現(xiàn)在的玻璃容器隨著加工技術(shù)的改善，從傳統(tǒng)的消費(fèi)品開(kāi)始向醫(yī)藥用品以及工業(yè)用品的擴(kuò)展，使其作為包裝容器的作用日益加大。玻璃包裝材料也是目前國(guó)內(nèi)主要包裝材料之一。下面將簡(jiǎn)單介紹一下玻璃瓶包裝容器的加工工藝與技術(shù)。

玻璃瓶的特性

首先需要了解一下玻璃瓶包裝容器的主要特性，歸納起來(lái)主要是以下五點(diǎn)：

（1）阻隔性佳，比一般包材更能長(zhǎng)期保持食物的原有風(fēng)味而不變質(zhì)。

（2） 耐熱性好，適合100℃以上，甚至200℃之漸進(jìn)高溫殺菌處理及熱充填作業(yè)，開(kāi)蓋后可微波加熱，是一般食品包裝沒(méi)有的特性。

（3） 化學(xué)及物理性能穩(wěn)定，耐酸、堿，適于長(zhǎng)期保存。

（4） 透明性好，不易被破壞。

（5） 玻璃瓶可以反復(fù)多次使用，可以降低包裝成本。

其次，來(lái)了解一下它與其它幾種主要用于瓶裝包裝容器材料的一些特性比較，歸納起來(lái)如表1所示

特性	玻璃	鐵	鋁	PET	紙
密度（g/ml）	2.5	7.9	2.7	1.0-1.2	0.8-1.2
氣密性	有	有	有	有限	有限
透明	有	沒(méi)有	沒(méi)有	有	沒(méi)有
衛(wèi)生	有	有	有	有限	有限
無(wú)味	無(wú)味	/	/	/	/
容器重量 （500ml）	重 （210g）	輕 （40g）	很輕 （20g）	很輕 （20g）	很輕 （15g）
脆度	很脆	可塑	可塑	可塑	可塑
破裂危險(xiǎn)	很高	無(wú)	無(wú)	無(wú)	無(wú)
每一容器的能量消耗	很高	中等	很高	低	很低
廢水量	中等	中等	中等	低	高
回收量	很高	高	高	很低	很高
多用途	有	無(wú)	無(wú)	有限	無(wú)

下面就具體介紹一下玻璃瓶的生產(chǎn)加工工藝與技術(shù)。

玻璃瓶生產(chǎn)工藝

玻璃瓶生產(chǎn)加工工藝主要如下圖1所示：

 

 

圖1 玻璃瓶加工工藝圖

1、  原料配比：

通常玻璃瓶的原料配方（鈉鈣玻璃瓶）主要是石英砂、純堿、石灰石、硝酸鈉、氧化鎳、碎玻璃。配方中雖然加了碎玻璃，但對(duì)于整個(gè)配方起到了很重要的作用，能夠降低原材料成本、降低加工能耗、提高熔化率、有利于澄清和均化、并延長(zhǎng)窯爐的使用壽命。

添加碎玻璃雖然有不少重要作用，但還是有一些弊端的，如其揮發(fā)引起成分的波動(dòng)、耐火材料侵蝕對(duì)玻璃質(zhì)量的影響、會(huì)產(chǎn)生二次氣泡、易帶入雜質(zhì)、粒度不適會(huì)影響熔制。

針對(duì)上述弊端也不是沒(méi)有解決方法，具體的解決方法如下：

（1） 補(bǔ)充因揮發(fā)和損耗引起的成分波動(dòng)

對(duì)碎玻璃的全分析和原始玻璃的分析含量進(jìn)行比較，確定應(yīng)補(bǔ)充的組成和含量再進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證，看是否符合設(shè)計(jì)的組成要求。在實(shí)際生產(chǎn)中，可通過(guò)對(duì)玻璃密度、熱膨脹系數(shù)軟化點(diǎn)、環(huán)切應(yīng)力的測(cè)試，及時(shí)掌握玻璃組成的變化情況，使玻璃組成控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

（2） 碎玻璃使用比例適當(dāng)

