简介
目前，在高端包装领域运营的玻璃瓶公司正面临一场由消费者对可持续性和品牌差异化的需求变化以及不断发展的技术所推动的颠覆浪潮。由于玻璃的惰性、美观性和可回收性，它继续引领着高端包装领域的这场颠覆。本报告概述了材料科学、先进制造和功能设计方面的创新，这些创新正在重新设计高端玻璃包装，以及商业超轻量化和极端定制方面的见解。很明显，在接下来的3-7年内，烈酒、香水、化妆品、高端食品/饮料和药品类别将在零售端经历重大颠覆，这是由改进的玻璃配方、高 cullet 含量、超轻包装、精密成型和集成数字智能功能等方面的突破所推动的。创新将受欧洲、北美和亚太地区发达地区法规和消费者偏好变化的影响。未来将更加循环利用、更加数字化连接，并以美观的产品设计，为工程、设计和品牌带来机遇和/或风险。
1. 高端玻璃包装的演变
Premium glass packaging is synonymous with a company’s overall promise of premium quality, extreme luxury, and sustainable practices; it literally serves as tactile and visual statement about the product inside. The concluding paragraph of this report will highlight relevant medium-term innovations (3 to 7 years) that will affect this critical segment. The glass packaging industry is strategically vital to premium global growing markets, since it is 100% infinitely recyclable, produced from relatively readily available domestic resources, and considered safe and pure. The global glass packaging industry is forecast to rise from USD 69.83 billion (2024) to USD 112.64 billion (2032) which is an annual growth rate of 6.16%. There are rising consumer interests in sustainable packaging solutions, disposable income is growing, while e-commerce is on the rise. As a leader in glass bottles, 是的，是的。 can effectively capitalize on these evolving advancements.
2. 材料科学进步，以提高性能和可持续性
材料科学的进步正在从本质上改变玻璃特性，使其更适合作为高端包装使用，更加耐用、可持续和用户友好。
2.1. 耐用玻璃配方
玻璃配方和后生产处理的进步正在改变玻璃从易碎到耐用的方式。
- 化学钢化： 通过诱导处理在玻璃内部产生压缩应力，从而提高玻璃的性能。结果：提高抗冲击和抗热冲击能力。
- 夹层玻璃： 具有中间层粘合的多层结构，可提高强度和安全性，减少破碎时受伤的可能性。
- 硅铝酸盐玻璃（康宁 Valor® 玻璃）： 康宁生产的硅铝酸盐玻璃在新的配方组成方面取得了进展，以消除药品中的分层，证明在制造、储存和交付过程中药物的安全性。
- 低-E 涂层和先进间隔条的粘附性能： 这些涂层有可能通过提高需要温度稳定性的专业包装中的能源效率，来推进热性能和可靠性的使命，从而实现持续的医疗保健访问。
2.2. 增加回收内容整合（Cullet 利用）
推动循环经济加速了回收玻璃（cullet）的整合，具有明显的环境和经济优势。
- 无限可回收性，具有经济和环境效益： 玻璃可以无限循环利用。使用 cullet 节省金钱并减少 CO2 排放。例如，每替代 10% cullet 可降低能源成本约 3%，降低 CO2 排放约 5%。一吨 cullet 可节省 1.2 吨原生材料（包括 850 公斤沙子），并可能替代高达 95 % 的原生材料。
- 闭环回收计划： “关闭玻璃循环”倡议（2020 年 6 月）旨在到 2030 年实现欧盟 90% 的平均收集率，并最大化瓶到瓶的回收过程。2023 年，欧盟的平均水平达到了 80.8%。
- 最大程度利用 cullet 基玻璃的挑战和机遇：
