Warum zerspringen Glasflaschen für kosmetische Produkte während der Abfüllung? Ursachen & Abhilfe

Kosmetische Lotionflaschen aus Glas Bei der Abfüllung entstehen häufig Risse, die nicht nur Produktverluste verursachen, sondern auch die Produktqualität und -sicherheit gefährden. In diesem Artikel werden die verschiedenen Ursachen dieses Problems umfassend und eingehend untersucht, wobei mehrere Faktoren wie Innendruck und Außendruck berücksichtigt werden, und der Einflussmechanismus jedes Faktors wird anhand von konkreten Fällen und Daten erläutert. Gleichzeitig werden eine Reihe von gezielten Lösungen vorgeschlagen, die den Kosmetikherstellern helfen sollen, das Auftreten von Rissen im Flaschenhals wirksam zu reduzieren und die Produktionseffizienz und Produktqualität zu verbessern.

1. Einleitung

Bei der Herstellung von Kosmetika haben sich Lotionflaschen aus Glas aufgrund ihrer guten Stabilität, Ästhetik und Umweltfreundlichkeit zum bevorzugten Verpackungsbehälter für viele Marken entwickelt. Bei der Abfüllung kommt es jedoch häufig zu Rissen in den Glaslotionflaschen, was den Unternehmen viele Probleme bereitet. Die Lösung dieses Problems ist entscheidend für die Verbesserung der Produktqualität, die Senkung der Produktionskosten und den Schutz der Verbraucherrechte. Als nächstes wollen wir uns die Ursachen für das Brechen der Flaschenmündung genauer ansehen.

2. Ursachen für Glasemulsionsflasche Mundaufbruch

(I) Interner Druckfaktor

Bei Glasflaschen, die mit gashaltigen Flüssigkeiten (wie kohlensäurehaltigen Getränken oder Bier usw.) gefüllt sind, steigt der Innendruck während der Abfüllung und des anschließenden Transports weiter an. Nachdem beispielsweise kohlensäurehaltige Getränke abgefüllt wurden, löst sich Kohlendioxid weiter auf und erzeugt Druck. Wenn der Druck im Inneren der Flasche die Grenze überschreitet, der die Glasflasche standhalten kann, besteht die Gefahr, dass die Flasche zerbricht. Darüber hinaus dehnt sich bei einigen heiß abgefüllten oder bei hohen Temperaturen sterilisierten kosmetischen Emulsionen während des Erhitzungsprozesses aufgrund des Prinzips der thermischen Expansion und Kontraktion das Volumen der Emulsion aus, was zu einem erhöhten Innendruck führt. Einschlägige Studien haben gezeigt, dass die Bruchwahrscheinlichkeit deutlich auf mehr als 80% ansteigt, wenn der Innendruck das 1,5-fache des Drucks erreicht, für den die Glasflasche ausgelegt ist.

(II) Externe Druckfaktoren

Wenn das Material des Flaschenhalses aus Glas unzureichend und die Dichtung zu dünn ist, kann der Pumpenkopf der Abfüllanlage während des Betriebs gegen die Glasschulter stoßen. Vor allem nach Abschluss der Abfüllung, wenn die Maschine den Pumpenkopf anzieht, übt dieser zusätzliche Spannung auf den Flaschenhals aus, was zum Bruch des Flaschenhalses führt. Nach Rückmeldungen aus der Produktionslinie ist bei der Verwendung von Glasflaschen mit unzureichendem Flaschenhalsmaterial und dünnen Dichtungen das Problem des Bruchs der Flaschenmündung durch externen Druck bei einigen Chargen so hoch wie 30%.

(III) Temperaturschockfaktor

Während der Abkühlphase nach der Hochtemperatursterilisation erfährt die Glasflasche einen drastischen Temperaturschock bei hohen und niedrigen Temperaturen. Aufgrund der Unebenheiten des Materials der Glasflasche selbst ist der Grad der thermischen Ausdehnung und Kontraktion jedes Teils unterschiedlich, was zu inneren Spannungen führt. Wenn diese inneren Spannungen die Belastungsgrenze der Glasflasche überschreiten, führt dies zum Bruch. Nehmen wir ein Kosmetikunternehmen als Beispiel. Bevor der Kühlprozess optimiert wurde, machte der durch Wärmeschock verursachte Bruch der Flaschenmündung etwa 25% der gesamten Brüche aus.

