我國中空塑料成型機的現狀及發展方向

擠吹中空塑料成型機是中空容器成形的主要設備,世界上80%至90%的中空容器是采用擠吹成形的。在我國中空塑料成型機的發展歷程中,擠吹中空塑料成型機是發展最快最完善的中空塑料成型機,特別是小型擠吹中空塑料成型機的發展速度特別快。現在,我國已有多家制造廠家能生產成形1000L單層中空容器的擠吹中空塑料成型機。

1 多層共擠出中空塑料成型機

  多層共擠出中空塑料成型機是很有發展前途的中空塑料成型機。多層吹塑高阻隔性中空制品在中空制品領域內占的比例越來越大。多層吹塑制品不僅在食品包裝工業發展很快,而且在化學品、化妝品、醫藥衛生及其它工業包裝方面也迅速增長。

多層共擠中空塑料成型機在我國擠吹中空塑料成型機領域中是一個薄弱環節。多層共擠中空制品的發展促進了多層共擠出中空塑料成型機的發展。國際上,近年來,多層共擠出中空塑料成型機發展的速度很快,同時技術進步也很快。國內也有一些品種推出,例如,衡陽華意機械橡塑機有限公司開發的HYB-75D三層共出擠出雙工位模內貼標中空成型機,采用四模頭雙工位,配備精確的集成PID溫控系統,各螺桿擠出壓力實時檢測,自動去飛邊,精確的西門子全電腦控制在不影響制品阻透性品質情況下減小中層及內層厚度(0.03-0.05mm),填補了國內空白。陜西包裝塑料機械廠能夠生產六層500L的共擠出中空塑料成型機,達到德國同類機的水平。

1.1 研發重點 
  多層共擠出中空塑料成型機的研究主要有以下三點:(1)研究一定范圍的共擠出機頭(模頭),以滿足不同材料、不同層數、機頭直徑等要求;(2)研究組合包裝系統,它能根據不同的原料特制出可能允許的組合數的機頭;(3)研究基礎機械程序,它可用不同數量的模塑工位和包括生產速度和制品設計的平臺尺寸。

1.2開發產品品種的重點
  0.2L~1L的化妝品及家用衛生清潔劑2~3層共擠出中空塑料成型機。國際上,化妝品及家用衛生清潔劑基本上采用多層中空塑料容器包裝,而我國絕大多數仍采用單層中空塑料容器包裝。隨著人民生活質量的提高,對化妝品及家用衛生清潔劑中空塑料容器的耐化學性、抗阻透性的要求會越來越高,多層高性能的化妝品及家用衛生清潔劑中空塑料容器會有更大的市場。

4~6層共擠出汽車油箱中空塑料成型機。多層共擠出中空塑料成型在汽車油箱上廣泛的發展前途,隨著環境保護要求的提高,單層油箱已不能滿足環境保護的要求,使用高阻隔性的多層油箱已成為發展趨勢,例如,使用PE/增粘劑/E-VAL/增粘劑/回用料/PE-HD的六層共擠出油箱。多層共擠出中`空成型不但提高了制品的適應性能,而且由于各層材料的合理組合,提高了制品的剛度,降低了制品的重量。美國90%以上的汽車油箱采用多層共擠出中空塑料成型件,值得我們學習與思考。我國生產多層共擠出汽車油箱的中空塑料成型機主要是進口的,國內生產的設備還處在推廣應用階段。

  大型多層共擠出中空塑料成型機。該類大型多層共擠出中空塑料成型機主要生產滿足化學品、危險品運輸的容器。Mauser公司推出了雙工位三層共擠的中空塑料成型機,該機配備了四臺擠出機,用于生產滿足危險品運輸要求的三層220L的大型桶,內層為抗撕裂的HDPE,外層為抗紫外線層,中間層為高相對分子質量的HDPE,每小時能生產80個到100個桶,每個桶重8.5kg。

2 注吹大型中空塑料成型機

  注吹大型中空塑料成型機是在擠吹大型中空塑料成型機基礎上發展起來的,適合成型單層大型中空塑料制品。注吹大型中空塑料成型機是把注塑機的注射塑化機構與擠吹中空塑料成型機的吹塑合模機構互相結合起來的綜合型中空塑料成型機,吸取和發揮兩種機械的各自特長,達到型坯重量重復精度高、塑化能力高、換色換料時間短、熔體融合縫區的強度高。擠吹大型中空塑料成型機一般采用?α鮮交?頭,內部結構復雜,零件多,所以從?α鮮交?頭本身的特點,不可避免存在換色換料時間長,計量精度不準等缺點。注吹大型中空塑料成型機的機頭把擠吹中空塑料成型機?α鮮交?頭中的?α蝦妥⑸浼煩魴團叩牧街止δ芊擲氤隼矗由注射塑化機構完成,這樣,使機頭具有連續式機頭易換色換料的優點,同時,簡化了機頭的結構,再加上合理的流道設計,從根本上解決了擠吹中空塑料成型機?α鮮交?頭換色換料時間長的缺陷,同時不影響型坯壁厚控制伺服系統的安裝。