- 增加缺陷： cullet 通常会导致缺陷增加，特别是在食品/饮料包装中。这通常是由于 cullet 中含有不平衡和杂质；此外，经过热处理和快速冷却的基于玻璃的包装会导致薄弱点。
- 污染： 来自消费者后端的污染会很高——这些高污染物，如金属、陶瓷和非玻璃材料，有时会形成薄弱点。
- 检查技术： 新型检查系统，如 Peco InspX X 射线，可实时检查 cullet 流中的微小缺陷。
- cullet 准备： 碎料流的制备必须包括彻底清洗、去除杂物和破碎。所有碎料的清洗需要在熔化前去除污垢和污染物。
- 玻璃细粉： ~20%的破碎玻璃变成不可用的“细粉”。像Ardagh和谢菲尔德哈勒姆大学这样的公司正在探索将细粉压制成块状用于熔化。
- 行业承诺： O-I Glass通过增加碎料使用来关注可持续性。SGD Pharma使用20%的消费者后回收（PCR）玻璃碎料，Bormioli Luigi提供高达15%的PCR用于香水瓶，Stoelzle的PharmaCos系列在琥珀色玻璃中使用高达73%的回收成分。
2.3. 新型表面处理
表面处理有助于提高玻璃的耐用性、美观性和功能性，并且可以在划痕抵抗和产品保护方面显示出显著的改进。
- 硅烷偶联剂： 增强玻璃与聚合物基体之间的粘附性，以提高复合材料的断裂韧性。
- Frekote处理： Frekote处理可以在测试准备阶段提高增韧性能，在环氧基体中发展出不良粘合的颗粒。
- 湿热老化效应： 对硅烷处理玻璃的复合材料长期性能进行了考虑，以考虑影响可用性的环境影响，并注意需要先进的测试。
- 跨晶聚丙烯层： 还可以使用特殊处理来促进GLA/PP层压板中跨晶聚丙烯层的出现，这可能影响机械和其他性能。
- 划痕和磨损抵抗： 高光泽釉通常比低光泽材料提供更好的保护材料。Vetropack的Echovai技术在他们的热处理轻质玻璃中提供了优异的标签，与非处理产品相比，具有更高的磨损抵抗和更高的回收和循环率。
- 紫外线防护： 对于UV光敏感产品，有透明的UV滤光产品，如Stoelzle的Lumi Coat with Nexdot，它可以过滤出有害的UV射线而不影响透明度。
- “绿色”解决方案： 一些处理商，如Novel Surface Treatments Ltd.，致力于仅使用环保化学产品进行其玻璃处理工艺，这是一个明显的迹象，表明行业专注于有效的加工和可持续的工艺。
3. 先进制造方法：精密、轻量化和效率
Manufacturing innovations enable unprecedented precision, significant weight reductions, and enhanced efficiency in glass bottle production and decoration.
3.1. 精密模塑和成型工艺
精密模塑允许复杂的设计，推动玻璃美观的边界。
- 复杂设计： 新的机械设备支持更高的精度和准确性，以实现复杂的设计。
- 窄颈压吹（NNPB）： 对轻质玻璃很重要。取代传统的吹吹工艺，将液态玻璃压入型腔，在玻璃瓶中创造更薄、更均匀的壁，进一步控制成分。
- 有限元分析（FEA）： 用于识别应力点，使设计师能够在保持结构完整性的同时优化轻量化因素。
3.2. 超轻量化
超轻量化玻璃瓶的重点是减少玻璃重量所相关的环境和货运节省。
- 减少重量的相关效益： 轻量化减少了原材料消耗、生产排放和物流成本，可能节省12-17%的CO2。
- 行业领导者： Toyo Glass占据了日本超轻量瓶市场约60%的份额，因为他们具有高水平的熔融、设计、生产和检验技术技能。
- 具体示例： Vetropack实现了巨大的节省（例如，330ml啤酒瓶减少了20-30克，葡萄酒瓶减少了50-80克）。SGD Pharma的NOVA系列使200ml瓶的CO2排放减少了20%。
- Echovai技术： Vetropack的Echovai拥有一个能够生产可回收瓶的过程，这些瓶子的重量减少了约三分之一，强度增加，并且耐磨性非常高。这使得每个托盘可以容纳更多的瓶子，并显著减少了物流的体积，以及相关的CO2足迹（例如，Mohrenbrauerei每年减少了近1,000吨，CO2排放减少到四分之一）。
- 联合轻量化： Codorníu和Verallia开发了一种775克的卡瓦瓶，每瓶约减少了125克。Pochet集团的Halo轻量化概念与标准盖相比，减少了盖子材料的重量25%。
3.3. 合格的装饰技术
装饰技术提供良好的设计、鲜艳的颜色和独特的纹理，使品牌能够在竞争中脱颖而出。
- 数码印刷： 可以提供一次性、独特、个性化和高分辨率的装饰，具有照片效果。数字印刷还允许轻松转移复杂的设计。
