吹塑成型工艺
所谓吹塑成型,是一种生产塑料中空制品的方法,通常也称为中空成型。这种方法,不仅能够制造瓶、容器和玩具,而且可以成型油箱、贮槽和人体模型等,因此,尽管它的发展历史不长,但是现已成为塑料工业所熟悉的加工方法之一。
所谓吹塑成型,是一种生产塑料中空制品的方法,通常也称为中空成型。这种方法,不仅能够制造瓶、容器和玩具,而且可以成型油箱、贮槽和人体模型等,因此,尽管它的发展历史不长,但是现已成为塑料工业所熟悉的加工方法之一。
塑料的吹塑成型并不是一种全新的概念,其渊源可以追溯到古代玻璃瓶的吹制。炽热的玻璃熔融体做成适当的管子,在其顶端封住,然后用人的嘴巴吹气,捌成玻璃的中空制品。这种方法,迄今仍然作为“手吹法一用来制造高级的玻璃制品,但是,关于有机高分子热塑性材料的吹塑成型,最早的记载是18 51年美国Armtrong氏的专利以及1880年美国Chrpentar氏的专利。后者是用赛璐珞吹塑人像,二张硝酸纤维塑料片夹在一付对合的模具内,用一个喷嘴把蒸汽通入二片之问,片材受热软化并吹胀成模穴的形状。由于蒸汽温度的影响和模具所施加的压力,使二张片材的边缘熔融结合成整个制品。合镇压力维持至模具和制品冷却,并从过量的片材上切下制品。用这种方法生产的制品,主要局限于新奇小巧而价廉物美的产品,如儿童玩具等.此法的明显缺点是生产速度极慢,而且需要大量的手工操作.
在对比玻璃和热塑性塑料的吹塑成型时,注意下面这一亭实是很重要的.在制造玻璃瓶时,由于玻璃的导热性高,有利于运用吹塑成型技术,即使不用模具和特定的镇模装置,也可以获得较高的生产率。但是,对于复料来说,它的导热性低,就不能完全象玻璃那样吹塑成型,而必须采用密闭而且冷却的模具,这样,不仅能够确保制品的外形和尺寸一致,获得必要的字母和花纹,而且借助冷却的模具,生产速率可大大提高。
塑料吹塑的发展
塑料吹塑的发展
在塑料吹塑成量的早期发展阶段,它的进展并不很快,特别在1939一1945年的第二次世界大战期问,吹塑成型较之其他蔓科加工技术进步更慢.这主要涉及到二个原因,第一,作为吹塑成型的唯一塑料品种——纤维素塑料,当时实行定额分配,而且供应给瓶用的塑料质量较差,第二,成型产品和包装有关,而在成争时期,它被认为是一种奢侈品。此后,随着塑科工业中斯的合成树脂尤其是低密度聚乙烯的大规模工业化生产,它的来源丰富、价格便宜,易于加工以及作为包装材料的适应性,给吹塑成型以巨大的促进作用,才使这一技术步上了蓬勃发展阶段.因此,尽管近代塑料吹塑成型的确立是在1930年左右,其工业化生产美国始于1940年,日本列比美国起步还晚IO年,但是工业上的大规模发展是在50年代,也可以说塑料吹塑成型悬与聚乙烯同时发展起来的。工业上大幅度增长的标志,可由从事塑料吹塑成型的公司数目来说明,在1940~1950的十年同,世界上只有为效不多的加工厂,而在目前,巳增至几千家,仅在欧洲,吹塑成型厂就巳超过一千家.
