玻璃容器发展：轻量化与物理强化

玻璃是包装材料中最古老的品种之一，玻璃器皿很早就用于化妆品、油和酒的容器。19世纪发明了自动机械吹瓶机，使玻璃工业获得迅速发展，玻璃瓶、罐广泛应用于食品包装。

（一）玻璃容器的特点

玻璃的化学稳定性高（热碱溶液除外），有良好的阻隔性，不透水、不透气、气味成分和微生物均无法穿透；性质不活泼，不与食品发生反应或有成分转移到食品中；密封时适于各种热加工工序，可透过微波，便于包装操作（清洗、灌装、封口、贴标等）；质地透明，可使包装内容物一目了然，有利于增加消费者购买该产品的信心；可被加工成棕色等颜色，避免光线照射引起食品变质；玻璃的硬度和耐压强度高，竖向强度高，适于堆叠；玻璃容器可回收循环利用，有利于降低成本。

（二）玻璃容器的发展

1.玻璃瓶的轻量化

在保证使用强度的前提下，通过降低瓶壁厚度、减轻质量而制得的瓶称为轻量瓶。瓶罐轻量化可降低运输费用、节约能源（瓶壁薄、传热快）、提高生产率。

轻量瓶的原辅材料质量必须特别稳定，玻璃的化学稳定性、热性能及机械强度等必须满足要求。轻量瓶的造型设计更需要避免应力过于集中的部位。轻量瓶多用于非回收的食品包装。

2.玻璃瓶的强度强化

（1）设计强度高的合适瓶型 瓶身接触面积大的瓶型，强度高，碰撞时应力分散，不易破碎。如果酱等罐头瓶一般设计为圆筒形瓶身，这种结构不但美观大方，而且不易破碎。

（2）物理强化（钢化）玻璃瓶 由制瓶机脱模后，立即送入钢化炉内均匀加热至软化温度，然后转入钢化室，将玻璃工艺酒瓶快速冷却，使表面获得均匀分布的压应力，以达到提高玻璃工艺酒瓶强度的目的。

（3）化学强化（离子交换法）通过离子交换反应，用半径较大的K⁺置换表层玻璃中的Na⁺，从而在玻璃表面形成高强度的压缩层，产生均匀的压应力，以增强其强度，可使质量比原来的玻璃瓶减轻50%～60%。

（4）表面涂层强化玻璃 表面的微粒纹对强度有很大影响，在玻璃刚出模尚未进退火炉之前，把气态或液态的金属化合物（四氯化锡、四氯化钛、二氯化二甲基锡或其他有机锡）喷涂到炽热的瓶子表面，使之在表面形成一层氧化锡或氧化钛的箔膜（厚度几十至几百埃），可防止瓶罐的划伤并增大表面的润滑性，减少摩擦，增加瓶罐的强度。

（三）玻璃容器的类型及封口

玻璃容器根据瓶口大小划分为“广口”和“窄口”瓶。“广口瓶”多用于罐头食品、腌制食品、粉状、颗粒状食品等包装，“窄口瓶”多用于饮料、酱类及调味料等流体食品的包装。

玻璃瓶的瓶口种类较多，不同代号的瓶口都有其标准瓶口尺寸，各种瓶口都设计有适合密封的盖子。瓶口上、垫圈或衬垫接触的部分为密封面。密封面可以是瓶口的顶部、瓶口的侧边或是顶部和侧边结合在一起，其密封程度决定封口的密封性。

