Pourquoi les flacons de lotions cosmétiques en verre se fissurent-ils lors du remplissage ? Causes et solutions

Flacons de lotion cosmétique en verre se fissurent fréquemment pendant le remplissage, ce qui entraîne non seulement des pertes de produit, mais constitue également une menace pour la qualité et la sécurité du produit. Cet article explore en profondeur et de manière exhaustive les différentes causes de ce problème, couvrant de multiples facteurs tels que la pression interne et la pression externe, et développe le mécanisme d'influence de chaque facteur à l'aide de cas réels et de données à l'appui. Parallèlement, une série de solutions ciblées sont proposées pour aider les fabricants de cosmétiques à réduire efficacement l'incidence des fissures au niveau du goulot et à améliorer l'efficacité de la production et la qualité des produits.

1. Introduction

Dans le domaine de la production de cosmétiques, les flacons de lotion en verre sont devenus les emballages préférés de nombreuses marques en raison de leur bonne stabilité, de leur esthétique et de leurs caractéristiques de protection de l'environnement. Toutefois, au cours du processus de remplissage, les bouteilles de lotion en verre se fissurent fréquemment, ce qui cause de nombreux problèmes aux entreprises. Il est essentiel de résoudre ce problème pour améliorer la qualité des produits, réduire les coûts de production et protéger les droits des consommateurs. Examinons maintenant de plus près les causes de la rupture du goulot d'un flacon.

2. Les causes de flacon d'émulsion en verre rupture de la bouche

(I) Facteur de pression interne

Pour les bouteilles en verre remplies de liquides contenant du gaz (comme les boissons gazeuses ou la bière, etc.), la pression interne continue d'augmenter pendant le remplissage et le transport ultérieur. Par exemple, après le remplissage de boissons gazeuses, le dioxyde de carbone continue à se dissoudre et à générer de la pression. Lorsque la pression à l'intérieur de la bouteille dépasse la limite que la bouteille en verre peut supporter, la bouteille risque de se rompre. En outre, certaines émulsions cosmétiques remplies à chaud ou stérilisées à haute température, au cours du processus de chauffage, en raison du principe d'expansion et de contraction thermique, le volume de l'émulsion se dilate, ce qui entraîne une augmentation de la pression interne. Des études pertinentes ont montré que lorsque la pression interne atteint 1,5 fois la pression à laquelle le flacon en verre est conçu pour résister, la probabilité de rupture augmente de manière significative pour atteindre plus de 80%.

(II) Facteurs de pression externes

Lorsque le matériau du goulot en verre est insuffisant et que le joint est trop fin, la tête de pompe de l'équipement de remplissage peut heurter l'épaule en verre pendant le fonctionnement. En particulier une fois le remplissage terminé, lorsque la machine resserre la tête de pompe, elle exerce une tension supplémentaire sur le goulot d'étranglement, ce qui entraîne sa rupture. D'après les réactions de la chaîne de production, lorsque l'on utilise des bouteilles en verre dont le matériau du goulot est insuffisant et les joints minces, le problème de la rupture du goulot de la bouteille sous l'effet de la pression externe peut atteindre 30% dans certains lots.

(III) Facteur de choc thermique

Au cours de la phase de refroidissement qui suit la stérilisation à haute température, la bouteille en verre subit un choc thermique important. En raison de l'irrégularité du matériau de la bouteille en verre, le degré de dilatation et de contraction thermique de chaque partie est différent, ce qui génère une contrainte interne. Lorsque cette contrainte interne dépasse la limite de portance de la bouteille en verre, elle provoque une rupture. Prenons l'exemple d'une société de cosmétiques. Avant l'optimisation du processus de refroidissement, la rupture du goulot du flacon causée par un choc thermique représentait environ 25% du total des ruptures.

