As garrafas de vidro são fabricadas através da mistura de areia de sílica, carbonato de sódio, calcário e vidro reciclado. A mistura é fundida num forno a alta temperatura e dividida em pedaços medidos, denominados «gobs». Cada «gob» é moldado no interior de moldes metálicos, arrefecido gradualmente num forno de recozimento, inspecionado para detetar defeitos e decorado, quando necessário.
Cada fase requer um controlo cuidadoso. Uma pequena alteração nas matérias-primas, na temperatura do vidro, no peso da gota de vidro, no estado do molde ou na velocidade de arrefecimento pode afetar a garrafa final.
A produção moderna de garrafas decorre normalmente como um processo contínuo. As matérias-primas entram por uma extremidade, enquanto as garrafas moldadas e inspecionadas saem pela outra. Dependendo do projeto, as garrafas acabadas podem ser transparentes, âmbar, verdes ou de outra cor. Podem também ser redondas, quadradas, ovais, em forma de frasco ou totalmente personalizadas.
De que são feitas as garrafas de vidro?
A maioria das garrafas de embalagem é fabricada em vidro sodocálcico. Este é o vidro habitual utilizado em garrafas de bebidas, garrafas de bebidas alcoólicas, frascos de perfume, embalagens de cosméticos, frascos de alimentos e muitos outros tipos de embalagens.
Os seus principais ingredientes são areia de sílica, carbonato de sódio, calcário e caco de vidro. O caco de vidro é vidro limpo e triturado que pode ser derretido e reutilizado.
O Glass Packaging Institute explica que o vidro para embalagens é fabricado principalmente a partir de areia, carbonato de sódio, calcário e vidro reciclado transformado. Os fabricantes podem também adicionar pequenas quantidades de outros materiais para controlar a cor, o comportamento de fusão e a qualidade final do vidro. Está disponível mais informação no seu guia sobre de que é feito o vidro.
| Matéria-prima | Papel principal no filme «The Glass» |
|---|---|
| Areia de sílica | Constitui a estrutura principal de vidro |
| Carbonato de sódio | Ajuda a que o lote derreta a uma temperatura mais baixa |
| Calcário | Melhora a durabilidade e a estabilidade química |
| Vidro triturado | Derrete mais facilmente e substitui parte das novas matérias-primas |
| Aditivos em pequenas quantidades | Controlar a cor, o polimento e outras propriedades do vidro |
Cada material deve cumprir especificações controladas. A pureza, a granulometria, a humidade e a consistência química podem todas afetar a uniformidade da mistura e da fusão do lote.
Os cacos de vidro também requerem uma preparação cuidadosa. Normalmente, são separados por cor, triturados, peneirados e limpos. Os metais, a cerâmica, o vidro resistente ao calor e outros contaminantes têm de ser removidos, pois podem causar defeitos nas novas garrafas.
Como são fabricadas as garrafas de vidro, passo a passo?
Cada etapa prepara o vidro para a seguinte. Um problema que surja durante a mistura ou a fusão pode permanecer visível na garrafa acabada, pelo que os fabricantes monitorizam tanto o material como as condições de produção ao longo de todo o processo.
Passo 1: As matérias-primas são medidas e misturadas
A produção tem início na sala de mistura, onde a fábrica armazena, mede e mistura os principais ingredientes do vidro.
A areia de sílica constitui normalmente a maior parte da mistura. O carbonato de sódio, o calcário e os cacos de vidro limpos são adicionados em quantidades controladas, de acordo com a fórmula e a cor do vidro pretendidas.
Os sistemas de pesagem automática medem cada ingrediente antes de os materiais serem misturados num lote homogéneo. É importante que a mistura seja consistente, pois o vidro necessita de uma composição química estável.
Uma má distribuição do material pode dificultar a fusão. Pode também afetar a cor, a transparência, a viscosidade, a resistência ou a estabilidade química do vidro.
