玻璃行业的循环经济具体措施 依据少用原则，实施产品轻量化

所谓轻量化就是在保证强度一定条件下，降低玻璃制品的容重比（主要是玻璃瓶罐等）或自 身重量（主要是玻璃器皿），以提高其绿色性与经济性。其中容重比是评价相同容积的玻璃瓶罐 其质量大小的尺度。下面以玻璃瓶罐的轻量化为例，来简要说明其工艺过程及注意事项。

(1)玻璃瓶罐轻量化进程国际上自20世纪60年代开始研究如何降低玻璃瓶罐重容比，以 同样的投人取得更大的产出，从而达到降低成本节约能源的目的，80年代界定了玻璃瓶小口瓶 轻重的范围：容重比大于1.4为重量瓶；等于1.0〜1.4为标准瓶；等于1.0〜0.7为轻量瓶；小 于0.7为超轻量瓶。当时已正常生产出小口瓶为0.7以下，生产大口瓶为0.4以下。在德国 HEYE公司采用小口压吹工艺以后，轻量化已达到相当高的水平，1994年已生产出重容比为 0.27的超轻量瓶。

我国在20世纪60年代开始开展了输液瓶轻量化方面的研究工作。到了 90年代初由于玻璃 化学钢化技术的实验成功，使玻璃瓶轻量化工作有了突破性进展，输液瓶的容重比达到0. 67。 在大口瓶方面山东荣成玻璃厂经过多年的努力于1990年初已试制出容重比在0.4以下的罐头瓶。 我国“六五”期间建立的五大项目之一山东南定玻璃厂，采用引进的小口压坎十组双滴行列机， 生产出容重比小于0.7的啤酒瓶，广东湛江玻璃厂使用比利时昂莱S~10回转式制瓶机，于1995 年初试制成重容比为0. 65的啤酒瓶。

(2) 玻璃瓶罐轻量化方案降低玻璃瓶罐重容比主要是靠减小壁厚。但是，在薄壁状态下要 保持较高的耐压强度是非常困难的，必须从设计到生产全过程的各个环节入手，通过玻璃成分改 性、合理的结构设计、正确的工艺安排、有效的生产工艺指标控制、有效的表面处理等强化处理 措施达到壁厚小、强度高的目的。

①调整玻璃配方。玻璃的内在强度一定程度上取决于玻璃的主要成分（配方），包装用瓶罐 玻璃主要是Na₂0-CaC>Si0₂系玻璃，医药上多用硬质硼硅玻璃。轻量化玻璃容器重点考虑增加强 度的成分。提高组成中网络形成物含量，使玻璃结构更趋紧密的材料。组成中引人的氧化物离子 的电荷要高，离子半径要小。

②轻量化结构设计。研究合理的结构使玻璃容器壁厚减薄，玻璃容器的壁厚减小后，垂直 荷重能力减小，但合理的结构可使应力分布均匀、冷却均匀和增加容器的“弹性”，使耐内压强 度和冲击强度得以提高，因此，可采取减少玻璃瓶造型高度，瓶身形状呈圆柱形，简化瓶形的线 条，无尖角或尖棱，各部分之间采用缓和过渡的光滑线形；瓶肩线采用大半径曲率结构；瓶身与 瓶底采用平缓过渡构型；减小或取消瓶罐口部的加强环等措施。

③运用优化设计手段。运用优化设计，探讨玻璃优秀瓶形，使玻璃容器的重量小而容量大， 降低原料耗量；运用现代模具设计、加工手段，生产高精度的容器模具，保证容器尺寸精度，从 而保证容器强度。运用先进的理论和现代化的手段，根据确定的瓶形的不同部位应力大小，准确 设计容器各部位的壁厚，做到厚薄分明，减小重量。

④工艺设计采用强化工艺。强化生产工艺技术，对生产过程的各环节，从原料组织、配料、 熔制、成形、退火等环节都必须严格控制。

⑤利用表面增强技术。玻璃瓶罐表面增强技术，是改变瓶罐表面的化学稳定性和消除玻璃 表面的损伤，从而达到增强的目的。主要方法有制瓶时添加涂层、物理强化、化学强化、表面酸 处理、塑料涂层等方法。目前，一些国家正在幵发新型瓶罐表面增强技术，试图进一步减少瓶罐 重量。例如，德国在瓶壁表面涂覆薄层有机树脂，生产出只有295g的1L浓缩果汁瓶，可以防止 玻璃瓶被擦伤，从而可提高瓶罐压力强度20%，还有目前流行的塑料薄膜套标，也有利于玻璃 瓶罐的轻量化。

(3) 轻量化生产工艺及注意事项

①精确配料工序。原料及配合料制备过程配方设计、原料成分、粒度、水分、配合料均匀 度、碎玻璃的质量及加入均匀性都对产品质量有直接影响。做好配料工作必须执行稳定的配方、 制定和严格执行原料标准、配合料制备工艺制度化。国内高档轻量瓶生产都特别重视该环节，生 产的称量与精度上，配料系统采用先进的计算机控制电子称量设备，动态精度应达到1/500,确 保配料质量。

②强化熔制工艺。确保窑炉运行工艺指标的稳定性至关重要。一般要求熔化温度波动不超 过10°C，液面波动不超过0.5mm，窑压波动不超过2Pa，防止因窑炉空间冒火而产生的结石、 色差、外观、强度差等质量问题。高档轻量瓶生产中对分配料道温度和玻璃液面的波动精度要求 非常高，有的分别控制在土 2°C以内及士 0.2mm以内。

当然，要保证高精度的生产工艺指标，必须改进窑型，使用高温、宽截面、大型的辊道式马 蹄焰熔炉。对窑炉实行全保温、炉底鼓泡、电助熔、窑坎、热工参数使用微机控制等一系列措 施，提高溶化率和溶化质量。

③有效的成形控制。玻璃液制成玻璃制品的过程可以分为成形和定形2个阶段。成形和定 形是连续进行的，成形过程中，需要控制玻璃的黏度、温度，以及通过模具向周围介质的热传 递。玻璃容器通常从3个特征温度值来控制成形操作：软化温度、退火温度和应变点。不同产 品，通过试验确定合理的参数是关键，先进的制瓶、供料及加热系统及采用先进的成形工艺是获 得均匀壁厚、实现轻量化的根本保证。

④实施有效退火，玻璃的退火工艺包括加热、保温、缓慢降温及快速降温4个阶段，要根 据壁厚准确控制保温时间，缓慢降温阶段，要严格控制降温速度，以免产生新的应力，在快冷阶 段，要根据壁厚，采用不同的降温速度，防止降温时产生的暂时应力超过玻璃的强度很限而引起 破裂。