铝罐生产技术及其新发展

 

1 我国铝罐装发展现状

　　近年来，我国铝易拉罐产量逐年增长，目前中国铝易拉罐的年消耗量为60～70亿只。国家统计局公布，2002年我国啤酒以2386.83万吨的产量位居世界第一，超过美国。其中用易拉罐包装的产品超过5%，使用易拉罐15亿～20亿只，主要供啤酒和碳酸饮料行业使用。据业内专家预测，到2010年全国易拉罐用铝将达到29万吨。铝质易拉罐具有众多优点，如重量轻、密封性好、不易破碎等，被大量用作啤酒、碳酸类饮料、果汁等食品的包装材料。

　　以天然成分为主的果汁饮料及多功能饮料备受欢迎，已占据一半以上饮料市场，这类饮料罐一般采用马口铁三片罐，其罐盖是用铝制易开盖。目前，我国使用铝罐盖的马口铁罐头盒产量不大，品种也只有少数几种产品，如八宝粥、核桃仁、花生仁等。预计，今后每年将以5%的速度增加。据中国饮料协会预测，到2010年碳酸饮料产量将达到800万吨，如果罐装率以20%递增，易拉罐用量将达到124亿只。

 

2 铝罐的加工技术

　　铝质易拉罐在饮料包装容器中占有相当大的比重。易拉罐的制造融合了冶金、化工、机械、电子、食品等诸多行业的先进技术，成为铝深加工的一个缩影。随着饮料包装市场竞争的不断加剧，对众多制罐企业而言，如何在易拉罐生产中最大限度地减少板料厚度，减轻单罐重量，提高材料利用率，降低生产成本，是企业追求的重要目标。

　　罐体的主要制造工艺流程如下：卷料输送→卷料润滑→落料→涂底色→烘干→彩印→底涂→烘干→内喷涂→内烘干→罐口润滑→缩颈→旋压缩颈。在工艺流程中，落料、拉伸、罐体成形、修边、缩径、旋压缩径/翻边工序需要模具加工，其中以落料、拉伸和罐体成形工序与模具最为关键，其工艺水平及模具设计制造水平的高低，直接影响易拉罐的质量和生产成本。

　　拉伸时，坯料边缘的材料沿着径向形成杯状，因此在塑性流动区域的单元体为双向受压、单向受拉的三向应力状态。由于受凸模圆弧和拉伸凹模圆弧的作用，杯下部壁厚约减薄10%，而杯口增厚约25%。在成形过程中，影响金属内部所受拉应力大小的因素很多，其中凹模锥角的取值直接关系到变形区金属的流动特性，进而影响拉伸所需成形力的大小，所以，其数值合理与否对工艺的实施有着重要影响。

　　罐体拉伸过程实际上是筒形件的拉伸过程，拉伸过程中，其材料的凸缘部分在压应力作用下易失稳，导致起皱，因此必须考虑设置防止起皱的压边装置。当材料通过凹模时，凹模圆角部分是一个过渡区，其变形较复杂，除了径向拉伸与切向压缩外，还受弯曲作用，因此凹模圆角选择尤为重要。材料通过凹模圆角后，处于拉伸状态，由于拉伸力来自凸模压力，是经过凸模圆角处传递的，凸模圆角处的材料变薄最严重，此处成为最易破裂的危险断面。

 

3 铝罐技术新发展

　　日本大和制罐、武内冲压工业两公司于1997年开始对铝瓶罐研制开发。它们相继开发出了具有保持内容物优良性能和易回收的铝瓶罐饮料容器。新开发的铝瓶罐具有如下特征：（1）与原来的铝罐相比，外形更美观时髦，且能再封口，易携带，易回收；（2）与PET瓶相比，避光性和阻隔性大大提高，而罐重减轻30%；（3）对所装饮料的保存性能优良，保质期延长。大和制罐和武内冲压工业的铝瓶罐结构有些不同。大和制罐的产品为：口径28mm(为了成型这个口径，把两片罐的罐底部作为口部成形)；盖、罐体、底盖全部用铝制造；铝瓶罐的重量(以500ml的瓶子为例)仅为PET瓶的67%；罐体和底盖的里面用聚酯系膜覆盖，顶盖的里面用低密度聚乙烯覆膜。武内冲压工业与大和制罐铝瓶罐的不同点在：口径38mm；罐体设计流畅，便于印刷。而三菱材料从武内冲压工业引进这项技术后，已把冈山工厂的第三条生产线改造为铝瓶罐专用生产线，进入该领域。目前还有一种咖啡自热罐已经在一些超市上出售，研究人员还在开发自冷饮料罐，供消费者随时随地饮用。由于铝罐开发新技术的应用，今后铝罐的需求量有可能进一步扩大，新型铝罐包装在国际上将更加引人注目。

