1、精選優質文檔-傾情為你奉上礦泉水瓶加工成型設計 7 楊艷艷水，生命之源，和人類的生活息息相關。在日常生活中，礦泉水跟我們接觸非常密切。在此選取了礦泉水瓶作為研究對象，來探究其是如何從原料一步一步變成一個完整的礦泉水瓶的。1 礦泉水瓶的組成部分瓶身瓶蓋標簽2 原材料的選擇2.1 瓶身原材料的選用在飲料包裝中，PET瓶具有外觀漂亮、設計靈活、強度高。密封和可靠的衛生性，使聚酯瓶成為礦泉水瓶理想的包裝容器，是迄今礦泉水瓶飲料唯一廣泛采用的塑料容器。因此我們選擇PET材料。PET瓶目前存在的問題：PET瓶以其優越的性能、較為低廉的成本及對環境保護的適應性，在和其他包裝材料(玻璃、馬口鐵、PE、PVC等

2、)瓶類的競爭中得到了迅速發展，但其耐熱性不高、阻氣性欠佳局限了其在熱灌裝和要求氣密性高的場合應用，并引起人們高度重視。在提高改進其性能的過程中，聚酯包裝將獲得新的發展。改進耐熱性：普通PET瓶不能用于果汁、茶等需熱灌裝的物品包裝。目前通過研究，已開發了3類實用的耐熱聚酯瓶：熱定型瓶，可達到85灌裝的要求；PET/PEN合金瓶，PEN耐熱性高，在普遍注拉吹設備上可制得符合80以上熱灌裝要求的瓶子，倘若再經熱定型處理，熱灌裝溫度可達90以上；與耐熱性聚芳酯等制成多層復合瓶，以提高耐熱性。提高阻氣性：盡管PET的氣體阻隔性遠高于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料。但對于啤酒、自酒、香水等保鮮、保味要求較

3、苛刻的產品仍然不能滿足要求。提高阻氣性的方法主要有如下3種：多層復合。以PET為主，加入PVDC、EVOH、MXD6、PEN等其他氣密性好的材料做成3層或5層瓶；采用特殊處理方法，如在PET瓶內或外層涂布環氧阻隔層，或進行等離子體處理(ACTIS技術)；用其他阻隔性樹脂成型，以PEN或PEN與PET的共聚或共混物為原料，既提高了瓶子的阻氣性，又提高了瓶子的耐熱性，可滿足啤酒保存36個月的要求，還可以堿洗消毒，重復使用，從而降低成本。2.2瓶蓋原材料的選用2.2.1按瓶蓋原材料分按原材料分，可分為PE蓋、PP蓋。PE (聚乙烯)：密度為0.94-0.96g/cm3，加工溫度約220；相對PP較軟

4、，單片蓋較常用。PE基本分為三大類，即高壓低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和線型低密度聚乙烯（LLDPE）。一般瓶蓋材料通常采用高密度聚乙烯（HDPE）。PP(聚丙烯)：密度為0.9-0.91 g/cm3，加工溫度約220。兩者比較：PP密度比PE小，PP的強度、剛度、硬度、耐熱性均優于PE，可在100度左右使用；PE因為較PP軟，因此單片蓋通常選用PE料；PE、PP材料價格接近，都可用于食品包裝。2.2.2按形式分按形式分，可分為單片蓋和雙片蓋。單片蓋：瓶蓋內部無墊片，整個蓋材料一樣，依靠折邊或內塞密封；雙片蓋：瓶蓋內部有墊片，墊片材料較軟，依靠壓縮墊片的反彈力來保持密封；

