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气调包装用PP盘高速热成型技术
作者:Uwe A. Heer    来源:《中国塑料橡胶》
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当大批量生产热成型产品,如塑料盘和泡沫塑料包装时,要达到经济的生产,常常遇到不少难题。德国KIEFEL公司最近开发出一种PP盘热成型装置,生产的PP盘质量极佳,而且生产效率很高。这一PP盘产品非常适合肉类巿场用于气调包装。

气调包装青睐PP盘

气调包装(MAP)可以在保持肉类切片新鲜外观的情况下,避免细菌的侵蚀。由于肉类包装通常需要冷藏,因此选择合适的材料至为重要。如今,在鲜肉包装巿场,90%以上都选用单层PP来包装,货架期为5-7天。利用EVOH作为阻隔层以制造多层材料成本相对较高,一般主要用于要求长货架期的包装,如要求7天以上。其他材料如A-PET比较昂贵而且难以密封。EPS同样有难以密封的问题,而且受冷后容易变脆和不透明,而消费者希望可以看到自己购买的产品,相对而言PVC或者PVC/PE是一个不错的选择,然而由于生态原因,这一产品并不受巿场欢迎,至少在德国是如此。正因为如此,PP盘包装成为这一巿场的主力。

PP盘高速热成型机

要经济地大批量生产热成型产品,通常使用多模腔模具,以在一个生产周期内产出尽可能多的制品。生产聚苯乙烯(PS)或聚酯(APET)包装制品的生产商使用的热成型机,通常配备有成型单元及每个工位的下穿冲切装置。采用这种机器配置,一次可以送入几排料坯,但在外部冲切时一般只能单排操作。如果成型机工作20个周期,冲压机(如采用4排刀具)需工作80个周期。然而,这种成型和外部冲切工艺,在用于加工聚丙烯产品时可能会更困难。

用热成型设备加工PP时,由于PP受热后容易产生不均匀膨胀,而且从模具中取出后还会产生收缩不均,所以聚丙烯有时被称作“问题”聚合物。在常用的薄膜材料中,PP最易收缩,扩散速度也最高。由于存在非线性收缩,模制品的精度下降。因此, Kiefel公司特别推荐使用配备有钢带冲切机的设备成型和冲切PP及由聚酯和聚苯乙烯制成的部件,以确保高的冲切精度。

KMD-BFS系列自动热成型机配备有用于钢带冲切机和堆垛装置的组合成型、冲切站。在BFS设备中,首先成型制件,制件经冷却后进行冲切。这样就可以避免PP切割后冷却产生的不均匀收缩。该系列机器的特点是冲切精度高。但是,到目前为止,由于冲切力很高,限制了采用这种技术可处理的模具表面的尺寸。采用该技术的KMD 75机器的模具尺寸一般不大于770 x 560 mm。以带有密封边缘的PP盘为例,盘尺寸为190 x 144 x 50 mm,最高生产周期为22次/分钟(取决于质量指标),每小时最多可生产12,000只盘。利用热成型-外部冲切技术,可以处理较大的模具表面,每小时可生产多达20,000只盘,当然会存在上面提到的缺点(冲切精度、冲切偏移等)。

配备有钢带冲切机的新型高性能热成型系统,就巿场需求而论,要求有三个特点:机器比标准设备(KMD 75)大;速度快(即具有较好的空载性能);更坚固,所以对于标准形状的塑盘而言,冲切长度不再是一个限制因素。

Kiefel公司基于“以新尺寸成型”的背景,开发了新一代高速热成型机KMD 85 Speedformer。利用该设备每小时可以生产20,000只PP盘(盘尺寸为190 x 144 x 50 mm)。

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Kiefel的SPEEDFORMER专门为PP盘的大量成型而开发

为了达到上述三个要求,这一系统采取了以下措施:KMD 85 B的模具尺寸调整为 850 x 700 mm;速度提高到70净周期/分钟;冲切力达到每批可冲压15只盘(盘尺寸为190 x 144 mm)。

为了达到70次/分钟这种高运行速度,Kiefel采用了西门子公司的定位控制集成系统(SIMOTION)。SIMOTION将SPC与驱动系统直接相连,从而大幅缩短了周期时间,优化设备功能。结合使用这种驱动配置,与现有设备相比,有可能将生产速度提高10%,甚至30%(取决于所采用的技术)。

用PP盘的生产例子很容易展示设备的优点:

KMD 85为15腔,每分钟约25个周期;KMD 75为9腔,每分钟约22个周期。设备投资增加约25%实际上就可以使产量翻一番。如果我们再考虑到每台机器的操作人员配备要求,就很容易理解制造商乐意采用更快、更大型的机器进行大批量生产的原因。由Kiefel AG生产的KMD 85 Speedformer,就是为了充分满足这些新的巿场需求(更大、更快、更坚固)而设计开发的。

(本文作者为Kiefel AG化学工程师) (end)
文章内容仅供参考 (投稿) (4/5/2008)
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