Стекло широко используется для упаковки парфюмерии, косметики, продуктов питания, напитков и фармацевтических препаратов благодаря своей прозрачности, барьерным свойствам, химической стойкости и превосходному внешнему виду.

Однако стекло не является полностью инертным.

Когда стеклянная поверхность в течение длительного времени подвергается воздействию воды, влаги, тепла или определённых химических сред, с её поверхности могут выделяться небольшие количества ионов щелочей. При неблагоприятных условиях хранения или эксплуатации это может постепенно привести к выветривание стекла, появление щелочного налета, белый налет, пятна на поверхности или потеря прозрачности.

Для покупателей упаковки это не просто лабораторная проблема. Бутылка, которая выглядит абсолютно прозрачной при выпуске с завода, может провести несколько недель в море и несколько месяцев на складе, прежде чем поступит на линию розлива. Если состав стекла, состояние поверхности, условия упаковки или хранения не соответствуют требованиям, за этот период на поверхности могут возникнуть видимые изменения.

Вот почему Устойчивость к гидролизу является важным показателем химической стойкости стеклянных бутылок.

В данном руководстве мы рассказываем, что такое гидролитическая стойкость, почему возникает щелочной налет, как проводятся испытания стеклянной тары, что влияет на её химическую стойкость, а также на что следует обращать внимание покупателям упаковки для парфюмерии и косметики при оценке стеклянных флаконов.

Что такое гидролитическая стойкость стеклянной бутылки?

Гидролитическая стойкость характеризует способность стеклянной поверхности противостоять химическому воздействию воды.

При контакте воды с натриево-кальциево-кремниевым стеклом на его поверхности может происходить процесс ионного обмена. Ионы щелочей — в частности, ионы натрия — могут мигрировать из стекла и заменяться содержащими водород соединениями из воды.

Чем выше гидролитическая стойкость, тем меньше количество щелочи выделяется при заданных условиях испытания.

Это свойство приобретает особое значение в тех случаях, когда содержимое в течение длительного времени находится в прямом контакте со стеклом или когда тара подвергается воздействию повышенных температур в процессе переработки. Кроме того, оно служит полезным показателем общей химической стойкости стеклянной тары.

Почему на стеклянных бутылках появляется белый налет или щелочной налет?

Одна из наиболее распространённых видимых форм износа поверхности стекла описывается следующим образом:

• белая дымка;
• матовое стекло;
• белые пятна;
• щелочной налет;
• содовый налет;
• выветривание стекла;
• поверхностное запотевание;
• или появление «цветка» на стекле.

На некоторых рынках это явление неофициально называют также “стеклянной плесенью”. Как правило, этот процесс начинается с появления влаги.

1. Влага попадает на поверхность стекла

Молекулы воды из влажного воздуха адсорбируются на поверхности стекла. Даже когда стеклянная бутылка пуста, влага из окружающей атмосферы может вступать во взаимодействие с поверхностью стекла.

2. Миграция ионов щелочей

В обычном натриево-кальциево-кремниевом стекле подвижные ионы щелочей, в частности ионы натрия, могут мигрировать к поверхности и вступать в реакции ионного обмена с водой. В результате поверхность постепенно приобретает химические свойства, отличные от исходного объёма стекла.

3. Форма для щелочных средств для обработки поверхностей

Выделившаяся щелочь может вступать в реакцию с влагой и углекислым газом, содержащимися в воздухе. Со временем на поверхности могут накапливаться карбонаты натрия и другие растворимые щелочные соединения. Поскольку эти соединения зачастую обладают гигроскопичностью, они могут притягивать дополнительную влагу и ускорять дальнейшие реакции на поверхности.

4. Появляются помутнения, пятна или отложения

По мере продолжения процесса на бутылке могут появиться:

• тонкая мутная пленка;
• белые кристаллические отложения;
• пятна, похожие на радугу;
• локальные белые пятна;
• слегка скользкая поверхность;
• или, в тяжелых случаях, необратимая потеря прозрачности.

На ранней стадии некоторые поверхностные отложения ещё можно удалить с помощью очистки. Однако если сама поверхность стекла уже подверглась химическому воздействию, образовавшаяся мутность может стать необратимой.

Является ли появление щелочного налёта проявлением низкой гидролитической стойкости?

Не совсем. Это различие имеет большое значение.

Устойчивость к гидролизу — это лабораторное измерение поведения поверхности стекла при воздействии воды в контролируемых условиях.

