4玻璃包装质料的特点

　　玻璃是已知最古老的质料之一
。人们最早使用的玻璃，来自古罗马普林尼的《自然史》，的纪录在公元前5000年人们就发明了玻璃
。玻璃在中国有着悠久的历史,隋唐以来就有纪录
。凭证我国发明的古玻璃制品和制造工厂遗址,批注至少在宋元代已接纳吹管吹制中空玻璃包装容器
。可是许多世纪以来，瓶子和餐具一直是用手工吹制的要领生产的
。主要靠手工业工人的武艺制造空心玻璃制品

　　约在公元前1600年，埃及已兴起了正规的玻璃手工业，其时首批生产的有玻璃珠和花瓶
。然而，由于熔炼工艺不可熟，玻璃还不透明，直到公元前1300年，玻璃才华做得略透光线
。到公元17～18世纪，蒸汽机问世，机械工业和化学工业有了很大生长，特殊是氨碱法制造纯碱，使生产实现了一连性生产产品质量纯净，因而被称为纯碱，但最大的优点还在于本钱低廉
。1867年索尔维设厂制造的产品在巴黎天下展览会上获得铜制奖章，此法被正式命名为索尔维法
。发明了以盐为质料制造纯碱的手艺，对玻璃工业的生长起了很大的增进作用
。19世纪中叶，蓄热室池炉用于玻璃熔制并发明了半机械化成型要领
。1880～1890年发明了压-吹法制造大口瓶和吹-吹法制造小口瓶的成型手艺
。1900年泛起了第一台用电念头传动的制瓶机
。1904-1905年，美国M.J.欧文斯创造全自动真空吸料式制瓶机
。1915年，滴料供料机问世，使玻璃包装工业进入了一个迅猛生长的时期
。1925年，泛起了行列式制瓶机，用吹一吹法生产小口瓶
。1940年，用压一吹法制造大口瓶，之后，行列式制瓶机一直刷新
。进入20世纪，玻璃容器制造已抵达了机械化和自动化的水平
。现在，盘算机已普遍应用于玻璃生产线的自动控制
。

　　我国玻璃生长也有悠久的历史，中国古代称之为璧流璃、琉璃、颇璃，近代也称为料，是指熔融物冷却凝固所获得的非晶态无机质料
。从历史的遗存可以发明，我国约在公元前8世纪已经有了玻璃饰物，中国在三千多年前的西周，玻璃制造手艺就抵达了较高的水平
。在唐宋时已有使用吹管吹制的中空玻璃容器
。

　　我国的玻璃容器生产自1936年秋上海晶华玻璃厂引进了一台林取-10型的自动制瓶机，用来生产啤酒瓶
Ｗ钕攘酥泄幽勺远尚突，以机械化、一连自动化大批量生产啤酒瓶的历史
。

　　今天，玻璃已经成为现代人们一样平常生涯、生产生长、科学研究中不可缺氨赡一类质料，并且它的应用规模随着科学手艺的生长和人民生涯水平的一直提高还在日益扩大
。

　　⑴玻璃的界说

　　玻璃的什么？玻璃的界说是：玻璃是由熔融物过冷所得的非晶态固体
。因此可以明确为：玻璃是熔融、冷却、固化的非结晶（在特定的条件下也可能成为晶态）的无机物，是过冷的液体
。

　　我们知道，玻璃是一种具有许多优良性能的质料，它透明、化学稳固性好，硬度大，不易磨损，在一定的温度下具有优异的可塑性……
。

　　作为一种质料，不是仅用于包装容器质料，在仪器、医用、电真空与电子、光学、生物、微晶、玻璃纤维、光电子、生态情形、核手艺等方面都获得普遍的应用
。

　　⑵玻璃的特征

　　正由于玻璃是非晶态固体是过冷液体，以是它具有以下的特征：

　　①各向同性由于玻璃态的物质的质点排列是无规则的（统计匀称）
。当玻璃中不保存内应力时，其理化性子（如硬度、热膨胀系数、热导率、折射率、电导率、弹性模量）在各个偏向是的相同的
。可是，一旦玻璃中保存了应力，结构的匀称性遭到破损，就会显示出各向异性，譬如泛起显着的光程差
。