Nesta fase, podem ser adicionados materiais corantes. Quantidades cuidadosamente controladas de ferro, crómio, cobalto e outros compostos podem produzir vidro nas cores âmbar, verde, azul ou outras.
Passo 2: O lote é fundido num forno
O lote preparado entra num grande forno de vidro que funciona continuamente a uma temperatura muito elevada.
Os fornos de vidro para embalagens funcionam normalmente a cerca de 1 500 °C. A essa temperatura, a areia e outros materiais reagem e transformam-se em vidro fundido.
O vidro tem de ser mais do que um simples líquido. Tem de ser homogéneo e isento de partículas não fundidas, bolhas grandes e diferenças químicas evidentes.
À medida que o vidro fundido se desloca pelo forno, os materiais têm tempo para derreter, misturar-se, refinar-se e tornar-se mais homogéneos. O forno permanece normalmente em funcionamento entre as ordens de produção, uma vez que arrefecer e voltar a aquecer uma estrutura tão grande exigiria tempo e energia consideráveis.
Passo 3: O vidro fundido é tratado
O vidro que sai do forno principal está normalmente demasiado quente e demasiado fluido para permitir uma moldagem estável das garrafas.
Por conseguinte, passa por um canal denominado «ante-forno». O ante-forno leva o vidro fundido a uma temperatura controlada e ajuda a manter essa temperatura constante antes de o vidro chegar à máquina de moldagem.
A temperatura correta de moldagem depende da composição do vidro, do peso da garrafa, da sua forma e do método de produção. O material deve ser suficientemente maleável para passar pelo molde, mas suficientemente controlado para manter uma distribuição uniforme.
A viscosidade do vidro varia rapidamente com a temperatura. Se o vidro estiver demasiado quente, pode espalhar-se de forma irregular. Se estiver demasiado frio, pode não preencher o molde adequadamente.
Passo 4: O vidro é cortado em pedaços
Na extremidade do antefogo, o vidro fundido flui através de uma abertura. As tesouras mecânicas cortam o fluxo em pedaços individuais, denominados «gobs».
Cada gota contém a quantidade de vidro necessária para formar uma garrafa.
O peso da gota deve manter-se constante. Uma gota demasiado grande pode resultar numa garrafa com excesso de peso ou deixar demasiado vidro numa determinada zona. Uma gota demasiado pequena pode causar paredes finas, baixa capacidade ou uma moldagem incompleta.
A temperatura e a forma também são importantes. A gota deve entrar suavemente na máquina de moldagem e atingir a posição correta no interior do primeiro molde.
Um sistema de alimentação encaminha cada pedaço para a secção adequada da máquina de moldagem.
Passo 5: A garrafa é moldada no interior dos moldes
A massa entra primeiro num molde vazio, onde a máquina dá-lhe uma forma oca inicial, denominada «parison».
O parison ainda não é uma garrafa acabada. Já possui o gargalo básico e a cavidade interna, mas o seu corpo continua a ser mais pequeno e mais espesso do que o recipiente final.
A máquina transfere a pré-forma para um molde de sopro final. O ar comprimido expande o vidro quente até este atingir as paredes do molde. Nesta fase, a garrafa adquire a sua forma final, os ombros, a base e os detalhes da superfície moldada.
A produção comercial de recipientes recorre principalmente aos métodos de sopro-e-sopro, prensagem-e-sopro e prensagem-e-sopro de gargalo estreito. A Emhart Glass explica que os fabricantes selecionam o processo de moldagem de acordo com a abertura, a forma, o peso e a distribuição do vidro exigida para o recipiente. A sua visão geral sobre métodos de moldagem de recipientes de vidro fornece mais detalhes.
Moldagem por sopro e sopro
O processo «blow-and-blow» utiliza ar comprimido em ambas as fases principais de moldagem.
Primeiro, o ar cria o parison oco no interior do molde inicial. Em seguida, a máquina transfere o parison para o molde final, onde um segundo jato de ar o expande, dando-lhe a forma da garrafa acabada.