- 特殊涂层/表面处理： 当涂上油漆或其他材料层时，可以实现独特的颜色或表面处理（如闪亮的哑光或金属色），同时增加深度。涂层可以是喷涂或模内颜色。此外，Bormioli Luigi的“Inside Mirror”是一种特殊的装饰技术，用于创建内部金属化装饰，营造奢华感。
- 传统技术： 屏幕印刷、酸蚀刻、垫印刷和热箔印刷是因其整体美学感觉而始终相关的技术。
- 开发技术： 直接印刷、激光蚀刻和3D打印通过细节、颜色和几何形状的复杂性来颠覆行业。
- 数字技术： 3D建模软件在生产之前可视化您的想法，以及计算机控制的机器可以精确地打印装饰，从而减少浪费的时间、减少生产错误和更高效的运营。
4. 设计美学和功能集成：增强消费者体验和安全性
如今，玻璃包装允许触觉体验策略和智能技术等技术增强与消费者的感官互动，并加强产品完整性和安全性。
4.1. 新设计原则和触觉纹理
设计正变得越来越一种多感官体验，而触觉纹理是一个重要的组成部分。
- 触觉纹理： 触觉特征，如凹凸纹理、磨砂效果或纹理涂层，可提高感知质量和独特性。
- 极简设计： 明显倾向于极简主义设计，设计元素更少，简洁的线条和微妙的品牌标识也在面向喜欢简洁线条、较少杂乱或繁忙设计的消费者的营销中显而易见，以彰显高端产品，涵盖烈酒、香水和化妆品。
- 定制形状： 精密成型和先进制造技术使公司能够创建定制形状和复杂设计，对某些生产带有时尚瓶子的公司来说是一项无回报的实践，这些瓶子的形状和细节被视为艺术品，代表公司/品牌身份。
- 功能元素： Double-walled 玻璃罐; frosted glass; air-tight sealed jars and tubs; UV protection in glass bottles; and a choice of dropper applicators are typical of many cosmetic packaging items with both aesthetic and functional properties. Transparent tubes for lip glosses and mascaras serve the purpose of product facilitation – visible use of product.
4.2. 集成智能功能用于可追溯性和参与度
数字技术正在将玻璃包装变成互动平台。
- 集成NFC和QR码： NFC芯片和QR码提供给消费者，以实现更高的可追溯性、产品信息和消费者参与。
- RASTAL Smartglass®： 在饮用杯中嵌入NFC芯片，以识别每个杯子的独特性。
- 消费者参与和数据捕获： NFC使能的杯子将个人带到带有产品信息、营销和销售信息的移动网站，实时进行不同的参与和活动，并进行主要数据捕获。
- 美食应用： 餐厅中使用的NFC杯子支持沟通，减少行政工作，并允许无现金支付。
- 自动分配和支付： NFC技术可以在展示兼容杯子时触发分配系统，实现自动分配和支付。
- 防伪： NFC芯片和QR码提供唯一识别，可以凭借其高端性提供坚实的防伪和产品认证。
4.3. 化妆品
化妆品行业平衡大量奢侈品，可持续性和功能性设计起着重要作用。
- 可持续性和奢华： 奢华包装由可持续性和奢华格式的必然双重需求驱动。
- 玻璃： 玻璃的创新用途包括：双层玻璃罐、磨砂玻璃罐、气密密封、紫外线防护玻璃、滴管应用器和极简主义设计，正逐渐兴起。
- 无气输送系统： 出于可持续性目的，已移除内部塑料容器。
- 可重复填充容器： 可重复填充的玻璃化妆品瓶对消费者有吸引力，品牌正在投资可重复填充的站点和计划，以结束浪费。
- 透明管： 用于唇膏和睫毛膏的透明玻璃管帮助消费者看到产品的颜色以及剩余量。透明度也是最突出的吸引力因素。
4.4. 高端食品饮料
玻璃为高端食品和饮料带来了新鲜的魅力。
- 更新鲜的产品： 作为一种无孔材料，玻璃将香草成分和高端液体的风味和香气保持完好。
- 视觉评估产品： 买家用自己的透明度检查产品的卓越性，这建立了购买者的考虑。
- 防止光线： 花纹或有色玻璃保护对光线敏感的商品；因此，这最终可以保持产品的良好和货架寿命。
- 可重复使用的饮料瓶： 可重复填充的玻璃瓶可以重复使用大约25次或更多，这大大降低了每个瓶子/容器的CO2排放。
4.5. 药品
药品中玻璃包装创新的重点在于安全性、质量和化学惰性，适用于潜在的敏感配方。
- 安全性与质量： 在开发复杂的药物分子时，玻璃创新非常重要。
- 化学惰性与阻隔性能： 玻璃不发生反应，因此非常适合敏感配方。作为一种阻隔材料，玻璃表现出色，因为它防潮，不允许O2和其他污染物。
- 消除分层： Corning\’s Valor® Glass是一种铝硅酸盐玻璃，是消除药品环境中分层问题的首选材料。
