塑料包裝容器及成型(塑料包裝材料的性能)

1、塑料包裝材料與制品天津科技大學(xué) 包裝與印刷工程學(xué)院韓 永 生 2006. 3 第五章 第五章 塑料包裝容器及成型塑料包裝容器塑料包裝容器 塑料瓶塑料瓶 塑料桶塑料桶 塑料箱塑料箱 塑料罐塑料罐 塑料杯、盤、盒塑料杯、盤、盒 第一節(jié)第一節(jié)、注射成型 用注射成型的方法可以生產(chǎn)一些形狀復(fù)雜的包裝制品，例如周轉(zhuǎn)箱和各種蓋子，也用來(lái)生產(chǎn)其他容器。注射生產(chǎn)還用于注射吹塑成型瓶子的型坯的制造。 注射成型時(shí)，使用的設(shè)備是注射成型機(jī)，簡(jiǎn)稱注射機(jī)。注射機(jī)在結(jié)構(gòu)上很像塑料擠出機(jī)，但是注射機(jī)要求螺桿能在機(jī)筒里前后移動(dòng)。1、模具 2、噴嘴 3、加熱器 4、料斗 5、螺桿 6、螺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)三板式注射模三板式注射模注射件注

2、射件9Pedestal plugMain body ringPedestal ringhalvesBody plugGate 第二節(jié)第二節(jié) 吹塑成型吹塑成型 塑料擠出機(jī)塑料擠出機(jī)ExitportGear reducerVariable speed motorFeed throatFeed hopperHopper throatCooling jacketScrewHeater bandsNeck ring insertPinch-off insertFlash pocketMold cavityMold guide pins Coolingchannels Adjustable Die Lip

3、sExtrusion DieAdjustable Pressure (Restrictor) BarExtruderProgrammable ParisonsVariable openingcontrols parison-wall thickness注射拉伸吹塑成型注射拉伸吹塑成型Injection mold Blow mold open closedPreform expanded to blow mold Preform carriedover on core pinAir 注射注射-拉伸拉伸-吹塑成型設(shè)備吹塑成型設(shè)備Blow position StrippositionPreforms

4、Injection moldBlow moldStripper plateExtruderInjectionpositionrotating tableCore rodPreform and core pinclamped in blow moldCore pin moves down,stretching preformPreform blown tocontainer shape熱定型和其它瓶子的改進(jìn)熱定型和其它瓶子的改進(jìn) 當(dāng)容器冷卻時(shí)，它們常保留一些熱應(yīng)力，如果以后對(duì)容器加熱，它們就會(huì)應(yīng)力松弛，使容器尺寸發(fā)生變化。這是容器熱灌裝時(shí)的一個(gè)特殊問(wèn)題(熱產(chǎn)品灌裝溫度一般在7793之間)。而某些

5、瓶子如PP瓶熱灌裝沒(méi)有什么問(wèn)題，PET瓶在溫度超過(guò)65，就會(huì)嚴(yán)重變形，主要原因是它們經(jīng)歷了拉伸吹塑過(guò)程。 防止這種變形的方法通常有兩種，一種方法是使用熱吹塑模，瓶子成品在熱的模具內(nèi)保持足夠的時(shí)間，以讓應(yīng)力釋放并增加結(jié)晶度。第二種方法是采用兩步吹塑步驟，拉伸吹塑瓶的最初形狀要比成品瓶還大些，然后重新加熱，使其受熱收縮，再在第二個(gè)模具里再次吹塑，得到最后產(chǎn)品。這些瓶子可以在8085溫度條件下熱灌裝。在這些過(guò)程中，通過(guò)拉伸吹塑可使瓶子的結(jié)晶度從20增加到28，或者更高一些。 用于熱灌裝的瓶子，當(dāng)其冷卻時(shí)也必須經(jīng)受內(nèi)部產(chǎn)生的部分真空，這會(huì)引起瓶子癟陷。因此，要對(duì)瓶子進(jìn)行特別的設(shè)計(jì)，在不影響容器外觀的條

6、件下允許某種變形，只要把瓶子做成橢圓形而不是圓柱形，就可以達(dá)到這一目的。對(duì)于圓柱形瓶子已研究出了許多有效的設(shè)計(jì)，讓那部分瓶壁隨著產(chǎn)品的冷卻能向內(nèi)部移動(dòng)。 另一種改進(jìn)是對(duì)PET瓶的頸部螺紋結(jié)晶化的處理。在常規(guī)吹塑條件下，由于迅速冷卻極大地阻止了PET瓶的結(jié)晶，形成的晶體很小。這種結(jié)晶化可使瓶子有良好的沖擊強(qiáng)度，并使它們保持合乎要求的透明度。可是這種無(wú)定形的PET瓶的剛性比那些高結(jié)晶度的PET瓶小得多，當(dāng)瓶子熱灌裝時(shí)，瓶口螺紋部位產(chǎn)生變形。如果讓瓶身保持冷卻而瓶口螺紋受熱，螺紋就可以更大程度地結(jié)晶化。隨著球狀晶體的形成，材料再現(xiàn)透明的白色。在連續(xù)熱灌裝過(guò)程中，這種高結(jié)晶度的螺紋增強(qiáng)了抗變形的能力，