Выветривание стекла или появление щелочного налета — это видимое ухудшение состояния поверхности, которое может возникнуть в процессе хранения или под воздействием внешних факторов.

Эти два показателя связаны между собой, поскольку оба связаны с взаимодействием воды и поверхности стекла, однако они не являются идентичными показателями качества.

Стеклянная бутылка может соответствовать установленным требованиям к гидролитической стойкости, но при этом все равно потребует надлежащей упаковки и хранения для минимизации долгосрочного воздействия внешних факторов. Поэтому покупателям не следует полагаться исключительно на результаты одного испытания. Необходимо комплексно оценивать состав стекла, условия производства, обработку поверхности, способ упаковки, условия хранения и предполагаемое содержимое.

Как проверяется гидролитическая стойкость стеклянной тары?

Одним из общепризнанных методов является ISO 4802-1:2023 — Стеклянная посуда. Устойчивость внутренних поверхностей стеклянных ёмкостей к гидролизу. Часть 1. Определение методом титрования и классификация.

Принцип испытания относительно прост. В стеклянную емкость наливают заданное количество воды. Затем бутылку подвергают воздействию повышенной температуры в контролируемых условиях. Щелочь, выделяющаяся с внутренней поверхности стекла, попадает в воду.

Затем экстракционный раствор титруют стандартизированным раствором кислоты. Количество необходимой кислоты указывает на то, какое количество щелочного вещества выделилось из стекла.

Типичная процедура испытаний включает:

1. Выбор необходимого количества стеклянной тары.

2. Очистка образцов в соответствии со стандартом.

3. Заполнение их указанной испытательной водой.

4. Нагрев контейнеров в условиях контролируемой температуры и времени.

5. Сбор раствора для экстракции.

6. Титрование раствора с помощью стандартизированной кислоты.

7. Расчет и классификация результата в соответствии с применимым стандартом.

В рамках формального контроля качества точные значения температуры испытания, объема наполнения, количества образца, метода титрования и пределов приемлемости должны всегда соответствовать требованиям применимого стандарта.

Понимание классов стекла HCT1, HCT2 и HCT3

В соответствии с терминологией стандарта ISO 4802-1 стеклянная тара может классифицироваться по степени гидролитической стойкости внутренней поверхности. Упрощенное толкование заключается в следующем:

HCT1

Стеклянная тара, обладающая очень высокой гидролитической стойкостью. К этой категории обычно относятся такие виды стекла, как боросиликатное или нейтральное стекло, у которых высокая химическая стойкость обеспечивается в первую очередь за счет самого состава стекла.

HCT2

Как правило, это тара из натриево-кальциево-кремниевого стекла, внутренние поверхности которой прошли специальную обработку для повышения гидролитической стойкости.

HCT3

Как правило, это неотделанные тары из натриево-кальциево-кремниевого стекла, обладающие умеренной гидролитической стойкостью.

Однако покупателям не следует просто указывать максимально возможный класс, не учитывая фактические условия эксплуатации. К упаковке фармацевтических препаратов, продуктов питания, напитков, парфюмерии и косметики предъявляются совершенно разные эксплуатационные и нормативные требования.

Примечание по стандарту GB/T 4548 в Китае

В отношении стеклянной тары, изготовленной и прошедшей испытания в Китае, Общие технические условия на стальные тросы является важным стандартом, касающимся гидролитической стойкости внутренней поверхности стеклянной тары.

Новое издание, Общие технические условия на топочные масла, была опубликована 30 апреля 2026 года и должна вступить в силу 1 ноября 2026 года.

До даты вступления в силу производителям и лабораториям следует уточнить, какая редакция в данный момент применяется к конкретной проверке или требованию заказчика.

В различных китайских стандартах на стеклянную тару для пищевых продуктов и напитков исторически устанавливались требования к гидролитической стойкости, такие как HC3. Однако это не означает, что HC3 автоматически становится обязательным требованием для всех стеклянных флаконов для парфюмерии или косметики.

В отношении упаковки для парфюмерной и косметической продукции соответствующие требования следует определять в соответствии с:

• целевой рынок;
• техническое задание заказчика;
• состав продукта;
• соответствующие нормативные акты;
• согласованный стандарт проверки;
• а также предполагаемые условия хранения и эксплуатации.

Какие факторы влияют на гидролитическую стойкость стекла?

