注射吹塑成型工藝與應(yīng)用

1、注射吹塑成型工藝與應(yīng)用?斗. 1一、 刖 S我國醫(yī)藥包裝品今年來迅速發(fā)展，其塑料包裝容器需求量日趨增加，塑料包裝 容 器成型設(shè)備也在不斷增長。 III 于注射吹塑成型設(shè)備在運行過程中，首先對瓶口進(jìn) 行注 射，包裝瓶口的精度，然后再吹塑瓶體，因而能防止容器內(nèi)的氣體揮發(fā)和外部氣 體行瓶 內(nèi)滲透，保證了瓶口與瓶蓋之間具有很好的密切性能。我國塑料注射吹塑中 空容器的設(shè) 備在“六五”和“七五”期間雖能少量生產(chǎn)，但設(shè)備本身的精度及各項 性能均不及國外 設(shè)備。 U 詢，此類設(shè)備的生產(chǎn)要在提高精密程度上下功夫，成為名副其實的精密注吹機。所謂“精密注吹機”不僅指設(shè)備成型過程中高速高壓具有很好 的穩(wěn)定性，而且要求

2、 生產(chǎn)出的容器尺寸波動和質(zhì)量波動方面達(dá)到較高的穩(wěn)定性，也就 是生產(chǎn)的容器各部分尺 寸和兒何形狀精度要高 , 容器的外觀及內(nèi)在質(zhì)量生產(chǎn)效率等 其它指標(biāo)也能達(dá)到較高水 平。二、 注射吹塑成型設(shè)備注射吹塑設(shè)備主要有注塑機、注塑模、吹塑模和芯模傳送裝置等組成。成型 制品 的臥室注射機均可用于注射吹塑，但注射壓力較低，螺桿的比徑比較小，壓縮比 亦不宜 過大 , 注射型坯用的模具與一般注射模具在所用制模材料與設(shè)訃要求等方面 并無不相 同，若注射時需成型瓶頸螺紋，則應(yīng)將瓶頸與注射一并設(shè)計。另外注射吹塑 成型設(shè)備具 有二、三或四工位，注射與合模的結(jié)構(gòu)形式有臥式、直角式等。不同生 產(chǎn)廠家，設(shè)備的 生產(chǎn)能力各有不

3、同。然而 , 注射吹塑機最基本的規(guī)則就是能同時在一付模具中注射成塑料型坯 , 在另一付模具中進(jìn)行吹脹制成容器。二位機就是基于此 原理而設(shè)計的，制品的 脫出是用機械式或液壓式的頂出機構(gòu)來完成。三位機與二位 機一樣，不過其脫出制品有 專用的土位來完成。四位機是在三位機的基礎(chǔ)上，為特殊 用途如預(yù)吹、預(yù)拉伸等工藝要 求而另增加一個工位?，F(xiàn)在最常用的是三位機，約占gQ%以上, U前國內(nèi)所使用的注吹設(shè)備大多數(shù)是從國外引進(jìn)的。三、注射吹塑成型工藝流程對于所有的塑料包裝廠家來說，注射吹塑工藝絕對是所有塑料加工工藝中重中 之 重的技術(shù) , 各種塑料包裝制品、塑料包裝容器的制造加丄，都需要注射吹塑成型技術(shù)來完成。

4、如這種塑料制品成型工藝可生產(chǎn)塑料瓶、塑料桶、防靜電托盤等。不同 于擠出吹 塑成型工藝，注射成型的成本會更高一些。一個完整的注射吹塑成型工藝流程可分為兩步 : 第一步，型坯制備。由注射機 在高 壓下將熔融物料注入帶有吹氣芯管的管坯模具內(nèi)成型管狀型坯。開模后，型坯 留在芯管 上, 通過機械裝置將熱管坯與芯管一齊轉(zhuǎn)移到吹塑模具內(nèi)；第二步,吹塑。 閉合吹塑模具，將壓縮空氣通入芯管，使管坯吹脹達(dá)到吹塑模腔的形狀，并在空氣壓 力下冷卻定 型，最后脫模取得制品。注射吹塑成型所生產(chǎn)的中空容器主要用于日用品、化妝品、醫(yī)藥、食品等的 包裝。所使用的樹脂有 PR PE PS SAN, PVC. PC等。與擠出吹塑成

