การผลิตขวดน้ำหนักเบา

ขวดและโถแก้วมีฟังก์ชันการใช้งานที่ครอบคลุมที่ยอดเยี่ยม แต่ก็มีข้อเสียคือแตกง่ายและหนัก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ภาชนะบรรจุภัณฑ์แก้วต้องเผชิญกับการแข่งขันจากโลหะ พอลิเมอร์ กระดาษ และวัสดุอื่นๆ ด้วยการเกิดขึ้นของภาชนะบรรจุภัณฑ์ใหม่ๆ ดังนั้น เนื่องจากขวดและโถแก้วถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ จึงกลายเป็นแนวทางและแนวโน้มการพัฒนาในอนาคตเพื่อลดต้นทุนการผลิต ปรับปรุงเกรดคุณภาพ และเพิ่มความสามารถในการแข่งขันกับวัสดุบรรจุภัณฑ์ประเภทอื่นๆ ขณะเดียวกันก็ตอบสนองความต้องการด้านบรรจุภัณฑ์
การทำให้ขวดและโถแก้วมีน้ำหนักเบาเป็นวิธีหลักที่อุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์แก้วใช้เพื่อลดต้นทุนการผลิต ขวดที่มีน้ำหนักเบาหมายถึงขวดที่ผลิตขึ้นโดยลดความหนาและน้ำหนักของผนังขวดในขณะที่ยังคงความจุและความแข็งแรงของภาชนะแก้วไว้
การผลิตขวดน้ำหนักเบามีข้อดีดังต่อไปนี้
(1) สามารถประหยัดการใช้ทรัพยากรธรรมชาติได้ อุตสาหกรรมแก้วเป็นอุตสาหกรรมที่ใช้พลังงานสูง ไม่ว่าจะใช้ถ่านหิน น้ำมันดิบ ก๊าซธรรมชาติ หรือไฟฟ้า ล้วนใช้พลังงานจำนวนมาก ในสังคมยุคใหม่ที่ใช้พลังงานอย่างจำกัด การผลิตสินค้าให้ได้มากที่สุดด้วยพลังงานที่จำกัดจะช่วยลดต้นทุนการผลิต เพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันของผลิตภัณฑ์ และให้ประโยชน์ต่อสังคมจากการประหยัดพลังงาน
(2) สามารถเพิ่มความเร็วของเครื่องจักร เร่งการผลิต และปรับปรุงความโปร่งใสของขวด ขวดและโถแก้วสมัยใหม่ส่วนใหญ่ผลิตโดยใช้เครื่องจักรขึ้นรูปความเร็วสูง ซึ่งช่วยลดน้ำหนักของขวด เร่งความเร็วในการขึ้นรูป และทำให้ได้ผลผลิตมากขึ้น
(3) สามารถลดต้นทุนการขนส่งของแต่ละเส้นทางการขนส่งได้ ในเส้นทางการขนส่งระยะไกลที่มียานพาหนะหลายประเภท ขวดแก้วและโถแก้วที่มีน้ำหนักเบาจะช่วยลดต้นทุนการขนส่งและการขนส่ง และลดภาระของผู้ผลิต ผู้ใช้ และผู้บริโภคได้ในระดับหนึ่ง

ในปัจจุบันยังไม่มีกฎระเบียบและมาตรฐานเดียวกันสำหรับขวดน้ำหนักเบาในโลก
“เงื่อนไขการเข้าถึงสำหรับอุตสาหกรรมแก้วรายวัน” กำหนดว่าระดับน้ำหนักเบาของขวดและโถแก้วน้ำหนักเบาจะต้องไม่เกิน 1.0
สูตรข้างต้นได้รับการเสนอโดยอุตสาหกรรมเดียวกันในโลก ประเทศต่างๆ ในโลกมีค่าดัชนีสำหรับกำลังการผลิตเต็มที่ต่างกัน
การลดน้ำหนักเบาของบรรจุภัณฑ์แก้วคือการลดอัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรของขวดแก้วภายใต้เงื่อนไขเพื่อให้แน่ใจว่ามีความแข็งแรงในระดับหนึ่ง โดยมีเป้าหมายเพื่อปรับปรุงความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและความประหยัด อัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรของขวดแก้วหมายถึงอัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรของขวด