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        PET瓶坯及瓶蓋的注塑(下篇)

        日期:2011年12月23日 11:54


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        瓶坯模具

         

          多腔的瓶坯模具都不採用冷流道。較簡單的流道是熱板設計。

         

          在熱板設計中,每兩腔共用一個加熱區及一個電熱偶,瓶坯底會留有不超過5mm長的水口,而在停機一段時間後,澆道有機會堵塞,要花時間去清理。熱板設計造價便宜,受國內廣大用戶歡迎。

         

          最講究的流道是針閥式熱流道設計。每一個腔都有獨立的加熱及探溫,瓶坯底不留水口,不注射時針閥封閉澆道,故澆道不會堵塞。針閥熱流道每腔的成本超過一萬元。十六腔以上的模具價錢比注塑機還要高。

         

         

        瓶坯模具的腔數  

         

         

         

          瓶坯的皇者是5加侖(19公升)的飲水機瓶子的瓶坯,重量由650g至750g不等。一用即棄的5加侖瓶重量都有400g重。故較流行的此等模具是一腔的,並採用冷流道設計,週期120秒。

         

         

          家用的飲水機流行用3加侖(12升)的瓶子。瓶坯重量300g至520g。模具有用兩腔的,採用熱板/熱流道設計。

         

          為了提高生產效率,近來有廠商以四腔模具來生產3或是5加侖的瓶坯。

         

         

          較輕的瓶坯腔數有6、8、12、16、24、32、48、56、72、96、144及192。為了提高生產效率,盡用注塑機的四柱空間、模板空間及注塑重量來達到最高的腔數。

         

          基於塑化能力的考慮,一般的指引是只使用注塑機的70%注射重量來計算模具的腔數,否則塑化時間便太長了。

         



         

           大多數的瓶坯模具呈長形,就是長度比闊度大。有瓶坯專用的注塑機採用長型的四柱空間迎合瓶坯模具的需要。圖示32腔及以下的模腔安排。

             

        周期時間  

         

          屬厚壁注塑的瓶坯,冷卻時間支配著周期時間。其次便是要將大量的塑料塑化的塑化時間。

         

          在冰水冷卻的條件下,冷卻時間與壁厚有以下的關係。

                 tc = 1.2t2

                 t = 瓶坯壁厚度,mm

                 tc = 冷卻時間,s

                 在這裡,冷卻時間定義為保壓時間。1公升的礦泉水瓶瓶坯壁厚3mm,冷卻時間便佔10.8秒。5加侖瓶瓶坯壁厚8mm,冷卻時間是76.8秒。

          
          幾個可增加塑化時間而不增加周期時間的方法都離不開並行動作。使用預熔器幾乎可在整個周期時間內進行塑化。預熔器只做塑化,注射由獨立的柱塞負責。已塑化的熔融累積在注射柱塞的前面。只是注射時(含保壓)不加料。

         

         

          保壓裝置使預熔器或往復螺桿在冗長的保壓時間內加料。在冷卻時間內,塑料不斷收縮,而保壓填補收縮了的空間,使瓶坯飽滿,不會下陷。

         

          油壓封咀讓“開合模”及“頂出”時,加料仍可進行。模具的阀针亦能充当油压封咀的作用。

         

          屏障式(又稱雙螺紋)螺桿是提高塑化能力的一種螺桿設計。

         
          在螺桿的設計不變的情況下,螺桿直徑越大,計量段的槽深便越深,能增加塑化能力。很多時候,尤其是沒有塑化並行的設計時,塑化能力是個瓶頸,限制了周期時間不能縮短。選用較注塑量所需更大的螺桿直徑會有幫助。

         

        PET瓶坯專用注塑機

         

          針對PET瓶坯注塑的注塑機有著名的赫斯基公司(加拿大),Netstal公司(瑞士)及Krauss Maffei 公司(德國)等,香港的達明科技亦於2000年參與了這個行列。

         

          PET瓶坯專用注塑機有大的注塑重量,大的螺桿長徑比,低的轉速,使用雙螺紋螺杆及塑化並行的設計。

         
          鎖模裝置則有大的四柱空間,大的開模行程,大的最大模厚及大的頂出力及頂出行程。鎖模裝置還要密封,保存著乾燥的空氣。  

         

          變量泵可在長的保壓時間內節省能源。

         

          保壓裝置使在長的保壓時間內螺桿可以加料,省卻了可觀的加料時間,縮短了注塑周期。

         

          達明科技的PET系列有7個成員,螺杆直徑由50 mm 至110 mm,注塑重量由394克至4198克,螺杆長徑比24或26,可容納16腔到72腔的礦泉水瓶瓶坯模具。從32腔開始,可配機械手取出瓶坯,在模外冷卻,縮短模內冷卻時間。此時,注塑機要配上保壓裝置,利用保壓時間來塑化,打破塑化瓶頸。