　　②介稳性（亚稳固状态）这是由于玻璃在急冷历程中黏度急剧增大，质点来缺乏形成晶体的有规则排列，系统内能来缺乏释放，而是处于介稳状态（热力学因素）
。由于常温下黏度很大，转酿成晶体的速率极小，不可自觉地转化为晶体（动力学因素）
。

　　③无牢靠熔点玻璃态物质由固体转化为液体没有一个牢靠的温度，只有一个温度区间（转化温度规模，温度规模的巨细取决于玻璃的化学组成）
。在这个温度区间内，玻璃液由黏性体经黏塑性体、黏弹性体逐渐转变为弹性体
。这种渐变的历程正是玻璃有优异的加工性能的基础，凭证这种性能，调解玻璃因素或冷却速率可以控制玻璃成型的时间
。

　　④性子转变的一连性从熔融态冷却成固态，若是是结晶体，它的体积或其它物化性子会在熔点爆发突变，如水在0℃结成冰，密度从1g/cm³的水酿成密度为0.9 g/cm³的冰
。而玻璃液冷却酿成固态的玻璃时，它的体积（或其它理化性子）是逐渐转变的
。甚至某些性能（如密度、折射率、黏度等）随着温度转变的快慢而转变
。

　　⑤性子转变的可逆性玻璃由固态向熔融态或相反的历程可以多次举行，而不会陪同新相天生
。

　　⑶形成玻璃的要领

　　制备玻璃态物质的古板要领是熔体冷却法
。随着科学手艺的生长，泛起了许多新的玻璃形成要领，如气相和电沉积、真空蒸发和溅射、溶胶一凝胶等要领
。其中有些要领已在现实生产中获得应用，有些还处于一直的研究和完善阶段
。这些新的形成要领的应用，不但提高了玻璃的性能，并且也使玻璃态物质的种类获得了富厚
。

　　通例的熔体冷却法是现在工业生产普遍接纳的要领，用通例的熔体冷却法可以获得硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃及重金属氧化物玻璃等
。

　　⑷玻璃性子

　　①与容器成型亲近相关的性子

　　玻璃的成形历程与玻璃的性子有着亲近的关系
。玻璃的成形性子包括玻璃的黏度、外貌张力、结晶性能、热膨胀性、传热性子和热流动性子等
。下面就其中几个主要性子作简要说明
。

　　a黏度viscosity

　　粘度，怀抱流体粘性巨细的物理量
。又称粘性系数、动力粘度，记为μ
。

　　粘度是权衡流体流动性的指标，体现流体流动的分子间摩擦而爆发阻力的巨细，有三种体现要领：

　　动力粘度：面积各为1m2并相距1m的两层流体，以1m/s的速率作相对运动时所爆发的内摩擦力
。单位：Pa·S(帕．秒)

　　运动粘度：动力粘度与同温度下该流体密度P之比
。单位为m2/s

　　恩氏粘度：某浓度下，在恩氏粘度计中流出200ml液体所需时间与20℃流出同体积蒸馏水所需时间之比
。

　　黏度是玻璃的主要性子之一
。玻璃的黏度是温度的函数，并属于非线性的关系，这个关系有利于制品的成形
。在玻璃制品的成形历程中，要充分地使用玻璃的黏度和温度的这一关系
。

　　玻璃制品的成形历程可分为两个阶段，即成形阶段和定形阶段
。第一个阶段付与制品以要求的形状（内形），第二阶段是使第一阶段所成的形状牢靠下来
。

　　通常，玻璃在成形历程第一阶段的粘度为102～103帕··秒，第二阶段的粘度为105.6帕·秒
。关于差别系统的玻璃、差别的制品和差别的成形要领，情形不尽相同
。

　　玻璃的黏度与温度的关系和玻璃的化学组成有着亲近的和重大的关系
。差别的成形要领要求玻璃具有各不相同的黏度与温度的关系
。如浇注成形，要求玻璃粘度小，流动性好，机械化高速成形，则要求“短性”玻璃，而在压制成形时则要求“长性”玻璃
。