一般廠家認(rèn)為在熔制鈉鈣硅玻璃時(shí)碎玻璃使用量超過(guò)50%就會(huì)降低玻璃的質(zhì)量，機(jī)械強(qiáng)度變脆，但適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充氧化劑、澄清劑、助熔劑、部分揮發(fā)組分（B₂O₃，Na₂O等），再給玻璃充分均化并不影響色澤和性能。

（3） 保證碎玻璃的適當(dāng)塊度

碎玻璃的粒度小于0.25mm和粒度2-20mm之間時(shí)，對(duì)熔化均有良好的效果，在生產(chǎn)中采用后者粒度以減少粉碎所用的動(dòng)力，綜合考慮到各種形狀碎玻璃的加工處理因素，通常采用20-40mm顆粒度。

（4） 嚴(yán)格碎玻璃的管理和加工處理

廠內(nèi)回收料的處理比較簡(jiǎn)單，因是同組分波動(dòng)，基本就可直接使用。但是在使用外購(gòu)碎玻璃時(shí)，因質(zhì)量波動(dòng)很大，所含雜質(zhì)較多，與本廠回頭料分開(kāi)存放，嚴(yán)格管理。除要進(jìn)行清洗、分選、除雜和磁選除鐵來(lái)包裝玻璃質(zhì)量外，同時(shí)必須經(jīng)常取樣進(jìn)行分析，根據(jù)化學(xué)成分對(duì)配合料進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

2、 加熱工藝

窯爐為耐火材料制成，加熱方式為上端噴射火焰，將從投料口投加進(jìn)來(lái)的原料加熱至1600℃左右使之溶解，由于重力作用，加熱的玻璃膏從澄清槽流向剪料管。窯爐開(kāi)始使用后溫度不可降至常溫，否則耐火材料會(huì)產(chǎn)生裂紋，不能使用。一般窯爐檢修周期為三到五年，檢修后需重新鋪設(shè)耐火材料。整個(gè)加熱工藝主要包括成型工藝與退火工藝。

（1） 成型工藝：

玻璃膏從澄清槽流向剪料管，剪料刀將料液剪成設(shè)定重量后流入模具進(jìn)行成型。玻璃瓶一般根據(jù)口徑尺寸，成型方法分為2種：吹吹法及壓吹法。其中吹吹法制瓶工藝如圖2所示

 

圖2 吹吹法制瓶

玻璃膏流入模具，頂桿和底模將料液擠成初胚形狀，此時(shí)瓶口成型，瓶身需再經(jīng)過(guò)一次吹制才能成型。整個(gè)過(guò)程分為兩步，因加工過(guò)程中料液溫度會(huì)降低，瓶身成型時(shí)易產(chǎn)生厚度不均勻現(xiàn)象，整個(gè)瓶子的強(qiáng)度取決于最薄弱的部分，影響整個(gè)瓶子的強(qiáng)度。為了達(dá)到瓶子的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，通過(guò)提升材料厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)，瓶子較重。吹吹法適用于制作口徑低于28mm的玻璃瓶。

另一個(gè)就是壓吹法制瓶，其中壓吹法為玻璃膏掉入模具后通過(guò)壓制，瓶身與瓶口同步成型。瓶身比較均勻，不易出現(xiàn)皺紋等現(xiàn)象，吹制的瓶子重量輕，比同等強(qiáng)度吹吹法制瓶要輕20-50%。普通壓吹法無(wú)法制作瓶口低于28mm產(chǎn)品。這種壓吹法制瓶工藝如圖3所示

 

圖3 壓吹法制瓶

（2） 退火工藝：

空瓶成型進(jìn)行熱噴涂后，通過(guò)約30米長(zhǎng)冷卻道，在冷卻道一側(cè)通過(guò)噴射火焰，維持瓶身溫度，避免空瓶驟冷產(chǎn)生應(yīng)力而破裂。退火過(guò)程使玻璃瓶從500℃逐步冷卻至常溫，整個(gè)退火過(guò)程約30分鐘。

