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玻璃包裝容器技術(shù)開發(fā)前景
2012-11-20 20:33:10   作者:   來源:   評論:0 點擊:

  90年代以后,由于塑料、紙質(zhì)及其它材質(zhì)的容器被普遍使用,特別是PET容器的用量急劇增加,傳統(tǒng)的玻璃容器遇到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了能與其它材質(zhì)容器激烈的生存競爭中保持一席之地,作為玻璃容器生產(chǎn)廠商,只有設(shè)法充分發(fā)揮玻璃容器自身的優(yōu)點,不斷開發(fā)能夠吸引消費者的新技術(shù),方能奏效。下面就這一問題介紹有關(guān)的技術(shù)開發(fā)動向。
  一、阻隔紫外線的無色透明玻璃容器
  玻璃容器有別于其它罐類或紙質(zhì)容器的最大特點是具有能清楚地看到內(nèi)容物的透明性。但正是因為如此,外界的光線也很容易透過容器而導(dǎo)致內(nèi)容物發(fā)生變質(zhì)。比如內(nèi)裝啤酒或其它飲料長時間受到陽光的照射,便會產(chǎn)生異味和褪色現(xiàn)象。在引起內(nèi)容物變質(zhì)劣化的光線中,最為有害的是波長為280—400nm的紫外線。
  在玻璃容器使用中,內(nèi)容物在消費者面前清楚地顯示出其本色,是顯示其商品特色的重要手段,因此玻璃容器的用戶非常希望能有一種既無色透明、又能阻隔紫外線照射的新型產(chǎn)品問世。
  為了解決這一問題,最近國外開發(fā)了一種名為UVA F lin t的能吸收紫外線的無色透明玻璃(UVA意即吸收紫外線)。其制作方法是,一方面通過在玻璃中添加能吸收紫外線的金屬氧化物,同時利用顏色互補效應(yīng),再添加某些金屬或其氧化物,使帶有顏色的玻璃褪色。目前,已商品化的UVA玻璃一般是添加氧化釩(V 2 O 5)、氧化鈰(C eO2)兩種金屬氧化物。
  由于只需添加少量的氧化釩便可獲得理想的效果,故熔制過程中只需使用一專門的添加劑供料槽即可,這特別適宜于小批量的生產(chǎn)。
  對厚度為3.5mm的UVA玻璃和普通玻璃進行波長為330nm的光線透射率隨機抽樣測試表明,普通玻璃為60.6%,而UVA玻璃僅為2.5%。
  另外,用照射量均為14.4J?□的紫外線分別照射用普通玻璃和UVA玻璃容器封裝的藍色色素試樣進行褪色試驗,其結(jié)果是普通玻璃內(nèi)的色殘存率僅為20%,而UVA玻璃內(nèi)的幾乎未發(fā)現(xiàn)褪色。對比試驗確認(rèn)了UVA玻璃具有有效遏止褪色的性能。
  對用普通玻璃瓶和UVA玻璃瓶罐裝的酒進行日光照射試驗也表明,前者酒的變色程度和口感劣化程度均遠遠高于后者。
  二、玻璃容器預(yù)貼標(biāo)簽的開發(fā)
  標(biāo)簽是商品的臉面,是區(qū)別各種不同商品的標(biāo)志,大多數(shù)消費者憑它來判斷商品的價值。因此標(biāo)簽當(dāng)然必須要既美觀又醒目。
  但長期以來,玻璃容器的使用廠商常被諸如標(biāo)簽的印刷、加貼或現(xiàn)場標(biāo)簽的管理等繁雜工作所困擾,為了解決用戶這一困難,提供方便,現(xiàn)在有的玻璃容器廠商預(yù)先就將有關(guān)標(biāo)簽加貼或預(yù)印在容器上,這稱之為“預(yù)貼標(biāo)簽”。
