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我國中空塑料成型機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向
擠吹中空塑料成型機(jī)是中空容器成形的主要設(shè)備，世界上百分之八十到百分之九十的中空容器是采用擠吹成形的。在我國中空塑料成型機(jī)的發(fā)展歷程中，擠吹中空塑料成型機(jī)是發(fā)展快，完善的中空塑料成型機(jī)，特別是小型擠吹中空塑料成型機(jī)的發(fā)展速度特別快。現(xiàn)在，我國已有多家制造廠家能生產(chǎn)成形1000L單層中空容器的擠吹中空塑料成型機(jī)。
1 多層共擠出中空塑料成型機(jī)
多層共擠出中空塑料成型機(jī)是很有發(fā)展前途的中空塑料成型機(jī)。多層吹塑高阻隔性中空制品在中空制品領(lǐng)域內(nèi)占的比例越來越大。多層吹塑制品不僅在食品包裝工業(yè)發(fā)展很快，而且在化學(xué)品、化妝品、醫(yī)藥衛(wèi)生及其它工業(yè)包裝方面也迅速增長。
多層共擠中空塑料成型機(jī)在我國擠吹中空塑料成型機(jī)領(lǐng)域中是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。多層共擠中空制品的發(fā)展促進(jìn)了多層共擠出中空塑料成型機(jī)的發(fā)展。國際上，近年來，多層共擠出中空塑料成型機(jī)發(fā)展的速度很快，同時(shí)技術(shù)進(jìn)步也很快。也有一些品種推出，例如，衡陽華意機(jī)械橡塑機(jī)有限公司開發(fā)的HYB-75D三層共出擠出雙工位模內(nèi)貼標(biāo)中空成型機(jī)，采用四模頭雙工位，配備的集成PID溫控系統(tǒng)，各螺桿擠出壓力實(shí)時(shí)檢測，自動(dòng)去飛邊，的西門子全電腦控制在不影響制品阻透性品質(zhì)情況下減小中層及內(nèi)層厚度（0.03-0.05mm）。陜西包裝塑料機(jī)械廠能夠生產(chǎn)六層500L的共擠出中空塑料成型機(jī)，達(dá)到德國同類機(jī)的水平。
1.1 研發(fā)
多層共擠出中空塑料成型機(jī)的研究主要有以下三點(diǎn)：（1）研究一定范圍的共擠出機(jī)頭（模頭），以滿足不同材料、不同層數(shù)、機(jī)頭直徑等要求；（2）研究組合包裝系統(tǒng)，它能根據(jù)不同的原料特制出可能允許的組合數(shù)的機(jī)頭；（3）研究基礎(chǔ)機(jī)械程序，它可用不同數(shù)量的模塑工位和包括生產(chǎn)速度和制品設(shè)計(jì)的平臺(tái)尺寸。
1.2開發(fā)產(chǎn)品品種
0.2L～1L的化妝品及家用衛(wèi)生清潔劑2～3層共擠出中空塑料成型機(jī)。國際上，化妝品及家用衛(wèi)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(shù)仍采用單層中空塑料容器包裝。隨著人民生活質(zhì)量的提高，對(duì)化妝品及家用衛(wèi)生清潔劑中空塑料容器的耐化學(xué)性、抗阻透性的要求會(huì)越來越高，多層高性能的化妝品及家用衛(wèi)生清潔劑中空塑料容器會(huì)有更大的市場。
4～6層共擠出汽車油箱中空塑料成型機(jī)。多層共擠出中空塑料成型在汽車油箱上廣泛的發(fā)展前途，隨著環(huán)境保護(hù)要求的提高，單層油箱已不能滿足環(huán)境保護(hù)的要求，使用高阻隔性的多層油箱已成為發(fā)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(yīng)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。美國百分之九十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(xué)習(xí)與思考。我國生產(chǎn)多層共擠出汽車油箱的中空塑料成型機(jī)主要是進(jìn)口的，國內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備還處在推廣應(yīng)用階段。
大型多層共擠出中空塑料成型機(jī)。該類大型多層共擠出中空塑料成型機(jī)主要生產(chǎn)滿足化學(xué)品、危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)娜萜鳌auser公司推出了雙工位三層共擠的中空塑料成型機(jī),該機(jī)配備了四臺(tái)擠出機(jī),用于生產(chǎn)滿足危險(xiǎn)品運(yùn)輸要求的三層220L的大型桶,內(nèi)層為抗撕裂的HDPE,外層為抗紫外線層,中間層為高相對(duì)分子質(zhì)量的HDPE,每小時(shí)能生產(chǎn)80個(gè)到100個(gè)桶,每個(gè)桶重8.5kg。
2 注吹大型中空塑料成型機(jī)
