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【透彻纯净、高贵典雅,是玻璃瓶的魅力所在,这使得玻璃瓶顺理成章地成为高档化妆品包装的首选】
尽管玻璃瓶在化妆品包装容器中所占的比例不大,但其在包装领域中却仍拥有不可替代的优势,短期内依然是高档化妆品的首选材料。透彻纯净、高贵典雅,是玻璃瓶的魅力所在。与塑料瓶相比,其沉甸甸的厚重感更能有效提升品牌的档次和使消费者倍增信任感;而磨砂玻璃瓶特有的视觉效果,更是塑料瓶远不能比拟的。生产塑料瓶时,无法通过模具表面处理达到表面亚光、蒙砂的效果,只能进行后期加工喷油处理,效果逊色很多,并且成本相当高。与平光玻璃瓶相比,蒙砂玻璃瓶高雅华丽、雾感良好,装饰遮光效果好,更具工艺装饰功能。
化妆品,尤其是美白、营养系列化妆品,就像食品一样含有大量营养成分,但它们极易被氧化。这就对包装物的密封性提出了很高的要求,玻璃瓶的阻隔性强,无疑在保护内容物方面比塑料瓶更胜一筹。此外,对于气体具有高阻隔性,也使玻璃瓶成为香水等易挥发、易散失香味产品的首选包材。
诚然,玻璃瓶的加工工艺发展缓慢,但近年来还是有所改进和提高的。
釆用电脑CAD玻璃瓶模具设计、玻璃炉窑的电脑自动控制、强化和轻量化等技术进行生产,玻璃瓶的质量在提升、重量在减轻,透明度和表面光洁度也在进一步增强。在后加工方面,可以对玻璃表面进行蒙砂工艺处理、彩绘、彩印(可达7~8色)、雕刻等,大大提高了玻璃瓶的附加值。
鉴于玻璃制品具有如此独特的优势,不少化妆品玻璃包装厂商都表示对玻璃包装的前景看好,而且还不断开发新产品和提高品质,以适应不同化妆品生产厂商对玻璃包装的更高要求。
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3 运用表面处理技术提高玻璃容器的表面性质
玻璃的表面状态、组成和结构与其内部的组成、结构有很大差别。玻璃的表面性质对其主体性质有重大影响。玻璃的化学稳定性,实际上取决于其表面的化学稳定性,玻璃的机械强度、抗冲击性能也在相当大程度上决定于玻璃表面的形态与结构。因此,玻璃的表面处理是制造高强度轻量化玻璃容器的重要技术手段之一。
玻璃容器表面处理的目的,是改变容器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。
3.1 制瓶涂层 热涂。热涂在制瓶成型后及退火处理前进行。成型后的玻璃瓶在缓缓冷却至500~600℃时,将金属涂敷剂(如氧化锡、氧化钛、氯化锡等)喷涂在容器表面,形成一定厚度的保护膜,增强表面强度约30%,又可使瓶经得起长期的水冲、水洗。
冷涂。冷涂是在玻璃瓶退火之后,将单硬脂酸盐、聚乙烯、油酸、硅烷、硅酮或其他聚合物乳液喷成雾状,附着在具有一定温度的玻璃瓶表面上(瓶温依喷涂材料而定,约为21~80°C),形成具有耐磨性和润滑性的保护层。 起霜。起霜是在玻璃瓶冷却过程中喷涂四氯化碳,或在退火炉中通人二氧化硫,二者均可在瓶的表面与碱性氧化物反应,使玻璃表面的钠离子析出而形成芒硝微粒(即浊白粉状的Na2S04),用水冲除后,由于碱性降低而使表面的化学稳定性增强。
表面有机硅涂层处理。玻璃表面使用有机硅蒸发涂层或用有机硅浸渍都可形成有机聚硅氧烷憎水膜和聚合(Si02)。硅氧膜,通过公用的硅氧键而与玻璃表面连接起来。经热处理后有机基团会挥发而剩下硅氧膜可填充于裂纹中,所具憎水性可避免活性介质在裂纹中的扩散而使表面裂纹愈合(俗称异相愈合),不仅玻璃强度和化学稳定性有较大提高,还使玻璃具有特殊的光学性能和抗冲击性能。常用的有机硅溶液有甲基氟硅烷、二甲基二氯硅烷、二苯基二氟硅烷和苯基三氯硅烷等。
容器表面的聚合物薄膜厚度为0.005mm,在容器标准重量下其压应力增大了10~12Pa。在内部压力相同的情况下,几不可回收标准玻璃瓶的重量可以由420g减少到大约300g。玻璃瓶重量减少了25%~30%。同时由于所镀的膜非常薄,这种玻璃容器的回炉不会造成任何环境问题,因此,在线聚合物镀膜容器可以纳入标准的循环再生过程。
3.2 物理强化(钢化) 物理强化(钢化)也叫风冷强化,目的是为了提高玻璃瓶罐的机械强度和热稳定性。物理强化处理方法如下:瓶罐由制瓶机脱模后,立即送人马弗式钢化炉内均匀加热到接近玻璃的软化温度(但不能达到软化温度),然后转入钢化室,用多孔喷嘴的风栅向瓶罐的内外壁上喷射冷空气,快速冷却瓶罐,或用液体作冷却介质进行突然冷却瓶罐,造成制品表面因突然收缩而形成的压应力层,制品内部的冷却因滞后于表面为张应力层,当这2种应力分布合理时,玻璃耐内压强度可以成倍提高。喷射瓶身的空气压力一般为15~21kPa,喷射瓶底的空气压力一般为6~7kPa。
3.3 化学强化(钢化) 对玻璃表面进行离子交换处理又称化学强化,常用方法有熔盐法和喷涂法。 熔盐法。以溶质中半径大的离子交换玻璃中半径小的离子或以溶质中半径小的离子置换玻璃中半径大的离子,使玻璃表面产生压应力,可使耐内压强度提高,经处理后制品的硬度高。耐磨损,制品的强度不会因长时间使用而降低。
喷涂法。喷涂法化学钢化具有增强效果好、生产及使用安全、生产效率高和生产成本低等优点,从综合评价的角度上分析,不失为目前一种比较理想的增强工艺。
为了提高喷涂法化学钢化的增强效果和与工艺特性适应,经研究应选择比较理想的基础玻璃化学组成,基础玻璃化学组成不一样,喷涂液、喷涂液添加剂配方也应作相应的调整;
喷涂法化学钢化的每一个工艺环节,都将对其最终的增强效果产生举足轻重的影响,因此,必须把握好2个阶段的工艺参数:第一阶段,固相试剂层的形成必须控制好喷雾温度、溶液浓度、喷雾时间、喷雾液滴大小,固相试剂层的厚度、密度等参数;第二阶段,热处理(离子的扩散和交换)必须控制好温度。该法可使玻璃容器强度达到原始值的2倍左右,增强制品在运输和机械灌装过程中的损耗则降为原值的1/3左右,经喷涂法化学钢化的玻璃制品具有很好的光泽度和商品外观。
3.4 表面酸处理 表面酸处理可以消除玻璃表面较大数量的微裂纹或使微裂纹的宽度与深度变小,减少应力集中。处理方法通常是将玻璃制品置于低浓度的氢氟酸中浸蚀一定时间。为使浸蚀效果更好,也可在氢氟酸中加入适量的硫酸或磷酸。当浸蚀深度在100μm时,可使制品机械冲击强度提高50%~100%,再结合物理钢化,可使玻璃强度的提高更为显著。
3.5 聚酯涂层 用浸液、流延和静电等方法在瓶的外表面涂上0.2~0.3mm厚的树脂(环氧树脂、聚氨酯、聚氯乙烯或聚苯乙烯等)或合成橡胶涂层,涂层可为一层或多层,涂后加热硬化。这种方法简单、价廉,但涂层寿命较短。德国杜塞尔多夫市玻璃工厂开发出1kg装超薄聚酯涂层玻璃瓶,仅稍重于聚合物的瓶子,但玻璃瓶一点也不会影响内装饮料的味道。
4 玻璃包装容器轻量化设计 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Na2O—CaO—SiO2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份。提高组成中网络形成物含量,使玻璃结构更趋紧密的材料。组成中引入的氧化物离子的电荷要高,离子半径要小。
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反而得以提高,因此可采取如下措施以保证垂直荷重强度稍微降低或不被降低。
玻璃瓶造型最好是高度不大,瓶型越接近球形越好,而瓶型的线条则越简单越好,无尖角或尖棱,各部分之间采用缓和过渡的光滑线型;瓶身形状呈圆柱形;瓶肩线的曲率半径越大的瓶肩结构;瓶身与瓶底平缓过渡的构型较好。另外,瓶罐口部的加强环要尽量小,或取消加强环;小口瓶的瓶颈不要细而长。
运用优化设计手段。运用优化设计,探讨玻璃最佳瓶型,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,根据确定的瓶型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。
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、成型、退火等环节都必须严格控制,采用化学的和物理的强化工艺以及表面涂层强化方法等,在提高材料的物理机械强度的前提下,使玻璃容器薄壁化从而实现轻量化目的。因此,必须在设计阶段明确规定强化工艺。
5 倡导绿色包装消费观念 现代社会产品销售份额的多少,是否能博得顾客的喜爱在相当程度上取决于包装是否精美,对酒瓶、食物瓶等玻璃包装尤为如此。因此许多玻璃包装厂家往往追求产品的气质和造型,使酒瓶浑厚而敦实,造型多姿多彩而各异,这样就造成过分包装。解决这一问题必须首先增强消费者的环保和节约资源意识,树立绿色消费观。同时玻璃包装容器设计必须大力推进减量化,从源头上减少包装废弃物。
6 结 语 目前,我国人均消费包装瓶5.5kg,远低于发达国家人均消费45kg的平均水平。只要从改进和严控生产工艺、广泛使用表面强化处理技术、实施轻量化设计、大力加强新配方、新工艺及新设备研制、倡导玻璃包装轻量化消费观念等方面一齐努力,实现轻量化,适应玻璃包装市场化和绿色化的要求,同时凭借玻璃包装优秀的化学稳定性、气密性、光洁透明、耐高温、易消毒等一系列物理化学性质,玻璃包装必定会有广阔的发展前景。
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[摘要] 根据玻璃包装市场化和绿色化的要求,提出改进和严控生产工艺、广泛使用表面处理技术、实施轻量化设计、倡导玻璃包装轻量化消费观念等玻璃包装轻量化措施。
关键词:玻璃包装;轻量化;措施
20世纪80年代以来,由于玻璃容器生产成本上升,加上玻璃容器较重、易碎,一些领域被金属容器、塑料瓶、复合材料软包装等取代,尤其在近年,各类包装材料都在以其独特的性能优势在包装领域相互竞争、相互取代,玻璃包装市场正在面临严峻的考验。目前,欧美及日本,啤酒包装已有部分为聚酯瓶取代,医药包装方面,除高档营养液瓶、输液瓶外,常规包装已为塑料瓶、软管及泡罩包装替代。从市场经济角度,玻璃包装必须加紧实施轻量化,降低成本,提高性能,才能重新找回和巩固市场。