在发展聚乙烯吹塑成型技术之初,所碰到的困难是无法得到璧厚均匀一致的制品.这一情况,和当时铆品的形状设计有很大的关系.此外,制品的颈部定径以及制品成型后的飞边整饰也存在技术问题。
随后,在制品设计以及型坯厚度控制二方面获得了进晨,因此,有可能生产各种形状复杂的产品,产品市场迅速扩大.低密度聚乙烯瓶首先大量应用于家庭用液体洗涤剂的包装,这种包装容器较之玻璃、金属和其的包装,这种包装容器较之玻璃、金属和其 它硬质包装容器的明显优点是柔软,可以挤压.但是i包装容器需要有引人注目的商标及外观,丽聚乙烯塑料的表面惰性,给各种装饰技术带来了困难.直到火焰处理、电晕放电处理等表面活化技术以及丝印、胶版印嗣、烫金印刷等蓑饰方法相继发展,使塑料容器篦象其他容器一样,从成型、装饰到灌装全部生产线联成一体化.因此包装产品的翻造者,有可能在它自己所属的工厂内安装吹塑成塑设备,把产品和包装容器的生产有机地结合起来,大大节省了周转费用和生产成本。
继低密度聚乙烯之后,高密度聚乙烯开始问世。这种材料立即在吹塑成型瓶和容器等包装方面获得了空前的发展,为大量形状复杂和使用耐久的产品开拓了市场.主要原因在于它具有较大的刚性,可以制造较薄的瓶和容器,例如璧厚可陴至0.13毫米,因此能提供一种质轻而价廉的包装。另外,它对水蒸汽的透过性较低,加上高温加工时的热稳定性,使加工者更乐于选用.自从它进入吹塑成型领域以来,国外巳大量用于盛装漂白液和洗涤剂,并且还成功地甩来盛装油.
包装工业开始由玻璃、金属转向塑料的重要原因,除了塑料翻品具有质轻价廉、运费低,不易破损之外,还在于塑料可以倒成各种形状和色泽的容器以及适应各种装饰印刷技术。例如,可采用一种能与占统治地位的包装印刷——胶印法相匹敌的高速丝印,耽可以使制品拥有非常形象化的装饰效果,这在很大程度上刺激了超级市场产品销售量的增长。目前,许多消费品从去垢剂,抛光剂到墨水、化妆品均已大量使用塑料吹塑成型包装。然而,必须注意到,无论是低密度聚乙烯还是膏密度聚乙烯,对氧气、二氧化碳、有机溶剂和植物油,都具有透过性。冈此,聚乙烯容器通常只限于包装那些不为它所透过的物质,但如属必需,可选用两种材料双层复合吹塑的包装容器.
顺便指出,在包装工业中,包装和容器二词往往容易混为一谈,为此有必要作出定义.通常,前者是指含有产品的包装,用过以后就弃之不展了,列如去垢荆和化妆品的瓶。而后者是指一器具,在其整个使用期内,根据需要,可以重新整装产品的容器,饲如喷水壶、啤酒桶和贮液槽等.
塑料吹塑技术应用
塑料吹塑技术应用
由于新型吹塑成型设备及硬质聚氯乙烯(pvc)配方技术的进步,有可能在极高的生产速率下翻造出重量极轻的瓶和容器.这种容器具有刚性、强韧性和比较低的透过性等特点,加上其透明度可以与玻璃相媲美,重量仅与相同容量玻璃瓶的8%,因此,聚氯乙烯(PVC)吹互制品迅速地进入了水果汁、食用油、酒、香波、去垢剂和消毒剂等产品一次性消贵包装的领域。
塑料水果汁包装瓶是在1962年问世的,它是早期大量使用聚氯乙烯(PVC)的代表,这些瓶很快取得了成功.目前除了为英国零售商所采用外,差不多在同时或更早一些时候,法国uesilur食甩油制造厂决定用硬质聚氯乙烯瓶代替玻璃瓶,这样可以减少运输,清洗、仓库等费用以及节省较多的劳动力.
鉴于聚氯乙烯(PVC)瓶旨在尽可能直接代替现有的玻璃瓶,它们目前和未来的应用领域是在食物和饮料包装方面,这就产生了一个问题,即聚氯乙烯(PVC)塑料的毒性问题。食品管理制度各国不同,情况较复杂.因此,在某种程度上妨碍了聚氯乙烯瓶的推广应用.例如,那些为塑料瓶提供透明性的稳定剂体系,某些学者认为是有毒的,而另一些学者认为无毒.另外,聚氯乙烯(PVC)的氯气透过性比较高,它能导致包装物质的发酵和降低维生素含量.为了克服这一块点,需要采用较厚的瓶盛,结果是重量增加,在一定程度上,又抵消了薄壁聚氯乙烯瓶所能提供的经济上的优越性.
