隨著我國啤酒產(chǎn)量的逐年增加，對啤酒瓶的需求量也逐年增大，因此啤酒瓶的質(zhì)量就成為一個突出的問題。在眾多影響啤酒瓶質(zhì)量的指標(biāo)中，抗沖擊項(xiàng)目是啤酒瓶產(chǎn)品的一項(xiàng)重要的安全指標(biāo)。玻璃瓶的最大弱點(diǎn)就是脆性，啤酒瓶在生產(chǎn)包裝、啤酒灌裝、運(yùn)輸和使用等流通過程中，瓶子之間的相互碰撞或瓶子與其它硬物碰撞是經(jīng)常發(fā)生的。這類碰撞，會使啤酒瓶的機(jī)械強(qiáng)度明顯下降，由于目前的消費(fèi)習(xí)慣和啤酒瓶的回用管理的問題，使得啤酒瓶的強(qiáng)度直線下降，一些質(zhì)量差、回用次數(shù)多的啤酒瓶抗沖擊指標(biāo)的降低使其很難抵擋正常的碰撞，這也就給爆瓶埋下了隱患。因此啤酒瓶的生產(chǎn)應(yīng)符合國標(biāo)GB4544-2020中抗沖擊強(qiáng)度的要求，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：對于V≤530ml的一次性瓶及可回收舊瓶≥0.2J、可回收新瓶≥0.4J；V＞530ml的一次性瓶及可回收舊瓶≥0.3J、可回收新瓶≥0.6J。實(shí)際測試方法見國標(biāo)GB/T 6552-2015玻璃容器抗機(jī)械沖擊試驗(yàn)方法，檢測設(shè)備如圖一。
圖一
一、影響啤酒瓶抗沖擊強(qiáng)度
啤酒瓶的機(jī)械強(qiáng)度除了與瓶子形狀、瓶壁厚度和厚薄分布有關(guān)外，還與玻璃的均勻度、微觀和宏觀缺陷以及表面狀態(tài)有密切的關(guān)系。玻璃的理論強(qiáng)度是指其結(jié)構(gòu)鍵的強(qiáng)度，玻璃成分不同，其結(jié)構(gòu)鍵的強(qiáng)度也不同。眾所周知，≡Si-O-S≡鍵具有很高的強(qiáng)度，而≡Si-O-R（堿金屬）的強(qiáng)度便很低。從理論上說，要得到高強(qiáng)度的玻璃必須加入大量高電荷、小體積陽離子的玻璃網(wǎng)絡(luò)形成體，但這會帶來玻璃熔化和成型的巨大困難或增大成本，實(shí)際上是辦不到的。啤酒瓶的理論強(qiáng)度可由結(jié)構(gòu)鍵計算出來，其強(qiáng)度很高，較鋼堅固的多，實(shí)際上，它的理論強(qiáng)度是實(shí)際強(qiáng)度的千百倍。實(shí)際強(qiáng)度之所以這樣低，其原因是晶格缺陷、條紋、裂紋等引起的，另一個原因是它的非均質(zhì)性。由于這些因素的影響，啤酒瓶的實(shí)際抗沖擊值是比較低的。
二、瓶子形狀、壁厚對抗沖擊的影響
瓶子的形狀對機(jī)械強(qiáng)度影響很大，形狀越復(fù)雜，強(qiáng)度越低。這是由于形狀復(fù)雜的瓶子應(yīng)力集中。目前，我國大多數(shù)玻璃廠都采用上方圖二顯示的瓶肩與瓶跟，這是由于這種形式的瓶肩比較緩和，有兩處彎曲點(diǎn)起緩沖作用，應(yīng)力分布是均勻的；瓶跟上方有突出環(huán)，有較好的抗沖擊性。然而，從歷次的抽檢結(jié)果來看，抗沖擊強(qiáng)度不盡人意，這主要是我國玻璃行業(yè)的實(shí)際工藝水平、生產(chǎn)條件和技術(shù)水平都存在著不同程度的問題，以及上面分析的各種微觀和宏觀的表面缺陷對機(jī)械強(qiáng)度的影響，使得啤酒瓶實(shí)際抗沖擊值低。
圖 二
三、改善抗沖擊強(qiáng)度需考慮的幾個因素
在正常生產(chǎn)過程中，如果玻璃瓶的產(chǎn)品外觀、理化性能指標(biāo)均比較好，成品合格率也比較高，唯一美中不足的是抗沖擊指標(biāo)欠穩(wěn)定，這樣的情況大多數(shù)都是由于玻璃勻化不足所導(dǎo)致的。需要考慮如下幾個因素：
1、微調(diào)玻璃成分，降低玻璃的高溫粘度，使玻璃液易于澄清和均化。（所提供的數(shù)據(jù)僅供參考）
（1）在不明顯增加成本的基礎(chǔ)上，投用部分石英砂代替部分普通硅砂，將玻璃成分中含量盡量降至1.8-2.0％.