  在玻璃容器上預(yù)貼的標(biāo)簽一般有彈性標(biāo)簽、粘貼標(biāo)簽和直接印刷標(biāo)簽等,而粘貼標(biāo)簽又分壓貼粘性標(biāo)簽和熱敏粘性標(biāo)簽等。預(yù)貼標(biāo)簽?zāi)芙?jīng)受罐裝過程中的清洗、充填及殺菌消毒等工序而不被損壞,且便于容器的回收使用,有的還能在玻璃容器破裂時防止碎片飛散,具備緩沖性能。
  壓貼粘性標(biāo)簽的特征是使人感覺不到標(biāo)簽薄膜的存在,僅使需顯示的標(biāo)簽內(nèi)容象采用直接印刷法一樣浮現(xiàn)在容器的表面。但是,其成本較高,雖然壓貼粘性標(biāo)簽的用量有稍稍增加的趨勢,但尚未形成較大的市場。導(dǎo)致壓貼標(biāo)簽價格不菲的原因主要是出廠時粘著標(biāo)簽用的硬紙板基片成本較高,且不能回收利用。為此,日本山村玻璃有限公司正著手研究開發(fā)不用基片的壓貼標(biāo)簽。
  另一種更廣受歡迎的是熱敏粘性標(biāo)簽,它一旦受熱即具有良好的粘性。經(jīng)過對熱敏標(biāo)簽粘接劑的改進及容器表面處理和預(yù)熱方法等多方面的反復(fù)試驗和研究,該標(biāo)簽的耐洗度得到了很大的提高,同時大幅度降低了成本,于1998年被正式應(yīng)用于每分鐘灌裝300瓶的灌裝生產(chǎn)線。熱敏預(yù)貼標(biāo)簽與壓貼標(biāo)簽一樣能清晰地看到其中千差萬別的內(nèi)容物,而且它還具有成本低,能經(jīng)受碰擦而不會破損,粘貼以后可經(jīng)受冷凍處理等特點。熱敏粘性標(biāo)簽用厚度為38μm的PET樹脂制作,在其上涂有高溫活性粘結(jié)劑。標(biāo)簽經(jīng)在11℃的水中浸泡3天、在73℃的巴氏殺菌液中浸30分鐘、經(jīng)100℃的煮沸30分鐘等試驗,均未發(fā)現(xiàn)異常變化。標(biāo)簽的表面可印刷多種顏色,亦可在其反面印刷,這樣可避免在運輸中因發(fā)生碰撞而損傷印刷面。這種預(yù)貼標(biāo)簽的使用,有望大大擴大玻璃瓶市場的需求。
  三、玻璃容器涂覆薄膜的開發(fā)
  為適應(yīng)市場的需求,越來越多的玻璃容器的顧客對容器的顏色、形狀及標(biāo)簽等提出了多品種、多功能、小批量的要求,比如容器的顏色,既要求能顯示外觀上的差別,又能防止紫外線對內(nèi)容物的損害。象啤酒瓶的顏色有茶色、綠色甚至黑色,其目的就是為了既能遮隔紫外線,又在外觀上達到了差別化的效果。
  但是在玻璃容器的制作過程中,一則顏色的調(diào)配比較復(fù)雜,二則眾多顏色混雜的廢棄玻璃不便于回收利用。所以,玻璃制造商總是希望減少玻璃顏色種類。為了達到這一目的,一種在玻璃容器表面涂覆一層聚合物薄膜的涂覆玻璃容器應(yīng)運而生。這種薄膜可制成各種顏色和外表形狀,如毛玻璃狀等,因而可使玻璃的顏色種類最大限度地減少。若涂覆的是能吸收紫外線的聚合薄膜,則可將玻璃容器制成無色透明的,發(fā)揮能清楚地看到內(nèi)容物的優(yōu)點。
  聚合涂覆薄膜的厚度一般為5-20μm,不影響玻璃容器廢棄后的回收利用。因為玻璃容器的顏色是由薄膜顏色決定的,即使各種碎玻璃混雜在一塊,也不妨礙回收利用,所以可極大地提高回收利用率,對保護環(huán)境十分有利。
