日用玻璃与人民日常生活密切相关,日用玻璃产品主要包括:用于产品包装的各类瓶罐玻璃,日用及家用玻璃器皿,实验室及医用玻璃器皿以及玻璃保温容器和玻璃工艺品装饰品等。
日用玻璃装饰就是对日用玻璃制品进行美化和加工,使其更加美观以符合人们的审美要求,具备一定的功能性。
玻璃器皿家居装饰花瓶
随着日用玻璃制品出口和国内市场需求的增加以及人们环保意识的增强,各国高度关注国民的健康,将盛装和储存食品的玻璃制品的安全卫生问题等同于食品安全,相继制定了与玻璃制品有关的法规和标准。
欧盟EU/94/62/EC包装指令已禁止玻璃包装制品的装饰使用相关含有重金属的装饰颜料 ,确保包装物或包装物成分中铅、镉、汞和六价铬的浓度值总和不超过以下标准:100ppm;美国加州65号提案要求Pb<200ppm 。
《中华人民共和国食品安全法》“第四章第二十七条(七)直接入口的食品应当使用无毒、清洁的包装材料、餐具。”;“第九十九条:“用于食品的包装材料和容器,指包装盛放食品或者食品添加剂的玻璃,陶瓷等制品和直接接触食品或者食品添加剂的涂料。 ”
《GB 19778-2005 国家标准-包装玻璃容器铅、镉、砷、锑溶出允许限量的要求》 规 定了各种不同容积玻璃容器铅、福、砷、锑溶出量的允许限量。
《中华人民共和国环境保护法》 “第四十八条生产、储存、运输、销售、使用、处置化学物品和含有放射性物质的物品,应当遵守国家有关规定,防止污染环境。”《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》“第五十五条产生危险废物的单位,必须按照国家有关规定处置危险废物,不得擅自倾倒、堆放;”
无论是从国内国际法规,还是从市场需求、从企业社会责任以及公众对安全健康产品的需求,只有使用无铅颜料才能达到以上法规和标准。
玻璃制品具有优良的物理化学性能,反复回收使用是对资源的有效利用。而回收使用则要求装饰的无铅玻璃颜料必须具有非常好的耐酸碱性能。
同时受技术的进步和劳动力成本上升的驱动,自动机器印刷将逐步替代间接印刷装饰。
1、日用玻璃装饰的现状
近年来重金属污染和血铅尿铅超标事件的频发已经引起了政府和公众对此的高度重视。
然而目前很多企业还存在只关心成本,忽视产品安全和环保健康的问题。使用含重金属铅的花纸或颜料,会引起一系列职工职业健康危害,如配色、调色、印刷、贴花、烤花等工序的职工长期接触使用含铅颜料或花纸,容易造成血铅、尿铅检查超标,给员工的职业健康和企业发展带来严重危害。
同时产生的含铅危险废物处置不当造成水源和土壤的污染;烤烧过程中挥发的含铅烟气未能有效处理造成大气污染;玻璃制品在使用后的回收和报废过程中对环境产生危害。
烤烧后的玻璃制品重金属析出,在存放和使用过程中,与环境各种因素接触,会发生化学反应,引起装饰面的虹彩和侵蚀,即俗称的“返铅”。这种现象不但影响玻璃制品的美观和使用,更为重要的是会对使用者的健康产生危害。而使用无铅颜料会避免铅的析出,国内外知名的企业如宜家、可口可乐、百事可乐、弓箭、欧文斯、华兴玻璃、西凤、肖特、力诺、沧州四星等已要求使用无铅玻璃颜料来装饰其玻璃制品。
重金属溶出和限量标准:
[1.] GB 19778-2005 国家标准-包装玻璃容器铅、镉、砷、锑溶出允许限量》。
本标准适用于盛装食品、药品、酒、饮料、饮用水等直接进人人体的物料的各种包装玻璃容器。
包装玻璃容器类型单位允许限量
铅镉砷锑
扁平容器mg/dm20.80.070.070.7
小容量mg/L1.50.50.21.2
大容量mg/L0.750.250.20.7
贮存罐mg/L0.50.250.150.5
[2.] QB/T4162-2011 中华人民共和国轻工行业标准 《玻璃杯》
本标准适用钠钙玻璃制造的玻璃杯,包括压制玻璃杯和吹制玻璃杯。增加了杯子和杯口部装饰层铅、镉溶出量的要求。
铅、镉溶出量/ ( mg/L)杯口部装饰层铅、镉溶出量/ ( mg/只)
铅镉铅镉
≤ 1.5≤0.5≤2.0≤0.2
按照GB/T 21770-2007 规定进行试验。
2、玻璃容器装饰解决方案
2.1 无铅玻璃颜料(无机颜料)
1) 无铅玻璃颜料是由无铅熔剂与着色剂混合制成,适用于玻璃表面装饰及易折安瓿瓶,可在加入调墨油制成油墨后丝网印刷或喷涂、手工彩绘等方法。以福禄公司无铅玻璃颜料为例:
颜料系列装饰领域烤烧温度膨胀系数(×10-7)耐酸性能耐碱性能
