วัตถุดิบในการทำขวดแก้ว

วัตถุดิบหลักในการทำขวดแก้ว
วัสดุต่างๆ ที่ใช้ในการเตรียมชุดแก้วเรียกรวมกันว่าวัตถุดิบแก้ว ชุดแก้วสำหรับการผลิตทางอุตสาหกรรมประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ โดยทั่วไป 7 ถึง 12 ชิ้น ขึ้นอยู่กับปริมาณและการใช้งานสามารถแบ่งออกเป็นวัสดุหลักและอุปกรณ์เสริมแก้ว
วัตถุดิบหลักหมายถึงวัตถุดิบที่มีการใส่ออกไซด์ที่เป็นส่วนประกอบต่างๆ ลงในแก้ว เช่น ทรายควอทซ์ หินทราย หินปูน เฟลด์สปาร์ โซดาแอช กรดบอริก สารประกอบตะกั่ว สารประกอบบิสมัท ฯลฯ ซึ่งจะถูกแปลงเป็น แก้วหลังจากการละลาย
วัสดุเสริมคือวัสดุที่ทำให้แก้วมีกระบวนการหลอมเหลวที่จำเป็นหรือแบบเร่ง ใช้ในปริมาณน้อยแต่มีความสำคัญมาก พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นสารให้ความกระจ่างและสารแต่งสีขึ้นอยู่กับบทบาทที่พวกเขาเล่น
สารลดสี, สารทำให้ทึบแสง, สารออกซิแดนท์, ฟลักซ์
วัตถุดิบแก้วมีความซับซ้อนมากขึ้น แต่สามารถแบ่งออกเป็นวัตถุดิบหลักและวัตถุดิบเสริมตามหน้าที่ วัตถุดิบหลักประกอบเป็นส่วนประกอบหลักของแก้วและกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีหลักของแก้ว วัสดุเสริมช่วยเพิ่มคุณสมบัติพิเศษให้กับกระจกและนำความสะดวกสบายมาสู่กระบวนการผลิต

1 วัตถุดิบหลักของแก้ว

(1) ทรายซิลิกาหรือบอแรกซ์: ส่วนประกอบหลักของทรายซิลิกาหรือบอแรกซ์ที่ใส่เข้าไปในแก้วคือซิลิกาหรือโบรอนออกไซด์ ซึ่งสามารถหลอมละลายเป็นตัวแก้วแยกระหว่างการเผาไหม้ ซึ่งเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติหลักของแก้ว เรียกว่าแก้วซิลิเกตตามลำดับ หรือโบรอน แก้วเกลือกรด

(2) เกลือโซดาหรือ Glauber: ส่วนประกอบหลักของโซดาและเธนาร์ไดต์ที่ใส่ลงในแก้วคือโซเดียมออกไซด์ ในการเผา เกลือเหล่านี้จะก่อตัวเป็นเกลือสองชั้นที่หลอมละลายได้กับออกไซด์ที่เป็นกรด เช่น ทรายซิลิกา ซึ่งทำหน้าที่เป็นฟลักซ์และทำให้แก้วขึ้นรูปได้ง่าย อย่างไรก็ตาม หากมีปริมาณมากเกินไป อัตราการขยายตัวทางความร้อนของกระจกจะเพิ่มขึ้น และความต้านทานแรงดึงจะลดลง

(3) หินปูน โดโลไมต์ เฟลด์สปาร์ ฯลฯ: ส่วนประกอบหลักของหินปูนที่ใส่เข้าไปในแก้วคือแคลเซียมออกไซด์ ซึ่งช่วยเพิ่มความเสถียรทางเคมีและความแข็งแรงเชิงกลของแก้ว แต่ปริมาณที่มากเกินไปจะทำให้แก้วตกผลึกและลดความต้านทานความร้อน

โดโลไมต์เป็นวัตถุดิบสำหรับการแนะนำแมกนีเซียมออกไซด์ สามารถเพิ่มความโปร่งใสของกระจก ลดการขยายตัวเนื่องจากความร้อน และปรับปรุงความต้านทานต่อน้ำ

เฟลด์สปาร์ใช้เป็นวัตถุดิบในการแนะนำอลูมินา ซึ่งควบคุมอุณหภูมิหลอมเหลวและยังช่วยเพิ่มความทนทานอีกด้วย นอกจากนี้ เฟลด์สปาร์ยังสามารถจัดหาส่วนประกอบโพแทสเซียมออกไซด์เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติการขยายตัวเนื่องจากความร้อนของแก้วอีกด้วย

(4) กระจกแตก: โดยทั่วไปแล้ว ไม่ได้ใช้วัสดุใหม่ทั้งหมดในการผลิตแก้ว แต่มีกระจกแตก 15%-30% ผสมอยู่

2 วัสดุเสริมแก้ว

(1) สารลดสี: สิ่งเจือปนในวัตถุดิบ เช่น เหล็กออกไซด์ จะนำสีมาสู่กระจก โซดาที่ใช้กันทั่วไป โซเดียมคาร์บอเนต โคบอลต์ออกไซด์ นิกเกิลออกไซด์ ฯลฯ ถูกนำมาใช้เป็นสารลดสี ซึ่งแสดงสีที่เข้ากันกับสีดั้งเดิมในแก้ว กระจกจะกลายเป็นสีไม่มีสี นอกจากนี้ ยังมีตัวรีดิวซ์สีที่สามารถสร้างสารประกอบสีอ่อนที่มีสีเจือปนได้ เช่น โซเดียมคาร์บอเนต ซึ่งสามารถออกซิไดซ์กับเหล็กออกไซด์เพื่อสร้างเฟอร์ริกออกไซด์ เพื่อให้แก้วเปลี่ยนจากสีเขียวเป็นสีเหลือง

(2) สารแต่งสี: โลหะออกไซด์บางชนิดสามารถละลายได้โดยตรงในสารละลายแก้วเพื่อทำให้แก้วมีสี หากเหล็กออกไซด์ทำให้แก้วเป็นสีเหลืองหรือสีเขียว แมงกานีสออกไซด์อาจปรากฏเป็นสีม่วง โคบอลต์ออกไซด์อาจปรากฏเป็นสีน้ำเงิน นิกเกิลออกไซด์อาจปรากฏเป็นสีน้ำตาล และคอปเปอร์ออกไซด์และโครเมียมออกไซด์อาจปรากฏเป็นสีเขียว

(3) สารให้ความกระจ่าง: สารให้ความกระจ่างสามารถลดความหนืดของการหลอมแก้วเพื่อให้ฟองที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีสามารถหลบหนีและชี้แจงได้ง่าย สารให้ความกระจ่างที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ชอล์ก โซเดียมซัลเฟต โซเดียมไนเตรต เกลือแอมโมเนียม แมงกานีสไดออกไซด์ และอื่นๆ ในทำนองเดียวกัน

(4) เครื่องทำให้ทึบแสง: เครื่องทำให้ทึบแสงสามารถเปลี่ยนกระจกให้กลายเป็นตัวโปร่งแสงสีขาวขุ่นได้ สารทำให้ทึบแสงที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ไครโอไลท์ โซเดียมฟลูออโรซิลิเกต ดีบุกฟอสไฟด์ และอื่นๆ สามารถสร้างอนุภาคขนาด 0.1 – 1.0 ไมโครเมตรที่แขวนอยู่ในแก้วเพื่อทำให้แก้วขุ่น