นั่นคือน้ำหนักของขวดต่อหน่วยปริมาตร นั่นคือปริมาณแก้วที่ใช้ต่อหน่วยปริมาตรของขวดเอง อัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรเป็นการวัดเพื่อประเมินมวลของขวดแก้วและโถที่มีปริมาตรเดียวกัน อัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรจะแตกต่างกันไปตามความจุและวัตถุประสงค์ของขวด อัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรของขวดน้ำหนักเบาโดยทั่วไปคือ {{10}}.15~0.8 อัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรของขวดรีไซเคิลที่มีแรงดันจะมากกว่า และของขวดแรงดันปกติจะน้อยกว่า นอกจากนี้ ยิ่งขวดมีขนาดเล็ก อัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรก็จะมากขึ้น ขวดน้ำหนักเบามีอัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรที่น้อย ผนังขวดค่อนข้างบาง และมีน้ำหนักเบา ความหนาของผนังขวดตวงโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 1.0~2.5 มม. ขวดน้ำหนักเบาส่วนใหญ่ใช้เป็นขวดแบบใช้แล้วทิ้ง
2.6.2 คำจำกัดความของขวดน้ำหนักเบา
ในปัจจุบันยังไม่มีกฎระเบียบและมาตรฐานสากลสำหรับขวดน้ำหนักเบา คำจำกัดความของขวดน้ำหนักเบา: ระดับน้ำหนักเบา L {{0}}.44X ความจุของน้ำหนักขวดเต็มปาก (0.810)
“เงื่อนไขการเข้าถึงสำหรับอุตสาหกรรมแก้วรายวัน” กำหนดว่าระดับน้ำหนักเบาของขวดและโถแก้วน้ำหนักเบาจะต้องไม่เกิน 1.0
สูตรข้างต้นได้รับการเสนอโดยอุตสาหกรรมเดียวกันในระดับนานาชาติ โดยประเทศต่างๆ ทั่วโลกมีค่าดัชนีสำหรับความจุช่องปากเต็มที่แตกต่างกัน
การทำให้บรรจุภัณฑ์แก้วมีน้ำหนักเบาลงนั้นก็เพื่อลดอัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรของขวดแก้วในขณะที่ยังคงความแข็งแรงไว้ เพื่อปรับปรุงความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและความประหยัด อัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรของขวดแก้วหมายถึงอัตราส่วนน้ำหนักต่อความจุของขวด นั่นคือน้ำหนักของขวดต่อหน่วยความจุ นั่นคือปริมาณแก้วที่ใช้ต่อหน่วยความจุของขวดเอง อัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรเป็นการวัดคุณภาพของขวดและโถแก้วที่มีปริมาตรเท่ากัน อัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรจะแตกต่างกันไปตามความจุและวัตถุประสงค์ของขวด อัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรของขวดน้ำหนักเบาโดยทั่วไปคือ {{10}}.15~0.8 อัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรของขวดรีไซเคิลที่มีแรงดันจะมากกว่า และอัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรของขวดใช้แล้วทิ้งที่มีแรงดันปกติจะน้อยกว่า นอกจากนี้ ยิ่งขวดมีขนาดเล็ก อัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรก็จะมากขึ้น ขวดน้ำหนักเบามีอัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรที่ต่ำ ผนังขวดค่อนข้างบาง และมีน้ำหนักเบา ความหนาของผนังขวดโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 1.0~2.5 มม. ขวดน้ำหนักเบาส่วนใหญ่ใช้เป็นขวดแบบใช้แล้วทิ้ง