- 消毒性能和合规性： 玻璃能够承受消毒。制造高质量玻璃的创新将超过药品中涉及的严格法规的合规性。
- 防篡改和防儿童误食： Stoelzle为其PharmaCos系列制造了一些特殊的防儿童误食盖子，以确保产品安全。
- 应用领域： 典型的应用包括安瓿瓶、注射剂用安瓿瓶、糖浆用瓶和预充式注射器用卡式瓶。
5. 全球和区域创新热点：趋势和采用
玻璃包装创新是全球性的，不同关键地区有不同的驱动因素和趋势。
5.1. 欧洲
欧洲在玻璃包装创新方面是先行者，严格的指南和成熟的顶级市场对此做出了贡献。
- 市场增长： 预计从2025年的224.5亿美元增长到2030年的262.9亿美元，瓶子的市场份额在2024年约为72%。
- 监管影响： 欧盟在回收和减少废物方面的目标，特别是在循环经济方面，是主要的推动力。《包装和包装废物条例》（PPWR）规定所有包装到2030年都必须可回收，并力求最大限度地减少废物。《一次性塑料条例》（SUPD）是玻璃作为可持续替代品的间接支持机制。
- EPR和DRS： 延伸生产者责任（EPR）公司促进了更高的玻璃回收率。虽然PPWR要求到2029年在易拉罐/塑料瓶上实施存款退还计划（DRS），但FEVE要求改进当前的玻璃EPR计划下的DRS，担心DRS实际上可能会对玻璃回收产生负面影响，至少在质量方面。德国在2003年开始实施DRS，并在PET回收方面表现优异。
- 减碳努力： 欧洲玻璃容器行业每年在创新和减碳方面投资超过6亿欧元，目标是到2050年实现净零排放。O-I的MAGMA、增加碎玻璃使用量和电炉等发展是关键。
- 消费者偏好： 具有环保意识的消费者，特别是在瑞典和丹麦，推动了对玻璃的需求，特别是具有透明的生命周期沟通。
- 挑战： 基于产出的报告使跟踪回收率更加困难。不一致的回收系统阻碍了效率。高昂的能源价格也构成挑战。
5.2. 北美
由于对可持续性的偏好和不断发展的行业，北美拥有玻璃包装产品的主要市场之一。
- 市场增长： 预计2024年价值114.2亿美元，预计到2033年将以3.61%的复合年增长率增长到157.1亿美元。美国占据该地区62.4%的收入份额。
- 推动因素： 美国酒精饮料市场的增长正在增加。对环保可持续包装的需求推动了消费者。
- 监管影响： 加利福尼亚州和科罗拉多州制定了EPR法律。加利福尼亚州和纽约的碳排放上限要求投资更清洁的技术。加拿大的行业部门EPR包括到2030年减少30%的碳强度。
- 精品化： 蜡质玻璃和其他玻璃类型因传达品质和奢华而保持高需求。它们广泛应用于酒精饮料、美食食品和高端化妆品。
- 最快增长的细分市场： 预计玻璃包装将推动美国制药市场最快增长，复合年增长率为5.9%，直至2033年。
- 竞争： 玻璃包装产品面临来自金属罐和PET瓶的竞争，后者更轻且不易碎。
5.3. 亚太地区（APAC）
接近城市化、收入水平提高以及环境问题等因素促进了亚太地区作为玻璃包装市场的繁荣。
- 市场增长： 拥有最重要的国际市场份额，亚太地区预计到2033年将达到590.9亿美元，复合年增长率为5.75%。
- 增长驱动因素： 对高端包装的需求、消费者意识的提高、严格的法规以及不断上升的结婚率和变化的生活。需求特别受到西方化和食品饮料部门以及酒精饮料的收入转变的放大。
- 精品化： 对日本玻璃包装市场产生重大影响，消费者以高价购买高品质、美观的玻璃包装。玻璃被视为奢华、进步和质量的标志。韩国酿酒商通过使用透明瓶子展示透明度。
- 技术采用： 玻璃制造的增长和进步，包括使用轻质材料以及使用允许跟踪、温度控制和新鲜度指示的智能包装，都促进了市场增长。
- 关键国家： 印度现在是增长最快的市场，预计到2030年将达到4856.9美元，而日本则通过减少塑料垃圾的举措保持稳定的市场增长。预计到2030年，中国将引领全球收入，2023年占亚太地区收入的41.6%，而印度是增长最快的区域市场。
参与作为挑战因素包括严格的法规，抵消了高能耗的成本，以及装载成本的压力。
6.未来展望：轨迹和颠覆潜力
高端玻璃包装的未来特征是持续创新，由可持续性、技术融合和不断变化的消费者期望驱动。
6.1. 玻璃瓶创新的轨迹（未来3-7年）
未来三到七年内，玻璃瓶的创新将集中在：
- 提高可持续性： 扩大可重复填充/可重复使用模式，更强的强度高效的熔化（电力驱动、氢气熔炉），以及类似地整合过量的PCR材料。
- 极端轻量化： NNPB优化的几何形状和正在进行的薄壁技术趋势将促进减重，而不会牺牲强度。
- 先进的 功能涂层： 多功能涂层的出现，具有更强的抗碎裂、防紫外线和防刮擦能力，以及活性屏障功能，以延长保质期。
- 超个性化定制： 通过允许前所未有的设计复杂性和个性化，数字印刷和精密成型将产生独一无二的限量版包装。