注吹大型中空塑料成型機(jī)是在擠吹大型中空塑料成型機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)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(jī)是把注塑機(jī)的注射塑化機(jī)構(gòu)與擠吹中空塑料成型機(jī)的吹塑合模機(jī)構(gòu)互相結(jié)合起來的綜合型中空塑料成型機(jī)，吸取和發(fā)揮兩種機(jī)械的各自特長，達(dá)到型坯重量重復(fù)精度高、塑化能力高、換色換料時(shí)間短、熔體融合縫區(qū)的強(qiáng)度高。擠吹大型中空塑料成型機(jī)一般采用?α鮮交?頭，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件多，所以從?α鮮交?頭本身的特點(diǎn)，不可避免存在換色換料時(shí)間長，計(jì)量精度不準(zhǔn)等缺點(diǎn)。注吹大型中空塑料成型機(jī)的機(jī)頭把擠吹中空塑料成型機(jī)?α鮮交?頭中的?α蝦妥⑸浼煩魴團(tuán)叩牧街止δ芊擲氤隼矗由注射塑化機(jī)構(gòu)完成，這樣，使機(jī)頭具有連續(xù)式機(jī)頭易換色換料的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，簡化了機(jī)頭的結(jié)構(gòu)，再加上合理的流道設(shè)計(jì)，從根本上解決了擠吹中空塑料成型機(jī)?α鮮交?頭換色換料時(shí)間長的缺陷，同時(shí)不影響型坯壁厚控制伺服系統(tǒng)的安裝。
3 “一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)
“一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)，中、小型機(jī)主要成型PET碳酸飲料瓶、礦泉水瓶，大型機(jī)主要成型PC純水瓶。“一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)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(tái)設(shè)備上連續(xù)進(jìn)行的設(shè)備。現(xiàn)在，我國使用的注拉吹中空塑料成型機(jī)基本上都是日本青木固和日本日精的設(shè)備，這值得每一家中空設(shè)備生產(chǎn)廠家深思。注拉吹中空塑料成型機(jī)有其自己的特點(diǎn)，是其它吹瓶機(jī)不能替代的。國外廠商看好中國市場，據(jù)他們估計(jì)，飲料包裝行業(yè)，中國市場還需要不少于800臺(tái)生產(chǎn)PET瓶“一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)。
3.1研制存在問題分析
經(jīng)過近十年的研制，為什么我國的注拉吹中空塑料成型機(jī)還達(dá)不到商品化水平。究其原因，作者認(rèn)為主要以下原因：
3.2開發(fā)思路誤區(qū)
只重主機(jī)開發(fā)，忽視模具開發(fā)。注拉吹中空塑料成型機(jī)是主機(jī)與模具兩者結(jié)合的設(shè)備,從主機(jī)與模具兩者對(duì)整機(jī)的重要性來說, 主機(jī)只占整機(jī)的百分之四十,而模具要占整機(jī)的百分之六十,主機(jī)開發(fā)成功,并不等于整機(jī)開發(fā)成功,只有主機(jī)與模具兩者共同開發(fā)成功,才能說注拉吹中空塑料成型機(jī)開發(fā)成功。日本青木固式“三工位”及日本日精式“四工位”機(jī)型的技術(shù)關(guān)鍵是模具，而我們的一些塑料機(jī)械廠在開發(fā)注拉吹中空塑料成型機(jī)過程中，沒有正確認(rèn)識(shí)到主機(jī)與模具兩者之間的關(guān)系，只重視開發(fā)主機(jī)，而沒有把開發(fā)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(shù)水平達(dá)不到要求
注拉吹中空塑料成型機(jī)的模具不同于注射成型模具，有其自己的特點(diǎn)。注拉吹中空塑料成型機(jī)的模具中，關(guān)鍵是注射型坯的模具，模具的材料對(duì)其性能有特殊要求，熱?冷縮系數(shù)小，傳熱效率高，熱傳導(dǎo)率高，模具的結(jié)構(gòu)為熱流道形式。從目前我國的模具技術(shù)水平來看，還不能開發(fā)制造出達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的注拉吹中空塑料成型機(jī)的模具。據(jù)了解，有的模具廠對(duì)注拉吹中空塑料成型機(jī)的模具采用那一種材料還不了解，怎么能開發(fā)出模具？