Este método é frequentemente utilizado em recipientes de gargalo estreito, incluindo muitas garrafas de bebidas, bebidas alcoólicas, produtos farmacêuticos e alimentos.
Moldagem por prensagem e sopro
O processo de prensagem e sopro utiliza um êmbolo metálico para moldar a pré-forma no interior do molde em bruto.
O êmbolo pressiona a gota de material quente e cria a cavidade interna inicial. A pré-forma é então transferida para o molde final, onde o ar comprimido a expande, dando origem ao recipiente acabado.
Este método é amplamente utilizado para frascos e outros recipientes com aberturas mais largas. O êmbolo permite à máquina controlar diretamente a forma inicial do vidro.
Moldagem por prensagem e sopro de gargalo estreito
O processo de prensagem e sopro para gargalos estreitos, frequentemente abreviado para NNPB, utiliza um êmbolo mais pequeno e controlado para recipientes de gargalo estreito.
Em comparação com o processo tradicional de sopro duplo, o NNPB permite aos fabricantes um maior controlo sobre a distribuição do vidro. Isto pode ajudar a reduzir o peso desnecessário das garrafas, mantendo simultaneamente o desempenho exigido.
A redução do peso não significa simplesmente retirar o vidro. O vidro restante ainda tem de ser distribuído corretamente pela estrutura, pelo calcanhar, pelos ombros, pela base e pelo pescoço.
| Método de moldagem | Como é fabricado o parison | Candidatura Comum |
|---|---|---|
| Blow-and-blow | Ar comprimido | Garrafas de gargalo estreito |
| Pressionar e soprar | Êmbolo metálico | Frascos e recipientes de boca larga |
| Prensagem e sopro de gargalo estreito | Êmbolo controlado mais pequeno | Garrafas leves ou de gargalo estreito controlado |
Passo 6: As garrafas são submetidas a recozimento
Uma garrafa recém-formada permanece extremamente quente. As suas superfícies interior e exterior não arrefecem exatamente ao mesmo ritmo.
Se o vidro arrefecer demasiado depressa, podem ficar retidas tensões internas no seu interior. A garrafa pode então ficar mais sujeita a rachar durante o manuseamento, o enchimento, o armazenamento ou as variações de temperatura.
Para evitar isso, as garrafas quentes entram num forno de recozimento. Um forno de recozimento é um forno comprido, com temperatura controlada, que possui várias zonas de aquecimento e arrefecimento.
À medida que as garrafas avançam pelo forno de arrefecimento, a temperatura desce gradualmente. Este arrefecimento controlado permite que a tensão interna se alivie em todo o vidro.
Quando as garrafas saem do forno de arrefecimento, já estão suficientemente frias para serem manuseadas e inspecionadas normalmente.
O recozimento não consegue corrigir uma garrafa mal moldada. Reduz a tensão criada durante o arrefecimento, mas a garrafa continua a precisar de ter a forma correta e a distribuição adequada do vidro antes de entrar no forno de recozimento.
Passo 7: Podem ser aplicados tratamentos de proteção à superfície
As garrafas de vidro recebem frequentemente tratamentos protetores muito finos durante a produção.
É possível aplicar um revestimento na extremidade quente enquanto a garrafa ainda está quente. Pode ser adicionado um tratamento na extremidade fria após o recozimento.
Estes revestimentos são diferentes dos revestimentos decorativos aplicados por pulverização. São geralmente transparentes e destinam-se a reduzir os riscos que surgem quando as garrafas roçam umas nas outras durante a produção e o manuseamento.
O vidro apresenta um bom comportamento sob compressão, mas os riscos na superfície podem reduzir a sua resistência prática. Proteger a superfície exterior ajuda a garantir que as garrafas passem pelas fases de inspeção, armazenamento e utilização posterior com menos danos.
O revestimento é extremamente fino e não deverá alterar visivelmente o aspeto da garrafa.