5、型法相比，制品壁厚均勻一致，重量公差小，制品頸部尺寸精確穩(wěn)定易與瓶蓋配合，制品形狀一致 , 二次 加工量少，廢邊廢料少。存在的缺點是每種制品必須使用兩付模具（注射型坯模和吹脹成型模），注射型坯模要承受高壓，且兩付模具的定位公差等級較高，因此模具成本昂貴,故此法最適宜于生產(chǎn)批量大的小理精致的制品，U詢一般能生產(chǎn)的容器最 大容獷量不超過 4 升。另外，此法還不能生產(chǎn)有把手的1容器，容器的形狀還不能多樣。四 注射吹塑工藝要求應(yīng)該說，各種熱塑性塑料都具備一定的吹脹性能。但是 , 每種材料的分子結(jié)構(gòu) 不 同, 其吹脹性能也有不同，其至差異十分大。一般吹脹性很小的材料視為不能吹脹材料。加工工藝的不同，對其

6、吹塑性能也有一定的影響。過去，中空容器一般用擠吹工藝生產(chǎn)，所用的材料大多以 PE為主。近年來，由于塑料品種的改性奮如透明PVC也能用擠吹法制成中空制品，且用途十分廣泛 ,正在逐步取代某些領(lǐng)域內(nèi)的 PE制 品。在注吹工 藝中，除上述原料外，還選用有 PP PS PA PET等材料，它們同樣地 具備較好的吵 脹性能。第一 應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的用途選擇適合制造該產(chǎn)品的原料。如醫(yī)藥品包裝容器選用PE Pr (美國制造商選用 CM77勸HDPE一姑一翻成的容器完全符合 FDA許可證要 求， 其性能和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)均達(dá)到或超過美國藥典笫二十版所刊的標(biāo)準(zhǔn) ) 日用品 化妝品 包裝容 器選用PE PS透明PVC等;食品包裝

7、容器選用 PE PS無毒透明PVC PET等，有 特殊用途的包裝容器則選用 PET PA等材料。第二 根據(jù)材料的吹脹性設(shè)計制造模具。膜具必須配設(shè)預(yù)熱 冷卻系統(tǒng)及吹氣系統(tǒng)，還要考慮產(chǎn)品最終形狀與型坯的關(guān)系。一般說來，型坯徑向厚薄必須一致，縱向用薄在能脫模的前提下允許有差異，但不能影響產(chǎn)品質(zhì)量及吹脹性。第三 確定的加工溫度 注射壓力 預(yù)熱溫度，吹脹氣壓等工藝條件 , 經(jīng)生產(chǎn) 確認(rèn) 為最佳時，記錄后編制工藝單存檔。第四 每批產(chǎn)品必須檢驗。尤其對食品，醫(yī)藥包裝容器必須選送樣品經(jīng)監(jiān)測中心檢驗合格，確認(rèn)符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)方可出五 影響注射吹塑成型的丄藝因素及控制影響注射吹塑成型的工藝因素主要有溫度 壓力 時間等

8、。(1) 溫度。與擠出吹塑成型不同，在注射吹塑生產(chǎn)的最初循環(huán)階段，山于熔體的溫度 各工位的模具及芯棒溫度還不相適應(yīng)，溫度控制不穩(wěn)定，會導(dǎo)致型坯注射不足，型坯吹塑失敗，容器易出現(xiàn)較多缺陷。需要繼續(xù)生產(chǎn)一段時間 , 注射吹塑才能轉(zhuǎn)入正常的循 環(huán)周 期。橋或堵塞現(xiàn)象，影響物料的向前輸送。為了控制加料段溫度，需通入冷卻水冷卻。注射機的熔融 混煉段應(yīng)維持較高的加熱溫度。熔體溫度適當(dāng)提高 , 可增加 型坯注射量 ,改善型坯出現(xiàn)缺口及頸部出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象 ; 減少著色塑料，因顏料分散不 佳會導(dǎo)致型坯上出現(xiàn)顏色條紋 , 使型坯容易吹腔表面溫度。其控制區(qū)域包括頸部、瓶身、底部等部位。型坯模具溫度可直接影響型坯在型腔