(IV) Facteurs de stress internes

Les bouteilles en verre sont soumises à des contraintes thermiques et structurelles. Les contraintes thermiques peuvent être efficacement éliminées par le processus de recuit secondaire au cours de la production des bouteilles en verre. Cependant, les contraintes structurelles ne peuvent pas être éliminées au cours du processus de recuit et resteront en permanence dans le produit en verre. Lorsque la contrainte structurelle dépasse la résistance mécanique du produit en verre lui-même, le produit se rompt. Les données de recherche montrent que le risque de rupture des bouteilles en verre présentant une contrainte structurelle excessive est 5 fois plus élevé que celui des bouteilles normales.

(V) Facteur de déviation de l'axe vertical

La verticalité entre la surface inférieure de la bouteille en verre et la ligne centrale du goulot de la bouteille est la déviation de l'axe vertical. Si la verticalité de la bouteille de verre n'est pas bonne, une déviation de la position est très probable pendant les opérations de remplissage et de bouchage, ce qui entraînera l'écrasement de la bouteille de verre. Dans la production réelle, le taux de rupture des bouteilles en verre dont l'écart de l'axe vertical dépasse la valeur standard de 0,5 mm pendant le remplissage et le bouchage peut atteindre 15%.

(VI) Facteur d'épaisseur de la paroi

L'uniformité de l'épaisseur de la paroi et du fond des bouteilles en verre détermine directement le degré d'anisotropie et constitue l'un des facteurs clés de la résistance à la pression interne et aux chocs thermiques. Les bouteilles en verre dont l'épaisseur de la paroi n'est pas uniforme sont susceptibles de se briser d'abord au niveau des parties faibles lorsqu'elles sont soumises à une pression interne ou à des changements de température. Des essais expérimentaux sur des bouteilles en verre présentant une uniformité d'épaisseur de paroi différente ont permis de constater que la résistance à la pression interne des bouteilles dont l'uniformité d'épaisseur de paroi est faible est inférieure d'environ 30% à celle des bouteilles dont l'uniformité est bonne.

(VII) Facteur de résistance aux chocs

Au cours du processus de remplissage et de transport, les bouteilles en verre s'entrechoquent. Cet impact mécanique est un test important pour la résistance des bouteilles en verre. Les bouteilles en verre qui résistent mal aux chocs sont susceptibles de se fissurer, voire de se briser au niveau du goulot et du corps de la bouteille en cas de chocs fréquents. Par exemple, lors d'un transport longue distance, les bouteilles en verre qui ne prennent pas de mesures de protection adéquates peuvent présenter un taux de rupture de 10% - 20% en raison d'une résistance insuffisante aux chocs.

(VIII) Facteurs liés aux bouteilles recyclées

Avec la prise de conscience environnementale, la quantité de bouteilles en verre recyclées a augmenté d'année en année. Toutefois, les performances des bouteilles en verre recyclé sont généralement inférieures à celles des bouteilles neuves. Si l'on prend l'exemple des bouteilles recyclées utilisées par une marque de cosmétiques, le taux de casse des bouteilles recyclées est supérieur d'environ 40% à celui des bouteilles neuves. La raison principale en est que la structure et les performances des bouteilles recyclées sont endommagées à des degrés divers au cours de l'utilisation, du nettoyage et du transport répétés.

III. Solutions pour réduire la casse du goulot des bouteilles

(I) Optimiser la conception du corps de la bouteille

Redéfinir la structure du goulot et du corps de la bouteille en verre pour s'assurer qu'elle est suffisamment solide pour résister à la pression pendant le processus de remplissage. Grâce à des moyens techniques tels que l'analyse par éléments finis, optimisez la forme et la répartition de l'épaisseur de la bouteille en verre afin d'améliorer la stabilité structurelle. Par exemple, l'augmentation de l'épaisseur du goulot de la bouteille de 1 mm peut accroître la résistance à la compression du goulot de la bouteille de 20%.

(II) Contrôle de la température de remplissage

Contrôler précisément la température de remplissage de l'émulsion pour la faire correspondre au coefficient de dilatation thermique de la bouteille en verre afin de réduire la rupture causée par les contraintes de température. Avant le remplissage, utiliser un système de contrôle de la température pour stabiliser la température de l'émulsion dans une plage appropriée. D'après l'expérience pratique, le contrôle de la température de remplissage à 25℃ - 30℃ peut réduire efficacement le risque de rupture du goulot de la bouteille causée par des problèmes de température.