1.广口瓶封口

玻璃容器包装的低酸性食品多采用真空型瓶盖密封，用金属盖密封后可耐热杀菌。目前广泛采用的真空封盖有3种类型：卷封盖、爪式旋开盖和套压旋开盖。

（1）卷封盖 利用滚轮封口机，通过辊轮的推压将盖边及胶圈紧压在罐口上，见图9-1。特点是密封性能良好，可用于高压杀菌，但开启困难，需用专用工具才能开启。

（2）爪式旋开盖 爪式旋开盖是由钢质壳体制成，随盖的直径大小有3～6盖爪。盖内浇注有塑料溶胶垫圈，它不需要工具就能打开，而且能形成良好的密封性能，被称为“方便”或“实用”盖，见图9-2。爪式旋开盖封盖时，顶隙用蒸汽喷冲，利用旋盖机将盖子在瓶口上旋转或拧紧时盖爪坐落或紧咬在瓶口螺纹线下。盖上的垫圈易受封盖机压头的热量而软化，有利于密封。爪盖和真空使瓶盖固定在瓶口上。(www.xing528.com)

（3）套压旋开盖 该种盖封口的接触面积大、牢固、紧密，能抗震动及温差变化，消费者易开启，同时盖中心设计了安全装置——真空辨认钮，见图9-3。套压旋开盖是由无盖爪（或突缘）的钢质壳体构成，垫圈为模压的塑料溶胶从盖面外周边直到卷曲边都形成密封面。套压旋开盖的垫圈在封盖前适当加热，封盖时在压力作用下，玻璃螺纹线就会在垫圈侧边上形成压痕，以便拧开时容易将盖子转出。盖子凭借真空并依赖于盖子冷却时垫圈上螺纹压痕的阻力而固定在瓶口上。

图9-1 卷封式玻璃罐

1—罐盖 2—罐口边突缘 3—胶圈 4—玻璃罐身

图9-2 爪式开盖玻璃罐

1—罐盖 2—胶圈 3—罐口突环 4—盖爪

图9-3 套压旋开盖玻璃罐

1—罐盖 2—垫片 3—玻璃罐身

2.窄口瓶封口

玻璃容器包装酒类及其他液体类食品多采用“窄口瓶”，其密封物有盖、塞、封口套和封口标等，采用的封口材料有金属、塑料、软木等，常见的封口形式有以下几种。

（1）皇冠盖 皇冠盖又称压盖、撬开盖或牙口盖，用于冠形瓶的封口。由于封盖容易，密封性强，开盖迅速而广泛用于液态食品瓶封口，见图9-4。盖材料常用马口铁冲压呈圆形冠状，边缘有21个折痕，经滴塑或加垫片，其密封性能主要决定于密封垫片的性质、马口铁皮厚度及封盖操作。由于有瓶口或瓶口侧面双重密封，封口紧密，可用于高压杀菌及耐压性封口目的，但因马口铁容易生锈而影响外观。

（2）螺旋盖 螺旋盖用于螺纹口瓶封口，依据螺纹特征有深螺纹、浅螺纹和间断螺纹等，见图9-5。由于材料不同，要使熔化的玻璃压出清晰的牙形角比较困难，故妨碍螺纹瓶口的应用范围，需使用特定的旋盖来配合不同的瓶口。采用某些软性材料制成的螺旋盖，会出现滑牙现象，在贮存或搬运中失去锁紧力，因此螺旋盖的密封性取决于盖子的内衬垫料的弹性、容器封口面平稳度、盖材料的力学性能等因素，一般不能用于杀菌目的的封口。

图9-4 皇冠盖

图9-5 螺旋盖

（3）扭断盖 扭断盖又称防盗盖，也用于螺口瓶（如酒瓶）的封口，一般采用铝材料，见图9-6。将铝箔冲压成套状（无螺纹）瓶盖，用压头向下将盖内衬垫压在容器口上，与此同时，轧辊压向盖子四周，将薄的金属沿容器螺纹压入其螺槽内，铝盖上有压线连结点。压线有一道、两道或多道，即多孔安全箍环。在压线未扭断时表示原封，启封时反扭封套压使压线断裂，故称扭断盖。

图9-6 扭断盖

（4）蘑菇式盖 外形似蘑菇状，由塑料塞头加盖组成盖塑一体，或用套卡或盖扣紧盖塞，塑料盖塞上有螺纹或轮纹，以增强密封性，见图9-7。若在塞封基础上加封口套，有利于密封和增强防盗性。

图9-7 蘑菇式盖