9、內(nèi)的冷卻速度，如控制恰 當(dāng)，可縮短成型周期，減 少型坯廢品和容器成型時的廢品。注射機的溫度控制。注射機在料筒進(jìn)料段的溫度要低一些，以防止物料在料 口 處出現(xiàn)架。型坯模具幕近注射機噴嘴的型坯底部，溫度較高 ; 瓶身部位次之（一般 為 65135 C）;頸部溫度最低（有些低至 5 C）。型坯模具溫度的控制，要根據(jù)塑料品 種、容器的形狀和大小，經(jīng)試驗后確定。提高頸部和瓶身部位的溫度，型坯成型時，不易出現(xiàn)缺口，但應(yīng) 防止出現(xiàn)型坯粘模（芯棒）現(xiàn)象。底部溫度過高，易使型坯吹脹時出現(xiàn)漏底現(xiàn)象。型坯芯棒溫度的控制。在每一個注射吹塑成型周期，型坯芯棒都要經(jīng)過加熱和冷卻循環(huán) , 并把這個循環(huán)維持在極限，以保證高質(zhì)

10、量容器的主產(chǎn)。不同品種的塑料 , 在成 型時要求芯棒有特殊的溫度分布（如為提高PP瓶的透明度,為保證PET瓶不結(jié) 晶）；為實現(xiàn)型坯的各部位同步吹脹，還要求同一部位的芯棒和模腔的溫度差異不能太大，若芯棒溫度過高 , 熔體很容易在該部位粘模。芯棒的溫度 , 可采用熱交換介質(zhì)， 從芯棒內(nèi)部 進(jìn)行調(diào)節(jié)。在進(jìn)入注射工位前，芯棒也可用調(diào)溫套，從外部進(jìn)行調(diào)節(jié)。注射吹塑中的型坯粘?，F(xiàn)象，也可在模腔或芯棒上噴射脫模劑，或在塑料中混入少量的脫模劑、潤滑劑加以改善。吹塑模具的溫度控制。吹塑模具，可使用冷卻水控制溫度。吹塑模具的溫度 , 要比型坯模具的溫度低 1030cI 二左右。（2）壓力。注射壓力及保壓壓力。注射

11、壓力可在注射機額定壓力范圉內(nèi)調(diào)整。注射壓力不足，型坯表面不平整，熔體充模量不足，易造成型坯缺口、漏底、螺紋尺寸不足等缺陷; 注射壓力過高，易出現(xiàn)型坯芯棒偏斜，型坯出現(xiàn)飛邊。注射壓力可控制在(2.0 、2.5)X10 Pao 熔體被注射充模后，注射機仍需保持足夠的保壓壓力，才能得 到尺寸準(zhǔn)確、表面平整光潔、比容值較低的型坯。與此同時 , 鎖模裝置亦需要保持 足夠 的鎖模力，以防脹模。模具的鎖模力與注射壓力及型腔最大投影面積有關(guān)。吹脹氣壓。吹脹氣壓是指在吹塑模具內(nèi)將型坯吹脹成容器的壓縮空氣壓力。壓縮空氣壓力，一般控制在 0. 8A1. OMPa范圍內(nèi)。提高吹脹氣壓，可減少型坯吹脹不足、肩部變形、瓶