目前,法国在应用聚氯乙烯(PVC)瓶方面占世用后即弃的薄壁酸乳酪包装罐,也有很大的市场。在此情况下,当然是使用白色不透明的高冲击聚苯乙烯.据说1967年英国消耗了二亿只睃乳酪罐,而在同一时期的法国消耗量达二十亿只,虽然并非都是聚苯乙烯的,但其数量还是值得注意的。
还有其他一些热塑性塑料进入吹塑成型包装市场,尽管其数量在口前仍然不大,不过它们进一步扩大了应用的范固,因此值得在这里简单提一下。
某些新的发展是.聚丙烯的注射吹塑成型喷雾香水瓶,聚酚氯的洗眼瓶,聚4一甲纂戊烯的实验用瓶以及醋酸丁酸纤维的肪晒
油包装瓶等。
在工业方面,用大型的聚乙烯吹塑成型容器包装各种液体或粉状的化工产品作成批运输,也有巨大的发展前途。因为吹塑成型的模具费用要比注射成型为低,另一方面,塑料容器与玻璃容器相比,它有重量轻、耐化学性高、易于堆垛和抗冲击强度高等特点。
吹塑成型的轻量薄壁衬里是另一种用于化工和饮料的运输包装.这种低价的衬里可以放在普通的纸质或木质桶内,制成一种极轻而便宜的各种液体包装运输袋.这种衬里是柔软的,用后可以相互折叠起来,节省占地面积.另一种类型的吹塞成型薄蹙衬里足以铁桶作模具,在桶内直接吹塑成型。
最近,随着大型吹塑成型设备的进步和高分子量聚乙烯的开发,容量超过20立升(5.3加仑)的所谓大型吹塑容器在诸如民用制品、工业容器、汽车和建筑部件等方面的用途日益增加.主要使甩聚乙烯而不用聚氯乙烯(PVC)和AB8.几年前,英国生产的378立升(100加仑)农药喷雾槽被认为是大的了,但目前已在生产620立升(180加仑)的啤酒贮槽.而西德Krurtax wsrlca厂在1971年生产的吹塑成型机,还只能加工容量为2000立升(528加仑)的容器,到1976年,据报道,另一家Battanfeld厂生产的吹浆成型机,已能加工容量高达5000立升(1320加仑)的容器。
大型容器在工业方面的应用,还包括油箱、洗衣机贮水槽、加热系统导管、高位水箱等,其主要用辩是聚乙烯。不过,最近巳开始研究用尼龙翻造油箱:在民用领域里,吹塑成型的贮水槽、垃圾箱、花园用具如水壶、水箱等同样很盛行。一种冷水蓄水箱,先是整体吹塑成型的,然后把它切割成二只分开的蓄水箱。此外,工业、农业以及民用的喷雾压力容器,现阶段是用比较贵的塑料如ABS吹复成型的,固然成本有所增加,但从防蚀、轻量等技术观点来看,仍是合理的。
吹塑成型制品还有许多其他方面的应用,虽然它们并不属于容器和包麓这一范围,但还是值得引起注意的。
中空的玩具,采用吹塑成型加工是最合适的。事实上,有许多玩具是无法用其他加工方法来经济地生产的.使用吹塑成型,可以整体着色和形成十分复杂和细致的图案,而当用注射成型时,就要涉及到成本问题。
照明用的灯罩也可以用吹塑成型。选用聚乙烯为原料价格比较便宜,但并不透明而用聚碳酸醣制造,价格即使寅一些,但漂亮而且耐用.通常,吹塑成型的灯罩是比较实用的,但所用灯泡的支光耍符合规定,香烟,聚乙烯的灯罩如超过规定的话将会发生变形或降解.
近来,人体以及各种动物的模塑也越来越广泛地采用吹塑成型制造,尤其是陈列在橱窗内的半身人体模型,无疑是最为合适的,
海洋捕鱼用的渔网浮子,原来也是用高密度聚乙烯或ABS吹塑成型的,由于壁厚不易均匀,耐压强度不育,因此目前已改用注射成型二个半球后再用旋转焊接.不过和渔网浮子作用相似的抽水马桶水箱浮球,迄今还是甩吹塑成型制造的.
吹塑成型另一种使人感兴趣的用途(它也说明这一加工方法的多变性)是吹塑成型的瓶架,可以用作可口可乐或汽水等软性饮料的周转箱。
表为美国和西欧十七国四种塑料应用于吹塑成型的数量情况,从中可以看出各国历年来的用量增长的比例。