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当气雾剂包装的相容性设计二

发布时间:2021-09-10 06:45:35 阅读: 来源:酚醛保温板厂家

气雾剂包装的相容性设计二

普通两片铝罐与三片铁罐的工艺流程从缩颈工序开始基本一样,唯一不同的是,因两片铝罐的罐底与罐身是一体的,因此封盖工序中只有封顶工序。由此,根据异形所在的工序安排,以及涨形成型模具技术的不同可基本分为四类:

第一类为在卷封工序前对罐身进行机械扩模涨形。这种涨形通过凸轮驱动扩模模芯进行快速机械成型。其特点是下游行业快速、结构简单,无外模,成型后由于扩模模芯的等分间隙会在罐壁留下等分的扩痕。采用这种成型技术的厂家有瑞典的BERTIL OHLSSON AB公司、瑞士的Oberburg Engineering AG公司、德国的Blema公司和台湾的新益公司等,这种技术已经有几十年的历史,技术已十分成熟,并在饮料罐食品罐上实现高速流水线生产,在气雾罐上也有少量应用。

第二类成型技术为在卷封工序前对罐身进行囊式液压扩模涨形。由日本的Toyo Seikan公司于1996年率先在马口铁空气清新剂罐上推出。Toyo Seikan公司采用争取做到更好的成型原理是流体力学中的帕斯卡定律(Pascal Law),因此将这种罐命名为“帕斯卡罐(PASCAL CAN)”。同期,国内的江阴伙伴公司也采用了同样的技术开发出国产设备。这种技术的关键是将机械扩模模芯采用一个液压囊替代,并在罐身外部辅助以成型外模。其特点是消除了机械涨形所产生的扩痕,使罐壁保持光滑柔顺;但成型囊的设计和材料选择是一个难点,罐内壁因为与材料接触而可能导致受损,生产速度较难提高,产品质量也较难控制,另外产品造型也存在一定的局限。在日本,这种成型方式已投入到商业化生产。

第三类成型技术为在卷封工序后对罐身直接冲注高压水而成型。此技术由US CAN Europe公司首先于2002年在空气清新剂罐上推出,并一举开拓了欧洲市场,成为US CAN Europe公司的一个新的卖点。2003年德国杜塞尔多夫国际金属包装展览会上US CAN Europe展示的各款造型新颖、色彩艳丽的异形气雾罐(图5)使这一技术获得了广泛的关注。这种技术的关键点在于高压源的设计和成型过程中的密封处理。其优点是避开了内模的复杂设计,使成型更容易;缺点是水与罐体内壁接触,给罐体的后处理带来麻烦,如处理不当,将给罐体的防锈带来隐患。但总体看来,这种成型方式还是非常具有优势的。据调查,目前在国内尚无厂家采用此种成型技术。

第四类成型方式为最近由美国Crown Cork Seal公司推出,它是在第三类方式的基础上将水压式直接改为气压式涨形而成,完全克服了水压的缺点而保留了其优点,并且使成型样式更多变,效果更好,生产速度可以更快。其技术关键点是气压的密封和安全。这项技术是目前所知道的最先进的技术,并且由Crown Cork Seal公司独家拥有。该公司在2003年9月法国气若单纯做≥15mm选用2000N机器就能够雾剂展上展出的“人体”仿真造型(图6)引起了轰动。Crown Cork Seal公司拥有得天独厚的气雾剂终端市场,发展异形气雾剂罐的前景十分看好。同时“人体”仿真造型也是展示其处于新技术顶端的一个实证。

综上所述,马口铁气雾剂罐的涨形技术逐步由机械向气压方式发展,产品的造型也由比较单一向复杂多变发展。随着成型技术的进一步成熟,产品成本会进一步降低,市场前景将更加看好。

目前,笔者所在的杭州中粮美特容器有限公司技术中心的实验室已经对US CAN Europe公司和Crown Cork Seal公司所采用的成型技术进行了深入的分析试验,并已经运用同类技术成功地试制出各种造型的样品,公司自行开发的生产设备也将很快投入运行。对于国内也有志于自行研究相关设备和技术的同行,笔者罗列了一些主要的成型问题以供参考:

主要研究内容

1) 水压和气压的涨形压力范围;

2) 产品造型与涨形压力之间的关系;

3) 产品的各项指标是否因涨形而变化,合理范围是多少?

4) 现有制罐材料是否适用?

5) 材料涨形过程与结果的力学分析,能否实现计算机模拟分析?

6) 产品造型设计;

7) 高压动力源设计;

8) 涨形模具的设计;

9) 密封设计;

10) 安全设计;

11) 机构动作与控制设计;

12) 涨形工序的合理安排;

13) 工人作业设计;

技术关键

1) 通过涨形试验装置确定各项关键技术参数(如涨形压力、材料变化特性等);

2) 高压动力源的设计是保证设备和人身安全的关键问题;

3) 模具结构设计和机构动作设计是核心设计内容;

4) 产品与材料的力学分析是产品安全的理论保证;

欧美和日本的企业作为引领世界气雾剂新技术的代表,无论在追求更快、更节能的设备技术上,还是在追求更新颖的产品造型上,均给同行或消费者留下了深刻的印象。这也正是我们所追求的方向。另外,本文的完成得益于游一中教授所提供的大量资料和帮助,在此谨表示特别感谢。 (作者/张俊华)

中国包装工业

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