隨著企業復工,各個單位也逐漸恢復正常上班,餐館也開始正式營業,但工作人員的就餐方式就成了問題。為了避免人群聚集,降低病毒感染擴散的風險,按照疫情防控規定,餐飲店不能提供堂食。因此,餐飲店只能轉變銷售模式,通過外賣、無接觸的方式為人們提供就餐服務。
這不僅是帶動了外賣行業,而且對於塑料行業來說,也是一個重大機遇。外賣所需的一次性餐具銷量飆升,而食品的包裝大多採用薄壁注塑工藝,薄壁注塑製品因零件重量低、生產規模小、材料支出少和成型周期短等優點而備受關注。
薄壁注塑成型的概念知識
塑料包裝盒的成型工藝主要有注塑成型、擠出成型、吹塑成型等,其中注塑成型的工藝簡單、操作方便、成型製品可重複性強,是塑料包裝盒最常用的成型工藝方法。
注塑,也被稱為注射塑膜或者注射成型。這是一種重要的高分子材料成型加工方法。注塑製品應用廣泛,其總量佔工程塑料製品的80%左右,佔塑料製品總量的30%。
薄壁注塑成型技術也被稱為薄壁塑件注塑成型技術。薄壁的定義與流程/壁厚比、塑料的粘度和傳熱係數均有關係。目前對於這項技術的定義主要有三種:
1.流動長度與厚度之比L/T,也就是從熔體進入模具到熔體必須填充的型腔最遠點的流動長度L與相應平均壁厚T之比在100或者150以上的注塑為薄壁注塑;
2.所成型塑件的厚度小於1mm,同時塑件的投影面積在50cm2以上的注塑成型方法;
3.所成型塑件的壁厚小於1mm(或1.5mm),或者t/d(塑件厚度t、塑件直徑d、針對圓盤型塑件)在0.05以下的注塑成型定義為薄壁注塑成型。
國外聚烯烴生產商在薄壁注塑聚丙烯方面研發較早,所以我國各個聚烯烴生產商在研發薄壁注塑聚丙烯時,基本都會選擇性能優異的國外牌號作為對標產品。
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薄壁注塑產品的特點
第一,產品消耗量大,薄壁塑料包裝盒通常用作日用品的包裝,例如食品和常見的數碼產品等,日常生活中,這些日用品的需求量很大,進而帶動了其包裝產品的消費。
第二,產品更追求輕量化,薄壁塑料包裝盒起到盛裝及保護物品的作用,應該便於搬運和運輸,輕質的包裝盒可以節省物流成本,降低原料的用量,可實現輕量化的目的,然而,在輕量化的同時還需要保證產品的機械強度,保證使用性能。
第三,產品對於價格十分敏感,薄壁塑料包裝盒屬於消耗品,產品單價不應過高,企業為了獲取市場佔有率就必須降低生產成本,同時還需要保證產品質量,做到物美價廉。
一次性的塑料餐盒,其壁厚不超過1.2mm。一次性飯盒對於外觀要求較低,並且其相對柔軟,為了能夠提升剛性,所以就會考慮加強筋、曲面等應用,對於薄壁加強筋的壁厚與厚度相同,甚至厚度還會小於壁厚。
薄壁注塑成型的基本設施
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注塑機
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注塑機是注塑成型的基本機械設備,包括注塑系統、鎖模系統、液壓傳動系統、電氣控制系統等,就注塑系統,應當確保塑料原材料在加壓條件下能夠均勻注射入模具中;鎖模系統用於實現注塑模具動模和定模的鎖緊,應當確保具有足夠大的鎖模機,不能溢料;液壓傳動和電氣控制系統應當保證注塑機具有足夠的動力實現正常運轉,靈敏的反應程序控制注塑機的各個動作。
相較於傳統注塑機,薄壁注塑機的性能要求更高。注射壓力要更高,要在200MPa以上;注射速度要更快,要在200mm/s以上;鎖模力要更大,合模機構在每平方英寸製品投影面積上提供的鎖模力為5-8噸。
注塑模具
注塑模具包括澆注系統、冷卻系統、溫度調節系統和脫模頂出系統等,對薄壁塑料包裝盒的注塑模具進行設計時,需要結合包裝盒的用途和外觀進行合理設計。模具性能要求高強度、抗衝擊性好、冷卻性能高、排氣性能好。
塑料材料
目前薄壁注塑成型應用較多的塑料原料有聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、PC/ABS共混物和PA6等,這些塑料原料通常具有良好的流動性,具有大的流動長度、高的衝擊強度、高的熱變形溫度、高的熱穩定性、低的方向性以及良好的尺寸穩定性。
以聚丙烯(PP)為例,聚丙烯對除氧以外的大多數酸、鹼、溶劑、油脂等化學品都有很好的化學穩定性,並且化學穩定性隨晶度的增加而增大。對於餐具用品而言,因為要盛放高溫食品,所以對在高溫條件下材料的性質有著較高要求。聚丙烯的熔點可達175℃,可耐熱水煮食消毒,甚至在不受外力時,其製品在150℃下都不會產生變形。
對於薄壁注塑塑料包裝製品,相對於普通注塑製品,一方面具有薄壁注塑件注塑成型時的難點,例如:翹曲變形、缺料、氣孔等;另一方面還具有包裝盒製品注塑成型時的難點,例如:外觀要求高、某些製品需要較高的精度等。包裝類塑料製品的生產加工在朝著高速化、高精度、高自動化的方向發展,未來之路還要很多要探尋的。
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