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【中玻網(wǎng)】能用蓋子或塞子密封,可定量盛裝各種物料的空心玻璃制品。廣泛用作飲料、酒類、化學(xué)制品、藥品、文教用品和化妝品等的包裝容器。玻璃瓶罐透明,易潔凈,化學(xué)穩(wěn)定性好,不污染內(nèi)容物,氣密性高,貯存性能優(yōu)良,造型裝飾豐富多采,可以多次回收使用,原料來(lái)源豐富。但玻璃瓶罐容易破碎,重容比大。這些缺點(diǎn)正隨工藝技術(shù)的發(fā)展而逐漸得到改善。
玻璃制品的生產(chǎn)以玻璃瓶罐的產(chǎn)量較高。1980年世界玻璃制品產(chǎn)量為68Mt,其中玻璃瓶罐產(chǎn)量為40.8Mt。
公元前2000~前500年,人類就可制造空心玻璃器皿。公元前200年開(kāi)始使用吹管后,產(chǎn)油和釀酒業(yè)隨之使用中空玻璃作容器。羅馬帝國(guó)時(shí)期,玻璃容器的需求量增加,絕大部分產(chǎn)品是圓底的,須用鐵架或木架支撐。后來(lái)由于吹制玻璃用模具的發(fā)展,才制造出無(wú)支架的平底瓶。5~15世紀(jì),壓制、拉制和吹制技術(shù)得到很大發(fā)展,為玻璃制造機(jī)械化奠定了基礎(chǔ)。1867年,德國(guó)西門(mén)子兄弟把蓄熱室連續(xù)熔化池窯應(yīng)用于玻璃工業(yè),使玻璃瓶罐的大規(guī)模生產(chǎn)成為可能。1880~1890年發(fā)明了壓-吹法制造廣口瓶和吹-吹法制造小口瓶的成型技術(shù)(見(jiàn)玻璃制造)。1900年出現(xiàn)了靠前臺(tái)用電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的制瓶機(jī)。1904~1905年美國(guó)M.J.歐文斯創(chuàng)制全自動(dòng)真空吸料式制瓶機(jī)。1910年起,料滴供料機(jī)開(kāi)始發(fā)展。1914年半自動(dòng)吹-吹工藝發(fā)展成熟。1925年,美國(guó)哈德福-恩佩爾公司研制成功行列式制瓶機(jī),采用吹-吹法生產(chǎn),后來(lái)又發(fā)展為也可以用壓-吹法生產(chǎn)。這種行列式制瓶機(jī)至今仍是使用的主要機(jī)型,并逐漸向多機(jī)組、多滴料方向發(fā)展。
中國(guó)在唐宋時(shí)已采用吹管吹制中空玻璃容器。近代玻璃工業(yè)形成于1904~1908年。1931年建立的上海晶華玻璃廠,是中國(guó)靠前家采用橫火焰和馬蹄形火焰蓄熱室池窯和自動(dòng)制瓶機(jī)連續(xù)制造玻璃瓶罐的工廠。50年代后,興建了一批規(guī)模非常大的現(xiàn)代化制瓶工廠。80年代,玻璃瓶罐的生產(chǎn)中,非常大的改進(jìn)是玻璃瓶的輕量化,從而可以節(jié)約原料、燃料,提高生產(chǎn)速度,降低運(yùn)輸費(fèi)用。
分類玻璃瓶罐種類繁多,有多種分類方法。①按外形分,有一般瓶罐、帶柄瓶罐和管形瓶罐等,盛裝容量1ml~25l。②按底部形狀分,有圓形、橢圓形、正方形、長(zhǎng)方形、扁平形等瓶罐,以圓形的居多。③按瓶口尺寸分,有廣口、小口、噴灑口等瓶罐。瓶口內(nèi)徑大于30mm、無(wú)肩或少肩的稱為廣口瓶,常用于盛裝半流體和粉狀或塊狀固體物品;內(nèi)徑小于30mm的稱為小口瓶,常用于盛裝各種流體物品。④按瓶口與瓶蓋配合的形式分,有連續(xù)螺紋瓶口、軟木塞瓶口、傾注用瓶口、冠形蓋瓶口、滾壓蓋瓶口、塑料蓋件瓶口、噴灑用瓶口、壓上-擰開(kāi)瓶口、側(cè)封-撬開(kāi)瓶口、玻璃塞磨砂瓶口、帶柄瓶口及管形瓶口等瓶罐。瓶口的尺寸和公差均標(biāo)準(zhǔn)化。⑤按瓶罐使用要求分,有一次用瓶罐和回收瓶罐。一次用瓶罐使用一次即廢棄;回收瓶罐可多次回收,周轉(zhuǎn)使用。