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可口可樂公司的鋁瓶包裝掌握了ROPP防盜瓶蓋技術

可口可樂的曲線玻璃瓶是全世界最深入人心的包裝之一。當公司在2005年引入鋁瓶包裝時,仍然保留了可口可樂標志性的曲線瓶樣式。但很少有外人知道,這家亞特蘭大的飲料巨人在鋁瓶改進方面付出了多少心血和精力,而其中很大一部分努力是花在了瓶蓋上。

根據氣泡飲料品牌的包裝研發經理Alejandro Santamaria的表述,這一切都開始于2003年。“引進鋁瓶對于我們來說是一個機會,它將我們全部的主流包裝的利益融合到代表了公司理念的單個包裝中,并提供了一款能促進消費者與可口可樂的情感聯系的包裝。” Santamaria說到。“我們在北美市場的最受歡迎的包裝是鋁罐,罐裝一項令人喜愛的特點就是拿在手里時的冰爽感覺。這種感覺非常清冽宜人。再者,就是標志性曲線。最后,那就是鋁瓶是百分百可回收的,這一點對消費者與可口可樂公司而言都相當有意義。”

自從研發項目開始以來,一共推出了三代8.5盎司(250毫升)鋁瓶包裝,每一代還有各種演變版本。各代鋁瓶具有基本相同的外形輪廓。最明顯的差別在于封裝形式。2005年至2007年的第一代鋁瓶采用的是沖壓擠出成型瓶身和撬開式冠形瓶蓋。這代的第二款版本就是歐洲專用的帶拉環的冠形瓶蓋。
2008年推出的第二代瓶裝仍然采用的是沖壓擠出成型鋁瓶,其特點在于鋁制瓶頸處的壓配式注模PET“外嵌”表面。注模件的牢固度與剛度使得可以采用扭斷式防盜封裝,這是一步較大的飛躍,因為ROPP瓶蓋相對而言更容易擰開。并且,這使得瓶子可以重新封裝。

第三代
在2009年引入的第三代瓶裝中,可口可樂公司采用了薄壁拉伸鋁制瓶身來替代沖壓擠出成型技術。該工藝是用于生產鋁罐的相同工藝。比起沖壓擠出瓶身而言,現在的瓶身要輕上40%,并且無需壓配式PET外嵌件。薄壁拉伸工藝提高了生產速度,但同時也給封裝帶來了特有的挑戰,因為在沒有剛性注模PET外嵌件的情況下,瓶子的表面沒有足夠的剛度來擰上鋁制瓶蓋。因此,為了能讓這套改進后的瓶子/封蓋組合大規模推廣,可口可樂公司付出了大量的工作。可口可樂公司研發小組制定了成功實現ROPP瓶蓋應用所需滿足的多項標準。

壓蓋機需要采用“雙動式”。首先,將鋁制瓶蓋下推至瓶身上方,在EVA墊圈材料與瓶頸表面之前形成良好的密封。然后,機器會輕輕擰上瓶蓋,在此過程中形成瓶蓋螺紋與防盜環。壓蓋機的裝載控制必須保證精確、一致。過高可能導致瓶子變形,過低則無法形成可靠的密封,無法防止CO2散逸。為了讓消費者對新的鋁瓶有個好的印象,滿足特定的開瓶扭力是相當重要的。

設計團隊同眾多滾動壓蓋設備的各家銷售商進行了會晤。Pro Mach公司的分公司Fowler產品公司給出了一套由其生產合作商Zalkin公司提供的合適的雙動式壓蓋解決方案。“鋁制滾壓封蓋的一個主要難題在于,如何在使瓶蓋變形形成凹槽的同時不會造成瓶頸表面變形。”開發期間Fowler公司的銷售主管Andy Monroe說,“Zalkin不得不重新完善滾動壓蓋技術,要求比在加工玻璃或PET包裝時更為輕柔與緩和。壓蓋機既要求高效封裝瓶子,又要在形成瓶蓋形狀的同時不會造成瓶頸表面變形。與此同時,由于是充氣飲料,我們需要適當地壓縮墊圈材料形成密封,保留住碳酸氣體。”