3 “一步法”注拉吹中空塑料成型機

  “一步法”注拉吹中空塑料成型機,中、小型機主要成型PET碳酸飲料瓶、礦泉水瓶,大型機主要成型PC純水瓶。“一步法”注拉吹中空塑料成型機是把注射型坯、加熱型坯、拉伸型坯與吹塑、成型制品脫模等工序在同一臺設備上連續進行的高效設備。現在,我國使用的注拉吹中空塑料成型機基本上都是日本青木固和日本日精的設備,這值得每一家中空設備生產廠家深思。注拉吹中空塑料成型機有其自己的特點,是其它吹瓶機不能替代的。國外廠商看好中國市場,據他們估計,飲料包裝行業,中國市場還需要不少于800臺生產PET瓶“一步法”注拉吹中空塑料成型機。

  3.1研制存在問題分析 
  經過近十年的研制,為什么我國的注拉吹中空塑料成型機還達不到商品化水平。究其原因,作者認為主要以下原因:

  3.2開發思路誤區 
  只重主機開發,忽視模具開發。注拉吹中空塑料成型機是主機與模具兩者結合的設備,從主機與模具兩者對整機的重要性來說, 主機只占整機的40%,而模具要占整機的60%,主機開發成功,并不等于整機開發成功,只有主機與模具兩者共同開發成功,才能說注拉吹中空塑料成型機開發成功。日本青木固式“三工位”及日本日精式“四工位”機型的技術關鍵是模具,而我們的一些塑料機械廠在開發注拉吹中空塑料成型機過程中,沒有正確認識到主機與模具兩者之間的關系,只重視開發主機,而沒有把開發模具放在更重要的位子,失敗的原因主要在此。

3.3模具技術水平達不到要求 
  注拉吹中空塑料成型機的模具不同于注射成型模具,有其自己的特點。注拉吹中空塑料成型機的模具中,關鍵是注射型坯的模具,模具的材料對其性能有特殊要求,熱?冷縮系數小,傳熱效率高,熱傳導率高,模具的結構為熱流道形式。從目前我國的模具技術水平來看,還不能開發制造出達到質量標準的注拉吹中空塑料成型機的模具。據了解,有的模具廠對注拉吹中空塑料成型機的模具采用那一種材料還不了解,怎么能開發出模具?

  模具廠缺少投入,使模具技術水平得不到發展。據了解,國外開發制造注拉吹中空塑料成型機的模具廠,自己都有注拉吹中空塑料成型機,開發的模具反復在主機上試驗,直至達到要求,而國內沒有一家模具廠為研制注拉吹中空塑料成型機的模具而購注拉吹中空塑料成型機作為模具的試制設備。

3.4 主機廠與模具廠缺少合作 
  “一步法”注拉吹中空塑料成型機的研制, 主機廠與模具廠必需進行合作,兩者各有分工共同開發,各擔風險,這是國外開發“一步法”注拉吹中空塑料成型機成工的經驗。例如,日本青木固和日本日精公司,都有為他們配套的模具廠,由主機廠提出要求,模具廠進行研制,然后交用戶使用。而我們有的主機廠本身對“一步法”注拉吹中空塑料成型機的模具還很不了解的情況下,為節約研制成本,自己制造模具,結果,不但成形的制品達不到質量標準,而且使主機的形象產生了不良的影響。

3.5研制的方向 
  模具是“一步法”注拉吹中空塑料成型機的研制重點。研制“一步法”注拉吹中空塑料成型機模具的重點是研制注射型坯的模具,注射型坯的模具的研制重點是模具的材料、熱流道噴嘴及熱流道的設計、溫度的控制系統。目前,在我國“一步法”注拉吹中空塑料成型機的模具達不到技術水平的情況下,主機廠可與國外有關模具廠合作。只要模具達到應有的技術水平,配上我們的主機,可以說,“一步法”注拉吹中空塑料成型機能夠走向市場。

4“一步半法” 注拉吹中空塑料成型機

  “一步半法” 注拉吹中空塑料成型機同“一步法” 注拉吹中空塑料成型機的主要區別是,在型坯注塑和拉伸之間有一段較長的過渡時間,即把常規注射型坯設備同一步法拉吹中空成型設備組合起來的綜合式注拉吹中空塑料成型機,優點是,相對于“一步法”成型,降低了模具的性能要求,但由于再加熱拉伸吹塑對型胚進行雙向拉伸,提高PET瓶子的取向結晶度,使其可在87℃進行熱灌裝。從目前我國研制的綜合水平和國情來看,“一步半法” 注拉吹中空塑料成型機,適合國情,具有從主機到模具的研究和制造能力。研制的重點是如何提高生產率。

