轻量化:玻璃行业中潜在的机遇

 由于税收以及法律规章制度著力于降低污染物排放的努力，这将会使玻璃生产制造行业相应地增加污染治理投入成本和费用，未来10年之中，人们将会看到价格水准将会进一步攀升。2012年12月，英国环境变化委员会(UK Committcc on ClimateChange)通过计算后宣称，截止到2020年，由于低炭政策所驱动的电网工业电力价格将会增加2.9 p/kWh，约比现在的价格水平提升40％。由于在玻璃生产制造行业之中，能源耗费所占据的费用和成本占到了整个玻璃生产和制造成本中的一个很大的比例，所以，对于玻璃生产和制造行业来说，削减能源的消耗和使用将是其最优先的选择。

    对于正在努力寻求削减成本、降低污染物排放之道的玻璃生产和制造行业来说，轻量化技术将是玻璃生产和制造厂商可以期盼有望达到其上述目的的一个值得关注的待开拓领域。所谓轻量化技术就是在不降低使用性能的前提下，通过使用更少的材料或者使用不同的材料，使得所生产和制造出来的玻璃制品重量更轻的—种方法。

    通常来说，一种产品若想要在市场上取得成功，在开始设计的这个阶段就需要很好地理解和认识到该产品被市场成功认可需要达到的性能和参数特征。对于产品的重量来说，人们在设计阶段往往不会对其认真进行考虑。然而有一些其它行业已经重视产品的轻量化很长长一段时间了。在航空领域，人们愿意选用更加轻便的部件，以便使得飞行器能够飞得更快或者更加省油。在国防领域，人们已经研究和开发出自身重量更轻的装甲防护用具。

    在以上两种案例情况之中，在轻量化的同时保持产品具有同等的性能这一点相当重要。例如，虽然装甲本体自身的重量减轻了，但是它还必须仍然能够起到对人体防护作用的效果。

  重量恰到好处

     所谓“重量恰到好处”这个概念是指要综合考虑到生产和制造产品的成本，该概念已经被其它行业的生产和制造厂商所采用。虽然．  降低产品的重量使其轻量化一般来说可以降低产品的成本，但是，往往也会有与此不一致的情况出现。其中的关键点就是要使制品所达到的恰到好处重量不但可以使制品保持同等的性能，而且还要使该制品的生产制造成本处于合理的成本水平，当然，该合理成本与最低成本并不一定是同—个概念。

    既然这样，轻量化技术或者说重量恰到好处对于玻璃生产制造行业来说究竟会起到哪些作用呢？对于这些希望寻求使他们自己能够区别于别的生产制造厂商而获得更多的市场份额、降低成本、增加利润的玻璃生产和制造商来说，轻量化技术又能够给他们带来哪些价值增长呢？

    大部分玻璃产能的增长是靠玻璃产品的功效和性能来驱动的。而在大多数的情况之下，玻璃制品的重量则纯粹为一种偶然因素来决定，即曾经是这个重量，故以后一直就是这个重量。在许多情况之下，这将会导致玻璃生产和制造行业将其注意力集中在批量、规模和厚度等等与玻璃制品的重量无关的其它一些因素方面。

    然而，当玻璃制品的重量减轻之后，还能够保持该玻璃制品原来所具备的强度和耐久性这些产品特性品质不下降吗？如果玻璃制品成型的时候所使用的材料重量减轻，那么其生产和制造时所消耗和使用的能源量是不是也会降低？同时，该玻璃制品在内部生产和制造过程之中周转以及厂外运输的时候是不是也将更加轻便呢？

    如果针对上述所提出的问题都是肯定的回答的话，那么，这就意味著减轻玻璃制品的重量可以为玻璃制品的生产和制造厂商带来巨大的利润。原因就在于玻璃制品重量减轻之后所使用的原材料更少、消耗的能源降低、需要搬运的重量也降低。玻璃制品重量减轻带来的所有上述直接好处最终都可以归结为降低了生产和制造厂商的运作成本、提高了产品利润。这一点非常重要，它是在经济下滑不景气的时候使玻璃生产制造厂商仍然能够欣欣向荣地发展而不是仅仅苟延残喘地活下来的一种重要生存和发展之道。

不同包装材料之间的竞争

    由于玻璃瓶罐作为一种包装材料在食品和饮料行业之中使用的时候还需要应对来自聚对苯二甲酸乙二醇酯（PEI）瓶、其它塑料瓶罐铝罐以及卡纸包装等等其它一些包装材料的竞争，同时为了减少在生产和加工过程之中对环境保护所带来的影响，玻璃瓶罐的使用也面临著来自消费者和相关法律法规越来越大的压力，所以，上述所有这些因素都导至玻璃瓶罐的生产和制造都将朝轻量化方向发展。