同时,绿色包装成为全球包装发展的趋势,传统的玻璃包装生产,由于生产工艺及设备落后,配方不佳,未进行强化处理,能源消耗大,极不符合绿色包装的要求。轻量化的实施,强化技术的推广,正好使瓶壁变薄的同时,保持或增加强度,材料耗费低,设备及工艺改进又极大降低能耗,成本大大降低。因此,玻璃包装轻量化是绿色包装的迫切要求。
1 轻量化概述
玻璃包装的轻量化就是在保证强度一定条件下,降低玻璃瓶的重容比,目的是提高其绿色性与经济性。重容比是评价相同容积的玻璃瓶罐其质量大小的尺度,据用途不同,轻量瓶的重容比一般在0.15~0.8之间,轻量瓶重容比小,瓶壁相对薄,重量轻。轻量瓶的壁厚平均为2~2.5mm。
降低玻璃包装容器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,通过玻璃成份改性、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。下面将就这些方面进行探讨。
2 轻量化的生产工艺控制
2.1 做好配料工作是实现轻量化生产的第一步 原料及配合料制备过程配方设计、原料成分、粒度、水份、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秤量设备,动态精度应达到1/500,确保配料质量。
2.2 熔制工艺既是保证玻璃包装质量,又是玻璃包装绿色化的关键环节 玻璃熔制过程大致可分为硅酸盐形成、玻璃形成、澄清、均化、冷却5个阶段。熔制过程采用连续作业,这5个阶段是在熔炉的不同部位进行的,以便分段控制准确的熔制温度。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℃,液面波动不超过0.5mm,窑压波动不超过2Pa,防止窑炉空间冒火,从而防止结石、色彩、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±2℃以内及±0.2mm以内。
当然,要保证高精度的生产工艺指标,必须推广燃油窑炉,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,使熔化率达到1.5~2.0(t?m-1),熔化质量明显提高。
2.3 有效的成型控制是获得预期成型效果和均匀壁厚的保证 玻璃液生成玻璃制品的过程可以分为成型和定型2个阶段。成型和定型是连续进行的,成型过程中,需要控制玻璃的粘度、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型操作: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型工艺是获得均匀壁厚、实现轻量化的根本保证。
2.4 实施有效退火,消除有害残余应力 玻璃瓶罐的退火是消除或减小玻璃中的剩余应力至允许值的热处理过程。任何玻璃制品在加工过程中都存在着剩余热应力或永久应力。为了消除这些热应力,需将玻璃加热到退火点进行保温、均热,使玻璃内部的结构进行调整,应力释放。
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极限而引起破裂。 |
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啤酒饮料包装市场:玻璃容器成首选
我国玻璃瓶包装市场早已推出了印花玻璃啤酒瓶和印花玻璃饮料瓶,印花白酒瓶和印花葡萄酒瓶也渐成趋势。这种将精美的图案与商标印制在玻璃瓶表面的新产品已为众多啤酒与饮料生产企业所采用,如啤酒企业有青岛啤酒集团、华润啤酒集团、燕京啤酒集团等;饮料企业有可口可乐公司、百事可乐公司、宏宝莱公司等;葡萄酒企业有张裕集团、龙口威龙公司等。
领先于同行业的啤酒与饮料生产企业已经开始将印花玻璃瓶、轻量化或一次性的玻璃瓶作为产品外包装的首选,新瓶装新酒与旧瓶装新酒相比,虽增加了一定的生产成本,但对于产品档次的提升大有裨益。
科学技术的发展日新月异,消费趋势的变化与时俱进,制造业也在同步跟进。一种国家标准或行业标准经过七八年的时间使用,也应该进行必要的完善与修改,以保留那些适应发展趋势的部分,增加一些必要的内容。过高的要求与过度的技术指标增加了无益的制造成本,造成了资源的浪费,也应列于修改之列,当务之急是使国标或行业标准更具权威性、代表性、适宜性。
同为耐压玻璃瓶的啤酒用瓶与碳酸饮料用瓶却有着不一致的要求,啤酒用瓶要求了过高的抗机械冲击强度的指标,其合格晶的标准与碳酸饮料瓶的优等品的指标相同;而对碳酸饮料瓶的使用期限和包装方式却未作规定,对轻量一次性使用的碳酸饮料瓶也未作单独规定。这种厚此薄彼的要求造成标准的不一致,更容易引起误解。
化妆品包装市场:玻璃和塑料共分天下
多年来,中国的化妆品市场以年均15%的速度增长,目前已初具规模。2002年,整个市场实现450亿元的销售总额。其中,护肤品约占36%,美发用品占30.96%,香品占20%。据预测,其市场2010年销售总额将达到800亿元。而作为这一市场的主要包材,塑料和玻璃也将拥有更大的用武之地。
一般的化妆品多数呈现为液体、乳液体或膏状,不具备鲜明的外观。它必须通过精美、独特的包装设计,才能表现出其本身特性。因此,化妆品一般要依赖于包装,才能很好地实现销售。除了金属之外,塑料和玻璃是当前主要使用的化妆品包装容器材料,而其中又以塑料的用量为最多。
虽然化妆品的品种繁多,功能各异,但就其外部形态和包装的适应性来看,主要有以下几类:固体化妆品、固态颗粒状(粉状)化妆品、液体及乳液状化妆品、膏状化妆品等。根据不同的形态,包装形式有所区别。
就目前的状况来看,由于塑料质轻价廉,易形成规模生产,能够做成各种各样规格大小的、透明的、不透明的及各种色的瓶子,并且印刷性能很好,可以采用热转印、喷墨、印刷等方法把说明书、标识、条形码直接印制在容器表面。因此,塑料制品已经占领化妆品八成以上的包装市场,成为化妆品最主要的包装容器。以前,化妆品一般用玻璃瓶进行包装,但是,PET树脂应用于化妆品容器方面发展迅速,促成了以塑料替代玻璃瓶的一大变革。
但我们也应看到,虽然玻璃瓶在化妆品包装容器中所占的比例不超过8%,然而,其在这一包装领域中却仍拥有不可替代的优势,短期内依然是高档化妆品的首选材料。
透彻纯净、高贵典雅,是玻璃瓶的魅力所在。与塑料瓶相比,其沉甸甸的厚重感使人倍增信任感;而蒙砂玻璃瓶特有的视觉效果,更是塑料瓶远远不能比拟的。
不少香水制造商青睐於用这种容器包装他们的产品,例如,意大利BVLGARI的女用香水,其包装设计秉承了精致卓越的传统,以流线型蒙砂玻璃瓶突出其简洁的线条,瓶身为柔和的翠绿色,传达出清新婉雅而又友善的特质。
此外,对于气体具有高阻隔性,也使玻璃瓶成为香水等易挥发、易散失香味的产品的首选包材。
化妆品,尤其是美白、营养系列化妆品,就像食品一样含有大量营养成分,但它们极易被氧化。这就对包装物的密封性提出了很高的要求,玻璃瓶的阻隔性强,无疑在保护内容物方面比塑料瓶更胜任。
液体调味品包装市场:玻璃包装依旧主导
调味品是餐饮烹饪中的辅料,不可能像米面一样,一次性消费量巨大。因此,对调味品包装就有了一些特殊的要求,包括反复封合、避光性、稳定性等等。
酱油、醋可以算是液体调味品中的代表,这类调味品还有很多种,如料酒和调味油等。在计划经济年代,玻璃瓶曾经一统酱油、醋的包装,可以说,至今液体调味品还是玻璃容器最后的几块阵地之一。玻璃瓶确有其优点,透明、阻隔性好、价低,便于重复使用。
早期,玻璃瓶是唯一的选择,近年来情况发生了很大变化,玻璃瓶一统天下的格局被打破,塑胶袋、PET瓶和凹桶相继进入液体调味品市场。PET瓶在规模容量上与玻璃瓶相仿,但较之玻璃瓶更轻便并有更好光泽,并有可供反复使用的瓶盖;PE桶一般容量较大,适合消费比较快的场合,重复封合性也非常好;而塑胶袋则提供了更好的经济性。
但是玻璃瓶包装仍然占有主导地位,为了解决皇冠盖的不可复封,是玻璃瓶包装的致命弱点。现在很多玻璃瓶在瓶盖方面做了改进,改用了塑胶瓶盖,以方便使用。还有些厂家在皇冠盖封口的玻璃瓶颈挂有一只塑胶盖,这样,皇冠盖打开后可以换上这只塑胶盖反复使用。
小容量的液体调味品如芥末油、辣椒油及某些高档生食酱油等,依然以玻璃瓶包装为主,但已全部采用了塑胶瓶盖,这一市场暂时还没有理想的替代包装出现。
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编者按:玻璃包装容器工业是国民经济的传统产业,有着悠久的历史。玻璃容器产业的生存和发展直接影响着人民的日常生活和相关配套产业的发展。玻璃包装容器行业因其自身材质特点的不可替代性,在社会发展中将发挥重要的作用。本文比较全面地论述了新中国成立以来我国玻璃包装容器的发展历史和取得的显著成就及存在的问题, 同时还客观地介绍了国外玻璃包装容器的发展态势和先进经验,继而提出了今后我国玻璃包装容器行业可持续发展的途径。兹刊发于后,以飨读者,可资借鉴。
一、我国玻璃包装容器产业发展的几个阶段
1.引选开路。新中国成立后到上世纪60年代是我国玻璃包装容器工业开始起步的阶段。在第一个五年计划期间,北京玻璃厂自德国引进了全套玻璃生产技术和设备,建成了当时亚洲最大的技术玻璃工厂。随后相继新建了广东玻璃厂、北京二玻厂、湘潭玻璃厂等规模较大的瓶罐玻璃厂。并且引进了美国埃姆哈特公司和前苏联的行列式制瓶机,逐步实现了生产的连续化。不仅使生产能力成倍增加,而且引进的煤气发生炉、小型池炉技术、行列式自动制瓶机等为我国玻璃包装容器设备技术提供了样板,基本形成_广我国玻璃包装容器产业的雏形。玻璃包装容器的产量也由1952年的1O万吨增加到1965年的41,4万吨。
2.自主开发。上世纪6O年代后期到7O年代初,原山东轻工机械厂(现为山东三金玻璃机械集团有限公司)试制成功行列式自动制瓶机和配套的供料机,同时玻璃池炉用粘土大砖的制造成功,促进了玻璃包装容器行业的发展。到1976年玻璃包装容器的产量突破百万吨大关,并已向国外输出全套工厂。
