冲击挤压(IE)铝瓶的制造与应用创新 | 两片罐(瓶罐)制造与应用创新技术研讨会回顾•瓶罐技术
本文源自:罐言盖语
文/李君,总经理
汕头市东方科技有限公司
随着我国经济多年高速发展,国民人均收入与生活水平日益提高,在消费升级趋势驱动之下,个性化、高端消费品包装开始走俏市场,让铝瓶成为高端包装的最佳选项之一。凭借罐型新颖、可回收再生、携带方便、可再封、重量轻、耐冲击、耐腐蚀、罐藏品质佳等诸多优点,铝瓶自问世以来一直备受消费者的青睐。
多年前百威355ml铝瓶啤酒甫一推向市场,便受到消费者追捧;白酒二锅头首度应用铝罐包装,成为白酒业津津乐道的话题;包装水作为一个当前以塑料瓶作为主流包装的庞大的饮料细分市场,对金属包装的增量空间意义重大,过去几年中陆续有一些国外的高端矿泉水品牌采用铝质两片罐甚至是铝瓶包装,外观效果相当惊艳……。近年来,铝瓶应用创新的例子简直不胜枚举,新的应用趋势、热点一旦被洞察和捕捉,就很可能为金属包装业注入发展动力。
图1 近年来,除传统的啤酒优势领域外,铝瓶在包装水、白酒等新领域的市场开拓也让世人瞩目。新的应用趋势、热点一旦被洞察和捕捉,就很可能为金属包装业注入发展动力。
IE铝瓶的特点及生产工艺流程
冲击挤压(Impact Extrusion,IE)铝瓶技术大约在20年前诞生于美国,与源自日本的减薄拉伸(Draw and Wall Ironing,DWI)铝瓶技术几乎同龄,后者的瓶身生产过程与铝质两片罐相似,随后需要经过多次缩颈,翻边、螺纹制作,最终铝瓶成型,两种铝瓶的差异如表1所示。
表1 DWI铝瓶与IE铝瓶的差异对比
IE铝瓶的生产工艺流程涉及以下七个步骤。
炒片 根据工艺要求对原铝圆片进行润滑处理。
第1道冲压挤压过程在凹凸模具内制作直筒毛坯罐。
第2道冲压挤压过程根据瓶罐高度要求,第2次对直筒罐进行冲击挤压处理,延伸瓶身高度。
修边、抛光、烘干 冲击挤压形成所需直筒罐后,进行“修边+抛光”,然后烘干处理。
内涂 将涂料喷涂在瓶罐内表面。
印刷 瓶罐印刷工艺包括:底涂+烘拷;印刷(9色印刷)+烘拷;上光+烘拷。
收颈 即缩径,形成最终产品。
如图2所示,IE技术特别适合制作瓶身直径大、长冲程(瓶身高)的铝瓶,其关键是采用专用模具对铝圆片的底壁进行2道冲击挤压处理,以达到增长(拉伸)铝瓶高度的目的。
迄今中国的IE铝质气雾罐及铝瓶的生产技术和工艺已经非常成熟。特别是面向酒品的IE铝瓶的生产工艺质量检测与执行标准非常严格,必须遵循《GB4806.10-2016食品安全国家标准食品接触用涂料及涂层》、《GB4806.9-2016食品安全国家标准食品接触用金属材料及制品》及《GB9685-2016食品安全国家标准食品接触材料及制品用添加剂使用标准》等国家标准要求。作为市场领先的IE铝质气雾罐与铝瓶供应商之一,我司的产品质量安全、内部质量管理体系成熟完善,受到严格、有效管控,而且每年都会定期进行产品质量型式检验(即第三方质量检查),旨在通过权威检验机构鉴定产品质量,确保各类质量指标符合要求,保证产品安全、可靠、环保。
IE铝瓶制造技术创新与发展趋势
在工业化、智能化、大数据的推波助澜下,制造业的技术进步日新月异,IE铝瓶的制造也不例外,新技术应用层出不穷。
9色高清印刷传统铝瓶的印刷相对简单,多为实地印刷,因而印刷工艺单一,图案缺乏立体感和逼真感。
通过在铝瓶生产中采用激光雕刻(DLE)制版以及9色凸版印刷技术,丰富的网点与层次更能呈现产品图案的真实感,此外色彩明暗调对比更强,精微网点不丢失,因而铝瓶的印刷效果精美、自然清晰,实物图案的复制可以说栩栩如生、惟妙惟肖。
光致变色铝瓶 在铝瓶上印刷感光变色油墨,由于油墨经阳光或紫外线照射后,能吸收阳光或紫外线的能量而产生分子结构的改变,最终导致吸收波长的改变从而产生颜色变化。当失去阳光或紫外线能量后,则恢复原来的分子结构,还原成本来的颜色。
图3 光致变色铝瓶
除啤酒、饮料铝瓶外,光变油墨也常用于个人护理品铝质气雾罐,其中以防晒喷雾产品尤为典型,通过感光油墨的颜色变化可以让人获知紫外线情况,从而起到提醒防护的作用。