         



         

          達明科技的PET系列專用機的注塑量比相同鎖模力的普用機大,超過兩倍。瓶坯模具的腔數可以雙倍,提高了生產效率。

         

          單腔5加侖瓶坯無論在重量(750克),長度(420mm)及壁厚(10mm)都需要一台350噸或以上的普用注塑機才能應付,但只有150噸鎖模力的瓶坯專用PET1000注塑機便足夠使用。PET2100-770 及PET4200-920分別能注塑兩腔及四腔的5加侖瓶坯。  

         
          圖示PET1000注塑機配上橫移模具、冰水機、防止模具凝露的乾風機、機械手、輸送帶、除濕乾操機等,在全自動模式下注塑壁厚10mm,但仍然清徹透明的5加侖瓶坯。

         



         

         

        瓶蓋的注塑   

         

          與瓶坯注塑截然不同,瓶蓋的注塑是薄壁注塑。

         

          瓶蓋注塑使用PP,LDPE及HDPE料,均屬於不吸水性的。連乾燥料斗都不需要,輔助設備便簡單得多了。

         

         

        水瓶蓋塑料可掺80%牌号HD5070EA的聚乙稀 (产地辽宁盘锦) 及 20% 牌号

         

                DFDA7042 的线型低密度聚乙稀树脂(产地:中石化) 。

         

                外國的瓶蓋塑料的供應商有LyondellBasell,Borealis及ExxonMobil Chemical公司。

         

          LyondellBasell公司的6331料廣泛用於礦泉水瓶瓶蓋上,SB912料則用於碳酸飲料的瓶蓋上。

         

          Borealis公司的BD4560MO在低溫有優良的耐沖擊性,適合碳酸飲料瓶蓋用。該公司的HG313MO則適合結合鉸鏈的瓶蓋使用。以上的均為PP料。

         

          ExxonMobil Chemical公司的HD 6801 YN 及HMA 016 是適合瓶蓋使用的HDPE料。

         

          薄壁注塑需要大的塑化能力,雙螺紋螺杆及塑化並行的設計有助於縮短注塑週期。

         

          售價不高的瓶蓋需要多腔模具來提高效率,這一點與瓶坯注塑相同,需要大的四柱空間。

         

          達明科技的CAP系列注塑機是專為瓶蓋注塑而設,有半閉環的比例閥控制來提高精準度、有高的開合模速度及頂出速度、大的四柱空間及大的頂出力。

         

         

          系列有CAP16、CAP24、CAP32、CAP48、CAP64及CAP80六個型號,能應付28mm口徑瓶蓋的16腔、24腔、32腔、48腔、64腔及80腔模具。

         

          屬於薄壁注塑的瓶蓋注塑、保壓及冷卻時間幾乎是零,故開合模時間、注射時間、加料時間及頂出頂退時間合起來便是周期時間。若加料能與開合模及頂出頂退同時進行的話,省卻的時間是可觀的。CAP系列有個雙泵設計稱CAP DP系列,能使加料與開合模及頂針動作並行,還能雙泵注射及雙泵塑化,將周期縮短若兩秒。CAP DP系列是配合快速瓶蓋模具使用的。

         

          用了雙泵設計後,國產熱流道的瓶蓋模具可以達到6 s的注塑周期。使用48腔模具的話,日產(24小時)Ø28礦泉水瓶瓶蓋691,200個。在CAP32 DP上, 1.6克瓶蓋在32腔意大利捷飛特 (Gefit) 模具上可以達到4.4 s的注塑周期。

        PET塑料

                  Voridian公司                      网址:www.voridian.com                   

                  Invista 公司                        网址:www.invista.com                      

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        瓶胚及瓶盖模具                                                      

                  星聊塑机模具厂                网址:www.gdxl.com                                                    

                  希捷模具                           网址:www.xijiemould.com 

        热流道                                                                                                               

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        PET注塑机  

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                    Netstal公司                       网址:www.kraussmaffeigroup.com/en/netstal.html   

                    Krauss Maffei                     网址:www.kraussmaffeigroup.com/cn/

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                                                              网址:www.tatming.com.cn

        一步法机器

                     青本固公司                       网址:www.aokitech.co.jp   (日本)

                                                                          www.aokicn.com       (佛山) 

                     日精ASB公司                    网址:www.nisseiasb.co.jp  

        瓶盖塑料

                     LyondellBasell公司             网址:www.basell.com

                     Borealis公司                       网址:www.borealisgroup.com

                     ExxonMobil公司                 网址:www.exxonmobilchemical.com 
         

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