahip olmalıdır. Ayrıca yüksek alüminyumlu camın su direnci ve alkali direnci gibi kimyasal kararlılığı biraz azalır ve basınç dayanımı biraz iyileşir.
Yüksek alüminyumlu cam yüksek mukavemete ve güçlü su aşınma direncine sahiptir. Ancak, yüksek alüminyum formülü içeren cam sıvısı yüksek viskozitesi nedeniyle berraklaştırma ve homojenizasyona elverişli değildir, özellikle berraklaştırıcı uygunsuz kullanıldığında olumsuz sonuçlar ortaya çıkar. Yüksek alüminyumlu camın üretim kontrolünde ve kalitesinde bazı sorunlar nedeniyle, alkali yerine yüksek alüminyumlu bileşenler kullanan bazı yerli fabrikalar, soda külü piyasası yeterli hale geldikçe soda-kireç veya yüksek kalsiyumlu cam bileşenlerine geçtiler. Ancak, bireysel fabrikalar yüksek alüminyumlu camın üretim koşullarında çoktan ustalaşmış durumda ve hala yüksek alüminyumlu bileşenler kullanıyorlar.