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《包装容器结构设计》 冯 梅 第四章 玻璃包装容器结构设计 第一节 概述 第二节 玻璃瓶的装饰 第三节 瓶罐玻璃的性能 第四节 玻璃包装容器结构设计 第五节 瓶口结构设计 第六节 玻璃瓶设计要点 第一节 概述 一、玻璃材料及其特性 ㈠ 玻璃 加热熔解成为液体，冷却不析晶，硬化成为固体（无定型）。 ⒈ 特性 ① 有亚稳定性不流动的液体； ② 没有固定的熔点，成分不同熔点不同，由熔融到冷 固过程连续可逆； ③ 没有固定的组分， 组分变，性能变； ④ 可以透明、半透明，各向同性的硬脆材料； ⑤ 不透气、不透湿，永不变质。 ⒉ 特点 ① 原材料丰富、价廉，碎玻璃可回收； ② 透明，可展示商品，也可着色，放光； ③ 外观多彩晶莹、生动； ④ 玻璃瓶口经研磨，密封性好。 ㈡ 常用玻璃 ⒈ Na, Ca, Si 玻璃（苏打玻璃，石灰玻璃） 又称瓶罐玻璃，器皿玻璃。 主要成分： SiO2 72%, CaO 11%， NaO 15%, Al2O3 2% SiO2为网络骨架结构。 主要特点： 在玻璃中成本最低，易熔制、加工，耐热性、化学稳定性好，没有特殊要求的容器适宜。 ⒉ Na，B ，Si 玻璃（医用玻璃） 中性玻璃。 主要成分： SiO2 67-75%， Na2O 6.4-11.5% B2O3 6-9%, Al2O3 4-8.5% 主要特点： 耐水、耐热、耐酸、碱性均比前者强，长期贮存中性液体其PH值不变。 二、瓶罐玻璃的熔制 ㈠ 原料 ⒈ 主料 ⒉ 辅料 ⒊ 特殊用料 ㈡ 熔制 ⒈原料准备 ⒉熔制过程 ⒈主料 （1）硅砂或石英粉 作用：引入SiO2，构成玻璃的网络骨架结 构。 （2）纯碱（Na2CO3） 作用：引入Na2O，还可以助熔。 （3）石灰石（CaCO3） 作用：引入CaO，还可以防止碱结晶， 可提高玻璃的化学稳定性。 （4）长石 作用：引入Al2O3 ，可节省纯碱。因长石能引入 碱金属氧化物，如： Na2O ，K2O。 （5）白云石（CaCO3．MgCO3的复盐） 作用：可提高化学稳定性。 （6）芒硝（Na2SO4） 作用：引入Na2O ，节省纯碱，主要作用是除渣 （ SiO2）。 （7）碎玻璃（炉料的25-30%） 作用：主要为了节省纯碱、能源，促进溶化。 ⒉ 辅料 （1）澄清剂 在高温时分解放出气体的物质，可促进玻璃中气泡的排除。一般为硫酸盐，如：CaSO4, Na2SO4。用量1%以下。 （2）助熔剂 硝酸盐，硫酸盐。用量1%以下。 ⒊ 特殊用料 （1）无色玻璃 加入脱色剂。 ① 化学脱色剂（氧化剂） 用澄清剂即可。 ② 物理脱色剂 两色互补而失色。TiO2， FeO使玻璃呈绿色。Mn+3着紫色，Se+2(硒)着浅玫瑰色，它们可与玻璃中浅绿色互补，CoO呈蓝色，可与绿色互补，增加玻璃的透明度。 （2）彩色玻璃 Fe+3淡青色，Cr+3+Mn+3黑色，Mn+3+ Fe+3橙黄色至暗紫色，Fe2O3黄色，Cr2O3蛋黄色。 （3）乳白色玻璃 加入乳浊剂。氟化物，炉料的3-10%。 （二）原料制备 ⒈ 原料准备 按成分比，计算出各主料的用量，称量混合， 放入重油熔窑熔制。 ⒉ 熔制过程 ⑴ 硅酸盐形成阶段 （800℃-900℃ ） 作用：去除所有水（混合进去的与结构水）， 生成硅酸盐与未熔硅砂（未发生反应） 的烧结物。（含大量气泡） ⑵ 玻璃形成阶段 （ 1200℃） 作用：烧结物全部变成玻璃液，但组分不均