1. Состав стекла

Химический состав является одним из важнейших факторов. Упаковочное стекло на основе натриево-кальциево-кремниевой смеси в основном состоит из кремнеземной матрицы, в которую добавляются оксиды натрия, кальция и другие оксиды для обеспечения необходимых свойств при плавлении, формовании и механических характеристик.

В целом, более прочная и химически устойчивая стеклянная сеть снижает подвижность и выделение ионов щелочей. Повышение химической стойкости, как правило, связано с регулированием соотношения и взаимодействия оксидов, которые формируют и модифицируют стеклянную сеть.

Боросиликатное стекло, как правило, обладает более высокой внутренней гидролитической стойкостью, чем обычное натриево-кальциевое стекло. Это одна из причин, по которой боросиликатное стекло широко используется в условиях жестких требований фармацевтической отрасли.

Однако для изготовления обычных флаконов для парфюмерии, косметики, напитков или банок для продуктов питания не обязательно использовать боросиликатное стекло. Тип стекла всегда следует подбирать с учётом предполагаемого назначения изделия.

2. Условия изготовления и отжига

Производство стекла не заканчивается в тот момент, когда бутылка выходит из формы. Процесс плавления, температура формования и условия отжига могут влиять на конечные свойства стекла. Ненадлежащий контроль технологического процесса может привести к нестабильным эксплуатационным характеристикам даже при неизменном номинальном составе стекла. Правильный отжиг имеет особое значение для контроля остаточного напряжения и обеспечения стабильного качества.

3. Обработка внутренних поверхностей

Для некоторых областей применения внутренняя поверхность натриево-известкового стекла может подвергаться обработке с целью снижения выделения щелочи. Этот процесс обычно называют деалкализация или обработка внутренних поверхностей.

Цель заключается в снижении концентрации или подвижности щелочных ионов на внутренней поверхности бутылки. Соответствующая обработка может значительно повысить гидролитическую стойкость тары из натриево-кальциево-кремниевого стекла.

Однако эффективность лечения следует подтверждать с помощью стандартизированных тестов, а не делать выводы, основываясь исключительно на ходе лечения.

4. Температуры

Температура оказывает сильное влияние на скорость химических реакций. Поэтому стеклянная бутылка, хранящаяся в течение нескольких месяцев на жарком складе, может подвергаться более интенсивному поверхностному износу, чем такая же бутылка, хранящаяся в прохладных и стабильных условиях.

Это приобретает особую важность при международных перевозках. В транспортных контейнерах, подвергающихся воздействию прямых солнечных лучей, температура может значительно превышать температуру, характерную для обычных помещений для хранения.

5. Влажность

Влажность является одним из основных факторов, вызывающих выветривание стекла. Вода, адсорбированная из влажного воздуха, создает среду, необходимую для ионного обмена и последующих поверхностных реакций. По этой причине длительное хранение в тропических, прибрежных или иных влажных регионах требует особого внимания.

6. Срок хранения

Износ стекла зависит от времени. Бутылка, которая сразу после производства выглядит идеально, может измениться через шесть или двенадцать месяцев при ненадлежащем хранении.

Это особенно актуально в случае импортной упаковки, когда пустые тары могут проходить следующий путь:

Таким образом, фактический срок хранения может оказаться гораздо дольше, чем многие покупатели изначально предполагают.

Почему гидролитическая стойкость важна для стеклянных флаконов для парфюмерии и косметики

Упаковка для парфюмерии отличается от фармацевтической упаковки, но химическая стойкость по-прежнему имеет большое значение.

Внешний вид — это часть продукта

Роскошный флакон для духов — это не просто тара. Это часть впечатлений от бренда.

Белый налет, запотевание поверхности или заметные щелочные отложения могут сделать бутылку, которая в остальном является исправной, коммерчески неприемлемой. Незначительный визуальный дефект, который можно было бы допустить на обычной таре, может оказаться недопустимым на бутылке парфюма премиум-класса, выставленной под ярким освещением в магазине.

Международные перевозки создают суровые условия

Флаконы с духами, экспортируемые за рубеж, могут в течение нескольких недель находиться в контейнерах и на складах. Маршруты, пролегающие через Ближний Восток, Юго-Восточную Азию и другие жаркие или влажные регионы, могут подвергать стеклянную тару воздействию сложных условий окружающей среды. Поэтому качество стекла должно подкрепляться надлежащими условиями упаковки и хранения.

Длительное хранение товара на складе повышает риск

Производители парфюмерии зачастую закупают упаковку за несколько месяцев до розлива. Дистрибьюторы упаковки могут хранить флаконы даже дольше. Чем дольше срок хранения, тем важнее становится контроль влажности, температуры и оборота запасов.