- 集成智能技术： 现代嵌入式传感器、NFC和二维码的广泛应用，以增强用户参与度、可追溯性和防伪。这将超越可信赖的数据交换，包括供应链透明度和互动评论。
- 混合材料解决方案： 增加对混合设计的探索，将玻璃与可持续封口（金属、陶瓷、木材）和现代分配结构相结合，以最大限度地减少塑料使用。
6.2. 新兴技术和颠覆潜力
除了渐进式改进外，一些创新技术有可能颠覆整个行业。
- 玻璃的增材制造（3D打印）：
- Development Stage: Direct glass printing (DGP) and binder jetting of powdered glass promising methods for intricate shaped and customized glass articles.
- Applications: Early applications are in prototypes and custom molds which improve design iteration cycles and enable customization. These are likely to be early adopters in niche industries with low demand but high design complexity.
- Commercial Viability: These niche uses could be commercially useful in about 3 years, wider adoption in packaging is still 5-7 years out due to the need for scaled production, cost, consistent quality, and lower pricing issues.
- Challenges: Significant challenges remain in technique scaling, costs from materials, glass quality, thermal regulation, and glass finishing like precise heating and subsequent polishing, coating, and annealing.
- 生物基玻璃替代品：
- Development Stage: The current focus is to extract bio- based glass from agricultural residue like rice husks to lower traditional glass based silica and increase sustainable practices.There is also development of bioglass composites.
6.3. 潜在的市场转变和战略影响
所有制造商和生产商都需要根据市场持续不断的变化完全适应新的战略。
- 转向循环经济模式： 重点将转向更侧重于再利用和卓越回收，从而需要对新型的循环供应链和基础设施进行投资。
- 更大的定制化和个性化： 品牌将通过新兴的装饰策略和成型策略与客户建立更深的品牌忠诚度，以实现完全定制设计的包装。
- 基于数据的包装： 智能包装将提供前所未有的关于消费者互动、整个供应链和产品的实时数据。这些数据可以帮助通过明智的决策和精确的定位实现更好的结果。
- 供应链的韧性： 增强的包装材料将允许更轻量化和更具韧性的供应链，从而降低运输和破损成本。
- 通过可持续性和技术实现差异化： 采用可持续玻璃包装的品牌将获得合理的竞争优势。
- 战略要务： 公司必须为开发新的生产线分配资金，以整合轻量化、耐用且成本效益高的替代方案。
结论
玻璃容器创新活动无疑将改变高端包装的面貌。玻璃本身随着材料科学的进步不断创新，这些进步持续改进纸箱的形式，使其在耐用性、可持续性和更轻方面表现更好；制造工艺的进步赋予了减重和设计复杂性的能力；最后允许智能技术的集成，为消费者提供体验的同时赋予他们安全优势。全球市场（主要涵盖欧洲、北美和亚太地区）积极参与这些与玻璃相关的进步，部分原因是监管压力，部分原因是为了取悦具有环保意识的消费者。在未来3到7年内，玻璃包装的目标将变得更加复杂和可持续，并从利益相关者的角度来看进行数字化集成。对所有利益相关者而言，一个关键的初步步骤是明确的：拥抱创新，投资循环供应链，并利用技术——不仅仅是为了将产品包装起来，还要讲述一个关于产品质量、奢华和环保责任的有趣故事。
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