Венчики

Стеклянные сосуды подразделяются на узкогорлые (с внутренним диаметром горла менее 35 мм) и широкогорлые (с внутренним диаметром горла более 35 мм).

В соответствии со стандартами, установленными Институтом стеклянной тары (Glass Packaging Institute, г. Вашингтон), тара классифицируется по видам венчиков, которые отличаются по размеру, способу укупоривания и имеют такие особенности, как ручки, большое или несколько маленьких отверстий для высыпания необходи­мого количества чего-либо и другие приспособления для извлечения содержимого.

Стандартные венчики сосудов обозначаются с помощью двух чисел, например 28-410. Первое число обозначает диаметр в миллиметрах, измеренный от одного края резьбы до другого; при этом бутылка располагается горизонтально. Второе число ука­зывает способ укупорки: серия 400 (непрерывная резьба, сокращенно СТ - continuous thread); серия 500 (для крышки, открываемой поворотом); серия 600 (для коронча­той крышки, кронен-пробки); серия 2000 (для вакуумной упаковки); серия 1600 (за­катываемая крышка).

На рис. 1.10 приведено изображение распространенных типов венчиков. Непрерывная резьба (серия 400) применяется наиболее широко и в самых разнообраз­ных сферах — от упаковки пищевых продуктов и напитков до фармацевтической про­дукции и бытовой химии. Напитки также выпускаются в бутылках с венчиком 1600 (закатываемая крышка) и 500 (крышка, открываемая поворотом) серий. Последняя по­всеместно вытесняет традиционную корончатую (600 серия), требующую применения специальных приспособлений для открывания.

Для пищевых продуктов и некоторых видов соков применяются сосуды серии 2000, поскольку она пригодна для вакуумной упаковки. Крышка такого контейнера удерживается на нем за счет лепестков, прижатых к венчику, поэтому ее часто назы­вают «обжимная лепестковая крышка». Также этот вид тары называют «закрываю­щейся при повороте на четверть оборота». Следует отметить, что обжимные лепест­ковые крышки не должны применяться при закрутке сосуда вручную, поскольку при этом крутящее усилие может быть недостаточным для обеспечения надежной герме­тичной укупорки.

Фрикционные крышки часто применяются для пищевых контейнеров, например при выпуске стаканчиков для конфитюра (чтобы сохранить гладкий край), что дает возможность использовать их впоследствии в качестве стакана.

Область венчика описывается с помощью специфической терминологии (рис. 1.11).

2. Сырьё для производства стеклянной тары.

Пески. Основным материалом для введения в стекло SiO₂ является кварцевый песок, в котором содержатся примеси различных минералов: магнезита, слюды, полевого шпата, каолина, карбонатов кальция, магния и др. Наиболее вредными примесями являются соединения железа, окрашивающие стекло в желтый или зеленый цвет.

Кроме того, в песках содержатся красящие окислы TiO₂ и Cr₂O₃. Из этих окислов наиболее вредным является Cr₂O₃ [10].

Качество песков также характеризуется гранулометрическим составом. Для варки стекла можно использовать пески, у которых размер зерен находится в пределах 0,15 – 0,6 мм. Оптимальный размер зерен 0,25 – 0,5 мм [10].

Размер зерен оказывает большое влияние на время варки стекла. О. К. Ботвинкин установил, что время стеклообразования прямо пропорционально третей степени радиуса зерен песка:

t = k × r³, (2. 2)

где t – время стеклообразования;

k – постоянная;

r – радиус зерна песка.

Поэтому, для варки стекла следует применять, по возможности, мелкие пески [4].

Для варки стекла лучше всего использовать песок с остроугольной формой зерен, так как их реакционная поверхность по сравнению с зернами сферической формы больше. В этом случае процесс варки ускоряется.

Глиноземные материалы. При добавлении в стекло глинозема (Al₂O₃) снижаются коэффициент расширения, склонность к кристаллизации, теплопроводность; повышаются термостойкость и механическая прочность. Кроме того, улучшаются выработочные свойства, что имеет значение при производстве стекла механизированным способом, и уменьшается разъедание огнеупоров. В глушеные стекла, содержащие соединения фтора, глинозем добавляют для более равномерного глушения.

В производстве стеклотары могут использоваться природные минералы, содержащие глинозем. Эти минералы относятся к классу многокомпонентного сырья, в котором содержится определенное количество оксидов, пригодных для стекловарения, В большинстве случаев глинозем вводят в шихту (смесь сырья для стекловарения) в виде полевошпатных и нефелиновых горных пород [10].

Борсодержащие материалы. Борный ангидрид придает стеклу ряд ценных свойств: понижает склонность стекла к кристаллизации; увеличивает скорость провара (борный ангидрид – один из наиболее активных ускорителей процесса варки стекла); улучшает термическую и химическую стойкость, а также механические свойства стекла. При введении в стекло до 2 % борного ангидрида (вместо SiO₂) повышается производительность стекловаренных печей, улучшается качество стекломассы и ее выработочные свойства, поэтому борные соединения широко применяются в производстве хрусталя, а также цветных и специальных стекол.

Окись бора вводится в стекло в виде борной кислоты H₃BO₃ и буры Na₂B₄O₇ × 10H₂O [10].

Калийсодержащие материалы. K₂O, введенный в стекло в определенных количествах вместо Na₂O, улучшает оттенок стекла, придает стеклу блеск и прозрачность, уменьшает склонность стекла к кристаллизации. Примеси железа в калийном стекле менее заметны при окрашивании, чем в натриевом.

Для ввода K₂O в состав стекла используется поташ (K₂CO₃). Он бывает кристаллический и кальцинированный. В стекольной промышленности главным образом используется кальцинированный поташ.

Кроме поташа попутными источниками ввода K₂O в состав стекла являются разные горные породы [10].

Литийсодержащие материалы вводят в стекло в небольших количествах, главным образом при варке тугоплавких стекол. Li₂O придает стеклу ряд положительрых свойств: повышает термостойкость, снижает коэффициент термического расширения и т. д. Для ввода в стекло Li₂O главным образом используется лепидолит (LiF × KF × Al₂O₃ × 3SiO₂), сподумен (Li₂O × Al₂O₃ × 4SiO₂) и др. Иногда применяется химически изготовленный Li₂CO₃ [10].

Кальций- и магнийсодержащие материалы. Оксид кальция повышает химическую стойкость стекла, содействует облегчению варки и осветлению стекломассы. CaO вступает в реакцию с SiO₂ при сравнительно низкой температуре, что также является весьма ценным его свойством. CaO обычно вводят в стекло в составе известняка и мела. Эти породы различны по внешнему виду, но одинаковы по химическому составу. В известняке и мелу, применяемых в стекольной промышленности, содержится до 90 – 98 % CaCO₃, остальную же часть составляют примеси (SiO₂, Al₂O₃, MgO, Fe₂O₃) и органические вещества. SiO₂, Al₂O₃, MgO для стекла не вредны.

Вредными примесями являются окислы железа, допустимое содержание которых для известняка и мела по установленным техническим нормам составляет 0,1 – 0,3 %. Для производства посуды и стеклотары известняк и мел должны иметь постоянный химический состав и не должны содержать химических элементов, способных придать нежелательную окраску.