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)，開蓋后可微波加熱，是一般食品包裝沒有的特性。
（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
沒有
沒有
有
沒有
衛(wèi)生
有
有
有
有限
有限
無味
無味
/
/
/
/
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
無
無
無
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
無
有限
無
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，與本廠回頭料分開存放，嚴(yán)格管理。除要進(jìn)行清洗、分選、除雜和磁選除鐵來包裝玻璃質(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)過一次吹制才能成型。整個(gè)過程分為兩步，因加工過程中料液溫度會(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，通過提升材料厚度來實(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，通過約30米長(zhǎng)冷卻道，在冷卻道一側(cè)通過噴射火焰，維持瓶身溫度，避免空瓶驟冷產(chǎn)生應(yīng)力而破裂。退火過程使玻璃瓶從500℃逐步冷卻至常溫，整個(gè)退火過程約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。空瓶表面的裝飾有貼標(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，無需定位點(diǎn)也可解決套色不準(zhǔn)的問題。如圖油墨使用高溫玻璃油墨，加熱熔化印刷，再經(jīng)高溫?zé)Y(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。花膜的產(chǎn)品包裝形式是卷筒狀的，在熱轉(zhuǎn)印過程中，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，不同于無機(jī)燒結(jié)油墨，因此轉(zhuǎn)印后的玻璃瓶在使用過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)輸過程中最好有包裝物分隔開；
（3） 在后續(xù)生產(chǎn)過程中應(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，則在此過程中瓶與瓶之間要進(jìn)行分隔保護(hù)，避免摩擦碰撞。