Passo 8: As garrafas são inspecionadas
As garrafas acabadas têm de passar por uma inspeção antes de serem aprovadas para utilização.
As fábricas modernas utilizam câmaras, sensores, medidores e sistemas de ensaio mecânico. Estes sistemas permitem verificar as dimensões da garrafa, o acabamento do gargalo, a verticalidade, a espessura da parede, a base, fissuras, impurezas, bolhas e outros defeitos visíveis ou estruturais.
Os requisitos de inspeção dependem da aplicação. Um frasco de perfume, um frasco de alimentos, uma garrafa de água sem gás, uma garrafa de cerveja e uma garrafa de vinho espumante resistente à pressão não necessitam exatamente dos mesmos ensaios.
Os pontos de inspeção habituais incluem:
- forma e dimensões do corpo;
- altura e verticalidade da garrafa;
- abertura do colo e superfície de vedação;
- fissuras à volta do acabamento ou da base;
- áreas de vidro finas ou irregulares;
- bolhas, pedras e inclusões;
- estabilidade da base;
- capacidade e peso;
- resistência à pressão, ao impacto ou ao choque térmico, quando necessário.
Uma pequena imperfeição estética pode ser aceitável em alguns projetos. Uma fissura acentuada, uma superfície de vedação danificada ou um problema grave na distribuição do vidro podem tornar o frasco impróprio para utilização.
A inspeção ajuda a distinguir pequenas variações visuais de defeitos que possam afetar o enchimento, a selagem, a segurança ou a aparência.
Como é que as garrafas de vidro são decoradas após o fabrico?
A garrafa em bruto fica pronta após a moldagem, o recozimento e a inspeção. Algumas garrafas são fornecidas nesta condição simples, enquanto outras passam por um processo de acabamento separado.
A decoração altera o aspeto da superfície sem alterar a estrutura principal do vidro. As opções mais comuns incluem serigrafia, fosqueamento, revestimento por pulverização, estampagem a quente, etiquetas, impressão de decalques e metalização.
A gravação em relevo é diferente, porque o desenho em relevo ou em baixo-relevo é normalmente criado pelo molde da garrafa. Por isso, tem de ser planeada antes do início do processo de moldagem.
As marcas que pretendam comparar diferentes acabamentos podem consultar o guia da Jingbo Group sobre decoração de garrafas de vidro.
A decoração não deve ser utilizada para ocultar defeitos graves de fabrico. A garrafa sem decoração tem de passar primeiro na inspeção exigida.
O vidro reciclado pode ser utilizado para fabricar novas garrafas?
Sim. O vidro de embalagens reciclado e limpo pode ser triturado para se transformar em caco e fundido para produzir novas garrafas e frascos.
Os resíduos de vidro fundem-se mais facilmente do que as matérias-primas totalmente novas. Podem reduzir a quantidade de areia, carbonato de sódio e calcário necessária na mistura.
O Glass Packaging Institute refere que cada aumento de 10% na quantidade de vidro reciclado pode reduzir as necessidades energéticas do forno em cerca de 2–3%. Afirma ainda que o vidro de embalagem pode ser reciclado repetidamente sem perder a sua qualidade básica nem a sua pureza. Para mais informações, consulte o seu Factos sobre a reciclagem do vidro.
Nem todos os produtos de vidro partido devem ser colocados num forno para vidro de embalagem. Espelhos, cerâmicas, copos, vidro de laboratório, utensílios para ir ao forno e outros produtos resistentes ao calor podem ter propriedades de fusão diferentes.
Por conseguinte, os fragmentos de vidro devem ser selecionados e limpos antes da sua utilização. A contaminação pode causar a formação de pedras, riscas, zonas frágeis ou outros defeitos no vidro novo.
Como são fabricadas as garrafas de vidro coloridas?
Os fabricantes podem produzir garrafas de vidro coloridas de duas formas principais.
O primeiro método consiste em adicionar corantes controlados à mistura antes da fusão. Isto faz com que a cor se distribua por todo o vidro.