　　玻璃成形的事情黏度规模，凭证差别的成形要领、制品的巨细和质量而不相同
。归纳综合地说为102～106Pa·s，一样平常工业玻璃其上限为5×102Pa·s或103Pa·s，下限通常为4×107Pa·s
。小型玻璃制品，其成形的事情黏度规模
；大型制品的事情黏度规模大
。

　　“长性”玻璃的黏度—度梯度较“短性”玻璃的小，硬化速率较慢，因此其成形的事情黏度规模大，成形历程的一连时间长
。在成形历程中若是成形机的结构不可改变，而玻璃制品成形各阶段的一连时间也不可调解，为了顺应成形操作的特点与机速的要求，就需要改变玻璃的是非性，即改变玻璃的组成，使之适合
。

　　b外貌张力

　　外貌张力指液体外貌恣意二相邻部分之间笔直于它们的单位长度分界线相互作用的拉力
。

　　玻璃的外貌张力在制品成形历程中有着主要意义
。如人工挑料、吹小泡或滴料式供料机，都是借助玻璃的外貌张力而形成球形外貌的雏形或料滴的
。而在拉制玻璃管和玻璃棒时，由于玻璃的外貌张力作用才获得准确的圆柱形体
。有些玻璃制品成形后还要举行爆口和烧口，也是借助玻璃的外貌张力使尖锐不齐的边口加热软化变圆滑的
。

　　玻璃的外貌张力取决于玻璃的化学组成和温度
。在一样平常情形下，温度升高则玻璃的外貌张力降低
。熔融玻璃的外貌张力比水高3～4倍，与熔融金属相靠近，约为0.15～0.35牛／米(150～350达因／厘米)
。

　　c传热性子

　　玻璃的传热方法为传导和辐射
。玻璃制品的成形是热交流历程，特殊是第二阶段定形，依赖于玻璃温度的降低
。

　　玻璃是热的不良导体，其传导传热取决于导热系数的巨细
。玻璃的化学组成和温度决议了导热系数的巨细
；褂Ω弥赋，玻璃在成形历程中的传热是不稳固传热
。

　　辐射传热是玻璃在成形历程中的主要传热方法，特殊是在300℃以上时，体现尤为显着
。

　　d热流动性

　　从玻璃的黏度性子和传热性子，不难看出，玻璃的成形历程实质上是属于流变学领域的问题
。而玻璃制品的质量在很洪流平上取决于成形历程中玻璃的流变状态
。这种情形差别于常温的流变学，由于现在对高温玻璃流变学方面的研究水平所限，还没有较完整的理论来指导生产
。

　　②玻璃的密度

　　玻璃的密度是体现玻璃单位体积的质量
。

　　玻璃的密度与其因素的关系亲近
。州玻璃的密度相差较大
。石英玻璃的密度最小，为2.21g/cm³，含有PbO、Bi2O3、Ta2O3、WO2的玻璃密度可达6g/cm³左右
。某些防辐射玻璃的密度可高达8 g/cm³
。一样平常医用玻璃、瓶罐玻璃、平板玻璃等的密度均在2.5 g/cm³左右
。

　　玻璃的密度会随着温度的升高而下降，一样平常的工业玻璃，当温度从室温升到1300℃时，密度下降6%～12%
。在弹性变形规模内密度的下降与玻璃的膨胀系数有关
。

　　玻璃的密度与热历史有关：玻璃从高温状态冷却时急冷（淬火）比缓冷（退火）的密度低；冷却速率愈快，偏离平衡密度的温度愈高，其转变点（Tg）温度也愈高
。

　　③玻璃的机械强度

　　玻璃是一种脆性子料，它的机械强度一样平常用耐压、抗折、抗张、抗攻击强度等指标体现
。玻璃能获得普遍应用，缘故原由之一就是耐压强度高，硬度也高，但抗折和抗张强度不高，脆性较大，可接纳多种要领，例如退火、钢化、外貌处置惩罚与涂层、微晶化、与其它质料复合等，都有可能增添玻璃的抗折强度
。

