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提高阻隔性能的多重瓶坯注塑技术 |
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作者：Netstal-Maschinen AG 来源：PT现代塑料 |
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在PET行业中，阻隔技术日益受到人们的重视。为了使PET包装具有令人满意的阻隔效果，目前已有3种经验证的阻隔解决方案为人们所采用。其中，多层法（也被称作“复合注塑”）是先注入PET基材，然后再通过热模芯注入阻隔材料，以形成中间阻隔层。这种方法对操作工的技能要求较高，同时还要求实行严格的质量控制。另一种阻隔解决方案是，直接在PET原料中混入阻隔材料。其优点是，该混合好的材料可以采用标准的瓶坯生产系统进行加工，而无需采取任何其他的工艺措施，操作工也无需掌握任何其他知识。但其缺点是，混入的阻隔材料易使PET变得不透明。第三种方法被称为“涂覆法”，即在吹制成型的空心体或瓶坯的内侧或外侧进行等离子涂覆，该工艺过程通常比较复杂。
除此之外，还有其他一些有关PET瓶坯阻隔的技术解决方案，如多重注塑，其特点是：从内层注塑开始，然后在平行加工期间进行多层注塑。但不幸的是，近年来，该技术已被人们忽略。
图1 SynErgy 2C非常适合于制造彩色或多组分瓶坯
在业界，用于制造瓶坯的多重注塑工艺通常被认为是既困难又复杂，其原因是：首先，要求瓶坯的每一层都必须非常薄。但是在实际生产中，模芯可能会在压力差的作用下偏离中心，从而无法实现壁厚的均匀分配。此外，当第一个成型周期完成后，瓶坯体必须被转入到另一个模腔中进行下一层的注塑。但是到目前为止，这一过程仍是通过旋转来完成的，由此而易导致各层之间的脱层。
图2 瓶坯横截面：内侧的灰色层和基座上的白色支撑标记均可见
为了解决这些问题，Netstal-Maschinen AG与西班牙模具制造商Molmasa，以及西班牙的原料制造商Novapet密切合作，通过集约化的工作，成功地使多重注塑工艺变得经济、可靠且可再生。
现在，经创新改造后的模具和机器，在第一个生产周期内即能够生产出壁厚仅1.2 mm的瓶坯。由于原料技术的进步，还避免了分层脱层的风险。当需要改变模腔时，数排模芯可以平行移动，从而取代了原来复杂的旋转运动。总之，这些技术进步为各种阻隔方案的实施及其他技术的应用铺平了道路。未来，甚至可以使用拉伸聚乙烯(OPP)与阻隔材料的混合物。此外，为了获得不同的色彩效应，还可以将其他材料粘附到第一层上。
PRElactia 瓶坯
在K 2007展会中，一种被称作“PRElactia”的瓶坯(通过碳钛添加剂吸收光线的瓶坯)首次与世人见面，这是采用多重注塑工艺生产的可阻隔光线的乳制品瓶坯。
通常，为了使PET容器能够反射紫外光线，必须添加白色和TiO2，添加的浓度一般为12%左右。作为一种耐磨性高的添加剂，TiO2可以使容器少受磨损。但是，由于TiO2较为昂贵，为了减少其用量，一般可以添加灰色或黑色。然而，灰色或黑色的牛奶瓶在乳制品市场中并不畅销。为了解决这些问题，多重注塑是一种理想的方案。
图3 模芯支撑孔的3D图
多重注塑工艺
在PRElactia瓶坯的多重注塑生产中，采用了一台带有2个注射装置的SynErgy 2C2400-2150/900注塑机，原料则来自Novapet公司，这是该公司专为制造PRElactia瓶坯而生产的原料，被称为“Dairy2 complex”。该材料为即用型材料，在聚合过程中仅添加了7.2%的TiO2。对于瓶坯的各薄层而言，它提供了非常理想的流动性，并避免了分层脱层问题。此外，该瓶坯还采用了专为其研制的碳灰色液体颜色作为其内层，外层仍采用白色。凭借这种碳灰色液体颜色，经拉伸吹塑后，瓶内即形成金属灰色表面，这是充分吸收光线的关键因素。
Molmasa专为该多重注塑工艺设计制造了一种高效模具，它不会随着上述的模芯旋转一起运动。模芯传送根据移位原则进行，这意味着整个模芯板会沿着一排模腔上下移动。这样，模芯首先进入第一层注塑用的模腔中，然后在第二个生产周期中进入相邻的模腔中开始第二层的注塑。当第一个部件完成后，模具打开，模芯平行移动到相邻的较大模腔排处。
通常，在第一个生产周期中制造出的瓶坯体是没有瓶颈的，其壁厚为1.2mm，基座区域拥有3个小孔。实际上，这些都是模芯支撑的结果，可防止填充模腔时模芯出现移动，从而确保了第一层壁厚的均匀性，目前这一解决方案已获得了专利。此外，当为第二个生产周期传送数排模芯时，刚刚被再次释放的模芯将进入第一层注塑用的模腔中。在第二生产阶段，仍然呈灰色的瓶坯体将被涂上一层2mm厚的亮白色，并生成瓶颈和螺纹，同时基座上的3个孔也被填充。
图4 光线阻隔效果完美的纯白色瓶子
尖端的阀门技术则是该多重注塑工艺的另一大创新点。凭借该技术，能够交替地给只在第二个生产周期中插入的最外面的两排模芯充注熔融物。随着模具的最后打开，瓶坯被顶出，其内外两层厚度均匀且完整。
完美的乳制品包装瓶
为了检验这一创新的瓶坯理念所带来的实际效果，Netstal-Maschinen AG首先请法国PDG Plastiques公司来试用PRElactia瓶坯。PDG Plastiques公司拥有多台吹塑机，并且非常熟悉乳制品包装的生产流程。该公司快速地将PRElactia瓶坯吹制成瓶子，然后对其进行了测试。6个月后，按照严格的检测标准，对1000个装有UHT奶的瓶子进行了评估，结果表明，其阻隔性能优于单层瓶子，没有一个瓶子使牛奶染有异味。基于此，2007年秋天，PDG Plastiques成功地将其首台Netstal的瓶坯注塑系统投入到PRElactia瓶坯的制造中。
当手持一个由PRElactia瓶坯吹塑而成的瓶子时，尽管其内层为灰色，但瓶子仍立显纯白色。与采用多层法的瓶子相比，灰色的内层一般看不出来。如果将瓶子切开，则可以看出材料的匹配情况，并且这种匹配还避免了分层脱层的可能。光线测量结果表明，瓶子吸收的光线可高达99.99%，并可反射波长700nm的光线。
显然，多重注塑是Netstal-Maschinen AG及其合作伙伴为乳制品的PET包装开发出的一种完美的解决方案。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(7/17/2009) |
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