　　由于易拉罐的盖子被拉开后无法重新密封罐口，所以渐渐遭至冷落。为此，日本的几家公司开始把旋转式瓶盖武装到易拉罐上。这种新式易拉罐大小不等，与早先的产品相比，300ml易拉罐的下部没有太大变化，上部变成圆锥体加一个旋转式瓶盖；容量为500ml的易拉罐形状基本和啤酒瓶一样。

　　目前，随着这种新式易拉罐在全日本逐渐流行，消费者也日益表现出对旋转式瓶盖的钟爱，可以放心地喝上一口，然后拧上盖子放回包里。这是老式易拉罐无法做到的。密封性更好，可有效防止饮料与太阳光和氧气接触。此外，它的重量更轻，也十分有利于回收后再循环。日本的制罐商希望利用这种产品重新夺回被塑料瓶占领的市场。

　　大和制罐公司1999年就在世界上率先开发出这种易拉罐，首先被麒麟麦酒公司等日本饮料公司采用。可口可乐公司在日本的自动贩卖机上出售这种易拉罐装碳酸饮料则是其推广过程中的一大突破，由此，其销售量从2000年的2.4亿个飙升到2002年的17亿个，2003年的销售量达到20亿个。但有利就有弊，由于新式易拉罐比普通易拉罐的成本高出一倍，也有人担心它无法被其他国家的消费者所接受，因为世界许多地方的人们并不愿花更多的钱来买一个吸引人的包装。

　　2004年5月，Shasta Shortz推出一款8盎司铝制易拉罐饮料外包装。National Beverage Corp的董事会主席兼首席执行官表示，公司新战略方向是“将人口统计学和市场细分引入到产品品牌中去”，而“孩子的饮料要装进孩子设计的易拉罐”正是该战略的一部分。目前计划生产6种口味的碳酸饮料，每一种口味有其相应的一款包装图案：B泡泡糖，桔子乳，樱桃宾治，棉花糖，欢乐酒和葡萄汁。6种口味的饮料都装入9cm高的“迷你”易拉罐，其上印有鲜亮、醒目的图案。从图案正面看去，是一冲浪运动短裤。只不过，饮料口味不同，短裤样式各异。比如：樱桃宾治上的是一件灰绿、粉红、银色、白色条纹相间的游泳裤，而桔子乳上的是一件由橙色、红色、黄色斑纹组成的工作短裤。由相似图案风格装饰起来的包装纸箱可装8瓶饮料。

  包装纸箱的一角打有一圈纸孔，其作用是使消费者轻易地在包装纸箱上沿纸孔处打开一个口子，便于易拉罐的储存和发放。包装纸箱内侧还印有一些信息，目的是鼓励孩子们去登录Shasta Shortz(r)的产品网站，去发现一些有趣的产品标签、产品主题曲、产品游戏等等。孩子们还可以通过网上提供的模板参与饮料易拉罐包装图案的设计，将他们梦想中最“炫”、“最酷”的“短裤”发送给Shasta。而对于孩子们来说从中获得各种积分奖励，甚至有可能其设计被用于未来产品的包装上，真是一种莫大的诱惑。

　　2004年8月，coins包装公司研制成功了“EPOL”(易开启盖)。这种罐盖采用聚合物涂层的钢环和抗腐蚀铝箔片热封，可以用于现有的灌装设备，铝箔盖可以安全开启，更适合于老人和小孩使用。