Fowler公司開始同可口可樂公司研發團隊合作制造了兩臺單頭臺式實驗壓蓋機,一臺用于亞特蘭大的可口可樂公司實驗室,另一臺則用于喬治亞州雅典市的Fowler公司。這使得兩家研發團隊可以同時應對、可靠封裝與扭矩等問題。隨后,法國的Zalkin公司制造了一臺五頭旋轉壓蓋機。一名來自可口可樂公司的團隊成員前往Zalkin公司執行了工廠驗收測試。然后該機器裝船運輸到了美國,安置于可口可樂位于亞特蘭大的企業中心包裝實驗室中,用于進一步的研發工作。在機器滿足關鍵指標之后,比如規定扭矩特征及支持性的可靠封裝測試結果,機器將投入試生產線。試生產線于2009年啟用,一直運行到了2013年初。在此期間,逐步提高生產率,借此,可口可樂公司繼續調查消費者對既具有瓶子形狀又保留罐裝冰爽感覺特征的包裝的看法。

“我們的顧客感到非常驚喜,” Santamaria說。“這是一款滿足了所有消費者喜好的獨特包裝。這項工程需要管理層高瞻遠矚,支持為期十年的研發工作。其中做出的努力超越了僅考慮生產率與成本的包裝理念設定范疇。實際上,管理層的目標是生產一款能建立消費者與品牌之間情感聯系的包裝。”

在2009年至2013年期間,可口可樂公司測量并定義了成功實現鋁瓶滾動壓蓋所需的關鍵因素。公司必須:
?采用端到端統計過程控制并具備充分的可追溯性和預先制定的應對方案。
?著重強調瓶子進料質量。
?謹慎控制壓蓋負責并始終小心警惕操作極限。
?在驗證設置或設計變更時需確保徹底測試最差的情況。

2013年,鋁瓶開始在密蘇里州Truesdale市啟動全新的高速生產,主要負責供應美國與加拿大地區。其特點在于Bevcorp公司提供的一體式沖瓶機/灌瓶機,擁有120個灌裝閥,緊隨其后的是一臺20頭Zalkin壓蓋機,充分利用了之前所提到的全部研發成果。本設備的基本要素在于單獨的壓蓋頭本身。傳統的ROPP壓蓋頭是繞著瓶頸表面轉一圈在鋁制瓶蓋中形成螺紋,這些工具會在瓶頸表面形成兩道凹槽。在每一次繞圈時施加更少的側向負載壓力同時確保牢靠的封裝并非易事。另外一項獨特之處是處理頂部負載壓力。雖然未具體闡述這項私有技術如何或為何能做到這一點的,Zalkin公司提到壓蓋頭需要施加250磅的力來確保EVA墊圈與鋁制瓶頸之間的牢靠密封,但他們會小心處理以免破壞這個薄壁容器。

在檢驗Truesdale工廠的灌裝與壓蓋操作效率方面采用的是Silgan公司的目視檢查系統。封蓋由Silgan白蓋公司提供,瓶身則是由Exal公司生產的。8.5盎司瓶子灌裝線的生產速度為800瓶/分鐘。目前,鋁瓶已成為可口可樂公司的首選包裝。一些高檔場所與上流聚會場合都出現了這些金屬瓶的身影,比如紐約時裝周。瓶子永遠都在可口可樂的廣告中占據一席之地。

Santamaria提到,公司在持續實施設計與生產改進,包括減少鋁材的使用量。Fowler與Zalkin始終參與了整個研發項目。“我們認為,可口可樂公司的開拓工作使得帶ROPP瓶蓋的鋁瓶成為眾多為其產品尋求全新優質包裝的理想選擇。” Fowler公司的Monroe說

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