5 拉吹中空塑料成型機

  PET拉吹中空塑料成型機是把以成形的型坯進行加熱后拉伸吹塑成型。拉吹中空塑料成型機根據其成型工序可分為:把加熱型坯與拉伸吹塑成型放在兩臺設備上進行的“二步法”,把加熱型坯與拉伸吹塑成型放在一臺設備上進行的“一步法”。 “二步法”的拉吹中空塑料成型機,在我國已非常成熟,也是許多小型企業生產碳酸飲料瓶的主要設備,投資成本少,主要缺點是生產效率低。“一步法”拉吹中空塑料成型機在我國已研制成功,今后,“一步法”拉吹中空塑料成型機將取代“二步法”的拉吹中空塑料成型機。拉吹中空塑料成型較適宜成型0.2~20L的中空容器。

BOPP拉吹中空塑料成型機,BOPP瓶的生產也是先注射型坯、在加熱型坯、拉吹成瓶。成型的瓶子透明度不亞于PET瓶,能夠進行熱灌裝,可以耐95℃的高溫,阻透性能優良,良好的化學穩定性,生產成本比PET瓶低20%。東莞佳鴻機械制造公司已生產出BOPP輸液瓶的中空塑料成型機,采用雙閉環的控制系統,以交付40多套設備,填補了國內空白。

  5.1 “一步法”拉吹中空塑料成型機研制的方向

5.1.1 提高成型速度 
  “一步法”拉吹中空塑料成型機主要優點是成型速度快,所以,提高成形速度是其努力追求的主要目標。法國Side公司,其型號為SBO-24DC,拉伸吹塑模具的腔數為48,成型0.5LPET瓶的產量達到60000個/h。提高成形速度的關鍵是:優化加熱系統以減少加熱時間,提高瓶坯的運轉輸送傳動速度,提高瓶坯快速穩定定位的性能,縮短模具開合和吹塑壓緊頭升降時間,增加成型腔數。

5.1.2 瓶坯質量檢測裝置 
  瓶坯質量檢測裝置,國內還是空白。“一步法”拉吹中空塑料成型機所用的瓶坯大多數是外購的,因此瓶坯的質量決定了成品的成型率。提高成型率的前提,必須對瓶坯的質量進行檢測。德國Krones研制出了一種瓶坯質量檢測裝置,能檢測瓶坯的同心度、內徑等質量,每小時可檢測72000個瓶坯,該裝置可安裝在自動堆垛臺之后,也可以安裝在Contiform中空塑料成型機的橫進給輪上。

6 注吹中空塑料成型機

  注吹中空塑料成型機是不對注射型坯進行拉伸只對型坯進行吹塑成形的在同一臺設備上“一步法”完成從原料到成形塑料瓶的生產,自動化程度高,特別適于成型大批量形狀復雜的螺紋瓶口的小型中空容器。注吹中空成型機注射吹塑材料廣泛、成形的瓶口螺紋精度高密封性好、制品無接縫強度高、無邊角料節約成本等優點,特別在醫藥藥品包裝瓶行業有了長足的應用。注吹中空塑料成型一般用于0.5L以下的瓶子生產,最大容器的容積在4L以下。國際上,技術上居領先地位的廠商有:美國的Jomar和Uninoy公司,德國的Battenffeld和Bekum公司,意大利Procrea公司,日本的東芝、日精、住友公司。經過多年的研制,我國的注吹中空成型機從主機到模具已商品化。江蘇維達機械有限公司MSZ系列角尺式注吹中空塑料成型機,水平三工位回轉裝置,一模多腔連續生產。柳州市精業機器有限公司自主研制出國家專利的WB系列臥式注吹中空塑料成型機,翻轉模具,適合生產從2mL―5000mL的中空制品,每模可生產小瓶14―24個,日產量達10萬個以上。

注吹中空塑料成型機的發展方向是縮短成型周期,提高單機單模生產率,減少換模停機時間,提高吹塑速度,優化傳熱系統,以提高產量。

7 滾塑中空成型機

  滾塑中空成型機最適合制作超大型中空容器,目前已生產出40m3以上的超大型儲存罐及形狀復雜長度(6-8)m的小型游艇。制品壁厚比較均勻、幾乎無內應力、廢料少,對用其他成型方法難以成型的中空異型的復雜制品用滾塑中空成型具有明顯的優勢,特別在化工行業大有發展前景。所有的熱塑性粉狀塑料都可以滾塑成型,并擴展到交聯和熱固性塑料領域。

8 結語

  本文對我國包裝行業的中空塑料成型機的現狀和發展方向作了論述,充分說明了我國包裝行業的中空塑料成型機大有發展前景,同時,我們應當看到,我國包裝行業的中空塑料成型機與工業發達國家的差距較大,要做的工作很多,在消化吸收國外先進技術同時,積極開發適應市場需要及具有潛在發展前景的設備。包裝行業的中空塑料成型機的發展方向是:多品種、大型化、高效高產高速節能、電動化、網絡診斷、智能化。


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