3.飞速发展。十一届三中全会后到上世纪8O年代末,随着改革开放,国内对玻璃包装容器的需求量大幅增长。玻璃包装容器行业引进了新技术、新设备、新材料,大大地促进了国内装备、耐火材料的配套水平的提高。玻璃包装容器工厂结合工厂的扩建改造,陆续开始大量采用先进技术和设备,使我国的玻璃包装容器在窑炉节能、生产装备和控制水平上向前迈进了一大步,并开始筹建整线引进的大型玻璃瓶工厂。先进企业的装备水平已接近国际水平,大型玻璃窑炉的生产能力达200吨/日,成型机生产640毫升啤酒瓶可达140个/分,能耗降到120公斤/吨玻璃液以下。
4.引进外资。上世纪90年代,企业全面进入市场经济。玻璃包装容器工业也面临结构调整改组的局面,形成了一批企业集团。由于国外大集团的介入,组建了一批高水平的合资、独资企业。
5.民营突起。经过企业体制大规模的改革,企业改制、改组、改造基本完成,国有资本基本退出竞争领域。部分民营企业虽然建厂比较晚,但是起点高,广泛吸纳技术人才,经营灵活,发展快。牛产集约化程度和生产企、地区性的集中度都有所提高。
目前行业整体经济运行态势良好,发展速度大幅提升。这首先得益于前些年全行业企业体制大规模的改革,以及投资主体的多元化和融资渠道的多样性为行业发展奠定的基础;其次是在国家扩大内需、鼓励消费的政策下,下游行业的强劲发展和市场需求的旺盛及出口增长的拉动;第三是企业技术改造和固定资产投入的力度加大。
二、我国玻璃包装容器行业成就显著尚存差距
1.行业发展成就显著
改革开放以来,玻璃包装容器行业得到了快速、持续地发展。1997年玻璃包装容器的产量比1978年的137万吨增长了426%,年平均递增8.66%;2004年比1999年增长33.96%,年平均递增6.02%;递增速度减缓。
— — 产品品种大量增加。玻璃包装容器基本满足了国内酒类、饮料、医药等行业的产品包装的需要。特别是三资企业生产的啤酒、饮料、葡萄酒等的包装瓶都可由国内供应。瓶罐的轻量化工作也取得了很大的成绩,640毫升的啤酒瓶从550克降到480克,用小口压吹法生产的330毫升啤酒瓶瓶重可降到162克。
— — 固定资产投资迅猛增长,生产能力显著扩大。1997年玻璃包装容器共有固定资产110.3亿元,玻璃包装容器生产能力达1030.06万吨。
— — 技术进步成绩显著。随着引进先进的技术和设备,带动了国产机械的机电一体化水平和窑炉节能技术不断提高。随着窑炉控制水平的提高,国内最大的蓄热室马蹄焰窑的熔化面积超过100平方米,熔化率达3吨/平方米·日;深澄清池玻璃窑炉多通道式蓄热室的玻璃熔窑及计算机窑炉控制技术、电助熔和全电熔窑等各种形式的节能窑炉使熔化玻璃的能耗大大下降。先进的燃煤瓶罐窑炉吨玻璃液消耗标煤在250公斤以下,燃油的瓶罐窑炉吨玻璃液消耗重油在120公斤以下。同时,玻璃熔窑使用的耐火材料品种增加了,质量提高了。以氧化法生产的电熔锆刚玉砖、镁质、硅质、高铝质、粘土质耐火材料及各种保温材料基本可满足国内玻璃熔窑的需要。玻璃制品的自动成型机械为生产各种玻璃制品提供了优质高效的生产设备。国产的行列式制瓶机已可做到八组双滴,并可实现电子定时控制。电子控制技术已用在生产过程中的控制和生产管理上。已有一部分企业采用电子称称量、计算机控制的自动配料车间,并且配备了原子吸收光谱快速分析成分,对稳定生产工艺,提高产品质量起到了积极作用。行列式制瓶机的电子定时系统不仅用在六组、八组机以上的双滴料机上,在六组、八组单滴机上也开始应用。CAD 辅助设计缩短了产品造型和模具设计的周期,为企业产品创新创创造条件。
— — 企业结构开始调整,组建了一批企业集团,企业实力增强了,企业规模也相应扩大了。国内最大的玻璃包装容器生产企业的生产能力已达到年产45万吨。
2.差距明显尚待改进
玻璃包装容器工业虽然取得了很大的成就,但与国际先进水平比,与国内其它行业相比,还存在着差距。全行业经济效益不平衡,一些企业的发展缺乏后劲。究其原因,一是结构性矛盾仍然突出。突出表现在新产品开发速度缓慢,缺乏在国内外市场上有竞争力和适应市场需求的新产品。二是企业技术创新体系落后,科技开发投入较少,高级专业技术人才相对匮乏。不少企业仍过分依赖资源和劳动力优势,从而制约了企业科研的技术进步和新产品开发。三是企业管理水平有待提高,投资主体多元化及公司规范化治理结构仍需进一步完善。目前,中小企业还普遍存在获利能力不强的问题
三、借鉴国外发展玻璃包装容器的先进经验
1.世界玻璃包装容器的现状及其发展趋势
A.玻璃包装容器的主导产品玻璃瓶罐因其透明、化学稳定性好、对内容物无污染、可以高温加热,旧瓶可回收再生利用,一直被认为是最好的包装材料。
玻璃瓶罐的销售主要在本地区,与其它包装材料的竞争是价格和质量的竞争。为了与金属罐、塑料瓶等包装材料竞争,玻璃瓶罐生产企业一直在努力使产品质量更可靠、外观更美观、成本更低、价格更廉。采取的主要技术途径是节能技术、瓶罐轻量化技术,采用高效成型机械提高劳动生产率。玻璃瓶罐扩大和稳固市场份额的决定性因素在买方,无论是过去、现在还是将来,因玻璃瓶罐生产全球化的必要性是尽最大可能接近买主。
B.先进的节能技术
节约能源、提高熔化质量、延长窑炉使用寿命是国内外玻璃行业不断探索的目标。下面列出世界先进水平的十圉叁裳,薰
窑炉主要经济技术指标:
劳动生产率:一般年人均200吨;少数企业可达到300吨到350吨。
熔制单耗:平均吨玻璃液110公斤到130公斤;少数企业可达到9O公斤到100公斤。
吨成品单耗:平均160公斤到180公斤。
熔化率:一般均天平方米2.5吨到3.0吨;较好:3.0吨到4.0吨。瓶重:容量近似640毫升的啤酒瓶,一般每只为410克到430克。
大都采用日出料量150吨到200吨大型窑炉,能耗低;油枪系列化,专业化生产。
全氧燃烧技术在过去1O年里得到很大发展。国外在玻璃熔窑上进行全氧燃烧技术改造的实践表明,全氧燃烧技术具有低投资、低能耗、NOx和粉尘排放等显著的优越性。该项技术的发展被誉为玻璃熔化技术的第二次革命,而玻璃熔化技术的第一次革命是蓄热式玻璃窑的建造。目前已有越来越多的玻璃生产厂商开始采用全氧燃烧技术。
c.瓶罐轻量化
在美国、欧洲,轻量化的瓶罐已是玻璃瓶罐的主导产品,德国Oberland公司的瓶罐80%是轻量化的一次性用瓶。小口压吹技术(NNPB)、瓶罐的冷热端喷涂是轻量化生产的先进技术。日本也在研究瓶罐轻量化的增强技术。德国海叶公司已能生产出1升的浓缩果汁瓶,仅重295克,瓶壁表面涂覆薄层有机树脂,可提高瓶子防擦伤的压力强度20%。
D.采用高效成型机
多组、多滴料的成型机仍是世界上制瓶企业的首选机型。机械制造厂在努力提高机器的性能,使其更好地适应高速优质生产。成型机发展的趋势是用电子部件逐步来替代机械部件,使机构性能更可靠,运行更稳定。
德国的玻璃瓶罐工业1994年人均劳动生产率为338.5吨,1995年达到370.1吨。生产过程的计算机控制和冷端检验保证了产品的高质量。
E.重视环境保护
节省原料和能源问题促进了玻璃包装容器的回收。玻璃工业还受到越
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日前,由江苏常州市雅士锋新型包装有限公司研究推出的铁质玻璃包装箱在专家评审会上获得广泛好评。 这种包装箱的全称叫滑动铰接复合折叠式平板玻璃运输周转箱,其突出的特点有三:
一是相对于传统的包装架,这种新式包装箱上下左右前后均有接触点,真正形成了“箱”的概念,并使平板玻璃的包装更密实、更牢靠、更安全,内置玻璃无需倾斜,降低了破损率。
二是这种新产品具有整体折叠性,2.46米高的一个架子,折叠后仅有一尺多高,有利于返空并大大减少返空费用。
三是这种新型的包装箱完全没有零配件,操作起来无需工具,折叠打开自如。
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20世纪80年代以来,由于玻璃容器生产成本上升,加上玻璃容器较重、易碎,一些领域被金属容器、塑料瓶、复合材料软包装等取代,尤其在近年,各类包装材料都在以其独特的性能优势在包装领域相互竞争、相互取代,玻璃包装市场正在面临严峻的考验。目前,欧美及日本,啤酒包装已有部分为聚酯瓶取代,医药包装方面,除高档营养液瓶、输液瓶外,常规包装已为塑料瓶、软管及泡罩包装替代。从市场经济角度,玻璃包装必须加紧实施轻量化,降低成本,提高性能,才能重新找回和巩固市场。
同时,绿色包装成为全球包装发展的趋势,传统的玻璃包装生产,由于生产工艺及设备落后,配方不佳,未进行强化处理,能源消耗大,极不符合绿色包装的要求。轻量化的实施,强化技术的推广,正好使瓶壁变薄的同时,保持或增加强度,材料耗费低,设备及工艺改进又极大降低能耗,成本大大降低。因此,玻璃包装轻量化是绿色包装的迫切要求。
1 轻量化概述
玻璃包装的轻量化就是在保证强度一定条件下,降低玻璃瓶的重容比,目的是提高其绿色性与经济性。重容比是评价相同容积的玻璃瓶罐其质量大小的尺度,据用途不同,轻量瓶的重容比一般在0.15~0.8之间,轻量瓶重容比小,瓶壁相对薄,重量轻。轻量瓶的壁厚平均为2~2.5mm。
降低玻璃包装容器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,通过玻璃成份改性、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。下面将就这些方面进行探讨。
2 轻量化的生产工艺控制
2.1 做好配料工作是实现轻量化生产的第一步
原料及配合料制备过程配方设计、原料成分、粒度、水份、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秤量设备,动态精度应达到1/500,确保配料质量。
2.2 熔制工艺既是保证玻璃包装质量,又是玻璃包装绿色化的关键环节
玻璃熔制过程大致可分为硅酸盐形成、玻璃形成、澄清、均化、冷却5个阶段。熔制过程采用连续作业,这5个阶段是在熔炉的不同部位进行的,以便分段控制准确的熔制温度。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℃,液面波动不超过0.5mm,窑压波动不超过2Pa,防止窑炉空间冒火,从而防止结石、色彩、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±2℃以内及±0.2mm以内。
