1背景
PET瓶對內容物具有優(yōu)良的展示效果。自二十世紀80年代早期開始,PET瓶作為玻璃瓶和PVC瓶的替代品得到廣泛應用。其取得成功的動力之一,是從使用重復灌裝瓶過渡到一次性瓶子,減少了因為操作或清洗不當引起的安全隱患。目前,全世界每年大約要使用3000多億個PET瓶,主要應用于包裝水和碳酸飲料,還應用于茶飲料、功能飲料、果汁、食用油、奶制品等,同時積極開發(fā)啤酒、醫(yī)藥、食品、日化等行業(yè)使用的系列產品。隨著需求量的持續(xù)上升,預計2010年僅亞洲市場用于飲料包裝的PET瓶就將達1200億個。
廣州立白企業(yè)集團有限公司自2008年開始研發(fā)PET瓶在餐具洗滌劑包裝方面的應用,2009年成功上市并取得良好的市場效果。本文撰述在新包裝開發(fā)過程中遇到的一些難題,探討問題產生的原因以及采取的應對措施,與廣大讀者分享取得的經驗和初步成果。
2PET包裝的特點
PET即聚對苯二甲酸乙二醇酯。PET薄膜具有透明、耐油、保香、衛(wèi)生可靠和使用溫度范圍廣等特性(高溫蒸煮和冷凍包裝均可),但PET膜熱封閉性差,必須與其他薄膜(熱封層)復合使用,加之剛性較強、易于褶皺,使PET薄膜在包裝上的應用受到一定局限。
PET中空容器(尤其是拉伸吹塑瓶)可充分發(fā)揮PET的優(yōu)良性能,對內容物有良好的展示效果,且成本較低。因此,PET瓶作包裝容器基本上都是采用拉伸吹塑成型的工藝,其中應用最多的是數十mL到2L的小型瓶,也有容量30L的大瓶。
PET瓶具有強度大、質量輕、透明度好、耐磨、耐劃、尺寸穩(wěn)定、氣密性好、無嗅無味、無毒和耐酸堿等優(yōu)良性能。所以,PET瓶廣泛用于碳酸飲料、礦泉水等飲料產品的包裝,我國60%的可樂和90%以上的礦泉水都是以PET瓶作為包裝。而用于果汁和烏龍茶等產品的熱灌裝PET瓶包裝也逐漸增多。在酒類、醫(yī)藥、食品、日化產品等方面也開始得到應用,深受廣大消費者的青睞。
3立白洗潔精PET瓶型設計的特點
立白洗潔精包裝瓶開發(fā)兩款造型,圓形用于小規(guī)格包裝,扁形用于較大規(guī)格包裝。這樣的設計適用于不同規(guī)格,圓方呼應,顯示出質量至上的產品理念。
利用PET瓶的高透明性,同時配合透明標簽,可最大限度地展示產品晶瑩剔透的外觀和質量,直接博取消費者的喜愛和信賴。瓶肩采用鉆石結構造型,寓意著產品的超強性能和優(yōu)秀品質。
采用不同顏色的透明瓶子,配以不同功能香型展示的產品標簽,可以吸引消費者的注意和滿足不同偏好的消費者的需求。另外,小規(guī)格瓶采用蝴蝶蓋,大規(guī)格帶有提手使用壓泵操作,人性化的外觀設計,充分考慮了消費者使用操作方便。
4出現的問題及原因
4.1圓形瓶子的標簽
圓柱型瓶子標簽很少使用貼標,主要原因是結構特點使標簽展示面小,再就是貼標面弧度大、容易產生標簽翹邊問題。所以這類瓶形多采用套標,這樣能最大限度地提高產品的展示面,同時也避免了貼標容易出現的缺陷。
立白設計的圓形瓶子并非是簡單的圓柱形結構,而是考慮方便使用的圓臺體組合。這樣,常規(guī)的套標就不太適合。根據這一造型設計,只能采用收縮標簽。實際生產中,使用收縮標簽會遇到一些具體的技術問題,如標簽收縮造成文字圖案變形、標簽定位、收縮設備類型及工藝精度控制不好把握等。
4.2瓶頸與蓋子的配合
瓶子材料是PET,蓋子材料是PP,這兩種材料相對剛性都較強。這樣,羅紋配合時會有返松現象,因此在羅紋結構設計時需要考慮進行改進。同時,也由于兩種材料剛性較強的原因,用戶需要用較大的力度旋蓋。
4.3瓶子的成形
圓形瓶子成形相對比較容易,但在灌裝后,受灌裝產品溫度或外界溫度及氣壓變化等因素的影響,容易出現扁瓶現象。扁形瓶子成形難度比較大,主要是增加了提手功能,為增大展示面吹脹比高,貼標面存在變形等問題。
5解決方案及改進措施
5.1收縮標簽的使用
為解決上述問題,經過仔細觀察和深入分析,針對收縮標簽的使用,應采取如下改進措施:
1)瓶形設計在標簽位上下須有固定位;
2)標簽上下邊沿應留有2毫米左右的空白區(qū),便于標簽邊沿收縮整齊緊固;
3)采用帶有網格線的試驗標簽進行收縮試驗,確定變形位置、程度供標簽裝潢設計參考,達到可接受的變形范圍;
4)標簽收縮方向尺寸設計應在保證操作的前提下盡可能地小;
5)收縮設備要求溫度控制精度高,收縮工作區(qū)溫度均勻,送入數量、間隔基本一致,以保證標簽收縮的質量。
5.2瓶頸與蓋子配合
1)由于瓶子與蓋子材料剛性較強,螺紋配合容易出現返松現象。試驗證明,當兩種材料剛性差異較大時,一定時間后旋蓋扭矩力下降較少;反之,即兩種材料剛性差異較小時,一定時間后旋蓋扭矩力下降則較多。為改善這一問題,需要調整螺紋的傾斜度,在保證旋轉順暢的前提下盡可能地平些。
2)解決旋蓋力度較大問題的辦法是采用旋蓋設備或工具。這樣一來既保證了旋蓋質量,又降低了操作工人的勞動強度,同時還可提高勞動效率。
5.3圓瓶的變形
造成變形的主要原因是內容物受溫度影響,密度發(fā)生變化,使瓶子體積變小及外壓增大,導致扁瓶現象出現。為此,采取的主要改進措施是:
1)調整產品灌裝溫度,使其基本達到環(huán)境溫度,這樣可以縮小溫度變化的范圍,從而降低扁瓶發(fā)生的概率;
2)改進圓瓶體的耐壓性能。方法是:A)優(yōu)化吹瓶工藝,改善瓶壁的均勻性,提高瓶體的抗壓力;B)增加瓶體克重,提高瓶體的抗壓力;C)瓶體增加加強筋等,提高瓶體的抗壓力;D)采用熱灌裝瓶子成型工藝,明顯減少了變形現象;E)組合應用上述方法。
3)改變瓶型結構,改善瓶體變形對視覺的沖擊效果。
4)設計自由調節(jié)瓶子內外壓平衡的系統(tǒng),結構設計應達到透氣不漏液,當出現壓差時自由調整使之實現內外平衡,從而達到根本解決由此產生的瓶子變形問題。主要方式有:A)透氣墊片;B)透氣裝置;C)透氣結構,成型模具解決方案。有關措施仍在開發(fā)完善階段,希望能與各位同行就此共同探討,得到專家的指導意見。
5.4扁瓶的成型
1)眾所周知,PET瓶無法實現帶有提手的瓶子成型,這是PET瓶的一大缺陷。不過,現在通過添加/組合預制件,實現了帶有提手這一需求。我們在實際應用中也是通過這一途徑實現的。
2)為增大扁瓶展示面而加大吹脹比,是對PET瓶成型工藝的一個高難度挑戰(zhàn)。為此,對生產流程、工藝管理、品質監(jiān)控須有嚴格的標準,與坯管制作也有一定的關系,這些對生產商的技術實力和管理水平也是個嚴峻的挑戰(zhàn)。
3)扁瓶成型時出現的最大難題是貼標面凹陷。為此,采取的主要解決措施是:穩(wěn)定工藝條件及工藝參數,使瓶壁厚度盡可能地均勻;增加冷卻成型時間,提高成型的穩(wěn)定性;調整修改模具,增大貼標面的弧度;在容易出現的變形位適當噴砂,改進冷卻成型及應力變化。
4)由于扁瓶貼標時受壓變形,標簽會出現嚴重起皺、起泡等問題,常規(guī)貼標機無法實現正常貼標,難以生產出合格產品。因此,對貼標機進行了一系列的改進:A)吹氣加壓貼標。貼標機增加充氣加壓系統(tǒng),在瓶子貼標前沖進壓縮空氣,使之能夠承受一定的壓力不發(fā)生變形,保證貼標機的順利運行;B)改進貼標刮板。普通的貼標刮板力度、彈性不足,不能足以使標簽貼實撫平,這樣會出現有氣泡及翹邊現象。我們采用的是橡膠與不銹鋼片組合的刮板形式,實現剛柔結合,從而撫平、貼實標簽,提高貼標的質量和效果。
6結束語
PET瓶以其優(yōu)良的性能和適宜的價格在全球各地、不同行業(yè)得到了廣泛應用。隨著PET瓶應用技術的不斷發(fā)展和完善,如多層復合、共混材料以及添加劑的應用,其使用范圍將越來越廣泛。在PET瓶第一消費大國——美國,2000年PET吹塑容器增長了55%,其中洗化產品用PET容器增長為32%。相信隨著包裝技術水平的提高,我國PET包裝容器的應用近期會有突飛猛進的發(fā)展,特別是在日化產品中的廣泛應用會將為提高產品內容物的展示效果、增加產品附加價值起到良好作用。