(III) Améliorer le processus de remplissage

Utilisez une méthode de remplissage douce et uniforme pour éviter que l'émulsion n'entre en contact avec le goulot de la bouteille trop rapidement ou trop violemment. En ajustant les paramètres de l'équipement de remplissage, contrôler la vitesse et la pression de remplissage pour s'assurer que l'émulsion s'écoule uniformément dans la bouteille. La production réelle montre que la réduction de la vitesse de remplissage de 20% peut réduire la rupture du goulot de la bouteille causée par l'impact du remplissage de 50%.

(IV) Choisissez un bouchon de bouteille approprié

Veillez à ce que le bouchon et la taille du goulot de la bouteille soient parfaitement adaptés, que l'étanchéité soit bonne et que la pression soit répartie de manière homogène. Examinez le matériau et la structure du bouchon et utilisez des matériaux de haute qualité pour fabriquer le bouchon. Par exemple, l'utilisation de bouchons en plastique présentant un certain degré d'élasticité et de résistance permet d'amortir efficacement la pression exercée sur le goulot de la bouteille lors du serrage.

(V) Contrôle de la qualité

Avant le remplissage, des équipements d'inspection de haute précision sont utilisés pour effectuer une inspection complète de la qualité des bouteilles en verre, par exemple en utilisant des équipements d'inspection optique pour vérifier si le corps et le goulot de la bouteille présentent des défauts et des fissures. Un contrôle rigoureux permet d'éliminer les bouteilles en verre non qualifiées et de les empêcher d'entrer dans le processus de remplissage. Les données montrent qu'après une inspection stricte de la qualité, la rupture du goulot causée par des problèmes de qualité des bouteilles en verre peut être réduite de plus de 80%.

(VI) Formation des opérateurs

Dispenser une formation systématique aux opérateurs de remplissage afin d'améliorer leurs compétences opérationnelles et leur sensibilité à la qualité. Le contenu de la formation comprend les procédures d'utilisation correcte de l'équipement, les techniques de remplissage et les méthodes de traitement des problèmes courants. Après la formation, les dommages causés au goulot de la bouteille par des facteurs humains ont été considérablement réduits et l'efficacité de la production a également été améliorée.

(VII) Protection de l'emballage et du transport

Après le remplissage, utilisez des matériaux d'emballage appropriés pour protéger les bouteilles en verre, tels que des tampons en mousse, des films à bulles et d'autres matériaux de rembourrage. Pendant le transport, planifiez raisonnablement l'itinéraire de transport pour réduire les chocs et les vibrations. La pratique a prouvé qu'après avoir pris des mesures parfaites de protection de l'emballage et du transport, le taux de casse des bouteilles en verre dans la chaîne de transport peut être contrôlé dans les 5%.

IV. Synthèse

Le problème de la rupture du goulot de la bouteille d'émulsion cosmétique en verre pendant le processus de remplissage est le résultat de l'action combinée de multiples facteurs tels que la pression interne, la pression externe, le choc thermique, la contrainte interne, la déviation de l'axe vertical, l'épaisseur de la paroi, la résistance aux chocs et les bouteilles recyclées. En optimisant la conception du flacon, en contrôlant la température de remplissage, en améliorant le processus de remplissage, en choisissant un bouchon approprié, en renforçant l'inspection de la qualité, en formant les opérateurs et en assurant une bonne protection de l'emballage et du transport, il est possible de réduire considérablement l'incidence de la rupture du goulot du flacon et d'améliorer la qualité du produit et l'efficacité de la production. Chaque fabricant de produits cosmétiques doit adapter et optimiser ces solutions en fonction de son environnement et de ses conditions de production réels afin de résoudre efficacement le problème de la rupture du goulot et d'assurer le bon déroulement de la production.