当然,要保证高精度的生产工艺指标,必须推广燃油窑炉,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,使熔化率达到1.5~2.0(t•m-1),熔化质量明显提高。
2.3 有效的成型控制是获得预期成型效果和均匀壁厚的保证
玻璃液生成玻璃制品的过程可以分为成型和定型2个阶段。成型和定型是连续进行的,成型过程中,需要控制玻璃的粘度、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型操作: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型工艺是获得均匀壁厚、实现轻量化的根本保证。
2.4 实施有效退火,消除有害残余应力
玻璃瓶罐的退火是消除或减小玻璃中的剩余应力至允许值的热处理过程。任何玻璃制品在加工过程中都存在着剩余热应力或永久应力。为了消除这些热应力,需将玻璃加热到退火点进行保温、均热,使玻璃内部的结构进行调整,应力释放。
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极限而引起破裂。
3 运用表面处理技术提高玻璃容器的表面性质
玻璃的表面状态、组成和结构与其内部的组成、结构有很大差别。玻璃的表面性质对其主体性质有重大影响。玻璃的化学稳定性,实际上取决于其表面的化学稳定性,玻璃的机械强度、抗冲击性能也在相当大程度上决定于玻璃表面的形态与结构。因此,玻璃的表面处理是制造高强度轻量化玻璃容器的重要技术手段之一。
玻璃容器表面处理的目的,是改变容器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。
3.1 制瓶涂层
热涂。热涂在制瓶成型后及退火处理前进行。成型后的玻璃瓶在缓缓冷却至500~600℃时,将金属涂敷剂(如氧化锡、氧化钛、氯化锡等)喷涂在容器表面,形成一定厚度的保护膜,增强表面强度约30%,又可使瓶经得起长期的水冲、水洗。
冷涂。冷涂是在玻璃瓶退火之后,将单硬脂酸盐、聚乙烯、油酸、硅烷、硅酮或其他聚合物乳液喷成雾状,附着在具有一定温度的玻璃瓶表面上(瓶温依喷涂材料而定,约为21~80°C),形成具有耐磨性和润滑性的保护层。
起霜。起霜是在玻璃瓶冷却过程中喷涂四氯化碳,或在退火炉中通人二氧化硫,二者均可在瓶的表面与碱性氧化物反应,使玻璃表面的钠离子析出而形成芒硝微粒(即浊白粉状的Na2S04),用水冲除后,由于碱性降低而使表面的化学稳定性增强。
表面有机硅涂层处理。玻璃表面使用有机硅蒸发涂层或用有机硅浸渍都可形成有机聚硅氧烷憎水膜和聚合(Si02)。硅氧膜,通过公用的硅氧键而与玻璃表面连接起来。经热处理后有机基团会挥发而剩下硅氧膜可填充于裂纹中,所具憎水性可避免活性介质在裂纹中的扩散而使表面裂纹愈合(俗称异相愈合),不仅玻璃强度和化学稳定性有较大提高,还使玻璃具有特殊的光学性能和抗冲击性能。常用的有机硅溶液有甲基氟硅烷、二甲基二氯硅烷、二苯基二氟硅烷和苯基三氯硅烷等。
容器表面的聚合物薄膜厚度为0.005mm,在容器标准重量下其压应力增大了10~12Pa。在内部压力相同的情况下,几不可回收标准玻璃瓶的重量可以由420g减少到大约300g。玻璃瓶重量减少了25%~30%。同时由于所镀的膜非常薄,这种玻璃容器的回炉不会造成任何环境问题,因此,在线聚合物镀膜容器可以纳入标准的循环再生过程。
3.2 物理强化(钢化)
物理强化(钢化)也叫风冷强化,目的是为了提高玻璃瓶罐的机械强度和热稳定性。物理强化处理方法如下:瓶罐由制瓶机脱模后,立即送人马弗式钢化炉内均匀加热到接近玻璃的软化温度(但不能达到软化温度),然后转入钢化室,用多孔喷嘴的风栅向瓶罐的内外壁上喷射冷空气,快速冷却瓶罐,或用液体作冷却介质进行突然冷却瓶罐,造成制品表面因突然收缩而形成的压应力层,制品内部的冷却因滞后于表面为张应力层,当这2种应力分布合理时,玻璃耐内压强度可以成倍提高。喷射瓶身的空气压力一般为15~21kPa,喷射瓶底的空气压力一般为6~7kPa。
3.3 化学强化(钢化)
对玻璃表面进行离子交换处理又称化学强化,常用方法有熔盐法和喷涂法。
熔盐法。以溶质中半径大的离子交换玻璃中半径小的离子或以溶质中半径小的离子置换玻璃中半径大的离子,使玻璃表面产生压应力,可使耐内压强度提高,经处理后制品的硬度高。耐磨损,制品的强度不会因长时间使用而降低。
喷涂法。喷涂法化学钢化具有增强效果好、生产及使用安全、生产效率高和生产成本低等优点,从综合评价的角度上分析,不失为目前一种比较理想的增强工艺。
为了提高喷涂法化学钢化的增强效果和与工艺特性适应,经研究应选择比较理想的基础玻璃化学组成,基础玻璃化学组成不一样,喷涂液、喷涂液添加剂配方也应作相应的调整;
喷涂法化学钢化的每一个工艺环节,都将对其最终的增强效果产生举足轻重的影响,因此,必须把握好2个阶段的工艺参数:第一阶段,固相试剂层的形成必须控制好喷雾温度、溶液浓度、喷雾时间、喷雾液滴大小,固相试剂层的厚度、密度等参数;第二阶段,热处理(离子的扩散和交换)必须控制好温度。该法可使玻璃容器强度达到原始值的2倍左右,增强制品在运输和机械灌装过程中的损耗则降为原值的1/3左右,经喷涂法化学钢化的玻璃制品具有很好的光泽度和商品外观。
3.4 表面酸处理
表面酸处理可以消除玻璃表面较大数量的微裂纹或使微裂纹的宽度与深度变小,减少应力集中。处理方法通常是将玻璃制品置于低浓度的氢氟酸中浸蚀一定时间。为使浸蚀效果更好,也可在氢氟酸中加入适量的硫酸或磷酸。当浸蚀深度在100μm时,可使制品机械冲击强度提高50%~100%,再结合物理钢化,可使玻璃强度的提高更为显著。
3.5 聚酯涂层
用浸液、流延和静电等方法在瓶的外表面涂上0.2~0.3mm厚的树脂(环氧树脂、聚氨酯、聚氯乙烯或聚苯乙烯等)或合成橡胶涂层,涂层可为一层或多层,涂后加热硬化。这种方法简单、价廉,但涂层寿命较短。德国杜塞尔多夫市玻璃工厂开发出1kg装超薄聚酯涂层玻璃瓶,仅稍重于聚合物的瓶子,但玻璃瓶一点也不会影响内装饮料的味道。
4 玻璃包装容器轻量化设计
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Na2O—CaO—SiO2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份。提高组成中网络形成物含量,使玻璃结构更趋紧密的材料。 |
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在化妆品包装方面,玻璃在高档化妆品包装领域中占有较大优势,其拥有的透明度及光洁度是塑料瓶所不可比拟的。广东华兴玻璃实业有限公司钟永忠经理告诉记者,尽管目前大部分中低价位的化妆品包装市场已被塑料类包装所替代,不过玻璃瓶却因其具有水晶般透明的包装质感仍然是流行设计的一大趋势。 钟永忠表示,华兴玻璃主要从事化妆品膏霜、乳液、花露水、香水、精油、指甲油等重量、形状各异的套装瓶、通用流通瓶的生产及与之相关的一条龙服务。不过,尽管目前玻璃瓶制造在轻量化方面已取得一定进展,但由于其原材料价格和生产能耗都相对高,生产企业的效益普遍较低,相对制约了其新技术的研发。 而综观2005年包材市场,市场反映比较大众化,不存在太好或者太差。因为原材料涨价,护肤品的生意更难做了,与之相关的玻璃包装也受到一定影响,这跟美容行业的整个大气候也是一致的。所以,虽然大家都在挖掘市场,但是在2003年、2004年的时候还能够找到的一些玻璃包装的卖点,2005年却很难找到。这与玻璃包装行业更多是依靠感觉,而少有深入研究也很有关系。相比较而言,目前市场上比较热门的是精油的包装瓶,并且以深色瓶盖、透明光滑瓶身、外观精巧可爱的蓝紫色系玻璃包装瓶最为热销。
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近期,欧洲的研究者发表声明:称他们离“创造出完美玻璃”靠得更近了。这个“靠近”证实了:以注重外观品质和持久保持力的高级奢华化妆用品、香水将得到极大的发展。
在一个关键的研究工程中,它集合了来自大不列颠及北爱尔兰联合王国、法国的科学家,以及在欧洲同步加速器辐射设备(ESRF)上的主要人员,这个团队监控了这场发生在zeolites(沸石类)、晶粒固体结构上的变化,而这种晶粒固体,他们认为在监控状况下加热能帮助创造一种近乎完美的玻璃,而这正是他们所希望的那种结构。
此团队声明,根据振动记录,包括其后决定玻璃特性的沸石类的原子组数,他们便有能力创造出这种“近乎完美的玻璃”。这个研究的全部结果将刊登在下期的科学杂志上。
Zeolites(沸石类)是一种可渗透的晶体状铝块,呈现一种有规则排列的鸟笼状。在他们的自然特性中,他们是土壤的一个组成部分,能阻断可放射性自然力的迁移。在他们的合成物中,Zeolites(沸石类)应用于工业洗涤粉末的组成部分,也存在于石油炼制成汽油的分解物中。
因为它们的鸟笼状结构,zeolite(沸石类)有一个低密度的配置。它们在900°C就会融化,这个温度低于大部分同类材料,例如矽土(沙土),要在两倍的这个温度才能融化。
科学家们已发现,如果加热过程能处在一个更缓慢、更具可控制机率的条件下进行,那么低频的振动方式将主要导致形成不渗透性晶体结构。当鸟笼状瓦解时,zeolites(沸石类)规则,将变得比它们原来结构的行为密集度多60%,同时它们也将采用改进后的玻璃结构。
Neville Greaves(内维尔·格温斯)本文第一作者说:“我们已发现了这种触发机制。”
科学家们说,这种可控制加热的升级将是一种在机械和化学上比现今使用的普通玻璃更坚固的玻璃。Neville Greaves(内维尔·格温斯)宣称:“我们相信这点是完美玻璃合成的关键所在。” 如果这点是正确的,当高级香水瓶从空中落下,就不会破碎吗?