Совместимость продуктов необходимо оценивать отдельно

Устойчивость к гидролизу важна, но она не подтвердить полную совместимость с формулой парфюма.

Парфюмерная продукция может содержать:

• этанол;
• вода;
• ароматические масла;
• красители;
• растворители;
• фиксаторы;
• и другие компоненты препарата.

В случае важных проектов тест на совместимость с использованием реальной формулы ароматического состава имеет большее значение, чем опора исключительно на классификацию по гидролитической стойкости.

Следует также провести оценку всей системы упаковки, включая:

• стеклянная бутылка;
• насос;
• прокладка;
• воротник;
• погружная трубка;
• cap;
• а также декоративные покрытия, где это уместно.

Повышает ли нанесение покрытия снаружи или глазировка гидролитическую стойкость?

Как правило, нет.

Такие процессы, как:

• цветное распыление;
• глазурь;
• трафаретная печать;
• горячее тиснение;
• декоративные наклейки;
• металлизация;
• и внешнее покрытие

в основном применяются к наружная поверхность бутылки. Их не следует путать с обработкой внутренней поверхности.

Флакон для духов с напылением или матовым покрытием может по-прежнему обладать практически такими же гидролитическими свойствами внутренней поверхности, как и исходный прозрачный флакон до нанесения декоративного покрытия. Это важное отличие, на которое следует обратить внимание при изучении технических характеристик поставщика.

Как можно уменьшить выветривание стеклянных бутылок и образование щелочного налёта?

Единого решения не существует. Наилучшие результаты достигаются за счет одновременного учета нескольких факторов.

Выберите подходящий состав стекла

Состав стекла должен обеспечивать достаточную химическую стойкость для предполагаемого применения. Для традиционной упаковки парфюмерии и косметики широко используется правильно изготовленное натриево-кальциевое стекло, которое подходит для большинства случаев применения. Для более сложных условий эксплуатации можно рассмотреть возможность использования стеклянных составов с более высокими эксплуатационными характеристиками.

Контроль производственного процесса

Стабильные условия плавления, формования и отжига имеют решающее значение для обеспечения стабильного качества от одной производственной партии к другой. Контроль технологического процесса не менее важен, чем номинальный состав стекла.

При необходимости применяйте обработку внутренних поверхностей

Если для конкретного применения требуется повышенная гидролитическая стойкость, можно указать соответствующую обработку внутренней поверхности. В таком случае эффективность обработки должна быть подтверждена лабораторными испытаниями.

Во время хранения бутылки должны оставаться сухими

Пустые бутылки следует хранить в сухом и проветриваемом помещении. Необходимо избегать длительного образования конденсата и высокой влажности. Сильные перепады температуры, приводящие к образованию конденсата внутри картонных коробок, также могут повысить риск выветривания стекла.

Держите упаковочные материалы в сухом состоянии

Картонные коробки, перегородки, поддоны и защитная упаковка должны оставаться сухими. Мокрые или впитывающие влагу упаковочные материалы могут создавать зоны повышенной влажности вокруг поверхности стекла. Это может ускорить появление мутности или щелочных отложений.

Используйте подходящий способ разделения бутылок

Контакт бутылок друг с другом может приводить к появлению механических повреждений, а также к скоплению влаги между соседними стеклянными поверхностями. Использование подходящих картонных перегородок, поддонов или защитной упаковки позволяет снизить риск как механических повреждений, так и повреждений, связанных с влагой.

Контроль срока хранения запасов

Практический «первым пришел — первым ушел» (FIFO) Настоятельно рекомендуется внедрить систему учета запасов. Чем дольше пустые бутылки находятся на складе, особенно в условиях высокой температуры и высокой влажности, тем выше риск их выветривания.

О чем покупателям следует спросить у поставщика стеклянных бутылок?

Если важна химическая стойкость стекла, не стоит просто спрашивать: “Качество стекла хорошее?” Этот вопрос слишком расплывчат. Попросите предоставить количественные характеристики.

Профессиональный закупщик может спросить:

1. Какой тип стекла используется?

2. Изготовлена ли бутылка из натриево-кальциево-кремниевого или боросиликатного стекла?

3. Какой стандарт устойчивости к гидролизу используется?

4. Какой класс приемки требуется?

5. Была ли внутренняя поверхность подвергнута какой-либо специальной обработке?

6. Анализ проводится собственными силами или в независимой лаборатории?