(IV) Interne Stressfaktoren

In Glasflaschen gibt es thermische und strukturelle Spannungen. Thermische Spannungen können durch das sekundäre Kühlen bei der Herstellung von Glasflaschen wirksam beseitigt werden. Strukturelle Spannungen können jedoch nicht während des Glühvorgangs beseitigt werden und verbleiben dauerhaft im Glasprodukt. Sobald die strukturelle Spannung die mechanische Festigkeit des Glasprodukts selbst übersteigt, wird das Produkt brechen. Forschungsdaten zeigen, dass das Bruchrisiko von Glasflaschen mit übermäßigen strukturellen Spannungen fünfmal höher ist als das von normalen Flaschen.

(V) Abweichungsfaktor der vertikalen Achse

Die Vertikalität zwischen der Bodenfläche der Glasflasche und der Mittellinie der Flaschenmündung ist die vertikale Achsenabweichung. Wenn die Vertikalität der Glasflasche nicht gut ist, ist es sehr wahrscheinlich, dass es während des Abfüllens und Verschließens zu Positionsabweichungen kommt, die zum Zerbrechen der Glasflasche führen. In der tatsächlichen Produktion kann die Bruchrate von Glasflaschen mit einer vertikalen Achsenabweichung, die den Standardwert von 0,5 mm während des Abfüllens und Verschließens überschreitet, 15% erreichen.

(VI) Wanddickenfaktor

Die Gleichmäßigkeit der Wand- und Bodendicke von Glasflaschen bestimmt direkt den Grad der Anisotropie und ist einer der Schlüsselfaktoren für die Widerstandsfähigkeit gegen Innendruck und Temperaturschock. Glasflaschen mit ungleichmäßiger Wandstärke neigen dazu, bei Innendruck oder Temperaturschwankungen zuerst an schwachen Stellen zu brechen. Durch experimentelle Tests an Glasflaschen mit unterschiedlicher Wandstärke wurde festgestellt, dass die Innendruckbeständigkeit von Flaschen mit ungleichmäßiger Wandstärke etwa 30% niedriger ist als die von Flaschen mit guter Gleichmäßigkeit.

(VII) Schlagzähigkeitsfaktor

Während des Abfüll- und Transportvorgangs stoßen die Glasflaschen aneinander. Dieser mechanische Aufprall ist eine große Prüfung für die Festigkeit der Glasflaschen. Glasflaschen mit geringer Stoßfestigkeit neigen bei häufigen Stößen zu Rissen oder sogar zum Bruch an der Flaschenmündung und am Flaschenkörper. Bei Langstreckentransporten beispielsweise können Glasflaschen, die nicht ausreichend gepuffert werden, aufgrund ihrer unzureichenden Stoßfestigkeit eine Bruchrate von 10% - 20% aufweisen.

(VIII) Faktoren für wiederverwendete Flaschen

Mit der Zunahme des Umweltbewusstseins ist die Menge der recycelten Glasflaschen von Jahr zu Jahr gestiegen. Allerdings ist die Leistung von recycelten Glasflaschen in der Regel geringer als die von neuen Flaschen. Wenn man die Daten der von einer Kosmetikmarke verwendeten recycelten Flaschen als Beispiel nimmt, ist die Bruchrate von recycelten Flaschen etwa 40% höher als die von neuen Flaschen. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Struktur und die Leistung der recycelten Flaschen bei wiederholter Verwendung, Reinigung und Transport in unterschiedlichem Maße beschädigt werden.

III. Lösungen zur Verringerung des Bruchs von Flaschenmündungen

(I) Optimierung des Flaschendesigns

Neugestaltung der Mündung und der Körperstruktur der Glasflasche, um sicherzustellen, dass sie stark genug ist, um dem Druck während des Abfüllvorgangs standzuhalten. Optimieren Sie mit technischen Mitteln wie der Finite-Elemente-Analyse die Form und die Dickenverteilung der Glasflasche, um die strukturelle Stabilität zu verbessern. So kann beispielsweise eine Erhöhung der Dicke der Flaschenmündung um 1 mm die Druckfestigkeit der Flaschenmündung um 20% erhöhen.

(II) Kontrolle der Fülltemperatur

Kontrollieren Sie die Abfülltemperatur der Emulsion genau, um sie an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Glasflasche anzupassen, um den durch Temperaturspannungen verursachten Bruch zu verringern. Verwenden Sie vor dem Abfüllen ein Temperaturkontrollsystem, um die Emulsionstemperatur in einem geeigneten Bereich zu stabilisieren. Praktischen Erfahrungen zufolge kann die Kontrolle der Abfülltemperatur bei 25℃ - 30℃ das Risiko eines Bruchs der Flaschenmündung aufgrund von Temperaturproblemen wirksam verringern.