“这个研究可能会达到这种地步,但是仍然还有很远的距离。这点也好比使玻璃对水具有无法伤害性那样。”Greaves(内维尔·格温斯)对此解释。当前,研究还在进行,研究者称,最后的目标是发现完美玻璃形成的条件。
这个发现对玻璃生产商而言是个好消息。多年来,玻璃生产商一直看着他们的生意被日益高级的树脂侵蚀鲸吞,这类树脂产品价格更便宜,更坚固,甚至伴随一种能匹配玻璃质量的“终结”。
美国公司Eastman化学最近开始了一种玻璃聚合物的研究,它是特别为奢华的高级化妆用品和香水而开发的。公司称,Eastar Copolyester EB062的柔韧性意味着,利用一个不拘于材料品质的厚厚外壁,它能锻铸成范围很广的各种形状。
这种玻璃替代物的出现,意味着如果玻璃包装制造商打算在这种粗暴的竞争中,如树脂与玻璃的竞争中,坚持下来,就不能不加快脚步,推进产业的发展。而,最近的这个欧洲研究看起来是在正确的方向上前进了一步的。
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玻璃在化妆品包装中的应用比例并不大。但是从全球来看,对于这种材料的新开发仍在进行着,Gerresheimer的化妆品业务部门就在今年Cosmopack/Cosmoprof上展示其中一些令人惊异的新进展。这些最新的设计灵感,从纯粹主义到民俗风格,带有冲击着视觉的色彩,不但有华丽装饰的细颈小瓶,闪烁的细节,还有利用特殊修整技术的黑色玻璃。
随着在美国和中国建立新生产基地,Gerresheimer的化妆品业务已经移向全球的范围。该公司在博罗尼亚(Bologna)展览所强调的是:这个设计市场没有界限的心态已经被Gerresheimer全面的理解了。而且越来越重要的是,目前的潮流是创造自己的潮流。
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“两会”刚结束,有关美容业的好消息、就美容业达成的新共识及出现的新机遇,如2004年定为中国美容经济年、中国经济“四龙一凤”(汽车业、房地产业、电子业、旅游业和美容业)的发展格局、美容业经济是人本经济等,它们就像和煦的春风,吹拂着美容业,更像战斗的号角,响彻美容业。毋庸置疑,随着国家对美容业越来越重视,美容业必将迎来快速发展的春天;同样,作为与美容业息息相关的玻璃包装业,美容业的发展必将带来“小瓶瓶”制造业的繁荣和发展,这从国外美容业中的玻璃包装业的发展,可见一斑。当初,我们编译这篇文章时,也有一些犹豫,因为国外的玻璃包装业似乎离我们太远,但是从一些国外玻璃制造商雄心勃勃的扩张计划来看,“地球村”的人都会为之一震,其实它们就在我们身边,也必将影响到我们国内美容业中的玻璃包装业。对国内美容业中的玻璃制造商而言,与其“亡羊补牢”,何不现在就筑起牢固的防线,守住属于自己的那一块蛋糕?
玻璃包装业的过去和现在
玻璃包装业经历了几年艰难缓慢的增长以及其它材料的竞争后,现在正走出低谷,重现昔日的繁荣。近年,玻璃包装业在化妆品市场其增长率仅为2%,导致其增长过慢的原因是来自其它材料的竞争以及全球经济增长迟缓,但现在似乎出现了好转的势头。从积极的一面来看,玻璃制造商从快速增长的高档皮肤护理类产品以及人们对玻璃产品大量需求中受益。此外,玻璃制造商正从新兴的市场上寻求发展契机以及不断更新产品生产工艺。
事实上,就整体而言,虽然在专业线和香水市场还有与之竞争的材料,但是玻璃制造商对玻璃包装业的前景仍然感到很乐观,似乎并没有表现出信心不足。许多人认为,这些与之竞争的材料在吸引顾客和表现品牌品位方面,根本不能与玻璃制品相提并论。Gerresheimer集团(玻璃制造商)营销和对外联络主管Burkhard Lingenberg 说:“或许各国对玻璃品的喜好程度不一样,但主导化妆品业的法国却不是那么急于接受塑料制品。”然而,化学品材料在专业和化妆品市场上并非无丝毫的立足之地。在美国,杜邦和Eastman化学品公司制造的产品与玻璃制品的比重相同且感觉就像玻璃,这类产品有部分已涉足香水市场。但是意大利公司北美部总管Patrick Etchaubard 对塑料制品能与玻璃制品相抗衡表示怀疑,她认为:“我们真正能见到的竞争是产品的外包装,塑料制造商认为顾客会喜欢上他们的包装风格。”
玻璃包装业开拓新市场
开拓新市场无疑会让玻璃包装业的生意得以发展,例如,Sain-Gobain Desjongueres(SGD)就是一家寻求国际发展的公司,它在法国建玻璃厂3家,西班牙1家,美国1家和巴西1家,这种地缘联系使该公司在全球轻而易举地经营自己的生意。然而,在两年前该公司也遇到相当大的困难,导致领导层决定关闭一批玻璃熔炉,SGD现正准备面向新兴市场,发展自己;这些市场不仅包括它已经涉足的市场,如巴西,还有未涉足的市场,如东欧和亚洲。SGD营销主管Therry Le Goff 说:“由于各大品牌在这一地区正扩展新的顾客,这些品牌也需要玻璃供货商。”
简单地说,不管是供货商或者是生产商,他们在拓展新的生意时,都要寻求新的顾客,因此玻璃制造商也不例外。许多人仍然认为,在西方,玻璃制造商在玻璃制品方面有优势,但他们仍坚持认为,在诸如中国市场上,玻璃品质量比在欧洲市场上的质量差。然而,在整个市场上,这种优势并不能永远地保持下去,因此,现在西方玻璃制造商正分析中国市场上面临的竞争压力。
亚洲是Gerresheimer还未涉足的市场,但德国公司决不会将注意力从亚洲移开。Lingenberg 坚信说:“在今天,要想成功,你必须走真正全球化的路子。”
对玻璃制造商而言,创新刺激需求
在玻璃包装业创新是带来新生意的关键。对Bormioli Luigi(BL)而言,最近的成功得益于不断地将资源集中在产品的研制和开发上。为了生产出带玻璃塞子的香水瓶,公司改善了生产机械设备,还降低了产品生产成本。在去年,公司先后为美国Bond NO.9和法国Cartier香水公司制造出一种新款式的香水瓶(如图1)。另一个开发项目是,将玻璃瓶周围做全面的装饰,这种新工艺使生产厂商同时生产出多面形玻璃瓶,不必像以前那样一次蚀刻一个面。事实上,Etchaubard指出,这种生产工艺非常新颖,在市面上根本找不出类似的产品。他还评论说:“新技术总是很重要的东西,我们总是找出办法来展示我们的产品;在我们每10个想法中,通常有1 个想法付诸实施。”BL也出现了强劲的增长势头,估计在2003年,其业务量增长了15%,该公司现正在意大利新建一座玻璃熔炉。
同时,另有报道称,西班牙有一家名为Alglass的小玻璃制造商,玻璃容器的年销售额为600万美元,其中200万美元由8小时生产1500件玻璃品的半自动设备创造的,400万美元是由每天能生产20万套产品的自动设备创造的。该公司市场营销经理Albert评论说:“两年前,销售额下降,但几个月前总的形势大有好转,每天都有新的订单。事情往往是这样,生意时好时坏,从来不会是一成不变的。”
受一家名为《Rosier》时报的影响,Alglass斥资购买了一台自动“吹注式”新机器,2003年公司借助这种新技术为法国化妆品公司设计出花朵般的香水瓶。这样,Albert预计,随着顾客对这一新技术的了解,他们将喜欢上这种造型的香水瓶。
随着技术创新的不断深入,创新作为推动市场发展的因素,对化妆品和专业产品而言,其发展前景很乐观,同样对玻璃包装业而言,今年也是大有希望的一年。
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新型药用玻璃包装:
Ⅰ类玻璃模制瓶:主要用于包装血浆、白蛋白、球蛋白等产品,规格在20ml-100ml。
Ⅰ类玻璃管制瓶:主要用于包装冻干生物制剂、粉针、疫苗、基因工程药等产品,规格在3ml-12ml,主要是2ml-8ml,大的规格也有32ml。
卡式瓶:国外已部分取代针剂安瓿用于包装高档大容量液体剂型药物,国内主要用于胰岛素注射剂包装。
预灌封注射器:主要用于包装疫苗、干扰素等生物药品,是一次性含药注射剂。
欧美两大玻璃包装企业简介:国际上没有纯粹的药用玻璃包装企业
美国O-I:全球最大的玻璃包装生产企业,O-I玻璃包装涉及食品、饮料、化妆品和药品,玻璃包装收人占其业务收人的89%,另11%是塑料包装,2005年O-I销售规模是7079亿美元,其中玻璃包装销售规模为6300亿美元。
法国Saint Gobain:Saint Gobain业务涉及五个领域,包装收人仅占公司业务收人的11%,2005年销售规模为4799亿美元,玻璃包装规模就更小了,公司五大业务中还有一项是平板玻璃业务。
中国药品包装经历了三个阶段:
50-60年代:棕色瓶、草板纸盒、直颈安瓿是主要包装,药品包装笨重,以实用为主。
60-80年代:受文革影响很大,60年代末到70年代末,药品包装上没有注册商标,是我国药品包装的阵痛期,药品包装发展完全停滞。