⑥按成型方法分,有模制瓶和管制瓶。模制瓶由玻璃液直接在模具中成型制得;管制瓶是先將玻璃液拉成玻璃管,然后再加工成型。⑦按瓶罐顏色分,有無(wú)色、有色和乳濁色瓶罐。玻璃瓶罐大多數(shù)是清澈無(wú)色的,可使內(nèi)容物保持正常的形象。其次是綠色的和棕色的。綠色的通常盛裝飲料;棕色的用于盛裝藥品或啤酒。它們可以吸收紫外線,有利于保護(hù)內(nèi)容物。美國(guó)規(guī)定這種有色玻璃瓶罐的平均壁厚應(yīng)使波長(zhǎng)290~450nm的光波的透過(guò)率低于10%。少數(shù)化妝品、雪花膏和藥膏等物品,則用乳濁色玻璃瓶罐盛裝。
原料和化學(xué)成分瓶罐玻璃配合料一般由7~12種原料組成。主要有石英砂、純堿、石灰石、白云石、長(zhǎng)石、硼砂、鉛和鋇的化合物等。此外,還有澄清劑、著色劑、脫色劑、乳濁劑等輔助材料(見(jiàn)玻璃制造)。粗顆粒石英難于熔融完全;顆粒過(guò)細(xì)在熔制過(guò)程中又容易產(chǎn)生浮渣和粉塵,影響熔化,易堵塞熔窯蓄熱室。適宜粒度為0.25~0.5mm。為利用廢舊玻璃,一般還加入碎玻璃,其用量通常為20~60%,較高可達(dá)90%。
玻璃瓶罐玻璃的化學(xué)成分,按其使用要求、成型方法、成型速度、工藝特點(diǎn)和原料品種等而有差異。絕大多數(shù)瓶罐采用鈉鈣硅酸鹽玻璃。鈉鈣硅酸鹽玻璃的主要成分為SiO2、Na2O和CaO。引入適量Al2O3和MgO,可以降低玻璃的析晶傾向,增強(qiáng)玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度,改善玻璃的成型性能。世界上大多數(shù)國(guó)家的鈉鈣瓶罐玻璃的化學(xué)成分為:SiO270~74%,CaO與MgO10~14%,Na2O與K2O13~16%,Al2O31.5~2.5%。制造無(wú)色玻璃瓶罐時(shí),石英砂中Fe2O3的含量很低(一般為0.03%左右)。在普通鈉鈣玻璃中,添加Cr2O3和Fe2O3,玻璃呈翠綠色,添加硫-碳或MnO2和Fe2O3,玻璃呈棕色。盛裝藥品的瓶罐,要求具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性,用硼硅酸鹽玻璃制造。高等化妝品瓶,常用含鉛、鋇或鋅的晶質(zhì)玻璃制造,有的為乳濁玻璃,一般用氟化物作乳濁劑。
質(zhì)量要求玻璃瓶罐應(yīng)具備一定的性能和達(dá)到一定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
?、俨Aз|(zhì)量:純凈均勻,無(wú)砂石、條紋、氣泡等缺點(diǎn)。無(wú)色玻璃的透明度高;顏色玻璃的顏色均勻和穩(wěn)定,能吸收一定波長(zhǎng)的光能。
?、谖锢砘瘜W(xué)性能:具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性,不與盛裝物發(fā)生作用。具有一定的抗震性和機(jī)械強(qiáng)度,能經(jīng)受洗滌、殺菌等加熱、冷卻過(guò)程和承受灌裝、儲(chǔ)運(yùn),遇到一般性內(nèi)外部應(yīng)力、震動(dòng)、沖擊,可保持無(wú)損。
③成型質(zhì)量:保持一定的容量、重量和形狀,壁厚均勻,口部圓滑、平整以保證灌裝便利和密封良好。無(wú)歪扭變形、表面不光滑、不平整以及裂紋等缺點(diǎn)。
制造工藝玻璃瓶罐制造主要包括配合料制備、熔制、成型、退火、表面處理和加工、檢驗(yàn)和包裝等工序。
①配合料制備:包括原料的貯存、稱量、混合及配合料的輸送。要求配合料混合均勻,化學(xué)成分穩(wěn)定。
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