　　影响强度的因素：温度、组成、玻璃缺陷、外貌微裂纹、玻璃中的应力、疲劳征象等
。

　　玻璃的脆性是指当负荷凌驾玻璃的极限强度时连忙破碎的特征
。通常用破损时所受到的攻击强度来体现，也可用玻璃的抗压强度与抗攻击强度之比来体现
。玻璃的脆性除了与组成有关外，也决议于制品的形状、厚度、热处置惩罚条件等
。以是在设计瓶型时要思量避开对强度倒运的造型
。

　　④玻璃的热学性子

　　玻璃的热学性子包括热膨胀系数、导热性、比热容、热稳固性等
。热膨胀系数是玻璃的一个最主要的热学性子
。

　　玻璃经受强烈的温度转变而不破损的性能称为玻璃的热稳固性（ΔT）
。玻璃容器尤其是艳服食物的，在灌装后要经由加热处置惩罚，对其的热稳固性要求就会高些
。通常能降低玻璃机械强度的因素，都能使玻璃人稳固性降低
。反之亦然
。玻璃的热膨胀系数越小，其热稳固性就越好
。

　　⑤玻璃的化学稳固性

　　玻璃制品在使用历程中要受到水、酸、碱、盐、气体及种种化学试剂和药液的侵蚀，玻璃对这些侵蚀的对抗能力称为玻璃的化学稳固性
。

　　玻璃具有较高的化学稳固性，常用于制造包装容器，艳服食物、药液和种种化学制品
。

　　在实验室以及化学工业的生产历程中，也普遍接纳玻璃装备，如玻璃仪器、玻璃管道、耐酸泵、化学反应锅等
。

　　大大都工业用玻璃都能对抗除氢氟酸以外酸的侵蚀
。玻璃的耐碱侵蚀能力较差，高温下水也能侵蚀玻璃
。

　　例如，通俗的窗玻璃在恒久遭受大气和雨水的侵蚀下，玻璃外貌失去光泽，使玻璃变得阴晦，并在外貌泛起油脂状薄膜、黑点等受侵蚀的痕迹；光学仪器的种种透镜在使用历程中，因受周围介质的作用，使光学零件蒙上“雾”状膜、聚滴薄膜或白斑等，影响透光性和成像质量，严重时将造成报废；化学仪器因玻璃受侵蚀而影响剖析、化验效果；关于安瓿瓶、盐水瓶，在热压灭菌及种种天气条件下恒久与药液接触，玻璃就会消融于药液中，甚至泛起脱片征象
。因此，关于任何玻璃制品，都必需具有切合划定的化学稳固性指标
。玻璃的化学稳固性对玻璃的加工，如磨光、镀银、蚀刻以及玻璃制品的存放都有主要的意义；

　　玻璃的化学稳固性取决于玻璃的抗蚀能力以及侵蚀介质（水、酸、碱及大气等）的种类和特征
。别的，侵蚀时的温度、压力等对其也有很大影响
。

　　⑥玻璃的电学性子

　　在常温下一样平常玻璃是电绝缘质料，可是随着温度上升，玻璃的导电性迅速提高，特殊是在转变温度（Tg）点以上，导电率有奔腾的增添，到熔融状态，玻璃酿成电的良导体
。

　　使用玻璃在常温下的低电导率可用来制造照明灯胆、电真空管、气体放电管、高压绝缘子、电阻、被覆绝缘导线等，玻璃已成为电子工业的主要质料
。导电玻璃可用于鲜明示，如数字钟表和盘算机等
。使用玻璃在高温下的较高电导率，可以举行玻璃电熔和电焊
。玻璃的电导率与因素有关
。