5、兩者比較：、單片蓋沒有加墊，不需要加墊機，因此設備投入較兩片蓋少。并且墊片材料價格是蓋體材料的兩倍以上，單片蓋成本比雙片蓋低；、單片蓋對瓶口尺寸、形狀要求高；折邊式單片蓋是靠折邊變形的反彈力壓住瓶口外沿和端面來密封；內塞式單片蓋是靠其內塞外徑與瓶口內徑的過盈配合起密封作用。雙片蓋的墊片較軟，對瓶口缺陷有較大的包容能力。雙片蓋多用于汽水，如可樂、雪碧等，因為礦泉水瓶密封要求低很多，采用單片蓋，材料用高密度聚乙烯（HDPE）。2.3標簽原材料的選用飲料、礦泉水瓶的外標簽采用熱收縮膜。熱收縮聚酯薄膜包裝的優點是：貼體透明，體現商品形象。緊束包裝物，防散性好。防雨、防潮、防霉。無復原性，有一定防偽功能

6、。熱收縮聚酯薄膜常用于方便食品、飲料市場、電子電器、金屬制品，特別是收縮標簽是其最主要的應用領域。因為隨著PET飲料瓶的快速發展，如可樂、雪碧、各種果汁等飲料瓶都需要PET熱收縮膜與之配套做熱封標簽，它們同屬于聚酯類，是環境友好材料，易于回收再生利用。 （1）PE熱收縮膜廣泛適用于酒類、易拉罐類、礦泉水類、各種飲料類等，該產品柔韌性好,抗撞擊、抗撕裂性強，不易破損、不怕潮、收縮率大； （2）PVC薄膜具有透明度高、光澤度好、收縮率高等特點； （3）POF表面光澤度高、韌性好、抗撕裂強度大、熱收縮均勻及適合全自動高速包裝等特點，是傳統PVC熱收縮膜的換代產品。（4）OPS熱收縮薄膜具有強度高，剛

7、性大，形狀穩定，且具有良好的光澤度和透明度。（5）PET熱收縮型聚酯薄膜的特點：它在常溫下穩定，加熱時(玻璃化溫度以上)收縮，并且是在一個方向上發生70%以上的熱收縮。礦泉水瓶標簽多采用PVC熱收縮膜。3 工藝的選擇及流程3.1 瓶身加工工藝的選擇PET吹塑瓶可分為兩類，一類是有壓瓶，如充裝碳酸飲料的瓶；另一類為無壓瓶，如充裝水、茶、油等的瓶。茶飲料瓶是摻混了聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的改性PET瓶或PET與熱塑性聚芳酯的復合瓶，在分類上屬熱瓶，可耐熱80以上；水瓶則屬冷瓶，對耐熱性無要求。在成型工藝上熱瓶與冷瓶相似。3.1.1設備隨著科技的不斷進步和生產的規?；琍ET吹瓶機自動化程度越來越

8、高，生產效率也越來越高。設備生產能力不斷提高，由從前的每小時生產幾千個瓶發展到現在每小時生產幾萬個瓶。操作也由過去的手動按鈕式發展為現在的全電腦控制，大大降低了工藝操作上的難度，增加了工藝的穩定性。目前，注拉吹設備的生產廠家主要有法國的SIDEL公司、德國的KRONES公司等。雖然生產廠家不同，但其設備原理相似，一般均包括供坯系統、加熱系統、吹瓶系統、控制系統和輔機五大部分。3.1.2一步法注拉吹成型所謂一步法(又稱熱坯法)成型，是指聯機操作即從瓶坯的成型、拉吹塑到瓶子的冷卻取出，各工序均在一臺機器上完成。其工藝流程如下：3.1.3二步法注拉吹成型二步法(又稱冷坯法)，與一步法工藝流程一致，不

9、同之處在于瓶坯的注射成型和冷卻在同一臺機器上完成，而二次加熱和拉伸吹塑成型在另一臺機器上完成。壓拉吹成型技術是一種新型的雙向拉伸成型技術，其工藝流程圖為：在加工成型PET瓶時，不管是采用“一步法”還是“二步法”，它們都是通過注射型胚、加熱型胚、拉伸型胚、吹塑成型、制品脫模這五道工序來完成的。有所不同的是，“一步法”是指用同一臺設備來連續完成上述全部五道工序，而“二步法”則是指用兩臺或三臺設備完成這些工序，且其過程是不連續的，可先注胚，然后再集中進行下面的工序。 “一步法”工藝對模具有著很高的技術要求，“三工位”對模具的要求又要比“四工位”高，而且“一步法”所需的模具也更為復雜，通常一套模具需三