   在白酒或者葡萄酒的包装材料之中，玻璃材料所占据的市场份额达到了97% 。应用于白酒或者葡萄酒包装的玻璃瓶罐已经出现在轻量化发展的视野范围之内。 一般酒瓶的平均重量在500克左右，而目前重量最轻的酒瓶已经减轻为300克。从上述数据之中就可以看到应用于白酒或者葡萄酒酒瓶的玻璃瓶罐包装制品在轻量化方面的发展潜力。

啤酒瓶在玻璃瓶罐制品轻量化方面也有发展潜力。最近就有一个这样的例子：一家著名的啤酒品牌宣称，其所使用的啤酒瓶的重量下降了11%，这将节省出足够供350个英国家庭所使用的能源，同时，还可以减少大约2000吨的二氧化碳排放。

据英国废物及资源行动计划(Waste amd Resourccs Actionn Programme，WRAP这个非盈利组织的报告，如果以标准重量作为来计算基准，那么就一个玻璃瓶罐与一个聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的生产和制造方面相比较而言，玻璃瓶罐的生产和制造在碳排放方面所产生的环境影响要低。但是，由于聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）瓶罐在重量方面相当轻，所以，将会看到其在运输过程之中相对玻璃瓶罐而言能够减少二氧化碳排放所带来的环境影响。

轻量化所带来的影响

玻璃本身是一种非常坚固的材料，但是，其在生产制造和成型过程之中会在制品结构之中产生应力引导的缺陷。另外，为了达到玻璃瓶罐制品轻量化的目的，其生产制造和成型所使用的玻璃材料使用量也会减少。这两方面的因素叠合在一起，将可能会导致轻量化玻璃瓶罐的使用强度降低。

众所周知，上述提到的这些潜在问题可以通过对玻璃瓶罐制品进行设计和分析、识别和消除玻璃瓶罐制品之中的应力聚集点来解决和克服。但是其中不好的方面在于，玻璃瓶罐在外观造型方面有可能会不得不打些折扣而牺牲一点。

通过玻璃瓶罐的设计来减少和降低玻璃瓶罐生产和制造中非必需的材料使用量、实现玻璃瓶罐制品的轻量化，这还将给玻璃生产和制造厂商带来进一步的好处，即玻璃瓶罐制品的生产和制造成本也应该相应地降低。

由于每个玻璃瓶罐制品所使用的玻璃材料重量更少，所以，在其生产和制造过程之中所消耗的热量也将降低，从而反过来会增加玻璃生产和制造厂商的生产能力。玻璃瓶罐制品轻量化所产生的影响，除了在生产和制造方面需要进行考虑之外，还有其它很多方面需要进行考虑。轻量化的玻璃瓶罐灌注生产线需要在运行方面安全可靠，在发生玻璃瓶罐破损情况的时候要能够在最短的时间之内恢复运行。扩展到供应链来说，轻量化的玻璃瓶罐需要在运输和储存过程之中完整无损，消费者需要确保这些玻璃瓶罐在购买回家的运输过程之中不会发生破碎。

设计

轻量化玻璃瓶罐在设计方面最重要的一点就是要保证玻璃瓶罐所使用的玻璃材料分布和使用合理，以便在玻璃瓶罐接触生产和制造装置的部位有足够的厚度能够承受相应的应力和冲击。

在轻量化玻璃瓶罐的生产过程之中，玻璃的壁厚将由玻璃注模加工的效率来决定。如果没有足够的注模加工效率，不能够将玻璃及时分布到其需要填充注模的地方，那么就意味著需要较厚的壁厚。

窄口径压吹法(NNPB)玻璃成型工艺可以在玻璃的模制成型的时候提高玻璃的布料均匀度。该玻璃成型工艺的出现和使用将直接为减薄成型玻璃制品的壁厚带来好处，从而可以减轻玻璃制品的重量。

 其它应用

 玻璃瓶罐制品的轻量化不仅对玻璃行业自身来说是一个减少污染物排放、降低生产制造成本、彰显其绿色环保理念的机会，而且还可以成为促发其它行业增加对玻璃瓶罐包装制品使用和需求的机会。

例如，近来研究和开发出来的玻璃微珠已经在塑料加工行业中作为塑料制品的添加剂来使用，以便在保持最终塑料制品物理性能不变的同时使其重量得到减轻。

玻璃微珠可以添加到液体聚合物中使用，以便改变最终制品的密度。这进一步促进了玻璃微珠在高压注射模塑成型工艺之中的应用，同样也促进了它在诸如浇铸等低压模塑成型工艺方法之中的应用。