（2）有意增加玻璃成分中CaO的含量，使CaO＋MgO的合量接近12.3-12.5％，可采取直接增加，其它成分自然降的方式，在調(diào)整過程中，如有不良反應(yīng)即刻停止。
2、檢查礦石原料的顆粒度，對顆粒度要求（wt％）：石英砂+20目≤0.1、-150目≤7；石灰石（白云石）+10目≤0.5、-150目≤7；螢石+40目=0、-200目≤5，這是從原料自身找原因，防止過粗或過細(xì)，目的是確保配合料能混合均勻以加快玻璃的熔化及澄清均化；同時礦石原料的儲存限量要保證，做到分批化驗(yàn)，標(biāo)示清楚，本著“先進(jìn)先出”的原則使用。
3、加強(qiáng)碎玻璃的質(zhì)量管理，盡量降低異質(zhì)玻璃的含量，控制其入爐；同時要嚴(yán)控碎玻璃的破碎環(huán)節(jié)，做到加工后碎玻璃成20-25mm入倉，促使容易澄清均化。
4、加強(qiáng)石英砂水分的控制，由于石英砂含水量較大且不穩(wěn)定，因此要按規(guī)定及時檢測其含水量，檢測后根據(jù)石英砂的干基量，對石英砂的濕基量進(jìn)行認(rèn)真及時調(diào)整不得有誤。
5、原料稱量系統(tǒng)的控制，稱量是配料過程中最重要的環(huán)節(jié)，各種原料的稱量是否準(zhǔn)確，直接影響著玻璃的成分和產(chǎn)品質(zhì)量。配料秤每周用標(biāo)準(zhǔn)砝碼滿負(fù)荷校驗(yàn)一次，要求誤差≤±0.1％，如果標(biāo)準(zhǔn)砝碼不夠，可以采用“實(shí)物校秤法”校驗(yàn)，并及時校正。
6、原料配制系統(tǒng)的控制
（1）原料的下料次序：原料稱量后經(jīng)排放進(jìn)入混料機(jī)的次序應(yīng)該是：石英砂→純堿→石灰石，同時要求三種原料盡量同步進(jìn)入混料機(jī)（元宵原理），這是提高配合料均勻度的關(guān)鍵。
（2）配合料的均勻度、水分：混料機(jī)的混料時間分為干混時間和濕混時間，這兩個時間決定著配合料的均勻度；加水時間決定著配合料的水分。力爭混合料均勻度達(dá)到98%以上，混合料的水分控制在4-5%（混料機(jī)放料口）。
7、爐底溫度是一項(xiàng)重要的指標(biāo)，正常生產(chǎn)時就要嚴(yán)格控制其變化，爐底溫度穩(wěn)定是生產(chǎn)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，也是我們調(diào)整一切工藝參數(shù)的依據(jù)。
8、玻璃液面的控制：自動控制加料時，要求玻璃液面穩(wěn)定在標(biāo)準(zhǔn)高度±1.0mm范圍內(nèi)；采用手動操作時，允許玻璃液面穩(wěn)定在標(biāo)準(zhǔn)高度±1.5mm范圍內(nèi)波動。當(dāng)出現(xiàn)特殊情況造成玻璃液面下降追趕液面時，要求按0.5mm／小時的速度執(zhí)行（如降低較多時，根據(jù)情況而定）。同時料堆要求不超過爐長的2／3并均勻分布，泡界線穩(wěn)定在窯坎上方附近。
9、窯爐出料能力的控制:正常生產(chǎn)時窯爐出料量的變化穩(wěn)定在＜2%之內(nèi)，換產(chǎn)品時要通過調(diào)整機(jī)數(shù)的辦法，使出料量的增加、降低保持平穩(wěn)。如果所換的產(chǎn)品重量相差很大時，需要事先做一些準(zhǔn)備工作和應(yīng)對預(yù)案。制瓶生產(chǎn)停機(jī)也好、換產(chǎn)也好都要事先進(jìn)行溝通，想停就停想開就開，是絕不允許的！機(jī)速增減也要有計劃，不能想增就增想減就減，不能隨意。必須保持窯爐出料量的基本穩(wěn)定，這一點(diǎn)是非常重要的。
10.窯壓的控制：系統(tǒng)正常自動控制時，要求將測壓點(diǎn)附近的窯壓變化控制在±3Pa范圍內(nèi)（換向時除外）。采用手動操作時，允許測壓點(diǎn)附近的窯壓變化控制在±5Pa范圍內(nèi)波動。防止窯壓波動太大。
四、結(jié)語
以上幾項(xiàng)調(diào)整和注意事項(xiàng)，是筆者多年來在研究提高啤酒瓶抗沖擊強(qiáng)度進(jìn)行工藝改進(jìn)時，在實(shí)踐中得出的幾點(diǎn)體會，基本都是圍繞著玻璃液澄清均化在原工藝基礎(chǔ)上的改進(jìn)，概括起來就是在總體上要保持“均勻、穩(wěn)定”。其目的之一，也是為了提高啤酒瓶的抗沖擊強(qiáng)度。在實(shí)際生產(chǎn)中望酌情判斷、擇適采納。算是“拋磚引玉”吧。