755玻璃杯、一次性玻璃瓶570-600℃80-9077
756乳浊玻璃餐具600-630℃80-904(醋酸)5
754干涉彩炫彩钠钙玻璃制品600-630℃80-904(醋酸)5
757玻璃杯、可回收玻璃瓶620-650℃80-9045
VPS硼硅玻璃630-640℃60±477
2)耐酸碱性能:
玻璃颜料的耐蚀性一般根据下列标准测定:通常耐酸性能4级及以上(盐酸或醋酸);耐碱性能5级及以上的玻璃颜料才能成为耐酸碱颜料。
耐酸测试:(ASTM C 724-91标准)
3.7% HCL 溶液,20±2℃,浸泡15分钟;
10%柠檬酸溶液(W/W),20±2℃,浸泡15分钟。
耐碱测试:(ASTM C 675-91标准)
9.1%的NaOH和0.9%的Na3PO4.12H2O,88±1℃,浸泡4个小时。
耐酸、碱等级如下:
第1级:没有明显侵蚀痕迹。
第2级:45℃角度观察有虹彩效果或明显侵蚀痕迹,但小于30℃角观察不出虹彩或侵蚀痕迹。
第3级:小于30℃角度观察有虹彩或侵蚀痕迹,但反射影像不模糊。
第4级:小于30℃观察有强烈的虹彩或侵蚀痕迹,且反射影像模糊。
第5级:表面无光或不光滑、粉化。
第6级:明显的装饰面褪去,有针孔。
第7级:装饰面完全褪去。
3) 装饰方式:
丝网印刷是最传统也是现今玻璃装饰中应用最广泛的装饰方法。此装饰方法简单、易操作,可以装饰精细画面。主要分为:
间接丝网印刷,又称为转移印刷,主要是指花纸印刷。现在一般指小膜花纸(水转移花纸)。
直接丝网印刷,是指通过丝网直接将装饰材料印刷装饰在基体上的印刷方法。通常又分为室温印刷和热塑印刷等。目前行业内大规模使用的是热塑性印刷:热塑性玻璃颜料在室温下成固态,印刷时通过电加热的不锈钢网使用,其优势是印刷后颜料即刻固定在玻璃基体上,无需烘干,决定了热塑印刷特别适合于自动多色印刷机。
相比花纸印刷,直接印刷效率高,连续性好,但在印刷精细度和画面还原上还是要差,主要装饰常规形状玻璃。虽然直接印刷相比花纸印刷行业的成熟还存在诸多不足之处,但是随这生产设备技术的提高以及用工成本的增加,直接印刷必将逐步取代花纸印刷作为主要装饰方式。
2.2料道着色剂
着色玻璃是指在玻璃中加入着色剂,熔融后能产生的一系列颜色玻璃,普遍应用于红酒瓶、饮料瓶、化妆品瓶和香水瓶、玻璃杯、餐具、烤箱器具、玻璃砖、压花建筑玻璃和工艺品等。近年来,原有的有机低温喷涂颜料装饰后因为不耐划伤和耐洗刷性能的原因,在与食品接触的玻璃制品市场已经被着色玻璃逐步取代。
由于料道着色剂不含铅,随着料道着色技术的不断普及,其客户遍及全球,福禄公司与许多知名品牌合作,如弓箭、利比、台有、德力、雅芳、CK、POLO、COKE、Champagne, Whiskey等。
料道着色技术可满足中小批量,特殊颜色的需要,相较于传统的池窑着色技术能提高生产效率和生产灵活性、减少库存成本、降低运输成本、减少能源消耗等。
着色剂有浓缩粒料和浓缩玻璃料两种形式,可以单独使用也可以混合使用以调配出一系列的蓝色、绿色、棕色、紫色、粉色、黑色以及这些颜色的混合色。
2.3有机装饰材料
近年来,考虑到安全、环保、健康、节能等因素,玻璃包装法规已明文禁止重金属物质的添加,因此使用有机印刷油墨装饰瓶罐、玻璃杯和其他餐具的趋势也愈加明显。
与无机玻璃颜料相比,有机颜料能耗少,玻璃瓶应力小,色彩和装饰效果更为丰富,这些都是有机颜料得以广泛应用的重要因素。
福禄公司新型有机颜料颜色范围宽,具有良好的混配性能,不含任何重金属,具有优良的耐光照性、耐酸碱腐蚀性、耐洗刷性,是对全球日用玻璃装饰市场很有价值的补充。当然有机颜料也存在耐机械性能差(硬度低不耐刮擦,容易划伤),耐久性差,容易老化变色的缺点。
有机颜料的装饰方法主要为:低温花纸、喷涂、室温直接印刷、热塑印刷、UV印刷等。
日用玻璃市场有机颜料装饰近年来发展迅速,特别是在白酒瓶等一次性使用瓶子包装上有机喷涂和低温花纸装饰非常流行,但由于有机颜料质量良莠不齐,表现为硬度低,耐蚀性、耐洗刷性和耐溶剂性差等缺点,国外很多类似产品用无机料道着色剂装饰代替有机喷涂颜料装饰。
日用玻璃制品装饰必将朝着安全、环保、健康、节能的可持续性方向发展,即:使用环保无铅颜料、自动化装饰、玻璃着色与表面装饰相结合,这样才能符合法规和标准、有效减少对环境的负面影响、履行社会责任、生产效率高、更美观。