模具廠缺少投入，使模具技術(shù)水平得不到發(fā)展。據(jù)了解，國外開發(fā)制造注拉吹中空塑料成型機(jī)的模具廠，自己都有注拉吹中空塑料成型機(jī)，開發(fā)的模具反復(fù)在主機(jī)上試驗(yàn)，直至達(dá)到要求,而國內(nèi)沒有一家模具廠為研制注拉吹中空塑料成型機(jī)的模具而購注拉吹中空塑料成型機(jī)作為模具的試制設(shè)備。
3.4 主機(jī)廠與模具廠缺少合作
“一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)的研制, 主機(jī)廠與模具廠進(jìn)行合作,兩者各有分工共同開發(fā)，各擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，這是國外開發(fā)“一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)成工的經(jīng)驗(yàn)。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(jī)廠提出要求，模具廠進(jìn)行研制，然后交用戶使用。而我們有的主機(jī)廠本身對(duì)“一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)的模具還很不了解的情況下，為節(jié)約研制成本，自己制造模具，結(jié)果，不但成形的制品達(dá)不到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，而且使主機(jī)的形象產(chǎn)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(jī)的研制。研制“一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)模具的是研制注射型坯的模具，注射型坯的模具的研制是模具的材料、熱流道噴嘴及熱流道的設(shè)計(jì)、溫度的控制系統(tǒng)。目前，在我國“一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)的模具達(dá)不到技術(shù)水平的情況下，主機(jī)廠可與國外有關(guān)模具廠合作。只要模具達(dá)到應(yīng)有的技術(shù)水平，配上我們的主機(jī)，可以說，“一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)能夠走向市場。
4“一步半法” 注拉吹中空塑料成型機(jī)
“一步半法” 注拉吹中空塑料成型機(jī)同“一步法” 注拉吹中空塑料成型機(jī)的主要區(qū)別是，在型坯注塑和拉伸之間有一段較長的過渡時(shí)間，即把常規(guī)注射型坯設(shè)備同一步法拉吹中空成型設(shè)備組合起來的綜合式注拉吹中空塑料成型機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是，相對(duì)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(duì)型胚進(jìn)行雙向拉伸，提高PET瓶子的取向結(jié)晶度，使其可在87℃進(jìn)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(jī)，適合國情，具有從主機(jī)到模具的研究和制造能力。研制的是如何提高生產(chǎn)率。
5 拉吹中空塑料成型機(jī)
PET拉吹中空塑料成型機(jī)是把以成形的型坯進(jìn)行加熱后拉伸吹塑成型。拉吹中空塑料成型機(jī)根據(jù)其成型工序可分為：把加熱型坯與拉伸吹塑成型放在兩臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行的“二步法”，把加熱型坯與拉伸吹塑成型放在一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行的“一步法”。 “二步法”的拉吹中空塑料成型機(jī)，在我國已成熟，也是許多小型企業(yè)生產(chǎn)碳酸飲料瓶的主要設(shè)備，投資成本少，主要缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低。“一步法”拉吹中空塑料成型機(jī)在我國已研制成功，今后，“一步法”拉吹中空塑料成型機(jī)將取代“二步法”的拉吹中空塑料成型機(jī)。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(jī)，BOPP瓶的生產(chǎn)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(jìn)行熱灌裝，可以耐95℃的高溫，阻透性能優(yōu)良，良好的化學(xué)穩(wěn)定性，生產(chǎn)成本比PET瓶低百分之二十。東莞佳鴻機(jī)械制造公司已生產(chǎn)出BOPP輸液瓶的中空塑料成型機(jī)，采用雙閉環(huán)的控制系統(tǒng)，以交付40多套設(shè)備。