80年代至今:80年代初药品注册商标恢复,药品包装业开始健康发展,包装材料铝塑、纸塑、激光防伪等复合材料逐渐普及。
2004年4月29日我国颁布《药品包装用材料、容器管理办法(暂行)》,将医药包装材料产品分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类:
Ⅰ类指直接接触药品且直接使用的药品包装用材料、容器;
Ⅱ类指直接接触药品,但便于清洗,在实际使用过程中,经清洗后需要并可以消毒灭菌的药品包装用材料、容器;
Ⅲ类指Ⅰ、Ⅱ类以外其它可能直接影响药品质量的药品包装用材料、容器。
目前主要的医药包装材料主要包括以下几大类:
橡胶包装材料:主要以容器的塞、垫圈形式出现,分天然橡胶和丁基橡胶两种。天然橡胶由于密封性较差需要封腊补充,而且化学性质不稳定,已被政府列入淘汰;丁基橡胶密封性能优良,取代天然胶塞成为注射剂包装。
金属包装材料:主要用于粉针剂包装的铝盖、膏剂及气雾剂的瓶身以及铝塑泡罩包装的药用铝箔等。铝塑组合盖由于开启方便、使用安全卫生,已经被越来越多的市场所接受。近年发展起来的铝-铝包装是一种新型包装材料,具有很强的阻隔性,能够使药品保质期延长,尤其适用于化学稳定性差的药品。
玻璃包装材料:被广泛的用于注射剂、粉针剂、生物药品、血液制品、冻干剂、口服液等领域。玻璃具有良好的化学稳定性,不受大气影响、不被不同化学组成的固体或液体物质所分解,通过改变玻璃的化学组成就能够调整玻璃的化学性质和耐辐射性质,而且玻璃具有透明、美观、价格低廉、可回收等性质,不会造成环境问题。
复合包装材料:主要包括口服固体用塑料瓶、液体用塑料瓶等,多用高密度聚乙烯材料或聚丙烯、聚酯材料制成。
2.我国最大的药用玻璃包装企业
山东药玻成立于1970年,从抗生素玻璃包装起步,采取低价抢占市场份额和不断进行技术革新市场策略,模制抗生素瓶市场份额达到79%,是我国最大的药用玻璃包装生产企业。
目前公司能生产模制抗生素瓶、安瓿、管制瓶、输液瓶、玻璃管、棕色瓶等六大系列400多种产品,以及丁基胶塞、铝塑盖和塑料瓶等产品,并最新研制成功中性硼硅Ⅰ类玻璃,成为国内首家、全球第五家能生产Ⅰ类玻璃的药用玻璃包装企业。
公司总股本2.22亿,无限售流通股1.55亿,控制股东沂源县公有资产管理委员会持有公司24.86%股权,无限售流通股东持有公司69.51%股权,其它有限售流通股东持有公司5.63%股权。
公司主要原材料纯碱占约生产成本的10%、主要能耗煤约占生产成本的18%,2004年受累于纯碱价格上升和煤炭价格上涨,生产成本上升3000多万,同时政府原定于2004年12月31日丁基胶塞全面取代天然胶塞推迟,抗生素塞推迟至2005年6月30日,输液塞推迟至2005年12月31日,极大地影响了募集资金产生成效,即使如此,公司依然通过技术革新消化成本上升,保持了利润稳步增长。
3.以规模和成本领先,膜抗瓶是现金流业务
抗生素粉针在我国注射剂市场占绝对销量份额,公司在药用玻璃包装领域精细耕耘,形成了很强的技术优势,膜抗瓶市场占有率达79%,生产效率高于同行70%以上,毛利率高出竞争对手10几个点,依托技术创新,公司市场竞争策略是不断降低普通规格模抗瓶价格,以领先一步的优势推出高毛率新品替代老品种,逐步将竞争对手逼出市场。预计我国抗生素市场城市消费有所萎缩、农村消费稳步增长,公司作为抗生素模制瓶的主要生产企业,未来膜抗瓶规模稳定,向包头产业转移可能有效降低成本,膜抗瓶成为公司稳定的现金流业务。
抗生素粉针小行业里的大巨人,以规模和成本赢取客户
占抗生素粉针市场份额70%的青霉素粉针产业表现出很高的产业集中度,50-60%的产能集中在四大厂商:哈药、石家庄制药、华北制药和鲁抗医药,其中华北制药的青霉素粉针年产约12亿只,主要使用管制瓶包装,其余三家每年约使用模抗瓶40亿只,公司模抗瓶规模达到87亿只,有能力覆盖下游客户,我们认为规模成为上游包装行业的竞争瓶颈。
近年公司前五大销售客户销售规模一直稳定在1.8-1.9亿元,抗生素粉针的重量级生产商哈药、东北药、石药、齐鲁、上海先锋、上海新亚基本在公司旗下,虽然不断有药企在探讨进入模制瓶产业,但山东药玻模抗瓶送到药企仓库价格都低于药企进入模抗瓶产业生产成本,也使得药企在不断放弃进入销售规模仅5亿多的模抗瓶产业。
此外由于药用玻璃瓶占药品价值比例较小(1-10%),下游企业选择玻璃瓶首先考虑的是药品大批量连续灌装过程中玻璃瓶质量的稳定性及与其灌装设备的适应性,公司与近800家客户建立了长期稳定的合作关系,所生产的模抗瓶质量已完全适应了下游生产企业对瓶子的机械强度、规格等方面的要求,这使得公司的客户具有很好的延续、稳定性。
毛利率高出竞争对手10几个点,以技术优势赢取利润
公司近年不断投入资金进行技术改造,已自主研发轻量薄壁模抗瓶生产技术、高白料模抗瓶生产技术、伺服平行剪供料技术、电动伺服分料技术、小口压吹技术等国内领先技术,对购进生产设备进行改造,不仅产品质量得到提高,而且生产效率大幅提高,一条模抗瓶生产线,至03、04年生产效率已高于同行的70%以上,这使得公司模抗瓶毛利率远高出行业平均毛利率十几个点(05年公司模抗瓶毛利率为41%,行业平均毛利率为30%左右),部分产品销售价接近同行成本价,公司完全依靠技术优势赢取利润。
2004年在成本上升3000多万的情况下,通过技术优化提高生产效率,公司消化成本2500万,模抗瓶毛利率继续维持高位,体现了公司极强的内部管理、技术能力、竞争力。
调整产品结构稳固行业龙头地位
目前公司模抗瓶规格从5ml-100ml近300种,而同行企业最多只能生产10几种规格。通过不断推出高毛率新品更新换代,降低竞争对手已有规格模抗瓶价格,打压竞争对手,逐步将对手逼出市场,公司的市场策略取得了绝对成果,行业龙头地位不断稳固。
顺应模抗瓶大规格化的趋势,公司利用30年玻璃包装行业经营积累的经验,不断研发新型模抗瓶,在行业中率先轻量化、高档化、大规格化,引领行业消费趋势,并从法国Saint Gobain手中争取辉瑞制药高端客户。
膜抗瓶向包头产业转移将有效降低成本,成为现金流业务
由于我国特有的处方药临床推广销售模式,城市医院口服抗生素销售虚肿,抗生素粉针主要是金额上的“虚夸”,销量的水分并不是很大,但随着用药逐步理性,未来我国城市医院抗生素注射剂消费有所萎缩,农村成为抗生素消费增量的主力军,公司作为膜抗瓶的主要生产企业,未来膜抗瓶规模稳定。
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玻璃是高能耗产业,全球主要的玻璃包装生产企业美国O-I和法国SaintGobain基本完成了在欧美的产业布局,生产设备最优、生产工艺效率最高,未来成本降低路径只能通过向低成本地区产业转移,并在产业转移的同时获取部分当地市场份额。
德国Schott(肖特)是全球主要玻璃管生产企业,拥有全球最好的玻璃管拉管技术,中国Ⅰ类玻璃管制瓶生产企业全部从肖特进口拉管,再生产成管制瓶,因此中国Ⅰ类玻璃管制瓶属于二次加工产品。肖特在亚洲销售占其总销售的17%,1966年公司的第一个亚洲销售代表处在日本运行,1974年在印尼落成了第一个亚洲制造中心,目前在中国有北京和上海两个代表处,并于2002年在苏州落成了制造中心,2006年肖特正加快在中国的产业布局,计划关闭印尼制造中心,从德国总部进口玻璃拉管在苏州制造中心生产管制瓶,需要特别注意的是,肖特拥有核心技术的玻璃拉管并不在中国生产,苏州制造中心仅仅是二次加工功能,将玻璃管生产成管制瓶并销往中国和其他国家,降低的仅是二次加工成本。因此在跨国巨头的产业转移过程中,没有技术优势的药用玻璃包装生产企业将被挤出市场,国内药用玻璃包装行业的竞争逐步走向技术创新。
2006年美国O-I和国内最大的药用玻璃包装生产企业山东药玻进行合作,已经在棕色瓶确定了订单,未来将会在Ⅰ类药用玻璃瓶进行更深层次的合作;法国Saint Gobain也正在国内寻找合作伙伴;欧美、中东等国家正在不断压缩口服液和免疫调节口服制剂的棕色瓶包装,国际市场棕色瓶需求正在加速放大。毋庸置疑,跨国巨头的产业转移趋势日益明朗。
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我国药品包装年销售额150亿元,年增速10%,现阶段我国药品包装质量档次偏低,占制剂总量65%的药品包装达不到国际80年代水平,和国际药品包装业有很远的距离,药品包装是铝、塑、玻共存。我国药品片剂用铝塑包装从1990年的10%提高到了2003年的40%,玻璃包装从1990年的85%下降到了2003年的15%,基本退出了口服固体药市场,和欧美市场一样,未来我国药品包装是口服固体制剂趋向铝塑包装,口服液和注射剂以玻璃包装为主,药用玻璃包装的增长潜力在于高附加值的生物制剂瓶市场、中性Ⅰ类药用玻璃取代Ⅲ类玻璃、国际玻璃包装巨头的产业转移和国内企业参与国际市场竞争。
