前言
注吹是通过注射吹塑成型(Injection Blow Molding)设备生产中空塑料瓶的方式;挤出吹塑成型工艺(Extrusion Blowing Molding)是目前主要的塑料中空吹塑成型工艺。两者既有很大的相似之处,又有诸多的不同。这两种成型工艺生产被广泛的应用于我们日常所接触到的各个领域,比如:食品、药品、日化包装及石油化工产品等包装容器吹塑生产。
一、注吹瓶的制作工艺
1、注吹瓶生产工艺原理
注吹成型工艺(IBM),即注射吹塑成型工艺。工艺原理是通过注射吹塑成型设备,将树脂加热熔融并注射到型坯模具中形成型坯,然后将依附在芯棒上并具有一定温度的型坯转移到另一吹塑工位模具中,再向型坯内部通入压缩气吹胀型坯,然后依靠吹塑模具冷却定型得到需要的中空制品。产品形成主要经过以下四个核心流程:1、树脂塑化熔融;2、注射型坯;3、吹塑;4、产品脱模。
目前注射吹塑成型工艺市场上主流的设备主要是卧式三工位回转成型设备,原理如上图所示。
2、注吹工艺特点
相对于挤吹工艺,注吹瓶具有以下的工艺特点。
优点:
1. 产品一次成型,没有边角料(不计剪尾),树脂成型率更高,不用进行后加工,原料的利用率更充分。
2. 产品表面光洁、美观。
3. 产品型坯采用注射成型,质量、重量及工艺稳定。
4. 产品口部或螺纹部位采用注塑成型,尺寸精度更高,适合生产密封要求高的产品。
局限性:
较适合生产小容量瓶子,不适合生产大于300ml以上瓶子。
对于异型瓶或扁平,不容易成型。
产品净重固定,不能随机调整。
模具开发及维护成本相对较高,周期长。
生产效率相对不如挤吹高效。
二、挤吹瓶的制作工艺
挤出吹塑成型工艺(EBM),即中空挤出吹塑成型工艺。工艺原理是通过吹塑成型设备挤出系统,将树脂加热熔融状态再由模头挤出,形成管状型坯,自然下垂到模具中形成吹塑型坯;模具合模后,吹气风杆通过风嘴再向型坯内部吹入压缩气吹胀型坯,然后依靠模具冷却定型得到需要的中空制品,产品成型后再在机上自动切边,或后段二次加工去除边料。
氟化瓶和多层阻隔瓶,同为阻隔功能容器,它们各有什么特点呢,带着这个疑问咨询了相关的专家。
首先谈下氟化瓶的技术,氟气和专利技术来源“美国气体公司”,当初英国BOXMORE公司就是带着这个专利技术在国内投资的江苏龙灯博士摩包装材料有限公司(JRB)。氟气+氮气保护,通过中空成型的吹气装置(30年前的专利,是否过专利的保护期未知)将混合的氟气进行吹塑成型,吹塑成型、保压后就完成在线氟化处理,内壁形成一层“聚四氟乙烯”阻隔层。包括比较复杂的风杆结构、以及回收系统,都是这个专利的全套方案。氟气有剧毒,人体吸入会致命,因此这个工艺装置的可靠性非常重要。以前氟气都是通过进口,据说现在氟气已经可以通过国内的军工企业获得,成本大大降低。氮气的获取是比较方便的,氟气的添加比例和精度控制,氟化过程控制、回收(不得产生泄漏)也是这个工艺的关键。氟化工艺装置,目前国内也有仿制的(效果未知)。
氟化处理后的瓶子在瓶子内层形成一层聚四氟乙烯阻隔层。聚四氟乙烯阻隔层的厚度,一般比较薄的大概7~8μm,比较厚的大概10μm左右。聚四氟乙烯层的阻隔效果比较理想,但阻隔效果不是逐渐衰减,当长时间腐蚀一旦形成阻隔突破,阻隔效果会像溃坝一样一泻千里。比如,内容物为甲苯,一年可能没有任何问题,但超过1年半后,氟化层被腐蚀突破,就马上失去阻隔作用。
氟化瓶的优点,整体工艺比较简单,但氟化装置包括基础装置要求比较高价格贵,因为要确保不会产生氟泄漏。表面看,氟化瓶的成本较低,但如果算上周边的辅助成本不一定低。
多层阻隔瓶,阻隔层一般是用EVOH(较低要求也有用尼龙),这种材料是怕水的,所以一般放中间,而且不和其它材料(PE/PP)相融,因此一定要有粘合层,EVOH也比较贵。但这种工艺特性的缺点也成为其优点,EVOH放置在中间是不容易形成突破的,长期阻隔效果比较可靠。合缝处的粘接效果是个风险、回收层的利用也是个麻烦(回收EVOH的相融性)。关键没有对人体造成死亡伤害的风险。而且随着多层技术的不断进步,EVOH层的用量在减少,成本在降低。所以,未来采用多层阻隔会成为趋势。
还要一种氟化工艺是后氟化处理。将已经成型后的瓶子,放入密闭的氟气容器中,进行氟化处理。虽然成本会更低,但制造链更长了,仍然需要周密考虑氟气泄漏风险。