感温变色铝瓶 在铝瓶上印刷感温变色油墨,油墨在特定温度下因电子转移,导致有机物的分子结构发生变化而出现颜色转变。感温变色的基本温度为-5~78℃。
图4 感温变色铝瓶
触感铝瓶 触感哑光油墨采用高质量颜料配制而成,表现出极佳的遮盖性、耐晒性、附着力和抗粘着性。触感铝瓶可以给人“手感厚重,握而温暖”的舒适体验。
图5 触感铝瓶可以给人“手感厚重,握而温暖”的舒适体验。
浮雕铝瓶 随着模具技术的进步,在铝瓶上也可以采用浮雕工艺,其生产过程为:设计好图案后,按照一定的工艺流程,以特制的模具和特定的技法,在铝瓶的瓶身上加工出千变万化的浮雕图案。浮雕铝瓶可赋予产品“个性化,差异化”的特点,以及防伪功能。
图6 浮雕铝瓶可赋予产品“个性化,差异化”的特点,以及防伪功能。
全身塑型变形铝瓶 在模具加工技术精准、精细的条件下,通过变换模具塑型结构、调整模具空间等方法,并结合铝瓶材质柔性、延展性好的特性,可制作各种异形铝瓶。
图7 全身塑型变形铝瓶
IE铝瓶的主战场与潜力市场
近年来,随着IE铝瓶规格、形状不断丰富,应用领域正在日益拓展。
啤酒 这无疑是IE铝瓶应该重兵集结的主战场,当前这一市场以玻璃瓶为主流包装。
光照、氧气及温度是影响啤酒质量的三大因素,虽然玻璃的化学性质稳定,不会与啤酒发生反应,但阻光性较差,瓶身颜色越浅阻光性越差,阳光会使啤酒发生“光化作用”而出现“日光臭”,从而影响啤酒的口感。而铝瓶凭借金属包装的通用优势,可有效隔绝光照;同时,铝瓶啤酒冰镇速度更快,让啤酒的口感更爽、更芳香,再加上包装高贵典雅,材质又可循环利用,因而市面上已经涌现了不少IE铝瓶。
图8 啤酒无疑是IE铝瓶应该重兵集结的主战场。
功能饮料 使用铝罐包装的功能饮料正在逐年增加,受到市场与消费者的欢迎。代表性的案例包括2018年汤臣倍健品牌旗下公司推出的新品F6 Super Shot植物能量饮料,一改以往的包装方式,首次采用铝瓶包装,消除了因玻璃瓶不遮光、携带不便给产品所带来的困扰。产品设计从主题概念到配方成分再到铝罐包装,均堪称完美出色。特别是铝瓶设计用心且紧跟潮流,版面颜色与图案的应用突出了产品的效果,全新铝罐包装类能量饮料,务实而又不失炫酷,颜值与实力交相辉映。
图9 汤臣倍健品牌旗下公司在2018年推出的新品F6 Super Shot植物能量饮料首次采用铝瓶包装。
白酒 2018年,北京二锅头酒业公司率先在业内采用铝瓶包装白酒,一举突破了传统陶瓷、玻璃瓶包装的固化思维,实现了白酒包装的创新,带来了巨大的市场反响。
采用铝瓶包装的另一重要意义在于推动环境可持续发展,个中原因有二。一方面,玻璃瓶的碳足迹要远大于铝瓶,铝瓶生产过程中排放的温室气体比玻璃瓶少 20%。另一方面,铝瓶的回收率非常高,几近100%,而玻璃瓶却不到 30%。因而在环境可持续性上,铝瓶具有胜过玻璃瓶的绝对优势。
在“关注循环经济、注重环保意识”政策的推动之下,作为一种更环保的替代性包装,铝瓶有望在商机无限的国内白酒市场获得巨大的发展潜力。
图10 北京二锅头酒业公司在2018年率先在业内采用铝瓶包装白酒。
其他领域 如咖啡饮料与维生素固体颗粒等产品。
图11 采用IE铝瓶包装的咖啡饮料(上)与维生素固体颗粒产品(下)。
此外,与IE铝瓶制造技术系出同源的铝质气雾罐则适合作为医药,家居护理产品(衣物除皱清洁喷雾、衣物抗菌喷雾、厕所喷雾等)、化妆品特别是个人护理品(喷雾面膜、喷雾创可贴、喷雾滋养泡沫沐浴露、维他命抗氧化面部喷雾等)等产品的包装。
结语
铝瓶的制造与应用创新可以说相辅相成,制造技术创新是应用创新的基础,而应用的创新又能为制造创新带来开拓性思维。作为一种兼具PET/玻璃瓶与金属包装优势于一身的高端包装形式,未来可以预见包IE铝瓶与DWI铝瓶均将在啤酒等主战场大显身手,同时在诸如软饮料、白酒、水等潜力市场的应用前景也值得期待。
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