7、由此可以獲得更好的密封。 五、復(fù)合樹脂瓶五、復(fù)合樹脂瓶 與包裝薄膜的情況一樣，單一聚合物制作的瓶子，使用時(shí)不能提供所要求的性能，或者至少在價(jià)格上不能接受，這時(shí)使用共混聚合物或多層塑料瓶是常用的方法。 1. 共混聚合物 2. 共擠出瓶 3. 共注射型坯吹塑瓶 第三節(jié)第三節(jié) 塑料的熱成型塑料的熱成型 熱成型通常是將熱塑性塑料片狀材料加熱至高彈態(tài)，采用適當(dāng)?shù)哪＞呋驃A具，在壓力作用下使其貼近模具的型面，經(jīng)過(guò)冷卻獲得制品的一種成型方法。 熱成型工藝的特點(diǎn)熱成型工藝的特點(diǎn)制品適應(yīng)性強(qiáng) 制品應(yīng)用范圍廣 設(shè)備投資少 模具制造方便 綜上所述，熱成型是一種經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的成型方法，但是其主要缺點(diǎn)是熱成型所用的原料(片

8、材)成本高、制品的后加工量大且邊角廢料多，制品壁厚均勻性差，不能制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜制件。二、熱成型方法二、熱成型方法 熱成型方法，按成型動(dòng)力可分為模壓成型和差壓成型；前者的成型動(dòng)力是機(jī)械壓力，后者是氣體或液體壓力。根據(jù)氣體差壓，又可分為氣壓成型和真空成型兩類。按成型模具，可分為單陽(yáng)模、單陰模、對(duì)模、無(wú)模等，還有按附屬設(shè)備和操作方法分類等。 1. 差壓成型 2覆蓋成型 3柱塞助壓成型 4對(duì)模成型(見(jiàn)動(dòng)畫) 三三 、熱成型設(shè)備、熱成型設(shè)備 熱成型大多數(shù)要在成型機(jī)上進(jìn)行，成型機(jī)的動(dòng)作應(yīng)包括下列五個(gè)工序：片材的夾持；片材的加熱；熱成型；冷卻；脫模。其中以熱成型最為重要和復(fù)雜，隨熱成型方法不同有較大差別。各種

9、成型機(jī)并非都要完成上列五個(gè)工序，按照實(shí)際生產(chǎn)需要有所取舍。 成型設(shè)備按操作方式有手動(dòng)、半自動(dòng)和全自動(dòng)之分；按進(jìn)料方式有分批進(jìn)料和連續(xù)進(jìn)料之分。手動(dòng)設(shè)備對(duì)夾持、加熱、抽空、冷卻脫模都由人工來(lái)調(diào)整和完成。半自動(dòng)設(shè)備中的各項(xiàng)操作，除夾持和脫模由人工完成外，其余皆可按預(yù)先調(diào)定的條件和程序自動(dòng)完成。全自動(dòng)設(shè)備中的一切操作完全由設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行。熱成型機(jī)熱成型機(jī)熱成型機(jī)熱成型機(jī)高速真空成型機(jī)和制品高速真空成型機(jī)和制品制杯機(jī)制杯機(jī)五、熱成型工藝因素分析五、熱成型工藝因素分析 1.選材 熱成型的塑料有聚氯乙烯及其共聚物，聚烯烴，ABS，聚苯乙烯及改性聚苯乙烯，聚丙烯酸酯，醋酸纖維素，醋酸丁酸纖維素，乙烯醋酸乙烯共

10、聚物等。而對(duì)聚砜，聚碳酸酯，聚酰胺等材料則較難熱成型。 2 . 成型方法選擇成型方法選擇選擇成型方法主要根據(jù)材料的流動(dòng)性能、片材的厚度和制件的結(jié)構(gòu)等要求。材料流動(dòng)性能好，適用于氣壓成型和真空成型；流動(dòng)性差，適用模壓成型，特別是單模成型；材料的厚度在0.2mm以下的軟制品(薄膜)適用真空成型； 3.成型工藝條件成型工藝條件塑料熱成型溫度對(duì)伸長(zhǎng)率和抗張強(qiáng)度有明顯的影響，提高溫度塑料的伸長(zhǎng)率增大，達(dá)某一溫度時(shí)有一極大值，超過(guò)這一點(diǎn)伸長(zhǎng)率反而下降，抗張強(qiáng)度隨溫度升高而下降。將片材加熱到成型溫度所需時(shí)間，約占整個(gè)成型周期的5080，因此提高加熱效率十分重要。片材加熱時(shí)間主要決定于材料的品種和片材厚度，片材比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)。因此，片材應(yīng)該力求厚度均勻，以保持溫度均勻，反之，當(dāng)溫度不均時(shí)制品具有內(nèi)應(yīng)力。 思考題：思考題： 1、簡(jiǎn)述擠出成型過(guò)程。