玻璃微珠甚至还可以将自身的一些特性注入列其添加使用所得到的最终塑料制品之中去，例如，添加了玻璃微珠所制备的最终塑料制品具有玻璃微珠带来的较低的热膨胀系数这一特性。采用聚乙烯和聚丙烯所制备的塑料零部件也可以通过添加玻璃微珠的方式来进行轻量化，而不用使用诸如玻璃纤维和碳酸钙之类较重的传统填充料。随着所添加玻璃微珠直径的增加，所制备塑料制品的密度会降低，同时塑料的硬度会增加。

同样地，玻璃微珠也在汽车行业得到了应用，以便可以减少汽车车身板材的密度和重量，从而达到显著增加燃油消耗和使用性能的效果。具有特殊性能的、轻量化的玻璃在其它行业中也有需求。轻量化的玻璃在航空航天工业之中已经得到了应用。对于在夜视成像系统中使用、具有高透过率的玻璃来说，例如驾驶员座舱指示和显示系统，通过调制特殊成份的玻璃，可以使其玻璃壁厚减低到原来尺寸的三分之二。

由于玻璃的轻量化，窗户的重量也相应得到减轻，当然也会带来其它一些好处。三层玻璃的窗户相应于二层玻璃的窗户来说具有更好的隔热保温性能，但是其重量相对来说也更重。使用在窗户方面玻璃重量得到减轻，意味著不仅其在安装使用的时候将更加方便，而且还可以降低在运输和搬送方面的成本。

更薄的、经过钢化热处理的玻璃片具有相对较高的承载能力，使用它来作为三层玻璃的中间层，将不但能够降低三层玻璃窗户的重量，而且还可以提高窗户的光透过率。汽车尾气中二氧化碳的排放给环境所带来的影响和冲击，不仅要算帐到驱动汽车前进这一方面，汽车空调系统对于环境所造成的影响和冲击也不容忽视。由于外界热量通过汽车窗户进入到汽车内部，从而需要驱动汽车空调系统来给汽车内部降温。

人们不但使用空调系统来降低温度，在冬天还需要使用空调系统来增加温度。在一年四季之中，通过使用特殊设计的涂层玻璃可以减少空调系统的使用。该特殊设计的涂层玻璃能够减少透过玻璃向空问内部传递的太阳能，从而在夏天能够降低空间内部的温度。另外，它还含有加热单元，能够增加温度、降低在冬天水蒸气的冷凝。

如果所使用的轻量化玻璃还具有上述这些功能，则其在降低汽车二氧化碳排放所产生的影响方面还有进—步应用和使用的潜力。

消费者

由于轻量化玻璃制品的较低质量常常没有被及时发现，因而，消费者对于轻量化玻璃制品的使用方面也存在一些担忧。

据英国废物及资源行动计划WRAP这个非盈利组织2007年的一份报告所得出的结论，公众一旦认识到轻量化玻璃制品在环境保护方面所带来的好处，他们对于玻璃制品的轻量化就会持有积极拥护的观点和看法。

    然而，许多消费者现在仍然还不能够将灌装的正常重量玻璃瓶罐制品和轻量化的玻璃瓶罐制品分辨和区别出来。玻璃制品的轻量化在概念上非常简单，但是，要把其进—步推向应用则还有很多复杂的工作需要去做。

    为了使玻璃制品的轻量化真正达成更多的实效，而不是仅仅停留在常规的节约方面，还需要更加革命性的举措、创新的思维，并急需从其它技术和行业中学习和吸收经验。

    其次，虽然玻璃的轻量化可以降低成本，但是，要进行玻璃生产制造加工工艺的变更也可能需要投入一些资金。所以，必须要进行严格而准确的投入产出分析。玻璃制品的轻量化要进一步向前发展需要注意正确确定玻璃制品的轻量化合适重量，以便使它能够满足下述综合标准：性能指标、直接制造成本以及成本节省收益等等。

环境

   玻璃制品轻量化在环境保护方面所具有的降低玻璃制品生产制造过程、运输和搬运过程、废品回收过程之中所产生的排放和污染这样一些潜在的好处，可以为市场带来其好处和价值。

    现在，消费者更愿意为这样的产品和服务买单，即不仅仅是在口头上重视环保理念，而且要在行动上减少能源的消耗和使用、降低温室气体的排放。这样的产品和服务将更加有助于赢得来自公共部门和私营单位用户的关心和照顾。

    金融市场也遵循著法律规章制度的规定，进行生产制造经营业务发生污染大气和环境事件的风险评估。如果企业能够在国际碳排放信息披露项目(Carbon Disdosure Project)中以及Newsweek《新闻周刊》中排名，那么，其将更加吸引股东和投资者的投资兴趣。

 结论

 就全世界整个市场来说，玻璃制品的轻量化给玻璃生产制造和加工行业所带来的好处还可以进一步深化。任何使用玻璃的行业都可以通过玻璃制品的轻量化提高利润、改善环境保护，但是，还需要加大专注和投入、进一步思考，并且要积极从其它行业学习和吸取经验。