10、組或四組模具組合而成，從而導致每套模具的價格居高不下。相對于“一步法”，“二步法”對模具的技術要求要低得多。“二步法”又可分成兩種形式，一種是把型胚的加熱和拉伸放在同一設備中進行，另一種是把型胚的加熱與拉伸分別放在兩臺設備中進行。前一種形式的自動化程度及生產率較高，設備投資大，后一種形式主要的優點是設備投資小，對模具的技術要求不高，因而用此方法生產的PET瓶在價格上具有很大的優勢。本設計中采用二步法。3.2 瓶蓋加工工藝的選擇中空吹塑成型主要適合加工包裝容器和中空制品。適于該種成型的原料有：高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、硬聚氯乙烯(HPVC)、軟聚氯乙烯(SPVC)、纖維

11、紊塑料、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)等。目前常用的吹塑制品原料是以聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)為主。因為聚乙烯制品無毒，容易加工，聚氯乙烯價廉，透明性和印刷性能較好。中空成型是把熔融狀態的塑料制成型坯，置入模具內閉合模具通入壓縮空氣(氣壓為2.75Kg/cm )，將型坯吹脹成模腔形狀制品在模內保壓條件下，冷卻定型開模取出。根據成型方法的不同，可以分為以下五種形式。（1） 擠出吹塑成型目前我國以該種方法為主。熔融型坯是用擠出機擠出。其優點是設備和模具簡單，缺點是型坯壁厚不易均勻，從而引起塑件壁厚差異。（2） 注射吹塑成型利用注射模制成型坯，然后把熱型坯移入中空吹塑模進

12、行吹塑成型。其優點是壁厚均勻無飛邊，不需后加工。由于坯料有底，因此制件底都無拼合縫，強度好生產效率也高。但設備與模具價格較貴。多用于小而精度高的制件且大批量生產。（3） 拉伸吹塑成型這種方法是在注吹的基礎上，增加了將型坯延伸的工序。該方法和雙向拉伸模的原理相同?？墒狗肿与p軸取向、塑件透明度提高，強度增加。尤其是可以利用這種方法使聚丙烯取代聚氯乙烯透明制品。多用于高精度高強度高透明度的制品。（4） 多層吹塑成型該方法有共擠吹塑法和多段注吹法。現在實用還是共擠吹塑法。其原理是擠出機頭擠出多層型坯，供中空吹塑。多層化的目的，無非是改善容器性能：降低滲透性(加入聚偏氯乙烯層PVDC)，遮光(黑色層)、

13、絕熱層(發泡層)，降低可燃性(充填層)花色裝飾(著色裝飾層)等。（5）片材吹塑成型將壓延、擠出成型的片材再加熱，使之軟化放入型腔，閉模后在片材中間吹入壓縮空氣，定型后取出制品。本方法進一步發展即是目前的吸塑成型。本設計選用注射成型工藝。工藝流程：高速混合機密煉機密煉冷卻破碎機破碎擠出機造粒機組塑料的準備和預處理準備塑料入料斗注射塑化準備注射模具清理、涂脫模劑合模注射保壓澆口凍結后的冷卻開模制件脫出塑件后處理成品熱處理封裝進倉3.3 瓶身標簽加工工藝的選擇因為用吹塑設備制取收縮膜的成本大大低于壓延設備，所以吹塑工藝制取收縮膜得到了廣泛應用。通過吹塑工藝要得到高收縮率的收縮膜，從原理上講必須經過二次吹脹成型，但從加工工藝角