As garrafas de bebidas de cor âmbar e verde são frequentemente fabricadas desta forma. Como a cor faz parte da composição do vidro, permanece visível mesmo que a superfície da garrafa fique riscada.
O segundo método consiste em fabricar primeiro uma garrafa transparente e, em seguida, aplicar um revestimento colorido na superfície. O revestimento permite às marcas aceder a uma gama mais ampla de tonalidades, gradientes, efeitos opacos, acabamentos perolados e outros estilos decorativos.
O vidro colorido e o vidro revestido não são a mesma coisa. Um deles contém cor em toda a sua massa, enquanto o outro possui uma camada decorativa na superfície acabada.
Os compradores devem confirmar qual o método que está a ser proposto, uma vez que o aspeto, o processo de decoração, o custo e o desempenho podem variar.
Por que é que as garrafas de vidro têm linhas ou costuras?
A maioria das garrafas fabricadas à máquina apresenta costuras de molde visíveis.
Um molde de moldagem por sopro final é normalmente composto por várias secções metálicas. Nos pontos de união dessas secções, pode formar-se uma fina linha vertical ao longo do corpo da garrafa.
Também podem surgir linhas circulares junto à base ou à volta do acabamento do pescoço. Estas marcas resultam dos pontos onde as diferentes peças do molde se unem durante a moldagem.
Uma costura lisa e bem controlada faz parte normal do processo de produção à máquina. Isso não significa, automaticamente, que a garrafa esteja com defeito.
Uma costura pode constituir um problema de qualidade se for invulgarmente afiada, espessa, irregular, rachada ou se estiver fora da tolerância aprovada.
O relevo personalizado e os painéis decorativos devem ser planeados tendo em conta as juntas do molde. Uma junta que atravesse um logótipo ou a área principal de exibição pode afetar o aspeto final.
Como são fabricadas as garrafas de vidro com fundo grosso?
Uma garrafa de fundo grosso tem mais vidro na zona da base.
O efeito começa com o design da garrafa e a conceção do molde. O peso da gota, a forma da pré-forma, a cavidade do molde, o processo de moldagem e as condições de arrefecimento influenciam, todos eles, a forma como o vidro se move.
O processo de conformação deve direcionar material suficiente para a base, mantendo ao mesmo tempo as paredes e os ombros devidamente conformados.
Um fundo que parece espesso nem sempre é de vidro maciço. Algumas garrafas utilizam uma base saliente ou recuada no interior para criar um efeito visual de maior profundidade.
O fabricante deve calcular em conjunto o design exterior e a capacidade interna. A adição de mais vidro à base pode alterar o peso da garrafa, o volume, o comportamento de arrefecimento e a estabilidade da produção.
Quanto tempo demora a fabricar uma garrafa de vidro?
A fase de conformação propriamente dita é rápida, uma vez que as máquinas automáticas funcionam em ciclos contínuos.
No entanto, o processo de produção completo não pode ser descrito com um único tempo. As matérias-primas têm primeiro de ser fundidas e preparadas. Após a moldagem, as garrafas ainda têm de passar por um processo de recozimento, inspeção e qualquer decoração necessária.
Quando uma linha de produção está a funcionar de forma constante, consegue produzir muitas garrafas num curto espaço de tempo. O calendário geral das encomendas depende também da preparação dos moldes, da quantidade, da cor do vidro, do planeamento da produção, da inspeção e dos requisitos de acabamento.
Uma garrafa padrão fabricada a partir de um molde já existente é, normalmente, mais fácil de planear do que um design totalmente novo.
Uma garrafa personalizada requer a revisão do projeto, o desenvolvimento do molde, a produção de amostras, a realização de testes e a aprovação antes de se poder dar início à produção em série.
Como a Jingbo Group fabrica garrafas de vidro
A Jingbo Group utiliza métodos automatizados de «blow-and-blow» e «press-and-blow» para fabricar garrafas de embalagem. A engenharia de moldes e a inspeção em linha ajudam a controlar a forma das garrafas, a distribuição do vidro, as dimensões do gargalo e a qualidade visível.