  這種涂覆薄膜玻璃容器還具有以下優(yōu)點:可防止容器之間因碰撞和摩擦等引起玻璃瓶表面的損傷,可遮蓋玻璃容器原有的細微傷痕,使容器的耐壓強度提高40%以上。通過在灌裝生產(chǎn)線的模擬碰撞受損試驗證明,可在每小時灌裝1000瓶的生產(chǎn)線上安全使用。特別是因其表面的薄膜的緩沖作用,大大提高了玻璃容器在運輸或灌裝移動時的抗沖擊能力?梢哉J(rèn)為,涂覆薄膜技術(shù)的推廣應(yīng)用,再加上瓶體設(shè)計的輕巧化,將是今后擴大玻璃容器需求市場的重要手段。
  比如日本的山村玻璃公司1998年開發(fā)生產(chǎn)了外觀呈毛玻璃狀的涂覆薄膜玻璃容器,并對其進行了耐堿(在70℃,3%堿溶液浸泡1小時以上)、耐氣候(在室外連續(xù)暴露60小時)、損傷剝離(在灌裝線上模擬運轉(zhuǎn)10分鐘)試驗及紫外線透射率試驗。結(jié)果證明,涂覆薄膜性能完好。
  四、生態(tài)玻璃瓶的開發(fā)
  研究表明,在玻璃生產(chǎn)過程中,原料中廢玻璃所占的比例每增加10%,則可降低2.5%的熔融能量,同時減少3.5%的CO 2排出量。眾所周知,隨著全球性資短缺和溫室效應(yīng)的日趨嚴(yán)重,以節(jié)約資源、降低耗和減少污染為主要內(nèi)容的環(huán)保意識得到全球性的普遍重視和關(guān)注。因此,人們將這種既節(jié)能又減低污染的以廢玻璃為主要原料的玻璃容器稱為“生態(tài)玻璃瓶”。當(dāng)然,嚴(yán)格意義上的“生態(tài)玻璃”,要求廢玻璃的比例占90%以上。
  要想以廢玻璃為主要原料生產(chǎn)出高品質(zhì)的玻璃容器,需解決的關(guān)鍵問題是如何剔除混雜在廢玻璃中的異物(如廢金屬、廢瓷片等),及消除玻璃中的氣泡。目前采取廢玻璃粉末化和低溫熔融技術(shù)來實現(xiàn)異物鑒別剔除的研究及低壓脫泡工藝已進入實用化階段;厥盏膹U玻璃無疑是顏色混雜的,為了熔融后能獲得滿意的顏色,可采取在熔融過程中添加金屬氧化物的方法,如添加氧化鈷可使玻璃呈淺綠色等。
  生態(tài)玻璃的生產(chǎn)得到了各國政府的支持和鼓勵。特別是日本在生態(tài)玻璃的生產(chǎn)方面采取了較為積極的態(tài)度,1992年因以100%的廢玻璃為原料生產(chǎn)并實施“生態(tài)玻璃”而受到世界包裝機構(gòu)(W PO)的嘉獎。但是,目前“生態(tài)玻璃”所占的比例還較低,即使是日本也只占玻璃容器總量的5%而已。
  玻璃容器是歷史悠久的傳統(tǒng)包裝材料,三百余年來它與人們的生活密切相關(guān)。它使用安全,易于回收利用,無論是對內(nèi)容物還是玻璃均不會發(fā)生污染。但是如本文開頭所述,它又面臨著如聚合包裝材料等的嚴(yán)重挑戰(zhàn),因此如何加強玻璃制作新技術(shù)的開發(fā),充分發(fā)揮玻璃容器的優(yōu)勢,是玻璃容器制作行業(yè)面臨的新課題。希望以上介紹的有關(guān)技術(shù)動態(tài),能給業(yè)界人士提供一些有用的參考。

 

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