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【行业知识】关于啤酒易拉罐(两片罐)的相关知识

【行业知识】关于啤酒易拉罐(两片罐)的相关知识

发布人:南京钢诺包装机械有限公司    浏览次数:2378    时间:2013/10/6

 1 两片罐 (two-piece can)

以金属薄板为材料经冲压、拉伸加工成型的罐型包装制品,其罐身与罐底为一体,没有罐身接缝,只有一道罐身与罐盖的卷封线的包装容器。其罐身制造有浅拉深、深拉深、变薄拉深三种方法,罐盖为易开盖。料。

雪花啤酒易拉两片罐属于变薄拉深罐。

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2 两片罐结构

3.jpg

5.jpg

3 工作条件分析

由于此金属罐用用于盛装啤酒,而啤酒具有一定的腐蚀性,再设计上要考虑罐体材料的抗腐蚀性能。同时啤酒还属于充气饮料,在设计上要保证其罐体和罐盖材料具有有一定轴向强度和弯曲强度的要求,要求材料对内装物所产生的内压力有足够的耐压强度。

其啤酒配料主要为果汁、麦牙汁、乙醇、维生素及一定当量的啤酒花、纯净水,将以上原料按比例调配,经酵母菌发酵同时充入二氧化碳气体即成。因此,啤酒是一种弱酸型饮料。

4 结构设计


4.1 选择合适的金属材料:铝材(铝合金薄版)、马口铁

制造易拉罐的材料有两种:铝材和马口铁。易拉罐通常是由铝合金板材经多次变薄拉伸制成的罐身与马口铁制成的罐盖卷封(二重卷封)而成。因为铝材具有较高的回收再使用价值,出于对环境保护的考虑,易拉罐大量使用铝材。铝在包装业中的强劲对手来自PET材料,PET材料可以通过注塑模具制成奇形怪状,铝材就比较难。但二者在价格上存在很大的差异,PET受石油价格影响,而铝材可通过回收循环使用,从而降低材料成本。近年来欧美等易拉罐消费活跃地区,不断提高铝罐及铝质包装材料的回收铝,也使得铝罐盛行。

表1  铝合金板材的力学性能

牌号

供货状态

厚度/mm

抗拉强度σb/MPa

规定非比例伸长应力σp0.2/MPa

伸长率(50mm)σ/%

 

1100

H14

>0.2-0.3

120-145

_____

>=1

H16

>0.3-0.5

130-165

  _____

>=1


H18

>0.2-0.5

>=155

  _____

>=1


 

3003

H14

>0.2-0.5

140-180

>=115

>=1

H16

>0.2-0.5

165-205

>=115

>=1


H18

>0.2-0.5

>=185

>=165

>=1


 

3004

0

>0.2-0.5

150-200

>=60

>=1

H14

>0.2-0.5

220-260

>=170

>=9


H16

>0.2-0.5

240-285

>=190

>=1


5052

H14

>0.5-0.8

235-285

>=180

>=3

5005

H12

0.5-0.8

125-165

>=95

>=3

综合考虑,有内压的啤酒采用3003(或3004)合金板材,状态为H18。板材先经氧化处理,以提高涂料附着性和耐蚀性;两面涂漆烘干后,再进行罐盖成形 。


  4.2 罐型及罐容规格的选择

圆形罐在所有的罐形容器中是制造最容易、用料最省、容积最大的(横截面积相同的情况下,圆形周长最短,就是说容积相同(里面的饮料一样多时)易拉罐横截面为圆形的时候最节省材料), 所以,易拉罐就是圆柱形的了。

罐容规格选用标准规格尺寸

规格

206型

209型




符号

尺寸名称

基本尺寸

极限偏差

基本尺寸

极限偏差

D

罐体外径①

66.04

±0.18

66.04

±0.18

H

罐体高度

122.22

±0.38

122.22

±0.38

d

缩颈内径

57.40

±0.25

62.64

±0.13

B

翻边宽度

2.22

±0.25

2.50

±0.25

易拉罐规格选用209型。

  4.3 罐壁厚度

对非压力容器根据要求选定壁厚,一般为0.15~0.5mm左右;对于压力容器(如盛装含气饮料),则应按下面公式计算罐壁所需最小厚度。tb=Pd/2[σ]

式中:

 P———罐内压力,MPa;(一般啤酒内压为0.15~0.7MPa)

d———罐内径,cm;

[σ]———罐材的许用应力,MPa;(铝的许用应力为400 MPa)

 tp———罐身板材厚度,cm

tb=Pd/2[σ]=0.25*66.04/2/400=0.0206 cm

故取罐壁厚度为0.25 mm。

4.4 制造工艺方法:变薄拉深法

4.4.1 罐盖(拉环式)→   板料下切    →  冲裁及成型(含铆钉鼓包)   →   铆钉成型→ 压开口槽(安全折叠)→  铆合圆边涂胶  → 烘干

4.4.2  罐身  板料分切→  涂油→   落料预拉深  →  二次拉深   →    多次变薄拉深→ 罐底成型  →  修切口边  →   清洗  →     外印涂    →    内涂  → 缩颈,翻边检验→  (进入内装物生产线充填)  →   封盖(二重卷封)


 4.5 封口方式    二重卷封结构

二重卷边是罐身与罐盖相互卷合构成的密封形式,也是目前唯一的一种封口形式。它的结构由相互钩合的二层罐身材料和二层罐盖材料及嵌入它们之间的密封胶构成。其结构见图

8.jpg

4.5.1    卷边厚度(T)。

卷边厚度T是指卷边外部测得的垂直于卷边叠层的最大尺寸。其计算公式如下:

T=3tc+2tb+∑g      

式中:

  tc———罐盖(底)坏板厚度,mm;

 tb———罐身坏板厚度,mm;

 ∑g———层间间隙之和,约为0.15~ 0.25mm

卷边厚度T受卷边轮封卷压力影响,一般压力大T值小,压力小则T值大。

4.5.2    卷边宽度(W)。

卷边宽度是指从卷边外部测得的平行于卷边叠层的最大尺寸。其计算公式如下:

              W=2.6tc+BH+Lc      

式中:

    BH———身钩长度,mm;

  Lc———身钩空隙,mm,要求越小越好。

    卷边宽度大小还受压辊沟槽的形状、卷封压力及下托盘推力等因素影响。且身钩长度BH对罐的影响较大,一般来说,BH值小,容易产生渗漏现象,BH值太大则容易产生垂边,故身钩长度BH必需适中。

4.5.3    埋头度(C)。

埋头度是指卷边项部至盖平面的距离,它一般由上压头凸缘厚度决定,即:

C=W+α      (4-3-41)

式中:

           W———卷边宽度,mm;

          α———修正系数,一般为0.15~0.30mm。

4.5.4  罐身身钩长度(BH)。

罐身身钩长度是指罐身翻边向内弯曲成钩状的长度。其值为1.8~2.2mm。

4.5.5  盖盖钩长度(CH)。

罐盖盖钩长度是指罐盖圆边翻向卷边内部弯曲部分的长度。盖钩长度取决于头道压辊沟槽的形状,其值与身钩基本一致。

4.5.6    叠接长度(OL)。

叠接长度是指二重卷边成型后,卷边内部盖钩与身钩相互叠接的长度 。其计算公式如下:

OL=BH+DH+1.1tc-W    

式中BH———身钩尺寸,mm;

   CH———盖钩尺寸,mm;

   tc———罐盖(底)坏板厚度,mm;

   W———卷边宽度,mm。

4.5.7  叠接率(KOL)。

叠接率是表示卷边内部钩盖与身钩相互叠接的程度。其计算公式如下:

KOL={OL /[ W-(2.6tc+1.1tb)]}×100%        式中:    KOL———叠接率,%;

    OL———叠接长度,mm;

    W———卷边宽度,mm;

    tc———罐盖(底)坏板厚度,mm。

  对圆罐,要求KOL>50%。

  4.6开封形式

铝二片易开罐罐盖为易开盖

规格

206

209




符号

尺寸名称

基本尺寸

极限偏差

基本尺寸

极限偏差

D

钩边外径

64.82

±0.25

72.00

±0.25

b

钩边开度

≥2.72

-

≥3.07

-

c

埋头度

6.35

±0.13

6.35

±0.13

h

钩边高度

2.01

±0.20

2.36

±0.20

E

每50.80mm盖钩边的重叠个数

26±2

22±2



4.7 坯料尺寸计算

变薄拉深罐的料坯尺寸应根据体积不变原则来估算。

经冲拔拉深后的罐坯形状得:(πD2/4)*t0=(πd2/4)*ta+πdl1tb+πdl2tc

经整理后得D=√(d2ta+4d(l1tb+l2tc)/t0)

考虑到修边工序要去掉部分边料,则

D坯=√(d2ta+4d(l1tb+l2tc)/t0)+(10~30)mm

经计算得D坯约为133mm

 

5 装潢设计

设计要突出产品的特点,作为产品的附属物,目的是激发消费者的购买欲,提高产品的附加值,尽量提高经济效益。涂装可以使啤酒罐具有耐酸或耐碱或两者具备的特性,增强罐的强度、密封性及寿命,美化外观。

6 技术要求

技术要求包括以下几方面:

6.1 罐体,罐盖涂层附着良好,内外涂层在巴氏杀毒后不得有脱落,变色,划伤和起泡等缺陷,符合国家相关卫生标准的要求。

6.2 罐盖,罐盖应符合标准或设计的规格尺寸要求,不应有折曲,凹痕,变形。

6.3 卷边,卷边不应有假卷,跳封,铁舌,垂卷和卷边不完全等质量问题,均匀光洁。

6.4密封性,成品密封性要良好,无泄漏,耐压强度、轴向承压力等性能指标符合标准或设计要求,易开盖两拉环(片)不脱落,标准铝易开盖的全开力不大于45N。

7 校核

7.1 气密性校核

加盖前用试压设备进行实验校核;加盖后校核,在罐顶上打孔 , 将压力表与压缩气源连接,并通过连通部件固定在罐顶孔上。往罐内充入压缩空气,达到试验压力后保持压力2 m i n。将罐焊缝、卷边和封闭器等部位涂上皂液或将罐浸入水中检查有无渗漏。

7.2 跌落实验校核

按照GB 4857-5的规定,将每个样品装入30kg的干燥沙进行罐盖区的跌落,检查有无渗漏。

7.3 堆码试验校核

按照GB 485-3的规定,堆码试验时间为24 h,经试验后,罐应无明显变形与破损 。

7.4 罐强度试验校核

将罐用适当的方法固定,然后在罐身上沿垂直向下方向加负载至590N,5 m i n内检查罐体连接部位有无破损。

7.5 漆膜附着力测定

与罐生产同时,并采用罐生产相同铝板和表面处理工艺及条件,制备样板,按照GB1720的规定进行检查 。

 

 

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