7. Какие условия хранения рекомендуются?

8. Как долго обычно можно хранить пустые бутылки?

9. Хранятся ли контрольные образцы продукции?

10. Было ли проведено тестирование на совместимость с использованием предполагаемого состава продукта?

При выборе упаковки для парфюмерии покупателям также следует проверить допуски на горлышко, совместимость дозатора, качество обжима и герметичность.

Подходит ли HC3 для флакона духов?

Универсального ответа нет. Это та область, в которой покупатели иногда допускают ошибочные предположения.

Класс гидролитической стойкости, подходящий для одного типа стеклянной тары, не следует автоматически применять ко всем остальным типам.

Для стандартного флакона для духов из натриево-известкового стекла соответствующие технические характеристики зависят от:

• рецептура ароматического средства;
• предполагаемый срок хранения;
• климат места назначения;
• требования к бренду;
• требования заказчика;
• и действующие нормативные акты.

Если заказчик специально требует классификации HC или HCT, это требование должно быть четко прописано в техническом задании до начала серийного производства. В случае особо чувствительных составов или строгих условий хранения следует провести дополнительные испытания на совместимость.

Можно ли удалить белый налет на стеклянных бутылках?

Иногда — но не всегда.

Если помутнение вызвано в основном растворимыми поверхностными отложениями на ранней стадии, надлежащая очистка может восстановить первоначальный вид. Если же поверхностная реакция уже привела к необратимому химическому повреждению структуры стекла, очистка может не обеспечить полного восстановления прозрачности.

Именно поэтому гораздо лучше предотвращать выветривание стекла, чем пытаться восстанавливать бутылки после длительного хранения.

Всегда ли более прозрачное стекло обладает большей химической стойкостью?

Нет. Оптическая прозрачность и химическая стойкость — это разные свойства.

Флакон для духов из прозрачного высококачественного кремневого стекла может отличаться превосходными визуальными характеристиками, однако внешний вид сам по себе не определяет его устойчивость к гидролизу. Необходимо также учитывать химический состав, условия производства и обработку поверхности.

Устойчивость к гидролизу — лишь один из показателей качества стеклянной бутылки

Надежная стеклянная тара должна отвечать гораздо большему, чем просто внешнему виду. В зависимости от предполагаемого назначения контроль качества может включать:

• устойчивость к гидролизу;
• остаточное напряжение;
• устойчивость к термическим ударам;
• ударопрочность;
• стойкость к внутреннему давлению;
• прочность на вертикальную нагрузку;
• допуски по размерам;
• номинальная мощность;
• толщина стенки;
• толщина основания;
• размеры отделки горловины;
• герметичность;
• миграция тяжелых металлов;
• адгезия декоративных элементов;
• проверка герметичности;
• и совместимость продуктов.

В частности, что касается упаковки парфюмерии, Допуски на шейку, определенные методом конечно-элементного анализа (FEA), совместимость с насосами, качество обжима и долгосрочная совместимость с ароматическими веществами может быть не менее важным, чем гидролитическая стойкость стекла.

Поэтому в рамках эффективной системы контроля качества бутылка оценивается как часть комплексной системы упаковки, а не по одному-единственному параметру.

Заключительные мысли

Стекло химически устойчиво, но не является химически неразрушимым.

Вода, влажность, высокая температура и время могут оказывать воздействие на поверхность стекла и вызывать выделение щелочи, выветривание и появление заметной мутности, особенно в случае длительного хранения натриево-кальциевого стекла в неблагоприятных условиях.

Понимание устойчивость стеклянной бутылки к гидролизу помогает производителям и покупателям упаковки выявлять эти риски до того, как они приведут к проблемам с качеством или жалобам со стороны клиентов.

В случае упаковки для парфюмерии и косметики наиболее эффективной стратегией является сочетание следующих элементов:

Цель не должна заключаться лишь в том, чтобы приобрести стеклянную бутылку, которая выглядит идеально при выходе с завода.

На самом деле цель состоит в том, чтобы убедиться, что бутылка по-прежнему выглядит и функционирует должным образом после транспортировка, хранение, розлив и весь жизненный цикл готовой продукции.

Для изготовления флаконов для парфюмерии на заказ, стеклянной упаковки для косметики или проектов, требующих соблюдения определённых стандартов гидролитической стойкости, Компания «Xuzhou Daxin Glass Products Co., Ltd.» может включить согласованные методы испытаний и критерии приемки в технические условия на продукцию до начала серийного производства.