5.1 “一步法”拉吹中空塑料成型機(jī)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(jī)主要優(yōu)點(diǎn)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(biāo)。法國Side公司，其型號(hào)為SBO-24DC，拉伸吹塑模具的腔數(shù)為48，成型0.5LPET瓶的產(chǎn)量達(dá)到60000個(gè)/h。提高成形速度的關(guān)鍵是：優(yōu)化加熱系統(tǒng)以減少加熱時(shí)間，提高瓶坯的運(yùn)轉(zhuǎn)輸送傳動(dòng)速度，提高瓶坯快速穩(wěn)定定位的性能，縮短模具開合和吹塑壓緊頭升降時(shí)間，增加成型腔數(shù)。
5.1.2 瓶坯質(zhì)量檢測裝置
瓶坯質(zhì)量檢測裝置，國內(nèi)還是空白。“一步法”拉吹中空塑料成型機(jī)所用的瓶坯大多數(shù)是外購的，因此瓶坯的質(zhì)量決定了成品的成型率。提高成型率的前提，對(duì)瓶坯的質(zhì)量進(jìn)行檢測。德國Krones研制出了一種瓶坯質(zhì)量檢測裝置，能檢測瓶坯的同心度、內(nèi)徑等質(zhì)量，每小時(shí)可檢測72000個(gè)瓶坯，該裝置可安裝在自動(dòng)堆垛臺(tái)之后，也可以安裝在Contiform中空塑料成型機(jī)的橫進(jìn)給輪上。
6 注吹中空塑料成型機(jī)
注吹中空塑料成型機(jī)是不對(duì)注射型坯進(jìn)行拉伸只對(duì)型坯進(jìn)行吹塑成形的在同一臺(tái)設(shè)備上“一步法”完成從原料到成形塑料瓶的生產(chǎn)，自動(dòng)化程度高，特別適于成型大批量形狀復(fù)雜的螺紋瓶口的小型中空容器。注吹中空成型機(jī)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(qiáng)度高、無邊角料節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)，特別在醫(yī)藥藥品包裝瓶行業(yè)有了長足的應(yīng)用。注吹中空塑料成型一般用于0.5L以下的瓶子生產(chǎn),容器的容積在4L以下。國際上，技術(shù)上居地位的廠商有：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(jīng)過多年的研制，我國的注吹中空成型機(jī)從主機(jī)到模具已商品化。江蘇維達(dá)機(jī)械有限公司MSZ系列角尺式注吹中空塑料成型機(jī),水平三工位回轉(zhuǎn)裝置,一模多腔連續(xù)生產(chǎn)。柳州市精業(yè)機(jī)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(jī),翻轉(zhuǎn)模具，適合生產(chǎn)從2mL―5000mL的中空制品，每模可生產(chǎn)小瓶14―24個(gè)，日產(chǎn)量達(dá)10萬個(gè)以上。
注吹中空塑料成型機(jī)的發(fā)展方向是縮短成型周期，提高單機(jī)單模生產(chǎn)率，減少換模停機(jī)時(shí)間,提高吹塑速度，優(yōu)化傳熱系統(tǒng)，以提高產(chǎn)量。
7 滾塑中空成型機(jī)
滾塑中空成型機(jī)適合制作超大型中空容器，目前已生產(chǎn)出40m3以上的超大型儲(chǔ)存罐及形狀復(fù)雜長度（6-8）m的小型游艇。制品壁厚比較均勻、幾乎無內(nèi)應(yīng)力、廢料少，對(duì)用其他成型方法難以成型的中空異型的復(fù)雜制品用滾塑中空成型具有明顯的優(yōu)勢，特別在化工行業(yè)大有發(fā)展前景。所有的熱塑性粉狀塑料都可以滾塑成型，并擴(kuò)展到交聯(lián)和熱固性塑料領(lǐng)域。
8 結(jié)語
本文對(duì)我國包裝行業(yè)的中空塑料成型機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向作了論述，充分說明了我國包裝行業(yè)的中空塑料成型機(jī)大有發(fā)展前景，同時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)看到，我國包裝行業(yè)的中空塑料成型機(jī)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的差距較大，要做的工作很多，在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)同時(shí)，開發(fā)適應(yīng)市場需要及具有潛在發(fā)展前景的設(shè)備。包裝行業(yè)的中空塑料成型機(jī)的發(fā)展方向是：多品種、大型化高產(chǎn)高速節(jié)能、電動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)診斷、智能化。