高附加值的生物制剂瓶市场、中性Ⅰ类药用玻璃取代Ⅲ类玻璃
我国最大的药用玻璃包装是抗生素模制瓶,其次是抗生素管制瓶、口服液棕色瓶和生物制剂瓶。我国药用玻璃材质与国际同类产品相比存在较大差距,欧美国家早已开发出中性硼硅Ⅰ类药用玻璃,取代Ⅲ类玻璃用于注射剂包装,中性Ⅰ类药用玻璃性能稳定,能有效保护药品的化学性能,而且瓶折断部分的断口平滑无细微裂缝,不会有玻璃碎屑掉入药液,远优于Ⅲ类玻璃。我国仅部分合资企业和大型国有企业少量使用Ⅰ类药用玻璃,绝大部分企业药品包装仍在使用Ⅲ类玻璃,药用玻璃生产企业也只能生产Ⅲ类玻璃,虽然早有药用玻璃企业涉足研发中性Ⅰ类药用玻璃,但仅山东药玻历时两年在今年9月独家开发成功。
从下图也可看出,膜抗瓶规模高达110亿只,其市场高度集中,但销售金额也不过5亿多元,膜抗瓶包装附加值低,主要以成本和规模竞争;生物制剂瓶销售数量最少,但销售金额较高,包装附加值高。我国生物制剂尚处于起步阶段,用于血浆、白蛋白和球蛋白Ⅰ类玻璃模制瓶美国市场年销售规模达到29亿只,中国只有5000万只;近年国际发展较快的新型药用玻璃包装预灌封注射器、无针头注射器和注射笔我国完全依赖进口,因此未来中国高附加值的生物制剂瓶市场增长潜力较大。
从长远看,中性Ⅰ类药用玻璃取代Ⅲ类玻璃是趋势,但我国农村药品消费水平较低,质优价廉的抗生素仍将保持稳固的市场容量,因此Ⅲ类玻璃在未来很长的一段时间都难以退出抗生素市场,Ⅰ类玻璃取代Ⅲ类玻璃是会是一个长期过程。
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在欧洲药品包装趋向安全、抗破损、防儿童误用、方便老年人服用、保护隐私等,药品包装正在走高价值路线,预计2007年药品包装材料销售额增速超过药品销售额,达到51亿美元。药用玻璃受到塑料包装的挑战,药用玻璃约占药品包装年销售额的9%,包装的发展趋势正对药用玻璃产生复杂的影响,但玻璃优良的阻隔性和良好的外观弥补了易碎的缺陷。从品质看玻璃优于塑料,口服液和注射剂仍将采用玻璃包装,不仅仅是品质好,而是因为现实中别无选择。基因药因其必须注射给药,成为玻璃包装增长驱动因素之一。
和美国一样,欧洲也是玻璃包装非常成熟的市场,欧洲制药业年使用20亿只玻璃瓶,年销售额5亿美元,玻璃以其材质稳定和安全未来继续在药品口服液市场和小容量注射剂、冻干粉针市场发挥其优势。2004年美国O-I通过收购欧洲玻璃包装企业BSNGlasspack进入欧洲市场,成为欧洲最大的玻璃包装生产企业,欧洲另两大玻璃包装生产企业是法国的Saint Gobain和德国的Schott,它们分别在注射剂包装的模制瓶和管制瓶拉管技术上具有竞争优势。
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美国药品消费约占全球的50%,药品包装规模约100亿美元,美国引导了药品包装潮流,由于其药品附加值高(以创新药为主),因此药品包装主要聚焦在包装的安全性:药品生产的cGMP管理对包装有严格的要求、对包装可能引起药品污染给予更高关注,比如药品可能和包装发生反应从而引发副反应、防止大包装分装引起药品污染,药品包装呈小包装化趋势等等。
由于政府推动价格较低的通用名药快速发展,处方药生产企业在药品包装安全性有保障的情况下,基本没有动力改换高成本的包装,药品包装成本成为制药企业选择包装最重要的因素,因此传统的玻璃包装在处方药市场仍有广泛的用武之地;OTC市场正在快速发展,这一市场贴近消费者,创新、有吸引力的外观和使用方便的包装成为药企的关键竞争要素,因此每年都涌现大量差异化和方便的包装进入OTC市场,传统的玻璃包装在OTC市场正在不断萎缩。
从药品形态包装趋势看,美国传统的口服固体药包装是,多数药品包装在大瓶子,再由药剂师分装在小包装中供消费者使用,这一传统包装和现代追述药品起源和防止假冒等药品管理相冲突,因此推动了方便、易于运输、符合药品卫生趋势的铝塑包装快速发展,药用泡罩包装成为增长最为强劲的口服固体药包装分支,玻璃包装基本退出口服固体药市场;口服液保质期较易受环境影响、药品和包装容易反应,安全稳定的棕色玻璃瓶仍然是主要选择;注射剂包装关注可追述性、安全和方便,非PVC共挤膜以其安全和运输方便广泛使用于输液药品,小容量注射剂和冻干粉针包装别无选择玻璃材质,安全方便的玻璃预灌封注射器、无针头注射器和注射笔快速发展。
因此即使是美国这一玻璃包装非常成熟的市场,玻璃以其材质稳定和安全未来仍将在药品口服液市场和小容量注射剂、冻干粉针、基因工程药物市场占有一席之地,年销售规模约为10亿美元,其中中性硼硅Ⅰ类药用玻璃模制瓶市场规模高达29亿只,远远超过全球其他市场。在美国主要药用玻璃包装生产企业是美国O-I和法国Saint Gobain。
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木箱包装是平板玻璃最传统的包装方法,在平板玻璃的销售市场中,约80%使用的是木箱包装(含出口玻璃包装),木箱尽管经过了多次改进,仍然存在着强度低、稳定性差、用的辅助材料多、成本高的弊病,加之虫害等诸多因素使出口玻璃因包装不善受阻,木材包装最大的弊端在于对森林资源的破坏,我国的木材资源十分匮乏,近年来保护森林资源,保护生态环境的呼声也越来越高。作为一个玻璃生产大国,我国现有浮法玻璃生产线超过100条,每天生产玻璃约415万t(以2004年为准),按每箱装45重箱玻璃计,日需包装箱2万只,每只包装箱需用板材0115m3,因此每天单玻璃包装就要消耗掉3000m3的板材,至少需要6000m3的原木才能加工出这些板材,约相当于22222棵树,这就意味着单独玻璃包装这一项,全国每天要把约400亩的森林变成荒地,对森林资源的浪费可谓触目惊心,这种现状同时也导致了木材价格的飞涨,玻璃包装箱成本的提高,因此,木材包装的前景不容乐观,集装化运输是平板玻璃的另一种周转使用的运输方式,也被一些厂家广泛应用,但是,铁制集装架不但大量使用钢材,制作成本高,而且在使用时运输和回空费用都较大,远距离及出口运输受限制,操作起来比较困难"致使目前集装架包装占不到市场总量的20%,在这种玻璃包装形势下,开发新的代木玻璃包装箱就是大势所趋了,也是近几年来我们玻璃行业的一件大事,近年来在国内外兴起的塑木复合材料,顺应市场的需要,逐渐在包装行业崭露了头角。 木箱包装成本,3m以上规格的平均要在40元/只左右(包括打包带),3m以下规格的平均要在230元/只左右;而新型塑木包装箱的单次使用成本在370元左右(3m以上规格),与木箱相比,3m以上规格包装箱成本每只降低了30元左右,但塑木包装箱可以回收使用,再次降低了其使用成本,再者,根据国家质检总局、海关总署、商务部、林业局2005年第4号公告规定,从2005年月1日起,出口企业其出境货物的木质包装必须经过符合国际植物保护公约组织规定的除害处理过程(如熏蒸处理),并由检验检疫部门检疫合格后方可出境,对于出口木质包装箱不但增加了操作环节还额外增加了熏蒸费用,而我们这种新型塑木包装箱,就可以免除熏蒸处理,对于出口玻璃来说,既简化了操作程序,又节约了大量包装成本。
新型塑木玻璃包装箱解决了多年来玻璃包装行业急需解决的大问题,既降低了成本,又免除了木箱包装需经过开盖、装箱、合盖以及上钉、打钢带等一系列繁琐程序,便于操作,还免除了这部分人工成本;节能环保,安全可靠,并可以免除熏蒸,使用起来轻便!安全!运输及回空成本低。当然,在使用过程中,新型塑木包装也会出现新的问题,最明显的就是新型塑木包装与木材包装以及其他各种包装的操作方式,给生产厂家及用户带来一些不适应,但是这些问题都会随着操作的日益熟练而消失,我们相信,随着新型塑木包装箱的逐渐推广,一场新的包装革命将会到来。
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摘要:本文对废弃玻璃包装技术与方法进行了较为详细的分析研究。重点研究了包装复用回炉再造、原料回用和转型利用等四种技术与方法。
目前玻璃包装瓶(罐)的回收利用主要有四种类型:包装复用、回炉再造、原料回收和转型利用。现将有关回收利用技术方法作一分析。
一、废弃玻璃包装的包装复用
1.复用方式
所谓废弃玻璃瓶包装的包装复用指回收利用中的包装利用(由前所述)。它又有回收利用中的同物包装利用和更物包装利用两种形式。
同物包装利用又分为同品牌和异品牌的包装利用。例如,啤酒玻璃瓶回收利用再作啤酒包装则为同物包装利用,但是,可能原来包装的啤酒不是回收后包装的啤酒了,这时就是同物包装的异品牌包装利用,反之,回收瓶前后包装为同一品牌啤酒,则称为同物包装利用。目前市场上的回收利用多为同物包装利用的异品牌包装利用。
更物包装利用也较为普遍,如有很多生产食醋的厂家,将回收回来的啤酒玻璃瓶、酱油玻璃瓶等用于食醋的包装。