Após a moldagem da garrafa, a Jingbo Group pode fornecer serigrafia, estampagem a quente, acabamento fosco, revestimento por pulverização, metalização, etiquetas e outros processos de acabamento. Os clientes podem escolher um molde já existente ou desenvolver uma nova garrafa personalizada para um projeto de embalagem a longo prazo.
Para mais informações sobre as capacidades de fabrico e acabamento da empresa, consulte o Página da fábrica da Jingbo Group.
Perguntas frequentes sobre o fabrico de garrafas de vidro
As garrafas de vidro são sopradas à mão?
A maioria das garrafas de embalagem comercial não é soprada à mão. As máquinas automáticas utilizam moldes, ar comprimido e êmbolos para produzir garrafas de forma consistente e a alta velocidade.
O vidro soprado à mão continua a ser utilizado na produção de artigos de vidro artísticos, garrafas decorativas, protótipos e alguns produtos especializados de baixo volume.
A que temperatura se fabricam as garrafas de vidro?
As matérias-primas são fundidas a cerca de 1 500 °C, embora a temperatura exata dependa da composição do vidro e das condições do forno.
Antes da moldagem, o vidro fundido é arrefecido e condicionado a uma temperatura mais controlada.
Por que é que as garrafas de vidro não arrefecem naturalmente?
Um arrefecimento rápido e descontrolado pode deixar tensões internas no vidro. Uma garrafa pode parecer normal, mas fica mais propensa a rachar mais tarde.
Um forno de recozimento reduz a temperatura gradualmente e ajuda a libertar essa tensão.
As costuras de moldagem constituem um defeito nas garrafas de vidro?
É normal que as garrafas fabricadas à máquina apresentem uma linha de moldagem fina e lisa.
Pode constituir um defeito se for afiado, excessivamente espesso, rachado, muito desalinhado ou não cumprir a norma de aspeto aprovada.
As garrafas de vidro velhas podem transformar-se em garrafas novas?
Sim. O vidro de embalagem limpo e devidamente separado pode ser triturado para dar origem a caco de vidro e fundido novamente.
O material reciclado não deve conter cerâmica, metais, vidro resistente ao calor nem outros contaminantes.
Todas as garrafas de vidro são feitas do mesmo tipo de vidro?
A maioria das garrafas de embalagem é feita de vidro sodocálcico, mas a composição exata pode variar.
Os fabricantes podem ajustar a fórmula no que diz respeito à cor, à transparência, ao comportamento de fusão, à resistência química ou a uma aplicação específica.
O que é um parison?
Um parison é a primeira peça oca de vidro criada no interior do molde em bruto.
É transferido para o molde final, onde o ar comprimido o expande, dando-lhe a forma da garrafa acabada.
Por que razão algumas garrafas têm uma espessura de vidro irregular?
A geometria da garrafa exige, naturalmente, quantidades diferentes de vidro em diferentes zonas. No entanto, uma variação excessiva pode resultar de uma temperatura incorreta da gota de vidro, das condições de moldagem, do arrefecimento do molde ou do desenho da pré-forma.
A distribuição controlada do vidro é importante, pois as zonas muito finas podem reduzir o desempenho da garrafa.
Conclusão
O processo de fabrico de garrafas de vidro transforma areia, carbonato de sódio, calcário e vidro reciclado em embalagens acabadas, através das etapas de fusão, corte da gota de vidro, moldagem, recozimento e inspeção.
Cada fase influencia o resultado final. Materiais estáveis, temperaturas controladas, moldes precisos, arrefecimento gradual e inspeção fiável são todos elementos necessários para uma produção consistente.
Grupo Jingbo combina a moldagem automatizada de vidro, o desenvolvimento de moldes personalizados, a inspeção de qualidade e a decoração interna para dar resposta tanto a garrafas padrão como a projetos de embalagens personalizadas.