ボトルガラスの欠陥
ボトルガラスには多くの種類の欠陥がありますが、ガラス本体の欠陥とボトルガラスの成形時の欠陥の2つのカテゴリにまとめることができます。ガラスの欠陥は、原材料の処理、バッチ材料の準備、溶解、清澄化、均質化、冷却、成形などの生産プロセスなど、さまざまな生産リンクに密接に関連しています。ガラスの欠陥の許容範囲は、製品の目的によって異なります。一般的に言えば、ガラス製品には大量の明らかな欠陥は許されません。そうでなければ、ガラスの外観品質に影響を与え、ガラスの均一性と光透過率を低下させ、ガラスの機械的強度と熱安定性を低下させ、大量の廃棄物と不良品を引き起こします。

ガラス本体の欠陥
ガラス体内にさまざまな介在物が存在するため、ガラス体の均一性が損なわれ、ガラス体内の欠陥と呼ばれます。その状態の違いにより、内部欠陥である泡(ガス介在物)、石(固体介在物)、筋、結節(ガラス介在物)の3つに分類できます。
(1)バブルガラス中の泡は、ガラス中に含まれる様々なガスから構成される目に見えるガス含有物であり、ガラス製品の外観品質に影響を与えるだけでなく、より重要なことに、ガラスの透明性と機械的強度に影響を与えます。
泡は灰色の泡(直径<0.2mm) and bubbles (diameter >気泡は大きさによって0.2mm程度、形状も球形、楕円形、直線形など様々です。気泡にはO2、N2、CO、CO2、SO2、窒素酸化物、水蒸気などが含まれることが多いです。
気泡の発生原因によって、一次気泡(バッチ材料内の残留気泡)、二次気泡、外部気泡、耐火気泡、金属鉄による気泡に分類できます。
ガラスの清澄段階が終わった後、完全に抜けずにガラスの中に残っている泡がいくつかあることがよくあります。これらの泡は一次泡と呼ばれます。一次泡が発生する主な原因は、清澄が不十分なことです。製造時には、溶融温度を上げる、ガラス液の粘度を下げる、窯の圧力を下げる、清澄剤の量を適切に調整するなど、ガスの抜け速度を上げるためにさまざまな方法を採用できます。
窯内の工程条件の変化により、成形段階で清澄化したガラス液に泡(灰泡)が発生します。これを二次泡といいます。二次泡の形成はガラス溶融工程と密接な関係があり、主に物理的および化学的要因によるものです。
耐火物自体にはある程度の多孔性があり、その細孔にはガスが含まれていることが多い。耐火物がガラス液と接触すると、細孔の毛細管現象によりガラス液が吸い込まれ、細孔内のガスがガラス液に押し出される。また、耐火物や金属に含まれる炭素、鉄、チタンなどの不純物が腐食後に溶融物に入り込み、気泡を発生させる。
割れたガラスの表面に吸着したガスや、人が持ち込んだ異物(ほこり、石炭灰、油などの固体や液体の混入物)がガラス溶融物に入り、ガラス液体と直接接触して泡が発生します。
(2)石 石はガラス体内の最も危険な欠陥であり、ガラス体内に現れる結晶性の固体介在物であり、ガラス製品の外観と光学的均一性に重大な影響を及ぼします。また、石と周囲のガラスの膨張係数が異なるため、ガラスの界面に局所的な応力が発生し、製品の機械的強度と熱安定性が大幅に低下し、製品が自動的に破損することもあります。
石の種類によって、化学組成や鉱物組成は異なります。石は、その形成原因に応じて、バッチ石(未溶融粒子)、耐火石、結晶化石、硫酸塩包有物(アルカリ包有物)、「黒点」、異物汚染物質に分類されます。
バッチストーンは、バッチの未溶融成分粒子です。ほとんどの場合、それは白い色の石英粒子です。徐々に溶解するため、エッジは丸くなり、表面には溝がよくあります。石英粒子の周囲には、SiO2含有量の高い無色のリングがあります。粘度が高く、拡散しにくいため、粗い腱が形成されることがよくあります。石英粒子は、高温部に長時間滞在すると、徐々にクリストバライトとトリジマイトの結晶に変化します。
耐火石は、溶解炉の炉煙突と胸壁の長期高温とアルカリガス、アルカリフライなどの揮発性物質の影響により、耐火物の表面に釉薬層が形成され、その流動性と表面張力により徐々に液滴が形成されます。生成されたガラス液滴が一定の重量と粘度に達すると、煙突からガラス液に落ちて石を形成します。また、ガラス液と接触している耐火物は、高温で長時間腐食して剥がれ、ガラス製品に混ざって石を形成します。
結晶石は、ガラス体の化学組成が不均一なために生じ、ガラス液体が結晶の形成と成長を促す温度に長時間留まると結晶化します。結晶石は、2 つの相の界面に現れることが多いです。
硫酸介在石は、ガラス溶融物に含まれる硫酸塩がガラスに溶解できる量を超え、硫酸塩の形でスラグとして分離され、完成品に入り込むことによって発生します。黒い介在物と石は、バッチ材料から直接的または間接的に派生したものです。また、不注意な操作によるクロム、鉄、ニッケルなどの混入によって形成され、ガラス体に欠陥を引き起こすこともあります。
(3)条痕と結節ガラス本体に含まれる異質なガラス含有物を条痕と結節と呼び、ガラス本体とは化学組成や物理的性質が異なり、瓶に応力を形成し、製品の品質と等級に影響を与えます。軽量ガラス瓶やジャーの場合、条痕の成形への影響は特に大きく、軽量瓶の主な欠陥です。
外観上、ガラス本体に程度の差はありますが、筋や結節がガラス内部またはガラス表面に突出しています。無色、緑色、茶色などです。ほとんどは縞模様ですが、実線や繊維状のものもあり、時には突起のように突出していることもあります。
縞模様や結節は、発生原因の違いにより、不均一溶融、窯ガラス落下、耐火物の浸食、石の溶融の 4 つのタイプに分類できます。
ガラス液の溶融プロセスでは、「均質化」段階の作用により、溶融物内の各成分が相互に拡散し、不均一性が解消されます。バッチ材料が均一に混合されていなかったり、溶融温度が不安定だったりすると、均質化の温度システムが破壊され、均質化が完全でなくなり、凍結ゾーンのガラス液が液体の流れに参加し、縞模様や結節が発生します。
溶融物中の揮発性物質の揮発と分解により、溶融物の表面のシリカ含有量が増加します。または、高粘度の余分な液滴がガラス体内に落ちるため、その化学組成がメインガラスの化学組成と異なり、ガラス溶融物内で非常にゆっくりと拡散し、縞模様や結節も形成されます。
ガラス溶融物は耐火物を侵食し、侵食された部分は結晶化した状態でガラス体内に落ちて石を形成することがあります。また、ガラス体内に溶解したガラス質物質を形成することもあります。このような縞模様や結節は最も一般的な石の種類です。ガラス体内のガラス溶融物の作用により、石はさまざまな速度で徐々に溶解します。石が溶解した後のガラス体は、依然として主ガラスとは異なる化学組成を持ち、結節や縞模様を形成します。