目前,玻璃瓶包装的回收复用主要为低值量大的商品包装玻璃瓶。如啤酒瓶、汽水瓶、酱油瓶、食醋瓶及部分罐头瓶等。而作为高价值的白酒瓶、药品(医用)瓶、化妆品瓶几乎不进行回收复用,其价值越高的商品其玻璃瓶回收率越低。
(2)复用方法
复用工艺为:挑拣分类-→清理-→清洗(水冲)-→洗涤清洗-→水洗-→烘干水份-→消毒-→待用。
挑拣分类指将不同品种类别的玻璃瓶按结构形状分类,以便于按用途进行使用。
清理指将瓶身上的标贴,特别是塑料标贴标签清除干净,同时还将瓶口损伤有缺口的瓶清除,以保证在使用不发生事故(压碎压破或伤残的瓶会因机械压力而崩裂产生片落入瓶内物品中)。
洗涤剂清洗为的是将瓶中污垢去除,使之更为卫生清洁。
消毒工艺是食品或要求较严格的化学品必须的工艺,尤其对医药用品或化妆品更是要求严格消毒。
复用方法最大的缺点是消耗大量的水和能源,这也是要考虑的问题。
二、弃玻璃包装的回炉再造
回炉再造是指将回收来的各种包装玻璃瓶用于同类或相近包装瓶的再制造,这实质上是一种为玻璃瓶制造提供半成品原料的回收利用。
具体就是将回收的玻璃瓶,进行初步清理、清洗、按色彩分类等预处理;回炉熔融与原始制造相同,此处不再详述;用回炉再生的料通过吹制、吸附等不同工艺方式制造各种玻璃包装瓶。
回收炉再生是一种适宜于各种难以进行复用或无法复用(如破损的玻璃瓶的玻璃瓶的回收利用方法)。该法比前面方法耗能更多。
三、废弃玻璃包装的原料回用
原料回用的玻璃瓶回收利用指将不能复用的各种玻璃瓶包装废物用作各种玻璃产品的制造添加原料的利用方法。这里的玻璃产品不仅是玻璃包装制品,同时也包括其它建材及日用玻璃制品等产品废弃物。该法均比前两种回收利用法耗能多。
适量的加入碎玻璃有助于玻璃的制造,这是因为碎玻璃与其它原料相比可以在较低湿度下融熔。因此回收玻璃制瓶需要的热量较少,而且炉体磨损也可减少。研究表明,在玻璃制造中,掺入30%左右的碎玻璃是适宜的,所以还可以提高回收玻璃。
目前玻璃容器工业在制造过程中约使用20%的碎玻璃,以促进融熔以及与砂子、石灰石和碱等原料的混合。碎玻璃中75%来自玻璃容器的生产过程中,25%来自消费后的容量。
将废弃玻璃包装瓶(或碎玻璃料)用于玻璃制品的原料回用,应注意如下问题。
(1)精细挑选去除杂质
在玻璃瓶回收料中必须去除杂质金属和陶瓷等杂物,这是因为玻璃容器制造商需要使用高纯度的原料。例如,在碎玻璃中有金属盖等可能形成干扰熔炉作业的氧化物;陶瓷和其它外来物质则在容器生产中形成缺陷。
(2)颜色挑选
回收利用颜色也是个问题。因为带色玻璃在制造无色火石玻璃时是不能使用的,而生产琥珀色玻璃时只允许加入10%的绿色或火石玻璃,因此,消费后的碎玻璃必须用人工或机器进行颜色挑选。碎玻璃如果不进行颜色挑造直接使用,则只能用来生产浅绿色玻璃容器。
四、废弃玻璃包装的转型利用
回收玻璃瓶包装的转型利用是指将回收的玻璃包装直接加工,转为其它有用材料的利用方法。
这种利用方法分为两类,一种是加热型,一种是非加热型。
1.非加热型。
非加热型利用也称机械型利用。其具体方法是根据使用情况直接粉碎或先将回收的破旧玻璃经过清洗、分类、干燥等预前处理,然后采用机械的方法将它们粉碎成小颗料,或研磨加工成小玻璃球待用。其利用途径有如下几种:
①将玻璃碎片用作路面的组合体、建筑用砖、玻璃棉绝缘材料和蜂窝状结构材料;
②将粉碎的玻璃直接与建筑材料成分共同搅拌混合,制成整体建筑预制析;
③粉碎了的容器玻璃还可以用来制造反光板材料和服装用装饰品;
④用于装饰建筑物表面使其具有美丽的光学效果;
⑤可以直接研磨成各种造型,然后粘合成工艺美术品或小的装饰品如钮扣等。
⑥玻璃和塑料废料的混合料可以模铸成合成石板产品。
⑦可以用于生产污水管道。
2.加热型
加热型利用是将废玻璃捣碎后,用高温熔化炉将其熔化后,再用快速拉丝的方法制得玻璃纤维。这种玻璃纤维可广泛用于制取石棉瓦、玻璃缸及各种建材与日常用品。
玻璃瓶的生产是耗能最多的包装产品之一。它回收利用很有价值,如何更有效地使玻璃包装循环使用,是国内外研究的热点。
五、结论
上述研究的玻璃包装回收利用四种方法中,包装复用是一种最理想的回收利用方法,这是一种节能而经济的回收利用。而作为转型利用,这是一种急待开发的回收利用方法。今后有很多新的能带来增值的技术将用于转型利用。
综上所述,废弃玻璃包装的包装复用回收利用应大力提倡、而转型利用回收应加大研究开发力度。无论哪一种回收利用方式,都可节省能源,都应因地制宜加以研究和推广。
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山东省玻璃包装产业是为其它产业做配套。近几年,随着下游产品生产规模的不断扩大,山东省玻璃包装企业发展迅速,累计开发新产品170多种,产品用户从800多家增加到1200家。
山东玻璃包装配套下游产品规模大,白酒、啤酒、葡萄酒的产量均居全国同行业首位,医药、软饮料产业也很发达。而且随着生活水平的提高,对这些产品的需求也在不断增加,下游产品的拉动将促进玻璃包装的发展。此外,山东省有丰富的原料、燃料、煤炭、重油、石英砂、纯碱等,玻璃原材料可以就地取材,成本较低。
技术进步是山东玻璃包装发展迅速的主要原因。山东玻璃包装企业根据市场的变化,不断调整技术的应用,依靠技术进步,加快结构调整步伐。山东省采用新技术、新材料改造或新建一批玻璃池炉,新上一批成型检验设备。
其中引进具有国际水平的成型检验设备22台,已有烟台张裕、烟台中草、高密玻璃、日照玻璃、山东华鹏、山东药玻、青岛晶华7家企业引进。 山东华鹏、新泰玻璃、青岛晶华、烟台中草4家企业还引进在线检验机7台。引进设备最多的是青岛晶华玻璃,已引进8组双滴制瓶机3台、10组双滴制瓶机1台、在线检验机1台。 |
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山东玻璃包装产业近几年累计开发新产品170多种,产品用户从 800多家增加致1200家。据统计,现山东省玻璃包装的产量将比去年同期增长3096以上。
山东玻璃包装配套下游产品规模大,白酒、啤酒、葡萄酒的产量均居全国同行业首位,医药、软饮料产业也很发达。而且随着生活水平的提高,对这些产品的需求也在不断增加,下游产品的拉动,将促进玻璃包装的发展。此外,山东省有丰富的原料、燃料,煤炭、重油、石英砂、纯碱等玻璃原材料可以就地取材,成本较低。
山东玻璃包装企业根据市场的变化,不断调整技术的应用,依靠技术进步,加快结构调整步伐。山东省采用新技术、新材料,改造或新建一批玻璃池炉,新上一批成型检验设备。其中引进具有国际水平的成型检验设备22台,已有烟台张裕、烟台中草、高密玻璃、日照玻璃、山东华鹏、山东药玻、青岛晶华7家企业引进。山东华鹏、新泰玻璃、青岛晶华、烟台中草4家企业,还引进在线检验机?台。引进设备最多的是青岛晶华玻璃,已引进8组双滴制瓶机3台、10组双滴制瓶机1台、在线检验机1台。
这些项目已建成投产,有力地促进了行业产品结构的调整。山东药玻公司日前研发的中性低铝硼硅玻璃瓶填补了我国在这一领域的空白,其价格是普通玻璃瓶的近10倍,产品性能完全符合美国药典和欧洲药典的要求,产品质量达到国际先进水平,使我国成为世界上第三个能够成功制造中性低铝硼硅玻璃瓶的国家。山东华鹏投资2300万元,引进具有世界先进水平的意大利BDF公司八级电子定时制瓶机和3台法国在线自动检验机。该项目配有国际先进的小口压吹装置,产品质量可以达到国际同类产品的水平,能替代进口的高档小型包装瓶。该项目投产后,可增加利润980万元。
由于可观的技改投入和准确的产品定位,使公司产品结构调整和新产品开发步伐明显加快,近几年累计开发新产品170多种,产品用户从 800多家增加到1200家。
龙头玻璃包装企业的发展,对整个行业而言,更有代表性。山东药玻公司作为国内药用玻璃包装企业的龙头,主导产品模制抗生素瓶的国内市场占有率超过70%以上。山东药玻十分重视技术改造,先后新上模制抗生素瓶生产线4条,单管生产线1条,其中引进艾姆哈特公司生产线 1条。这些项目已全部投产;新增模制抗生素瓶能力20.3亿只,其中高档瓶63亿只,增加玻璃管产量6000吨。去年,该公司又投资7000万元,新上5亿只丁基胶塞和3亿只铝塑组合瓶盖项目,目前,项目正在引进中。大规模的投入,使公司的实力明显增强,去年实现销售收入、利税总额、利润均居全国同行业首位。
青岛晶华充分利用自身的技术、装备、资金优势,大力开发新产品,减少640ml普通啤酒瓶的生产。研制生产小容量啤酒瓶以及各种规格的饮料瓶、葡萄酒瓶,同时加大产品出口工作的力度,提高产品的附加值。目前,公司的出口产品供不应求,出现客户坐等产品的大好形势。该公司通过技术进步,带动产品结构大调整,而结构大调整又带来经济效益大提高。 |
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