(III) Verbesserung des Abfüllprozesses

Verwenden Sie ein sanftes und gleichmäßiges Abfüllverfahren, um zu vermeiden, dass die Emulsion zu schnell oder zu heftig auf die Flaschenmündung auftrifft. Passen Sie die Parameter der Abfüllanlage an und steuern Sie die Abfüllgeschwindigkeit und den Druck, um sicherzustellen, dass die Emulsion gleichmäßig in die Flasche fließt. Die tatsächliche Produktion zeigt, dass eine Verringerung der Abfüllgeschwindigkeit um 20% den durch den Aufprall der Emulsion verursachten Bruch der Flaschenmündung um 50% reduzieren kann.

(IV) Wählen Sie einen geeigneten Flaschenverschluss

Vergewissern Sie sich, dass der Flaschenverschluss und die Größe der Flaschenöffnung genau übereinstimmen, dass die Abdichtung gut ist und dass der Druck gleichmäßig verteilt werden kann. Prüfen Sie das Material und die Struktur des Flaschenverschlusses und verwenden Sie hochwertige Materialien zur Herstellung des Flaschenverschlusses. Die Verwendung von Kunststoff-Flaschenverschlüssen mit einer gewissen Elastizität und Zähigkeit kann beispielsweise den Druck auf die Flaschenöffnung beim Anziehen wirksam abfedern.

(V) Qualitätskontrolle

Vor der Abfüllung werden Glasflaschen mit hochpräzisen Inspektionsgeräten einer umfassenden Qualitätskontrolle unterzogen, z. B. mit optischen Inspektionsgeräten, um zu prüfen, ob der Flaschenkörper und die Flaschenmündung Mängel und Risse aufweisen. Durch strenges Screening werden unqualifizierte Glasflaschen aussortiert, um zu verhindern, dass sie in den Abfüllprozess gelangen. Die Daten zeigen, dass nach einer strengen Qualitätskontrolle die Zahl der durch Qualitätsprobleme bei Glasflaschen verursachten Brüche am Flaschenhals um mehr als 80% reduziert werden kann.

(VI) Ausbildung der Betreiber

Durchführung systematischer Schulungen für die Abfüller, um ihre Bedienungsfähigkeiten und ihr Qualitätsbewusstsein zu verbessern. Zu den Schulungsinhalten gehören die korrekte Bedienung der Geräte, Abfülltechniken und Methoden zur Behandlung allgemeiner Probleme. Nach der Schulung wurden die durch menschliche Faktoren verursachten Schäden an der Flaschenmündung erheblich reduziert und die Produktionseffizienz verbessert.

(VII) Verpackung und Transportschutz

Verwenden Sie nach dem Abfüllen geeignete Verpackungsmaterialien zum Schutz der Glasflaschen, z. B. Schaumstoffpolster, Luftpolsterfolien und andere Polstermaterialien. Planen Sie den Transportweg vernünftig, um Stöße und Erschütterungen zu reduzieren. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Bruchrate von Glasflaschen während des Transports innerhalb von 5% gehalten werden kann, wenn perfekte Verpackungs- und Transportschutzmaßnahmen getroffen werden.

IV. Zusammenfassung

Das Problem des Bruchs der Mündung einer kosmetischen Glasemulsionsflasche während des Abfüllvorgangs ist das Ergebnis des Zusammenwirkens mehrerer Faktoren wie Innendruck, Außendruck, Temperaturschock, innere Spannung, vertikale Achsenabweichung, Wandstärke, Stoßfestigkeit und recycelte Flaschen. Durch die Optimierung des Flaschendesigns, die Kontrolle der Abfülltemperatur, die Verbesserung des Abfüllprozesses, die Auswahl eines geeigneten Flaschenverschlusses, die Verstärkung der Qualitätskontrolle, die Schulung des Bedienpersonals und einen guten Verpackungs- und Transportschutz kann die Häufigkeit des Bruchs der Flaschenmündung deutlich verringert und die Produktqualität und die Produktionseffizienz verbessert werden. Jeder Kosmetikhersteller sollte diese Lösungen flexibel an seine tatsächliche Produktionsumgebung und -bedingungen anpassen und optimieren, um das Problem des Bruchs der Flaschenmündung wirksam in den Griff zu bekommen und den reibungslosen Ablauf der Produktion zu gewährleisten.