鋁罐與PET瓶
——記日本瓶型金屬飲料罐開發
現在市場上流通使用的食品包裝容器的材料包括金屬、樹脂、玻璃和紙等多種材料。作為食品包裝容器的功能,也是有對內容物的保護性、衛生安全性、回收利用性和時尚性等多種多樣的要求。鋁制飲料罐是考慮到上述各種性能而開發成功的包裝容器之一。PET瓶是另一類當今市場上十分流行和甚受消費者歡迎的包裝新容器。但是,它們各有其市場適用性,也各有自己的不適用性。例如PET瓶雖然因其具有透明性和便于使用等優點而在市場上十分流行,但卻存在內容物的避光保護性差,不如金屬罐好的缺點,同時在耐氧性和阻隔性上也比鋁制易拉罐差。不過鋁制易拉罐雖然在上述二方面有優勢,但也有一次性消費,不能加蓋再封以便于反復應用的缺點。
最近,日本大和制罐公司為了優勢互補,著眼于兩種飲料包裝容器的優缺點,“揚其長,抑其短”,通過研究終于領先于其他公司,在世界上率先成功地開發了能賦予金屬罐具有重新密封性飲料包裝新容器“新瓶型金屬罐”(簡稱新瓶罐)。
新瓶罐是超越了已有的二片罐和三片罐結構框架而開發的一種全新包裝容器。它不僅應用了當前三片金屬罐的復合技術、卷邊加蓋技術,而且也應用了二片罐深沖壓成型技術制成罐身,然而再利用現有灌裝內容物和配以螺紋旋蓋的加工技術,從而實現了使用金屬鋁材,加工形成了具有瓶形和直徑(中)為28毫米飲口的新型金屬瓶包裝新容器。新容器兼備了金屬罐和PET瓶的包裝容器優點,同時克服了兩者所固有的缺點。考慮到環境問題,新瓶罐選用的是單一金屬的鋁合金材料;在材料的表面,即罐身的內層和外表面均復合以PET薄膜材料;底蓋內層表面也加上了復合PET薄膜,外表面則涂裝PET;用低密度PET對瓶蓋進行涂裝,外表面施以印刷涂裝。這樣一來,新瓶罐的內層面可以避免同內容物接觸,無需使用金屬罐傳統使用的各種涂料。
新瓶罐的一大特征是具有PET瓶一樣的狹窄利飲的瓶形飲口,瓶形飲口有螺紋,可配螺旋蓋,從而使之具備開蓋飲用后,蓋上再密封的新功能。再封性的優點是:
(1)可以少量飲用,無需一次飲完;
(2)直徑28毫米飲口的配置,便于飲用;
(3)不易灑出,也很難溢出;
(4)隨時隨地可方便飲用,無需單選場所。
此外,在結構設計上具有三個特征:新飲口極具市場魅力;便于飲用的外形;飲用時無需注意方向。對內容物和環境保護上的優點為:
(1)由于以金屬為主材料,因此阻隔性和保存性優良;
(2)鋁合金的循環回收利用性好;
(3)容器內表面用PET薄膜被覆,無雙苯酚的環境荷爾蒙問題;
(4)由于在罐身內外層復合了PET薄膜,因此制罐過程中不會產生廢水和廢液,環境保護性甚優。此外,500毫升罐的重量只有耐熱性PET的60%左右,輕量化也是一大特征。
目前,新瓶罐分成500毫升、450毫升和350毫升三種型號。由于新瓶罐的罐身是采用二片罐深沖加工方法制成,故屬于薄壁罐身,為正壓容器,可用于啤酒和充碳酸氣的充氣正壓產品,茶、運動飲料和果汁等熱充氮產品。酒類等也是其可包裝的對象商品。目前450毫升啤酒裝已有正式商品上市。
在設計生產新瓶罐的工藝條件時,關鍵在于當鋁合金深沖罐成型后,從哪里進行瓶口和瓶肩的加工處理。首先,上底開口處由于深沖加工處理后已經無法進行下一步的加壓處理。于是研究設計成員從底部下手,解決了問題,只是在生產制作工藝中,增加了將罐身翻轉過來再行加工處理,并需要在原沖壓罐上底部卷封以底蓋,使之成為新瓶罐的瓶罐底部。具體處理工藝流程如下:鋁合金薄枚卷→裁切成圓胚→沖壓成罐身→罐體翻轉→原罐底加工成圓肩瓶口→瓶口直徑為28毫米(中)→瓶口裁切整形→氣孔檢查→印刷→卷曲成圓口→螺紋加工→整形→卷封瓶罐底蓋→檢查漏泄→外觀檢查→成品。
由此可見,在新瓶罐的生產制作過程中共應用了連續曲面斜肩成形技術、罐身內外復合PET薄膜技術、金屬螺紋技術、鋁合金蓋材涂PET技術以及鋁合金罐沖壓成形技術、三片罐罐底卷封技術、罐身薄壁輕量化技術和在生產過程中的環境保護技術等多種技術。
新瓶罐試制成功后,已在2000年澳大利亞制罐行業展覽會上展出,并首次以日本公司的名義獲得展覽會頒發的大獎。
目前大和制罐公司在成功地應用在啤酒包裝容器上以后,由于充分顯示了兼有鋁合金和PET材料容器的雙重優點,又具備再封性,甚受市場歡迎。該公司現正在將它作為新一代金屬容器廣泛應用于一般材料生產中,以期擴大其消費市場,應用前景廣闊。