　　⑸玻璃质料的主要特点

　　玻璃作为古板的包装质料沿用至今，仍是现代包装的主要质料之一
。玻璃以其自己的优良特征以及玻璃制造手艺的一直前进，仍能顺应现代包装生长的需要
。归结其优点有：

　　①；ば阅苡帕，阻隔性能好
。不透气，不透湿，有紫外线屏障性，可加色料改善遮光性，密封性能好
。

　　②通透感强，易于造型，可见内容物，具有特殊的转达美化商品的效果
。

　　③化学稳固性优良，无毒无味，耐侵蚀，有用生涯内装物
。

　　④加工性能优异，制成的品种规格多样，尺寸准确，还可以凭证需要，制成种种封装形式的瓶口，适合内容物的密封和取存，对产品商品化的顺应性强
。

　　⑤耐热，耐压，耐洗濯，可高温杀菌，也可低温蕴藏
。

　　⑥可接纳复用，本钱低，不会造成公害
。

　　⑦质料资源富厚，价钱自制
。成型性好，加工利便，品种形状无邪
。

　　玻璃用作包装料也有弱点
。古板的玻璃容重视量／容积比大，耐攻击强度低，碰撞时易破损，运输本钱高
。但现代包装中，由于装备和工艺水平的提高，生产薄壁轻量瓶，可以大大提高瓶强度并镌汰壁厚，这种轻量瓶在商品包装市场有很大的竞争力
。

　　总之，玻璃具有高度的透明性及抗侵蚀性，与大大都化学品接触都不会爆发质料性子的转变
。其制造工艺轻盈，造型自由多变，硬度大，耐热，清洁、易整理，并具有可重复使用等特点
。普遍用于食物、饮料、医药、化工、化妆品、文化用品等等的液态、黏稠态（种种酱料、食物罐头等）、固态物体（片剂、粉剂等）的包装
。

　　5玻璃容器的生产工艺

　　⑴玻璃容器的生产工艺历程

　　①玻璃质料用于制备玻璃配合料的种种物质通称为玻璃质料
。

　　其主要质料大部分是自然的质料：石英、长石、石灰石等；尚有化工产品：纯碱；碎玻璃；

　　辅助质料，用量不大，但对差别的玻璃获得某些须要的性子和改善熔制状态的作用很主要：澄清剂、着色剂、乳浊剂、氧化剂、助熔剂等等
。

　　凭证对玻璃容器艳服差别的内容物，还要调解选用的质料，改变玻璃的组成，抵达调解性能控制生产
。

　　②工艺历程

　　③成型要领

　　按玻璃的生产方法有；

　　1)手工生产，2）半自动化生产，3)自动化生产
。

　　手工生产所有作业均系手工做，因此单位作业时间生产量不大，而整个作业循环取决手工人的技巧和能力
。适合做批量很小，个性化要求的产品

　　半自动化生产大部分作业均出机械完成，若是提高机械的自动化水平，则制瓶生产率也随之提高，因此半自动化生产适用于生产大批简单制品
。

　　自动化生产各个生产环节都不需要工人的任何关预，作业是自动举行的，并且相互联系综合组成一个完整的循环
。由于生产是所有自动化的，适合大批量的产品
。

　　按制作容器的成型要领有：

　　1)压制法，2）压吹法，3）吹制法
。4）拉制成型（管制瓶）

　　压制法使用冲头把玻璃料压入到模身，冲头和口模组成的关闭空腔内

　　压吹法系用二个作业循环生产制品
。首先用压制法制作成容器的雏型，然后在成型模中将之制成制品的最终形状
。吹制法只借助压缩空气的作用吹制制品
。初型和制品都是用压缩空气吹制而成

　　拉制成型有些小型玻璃容器，如药用管制抗生索瓶、管制口服液瓶和安瓿等，都是以玻璃管为坯料加工制成的
。

　　管制玻璃容器加工成型的一样平常历程是：

　　选管→洗濯→预烧→拉伸或瓶口、颈肩部成型→切断→底部成型→退火→磨练→包装入库
。