3、 表面處理：

對(duì)于玻璃瓶的表面處理，主要分為兩種工藝，一種是涂布，另一種就是印刷。下面分別介紹一下兩種工藝的情況，首先介紹一下涂布工藝。在玻璃瓶制瓶成型后，冷卻前（800℃左右），在瓶身表面噴涂金屬的氧化物（有機(jī)錫氧化物），可修補(bǔ)瓶身細(xì)微裂紋，在表面形成保護(hù)膜。提高空瓶的耐機(jī)械沖擊強(qiáng)度，此工藝叫做熱涂。有試驗(yàn)證明，通過(guò)熱涂可增加玻璃瓶約55%的強(qiáng)度。

空瓶冷卻后，在表面噴涂聚乙烯，提高表面的耐磨強(qiáng)度，避免磨花，同時(shí)對(duì)玻璃瓶的強(qiáng)度也有一定的提升。在瓶身表面噴涂侵蝕劑，可在瓶身表面形成蒙砂效果，提升產(chǎn)品外觀。但如果空瓶做過(guò)冷/熱涂，表面有一層保護(hù)膜，侵蝕劑則不能發(fā)揮作用，不可進(jìn)行蒙砂設(shè)計(jì)。

 

下面再介紹另一種表面處理工藝，也就是印刷�？掌勘砻娴难b飾有貼標(biāo)、套標(biāo)、印刷等方式，其中印刷又可分為絲網(wǎng)印刷及熱轉(zhuǎn)印兩種方式。

絲網(wǎng)印刷一般3色左右，最高可達(dá)8色。市面上較常見(jiàn)的三色曲面絲網(wǎng)印刷機(jī)適用于啤酒瓶、飲料瓶、玻璃杯的印刷，無(wú)需定位點(diǎn)也可解決套色不準(zhǔn)的問(wèn)題。如圖油墨使用高溫玻璃油墨，加熱熔化印刷，再經(jīng)高溫?zé)�結(jié)，使色釉圖案與玻璃熔為一體，可反復(fù)清洗使用。

 

玻璃熱轉(zhuǎn)印是指用專(zhuān)用的熱轉(zhuǎn)印機(jī)將預(yù)先印在熱轉(zhuǎn)印花膜上的圖文在加熱加壓的條件下快速轉(zhuǎn)印到玻璃瓶表面，并通過(guò)適當(dāng)?shù)暮婵荆?80℃，40分鐘以上，如提高溫度，可縮短烘烤時(shí)間）將圖文牢固地結(jié)合在玻璃瓶表面，通常要求玻璃瓶的外型是單曲面的。轉(zhuǎn)印過(guò)程是在電眼跟蹤下自動(dòng)或半自動(dòng)完成的，因此定位準(zhǔn)確，節(jié)省人工。轉(zhuǎn)印后的圖層具有耐酸堿、耐水、耐剝離、耐酒精擦拭等優(yōu)異特性。

 熱轉(zhuǎn)印花膜是整個(gè)玻璃熱轉(zhuǎn)印工藝的關(guān)鍵所在，是由PET薄膜基材、分離層、保護(hù)層、油墨層、粘接層組成。這種花膜是通過(guò)凹版印刷方式印制的，所印圖文的解析度可以達(dá)到175線至200線，非常精細(xì)，同時(shí)還可以表現(xiàn)金屬質(zhì)感的線條或圖案�；�膜的產(chǎn)品包裝形式是卷筒狀的，在熱轉(zhuǎn)印過(guò)程中，花膜只有圖文部分可以完全轉(zhuǎn)印在玻璃表面，而薄膜基材則被剝離掉。

由于熱轉(zhuǎn)印的墨層基本上是有機(jī)材料組成的，由有機(jī)熱溶膠粘劑粘接在玻璃表面，不同于無(wú)機(jī)燒結(jié)油墨，因此轉(zhuǎn)印后的玻璃瓶在使用過(guò)程中必須注意以下事項(xiàng)：

（1） 盡量避免同尖銳物或有粗糙面的物品摩擦；

（2） 制品在運(yùn)輸過(guò)程中最好有包裝物分隔開(kāi)；

（3） 在后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，比如玻璃瓶在灌裝時(shí)要避免劇烈摩擦刮蹭，對(duì)有些產(chǎn)品如黃酒、果汁等需要高溫殺菌的，則在此過(guò)程中瓶與瓶之間要進(jìn)行分隔保護(hù)，避免摩擦碰撞。