12、身凹陷等缺陷 ; 提高壓縮空氣的體積流量 ( 充氣速度 ) 可提高 生產(chǎn)效 率，改善容器的表面光澤度和壁厚均勻性。(3) 時間。注射吹塑成型周期是各段匸藝過程所需時間的綜合。它包括物料混煉塑化時間、注射時間、模具等待時間、吹塑時間、模具啟閉間隔時間，一般為1020So成 型周期是在保證容器質(zhì)量的前提下，取得最高生產(chǎn)效率的綜合平衡結(jié)果。加快物料塑化時間，可縮短成型周期 , 但以不影響物料塑化質(zhì)量為前提 ; 延長注射時間、保壓 時間、吹脹時 間，有利于改善容器的質(zhì)量，卻會降低生產(chǎn)效率六、注射吹塑成型生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向為了提高成型制品的質(zhì)量，擴大其應(yīng)用領(lǐng)域，今后可能將朝著下面兒個方面發(fā)展(1) 高耐

13、熱性趨勢口前市場上大多數(shù)的塑料制品為注射 -吹塑成型，山于其只能耐 65C以下的溫 度,不能適應(yīng)8090 C熱灌裝溫度,這樣對塑料制品的生產(chǎn)技術(shù)有更高的要求，除了對塑 料 制品的物理化學(xué)性能進(jìn)行改進(jìn)外，還必需改進(jìn)熱灌裝“注射 - 吹塑”成型丄藝，使 其達(dá) 到有較高的熱定型、高溫時收縮率低、抗壓性好、灌裝后的密封性好等優(yōu)點，以適應(yīng)熱灌裝高溫消裝瓶的需要。但其生產(chǎn)工藝控制復(fù)雜，存在成本高，高溫下飲料自身口味的改變及熱灌 子中乙醛含量受熱增高、消耗較多的能量等不利因素。因熱灌裝 LI 的在于高溫 殺菌， 所以，熱灌裝有很有可能被常溫?zé)o菌灌裝所取代。(2) 高阻隔性發(fā)展為了提高PET瓶所盛裝的飲料或啤

14、酒的壽命，必須提高瓶子的阻隔性,既能保 存瓶內(nèi)的二氧化碳，乂能隔絕瓶外的氧氣。先后出現(xiàn)的技術(shù)包括:單層PET或瓶；利用注塑工藝的多層瓶，即在 PET材料中間夾入EVOH或 PEN夾芯；在PET材料上使 用涂覆 材料如PVDC使用PET和 PEN的混合材料，以及 SIDEL的PET瓶內(nèi)壁表面無 定型碳處 理工藝 (ACTIS)。 100%的瓶生產(chǎn)成本過于昂貴；多層瓶的價格和廢棄 物對環(huán)境保護(hù)方面的限制制約了它的發(fā)展 ; 混合材料沒有在價格和性能比上占據(jù)優(yōu) 勢; 涂覆技術(shù)和 ACTIS有待進(jìn)一步發(fā)展。總之，啤酒對包裝提出了更高的要求。(3) 輕量化及成型周期縮短為了提高塑料制品對玻璃及紙包裝品的競

15、爭能力， 必須減輕質(zhì)量， 在保證質(zhì)量 的前 提下縮短“注射 - 吹塑”成型周期，從而降低成本。七、結(jié)語近年來，在國外，注射吹塑成型技術(shù)，不論是在原料、設(shè)備還是成型工藝均取得 了長足發(fā)展，在提高塑料中空容器的性能和生產(chǎn)速率的同時，也大大擴大了其應(yīng)用市 場; 而在國內(nèi)，盡管一些注吹成型設(shè)備生產(chǎn)商也在研發(fā)方面投入了大量人力和物力，但是，就整體技術(shù)水平而言 , 我國的注吹成型設(shè)備還是與國外先進(jìn)水平有較大差距，對進(jìn)口設(shè)備依賴度較大，尤其是高端設(shè)備。希望我國相關(guān)企業(yè)加大研發(fā)力度，同時國家有關(guān)方面也應(yīng)給予政策支持，共同促進(jìn)我國中空成型設(shè)備制造技術(shù)的提高。參考文獻(xiàn)11李海梅，高峰，申長雨？吹塑成型發(fā)展現(xiàn)狀J

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