สำหรับขวดแก้วน้ำหนักเบาทั้งในและต่างประเทศโดยทั่วไป
สูตรวัสดุทั่วไประหว่างประเทศมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย องค์ประกอบทางเคมีของขวดแก้วทั่วไปคือระบบ Na20-Ca0-SiO2 และขวดแก้วน้ำหนักเบาเน้นที่การเพิ่มความแข็งแรง เพิ่มเนื้อหาของตัวสร้างเครือข่ายในองค์ประกอบเพื่อให้โครงสร้างแก้วมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น ประจุของไอออนออกไซด์ที่นำเข้ามาในองค์ประกอบควรสูงและรัศมีไอออนควรเล็ก จากการเปลี่ยนแปลงทางสถิติในองค์ประกอบทางเคมีของขวดแก้วน้ำหนักเบาในสหรัฐอเมริกา มีการปรับเปลี่ยนเพียงเล็กน้อยเท่านั้น วัตถุประสงค์ของการปรับเปลี่ยนคือเพื่อลดเวลาหลอมละลายและการทำให้บริสุทธิ์ ปรับปรุงคุณภาพของแก้ว และปรับให้เข้ากับข้อกำหนดของความเร็วเครื่องจักรสูง
ว่าองค์ประกอบแก้วที่ออกแบบนั้นเหมาะสมกับคุณลักษณะการผลิตขวดน้ำหนักเบาหรือไม่นั้น วัดจากปัจจัยต่อไปนี้เป็นหลัก:
1 ปรับปรุงเสถียรภาพทางเคมีของกระจก
2 เพิ่มความเร็วเครื่องจักร;
3. ลดต้นทุนวัตถุดิบชุด
4. ลักษณะการหลอมเหลวและการทำให้บริสุทธิ์จะคล้ายคลึงกับขวดแก้วทั่วไป
5. ลดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของกระจก เพิ่มเสถียรภาพทางความร้อนของกระจก ส่งผลให้ลดปรากฏการณ์การระเบิดจากความเย็น
เนื่องจากน้ำหนักแก้วของขวดน้ำหนักเบาที่หล่นลงมามีน้ำหนักเบากว่าขวดธรรมดาที่มีความจุเท่ากัน และความจุของฟองอากาศหลักมีขนาดใหญ่ในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป การถ่ายเทความร้อนจึงเร็วขึ้น ซึ่งขัดขวางการไหลและการกระจายของของเหลวแก้วในขวดเปล่า และทำให้การกระจายของผนังขวดแก้วไม่สม่ำเสมอได้ง่าย ดังนั้น จากมุมมองของการขึ้นรูป ควรเพิ่มความเร็วของเครื่องจักร องค์ประกอบทางเคมีของแก้วน้ำหนักเบาในประเทศบางชนิดแสดงอยู่ในตาราง 2-38

ในองค์ประกอบของแก้ว เพื่อประหยัดปริมาณโซดาแอช โดยทั่วไปแล้วจะใช้ Li2O ในปริมาณที่เหมาะสมซึ่งใส่เข้าไปในไมกาลิเธียมเพื่อทดแทน Na2O ซึ่งจะช่วยเร่งกระบวนการหลอมแก้ว ลดความหนืดและแรงตึงผิวของแก้ว และเร่งการตกตะกอนและทำให้แก้วเป็นเนื้อเดียวกัน นอกจากนี้ การเติมสารเติมแต่งปริมาณเล็กน้อย เช่น ตะกรันที่มีธาตุ เช่น ทังสเตนและวาเนเดียม ลงในองค์ประกอบของแก้ว สามารถเร่งการก่อตัวของซิลิเกตได้ และมีข้อดีคือหลอมละลายได้ง่าย มีผลในการตกตะกอนที่ดี ประสิทธิภาพกระบวนการที่เสถียร และประหยัดพลังงานและลดการใช้พลังงานได้อย่างมาก