第四章第四节_塑料包装容器及成型(塑料包装材料的性能)

塑料包装材料与制品天津科技大学包装与印刷工程学院韩永生2006.3第五章第五章塑料包装容器及成型塑料包装容器•塑料瓶•塑料桶•塑料箱•塑料罐•塑料杯、盘、盒第一节、注射成型•用注射成型的方法可以生产一些形状复杂的包装制品，例如周转箱和各种盖子，也用来生产其他容器。注射生产还用于注射吹塑成型瓶子的型坯的制造。•注射成型时，使用的设备是注射成型机，简称注射机。注射机在结构上很像塑料挤出机，但是注射机要求螺杆能在机筒里前后移动。•1、模具2、喷嘴3、加热器4、料斗5、螺杆6、螺杆驱动电机三板式注射模注射件9PedestalplugMainbodyringPedestalringhalvesBodyplugGate第二节吹塑成型塑料挤出机ExitportGearreducerVariablespeedmotorFeedthroatFeedhopperHopperthroatCoolingjacketScrewHeaterbandsNeckringinsertPinch-offinsertFlashpocketMoldcavityMoldguidepinsCoolingchannelsAdjustableDieLipsExtrusionDieAdjustablePressure(Restrictor)BarExtruderProgrammableParisonsVariableopeningcontrolsparison-wallthickness注射拉伸吹塑成型InjectionmoldBlowmoldopenclosedPreformexpandedtoblowmoldPreformcarriedoveroncorepinAir注射-拉伸-吹塑成型设备BlowpositionStrippositionPreformsInjectionmoldBlowmoldStripperplateExtruderInjectionpositionrotatingtableCorerodPreformandcorepinclampedinblowmoldCorepinmovesdown,stretchingpreformPreformblowntocontainershape热定型和其它瓶子的改进•当容器冷却时，它们常保留一些热应力，如果以后对容器加热，它们就会应力松弛，使容器尺寸发生变化。这是容器热灌装时的一个特殊问题(热产品灌装温度一般在77～93℃之间)。而某些瓶子如PP瓶热灌装没有什么问题，PET瓶在温度超过65℃，就会严重变形，主要原因是它们经历了拉伸吹塑过程。•防止这种变形的方法通常有两种，一种方法是使用热吹塑模，瓶子成品在热的模具内保持足够的时间，以让应力释放并增加结晶度。第二种方法是采用两步吹塑步骤，拉伸吹塑瓶的最初形状要比成品瓶还大些，然后重新加热，使其受热收缩，再在第二个模具里再次吹塑，得到最后产品。这些瓶子可以在80～85℃温度条件下热灌装。在这些过程中，通过拉伸吹塑可使瓶子的结晶度从20％增加到28％，或者更高一些。•用于热灌装的瓶子，当其冷却时也必须经受内部产生的部分真空，这会引起瓶子瘪陷。因此，要对瓶子进行特别的设计，在不影响容器外观的条件下允许某种变形，只要把瓶子做成椭圆形而不是圆柱形，就可以达到这一目的。对于圆柱形瓶子已研究出了许多有效的设计，让那部分瓶壁随着产品的冷却能向内部移动。•另一种改进是对PET瓶的颈部螺纹结晶化的处理。在常规吹塑条件下，由于迅速冷却极大地阻止了PET瓶的结晶，形成的晶体很小。这种结晶化可使瓶子有良好的冲击强度，并使它们保持合乎要求的透明度。可是这种无定形的PET瓶的刚性比那些高结晶度的PET瓶小得多，当瓶子热灌装时，瓶口螺纹部位产生变形。如果让瓶身保持冷却而瓶口螺纹受热，螺纹就可以更大程度地结晶化。随着球状晶体的形成，材料再现透明的白色。在连续热灌装过程中，这种高结晶度的螺纹增强了抗变形的能力，由此可以获得更好的密封。五、复合树脂瓶•与包装薄膜的情况一样，单一聚合物制作的瓶子，使用时不能提供所要求的性能，或者至少在价格上不能接受，这时使用共混聚合物或多层塑料瓶是常用的方法。•1.共混聚合物•2.共挤出瓶•3.共注射型坯吹塑瓶第三节塑料的热成型•热成型通常是将热塑性塑料片状材料加热至高弹态，采用适当的模具或夹具，在压力作用下使其贴近模具的型面，经过冷却获得制品的一种成型方法。热成型工艺的特点•制品适应性强•制品应用范围广•设备投资少•模具制造方便•综上所述，热成型是一种经济和实用的成型方法，但是其主要缺点是热成型所用的原料(片材)成本高、制品的后加工量大且边角废料多，制品壁厚均匀性差，不能制造结构复杂制件。二、热成型方法•热成型方法，按成型动力可分为模压成型和差压成型；前者的成型动力是机械压力，后者是气体或液体压力。根据气体差压，又可分为气压成型和真空成型两类。按成型模具，可分为单阳模、单阴模、对模、无模等，还有按附属设备和操作方法分类等。•1.差压成型•2．覆盖成型•3．柱塞助压成型•4．对模成型(见动画)•三、热成型设备•热成型大多数要在成型机上进行，成型机的动作应包括下列五个工序：①片材的夹持；②片材的加热；③热成型；④冷却；⑤脱模。其中以热成型最为重要和复杂，随热成型方法不同有较大差别。各种成型机并非都要完成上列五个工序，按照实际生产需要有所取舍。•成型设备按操作方式有手动、半自动和全自动之分；按进料方式有分批进料和连续进料之分。手动设备对夹持、加热、抽空、冷却脱模都由人工来调整和完成。半自动设备中的各项操作，除夹持和脱模由人工完成外，其余皆可按预先调定的条件和程序自动完成。全自动设备中的一切操作完全由设备自动进行。热成型机热成型机高速真空成型机和制品制杯机五、热成型工艺因素分析•1.选材•热成型的塑料有聚氯乙烯及其共聚物，聚烯烃，ABS，聚苯乙烯及改性聚苯乙烯，聚丙烯酸酯，醋酸纤维素，醋酸丁酸纤维素，乙烯—醋酸乙烯共聚物等。而对聚砜，聚碳酸酯，聚酰胺等材料则较难热成型。2.成型方法选择•选择成型方法主要根据材料的流动性能、片材的厚度和制件的结构等要求。•材料流动性能好，适用于气压成型和真空成型；流动性差，适用模压成型，特别是单模成型；材料的厚度在0.2mm以下的软制品(薄膜)适用真空成型；•3.成型工艺条件•塑料热成型温度对伸长率和抗张强度有明显的影响，提高温度塑料的伸长率增大，达某一温度时有一极大值，超过这一点伸长率反而下降，抗张强度随温度升高而下降。将片材加热到成型温度所需时间，约占整个成型周期的50％～80％，因此提高加热效率十分重要。片材加热时间主要决定于材料的品种和片材厚度，片材比热容和导热系数。因此，片材应该力求厚度均匀，以保持温度均匀，反之，当温度不均时制品具有内应力。思考题：•1、简述挤出成型过程。•2．根据挤出机中塑料熔化过程，料筒温度的选择对物料的机械降解有何影响?•3．何为注射成型?影响制品质量的因素有哪些?•4．简述注—拉—吹工艺流程及其优点。•5．热成型过程中塑料温度对熔体粘度变化有何影响?热成型中影响制品质量的工艺因素有哪些?怎样控制？•6、简述挤出、注射、热成型及其它方法成型制品特点及基本成型工艺过程。•第五章•完谢谢大家