玻璃瓶包装轻量化措施分析与探讨

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1、玻璃瓶包装轻量化措施分析与探讨来源本站浏览390   发布时间09/08/20  【关闭】20世纪80年代以来，由于玻璃容器生产成本上升，加上玻璃容器较重、易碎，一些领域被金属容器、塑料瓶、复合材料软包装等取代，尤其在近年，各类包装材料都在以其独特的性能优势在包装领域相互竞争、相互取代，玻璃包装市场正在面临严峻的考验。目前，欧美及日本，啤酒包装已有部分为聚酯瓶取代，医药包装方面，除高档营养液瓶、输液瓶外，常规包装已为塑料瓶、软管及泡罩包装替代。从市场经济角度，玻璃包装必须加紧实施轻量化，降低成本，提高性

2、能，才能重新找回和巩固市场。　　同时，绿色包装成为全球包装发展的趋势，传统的玻璃包装生产，由于生产工艺及设备落后，配方不佳，未进行强化处理，能源消耗大，极不符合绿色包装的要求。轻量化的实施，强化技术的推广，正好使瓶壁变薄的同时，保持或增加强度，材料耗费低，设备及工艺改进又极大降低能耗，成本大大降低。因此，玻璃包装轻量化是绿色包装的迫切要求。　　1轻量化概述　　玻璃包装的轻量化就是在保证强度一定条件下，降低玻璃瓶的重容比，目的是提高其绿色性与经济性。重容比是评价相同容积的玻璃瓶罐其质量大小的尺度，据用途不

3、同，轻量瓶的重容比一般在0.15～0.8之间，轻量瓶重容比小，瓶壁相对薄，重量轻。轻量瓶的壁厚平均为2～2.5mm。　　降低玻璃包装容器重容比主要是靠减小壁厚。但是，在薄壁状态下要保持较高的耐压强度是非常困难的，必须从设计到生产全过程的各个环节入手，通过玻璃成份改性、合理的结构设计、正确的工艺安排、有效的生产工艺指标控制、有效的表面处理等强化处理措施达到壁厚小、强度高的目的。下面将就这些方面进行探讨。　　2轻量化的生产工艺控制　　2．1做好配料工作是实现轻量化生产的第一步　　原料及配合料制备过程配方设计

4、、原料成分、粒度、水份、配合料均匀度、碎玻璃的质量及加入均匀性都对产品质量有直接影响。做好配料工作必须执行稳定的配方、制定和严格执行原料标准、配合料制备工艺制度化。国内高档轻量瓶生产都特别重视该环节，生产的称量与精度上，配料系统采用先进的计算机控制电子秤量设备，动态精度应达到1／500，确保配料质量。　　2．2熔制工艺既是保证玻璃包装质量，又是玻璃包装绿色化的关键环节　　玻璃熔制过程大致可分为硅酸盐形成、玻璃形成、澄清、均化、冷却5个阶段。熔制过程采用连续作业，这5个阶段是在熔炉的不同部位进行的，以便分

5、段控制准确的熔制温度。窑炉运行工艺指标的稳定性至关重要。一般要求熔化温度波动不超过10℃，液面波动不超过0.5mm，窑压波动不超过2Pa，防止窑炉空间冒火，从而防止结石、色彩、外观、强度差等质量问题。高档轻量瓶生产中对分配料道温度和玻璃液面的波动精度要求非常高，有的分别控制在±2℃以内及±0.2mm以内。　　当然，要保证高精度的生产工艺指标，必须推广燃油窑炉，改进窑型，使用高温、宽截面、大型的辊道式马蹄焰熔炉。对窑炉实行全保温、炉底鼓泡、电助熔、窑坎、热工参数使用微机控制等一系列措施，使熔化率达到1.5

6、～2.0（t•m－1），熔化质量明显提高。2．3有效的成型控制是获得预期成型效果和均匀壁厚的保证　　玻璃液生成玻璃制品的过程可以分为成型和定型2个阶段。成型和定型是连续进行的，成型过程中，需要控制玻璃的粘度、温度，以及通过模具向周围介质的热传递。玻璃容器通常从3个特征温度值来控制成型操作：软化温度、退火温度和应变点。不同产品，通过试验确定合理的参数是关键，先进的制瓶、供料及加热系统及采用先进的成型工艺是获得均匀壁厚、实现轻量化的根本保证。2．4实施有效退火，消除有害残余应力　　玻璃瓶罐的退火是消除或减小

7、玻璃中的剩余应力至允许值的热处理过程。任何玻璃制品在加工过程中都存在着剩余热应力或永久应力。为了消除这些热应力，需将玻璃加热到退火点进行保温、均热，使玻璃内部的结构进行调整，应力释放。　　玻璃的退火工艺包括加热、保温、缓慢降温及快速降温4个阶段，要根据壁厚准确控制保温时间，缓慢降温阶段，要严格控制降温速度，以免产生新的应力，在快冷阶段，要根据壁厚，采用不同的降温速度，防止降温时产生的暂时应力超过玻璃的强度极限而引起破裂。　　3运用表面处理技术提高玻璃容器的表面性质　　玻璃的表面状态、组成和结构与其内部的

8、组成、结构有很大差别。玻璃的表面性质对其主体性质有重大影响。玻璃的化学稳定性，实际上取决于其表面的化学稳定性，玻璃的机械强度、抗冲击性能也在相当大程度上决定于玻璃表面的形态与结构。因此，玻璃的表面处理是制造高强度轻量化玻璃容器的重要技术手段之一。　　玻璃容器表面处理的目的，是改变容器表面的化学稳定性和消除玻璃表面的损伤，从而达到增强的目的。主要方法有制瓶时添加涂层、物理强化、化学强化、表面酸处理、塑料涂层等方法。　　3．1制瓶涂层　　热涂。