我們經(jīng)常在超級(jí)市場(chǎng)貨架上遇到的大多數(shù)PET瓶（軟飲料和水）其口徑為28-33毫米,，而果汁瓶口徑一般為43毫米,。口徑大于43毫米的瓶被認(rèn)為是廣口容器,。廣口塑料包裝容器在一定程度上更加人性化,，因此近年來(lái)在包裝市場(chǎng)開(kāi)始被廣泛使用。
生產(chǎn)商面臨的問(wèn)題是：能否在現(xiàn)有的設(shè)備上,，在不需要太多投入情況下,，也能生產(chǎn)出廣口容器？
塑料瓶口徑尺寸的增加引起加工過(guò)程中的多個(gè)參數(shù)隨之改變,。無(wú)論是一步法的注吹工藝還是兩步法的注－吹工藝,，當(dāng)使用傳統(tǒng)方式用新模具在注射機(jī)器上生產(chǎn)塑料瓶的時(shí)候，很少數(shù)的新模具適合現(xiàn)有的機(jī)器結(jié)構(gòu),，相比于小口徑的產(chǎn)品,，生產(chǎn)大口徑產(chǎn)品就不得不使用更大的機(jī)器才能得到相同數(shù)量的預(yù)制型坯。（大多數(shù)機(jī)器可以生產(chǎn)最大口徑為30毫米）,。
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圖 1: 傳統(tǒng)工藝中,，瓶坯的口徑?jīng)Q定了最終產(chǎn)品的口徑 |
大型機(jī)器相對(duì)運(yùn)行較慢，這就給加工增加了周期,。廣口塑料瓶通常首選一步法生產(chǎn),，這是因?yàn)轭A(yù)制型坯和口徑部分緊密保持在一起。當(dāng)注塑合模力和吹塑設(shè)備足夠大的時(shí)候,，廣口容器相對(duì)容易加工,。不足之處更高容積的機(jī)器變得非常大并且很難運(yùn)行,，同時(shí)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器能夠達(dá)到3千萬(wàn)個(gè)容器/年的產(chǎn)量。
以更高產(chǎn)量為標(biāo)準(zhǔn)的兩步法加工情形更為困難,。
許多廣口的預(yù)制型坯使用從瓶頸到底部的大錐度,。這就容易產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的預(yù)制型坯基體彼此套合在一起的“套裝”行為，使得預(yù)制型坯進(jìn)入重新加熱的吹塑設(shè)備時(shí)更加難以分離,。
兩步法在開(kāi)始加熱過(guò)程中出現(xiàn)另一個(gè)問(wèn)題是口徑部分需要預(yù)防吹塑設(shè)備的紅外加熱器,，因?yàn)樗坏┙咏蛘吒哂诓ＡЩD(zhuǎn)變溫度，口徑部分本身就會(huì)變形,。通常的保護(hù)措施是沿著預(yù)制型坯的邊放置屏蔽欄,，剛好高于瓶頸支持環(huán)（也被稱為夾環(huán)）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)瓶頸尺寸增大時(shí),，通過(guò)屏蔽欄能保護(hù)的瓶頸較小,。另外吹塑模具中的瓶頸圓周壓力增加隨著直徑的二次方增加，這樣56毫米瓶頸得承受28毫米瓶頸的4倍圓周壓力,。這就促使設(shè)備制造商去開(kāi)發(fā)新的保護(hù)和冷卻在紅外加熱器前旋轉(zhuǎn)的大型瓶頸方法,。不必說(shuō)它們給加工增加了費(fèi)用并且提高了難度。另外,，在兩個(gè)吹塑設(shè)備回轉(zhuǎn)桿之間,，典型的50毫米輥距對(duì)于任何大于43毫米的尺寸來(lái)說(shuō)都顯得不夠大，因此需要使用特殊的且更昂貴的設(shè)備,。
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圖 2: 紅外加熱流程是對(duì)不同口徑瓶坯的制約因素 |
總而言之在二次加工的拉伸吹塑成型設(shè)備上,，運(yùn)行超過(guò)43毫米的瓶頸當(dāng)然是可能的，但是昂貴且復(fù)雜,。廣口容器生產(chǎn)成本昂貴,。
吹塑-沖邊工藝能夠解決這些難題并且增加了其自己的一些要素。
這一技術(shù)的主要特征是,，大口徑的產(chǎn)生是在吹塑過(guò)程中,，而不是在注射過(guò)程中。由于預(yù)制瓶坯必須依靠環(huán)境進(jìn)行密封,，并且壓在一個(gè)回轉(zhuǎn)桿上,，瓶頸只能通過(guò)增加大于瓶頸的拱頂結(jié)構(gòu)成型。在輔助工藝中采用特殊的拱頂裁剪機(jī)將它們切斷,。
在這個(gè)產(chǎn)生大口徑的過(guò)程中，造成大量需要重新進(jìn)行加工的飛邊,。而且對(duì)于這些粉碎后的薄片,，從干燥設(shè)備向機(jī)械擠出機(jī)進(jìn)料口傳送時(shí)，由于靜電和其它原因有超過(guò)20%的量趨向于粘附,。賣掉這些粉碎回收料不是一個(gè)經(jīng)濟(jì)的方法,。針對(duì)這個(gè)難題可以考慮兩個(gè)解決方案。可以采用振動(dòng)設(shè)備將粉碎料直接振動(dòng)加入,，這樣就避免了架空和粘附,。另一個(gè)解決方法是回收造粒，然后按比例加入,，這樣增加的成本,。
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圖 3: 更換不同的模具是對(duì)原有注塑設(shè)備的考驗(yàn) |
吹塑-沖邊擴(kuò)口工藝還有很多需要考慮的方面：
- 對(duì)于瓶坯注射成型來(lái)說(shuō)，需要比普通模具更長(zhǎng)的尺寸,。
- 能否利用現(xiàn)有的預(yù)制瓶坯直接生產(chǎn),。
- 當(dāng)大口徑部分沒(méi)有復(fù)雜的設(shè)計(jì)，非常容易生產(chǎn)的時(shí)候,，能否使加工成本更低,。
- 如何在標(biāo)準(zhǔn)的二次加熱吹塑設(shè)備中，對(duì)更大尺寸的預(yù)制瓶坯進(jìn)行加熱,。
- 如何使標(biāo)準(zhǔn)吹塑工藝不被復(fù)雜化,。
- 如何通過(guò)設(shè)計(jì)節(jié)省樹(shù)脂使用量。
總之,，吹塑-沖邊擴(kuò)口工藝可以節(jié)約大量美元,，這給于塑料瓶生產(chǎn)商無(wú)比廣泛的吸引力。
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圖 4: 圖片顯示的是從預(yù)制瓶坯（圖左）到吹塑容器,、完成容器的逐步演變,。前面是兩個(gè)溢料片，右邊是最終完成的包裝產(chǎn)品 |
當(dāng)然,，在你打算設(shè)計(jì)一個(gè)吹塑-沖邊擴(kuò)口項(xiàng)目之前,， 還有一些需要認(rèn)真考慮的問(wèn)題。
大型加工廠商使用這一工藝生產(chǎn)多層容器,，僅僅是找出切割后分層的裁切瓶頸邊緣,。這些原本可以避免。
- 來(lái)自裁剪工藝的廢料和碎片常常散落在容器內(nèi),。
- 拱頂裁割機(jī)是一項(xiàng)工廠員工可能需要學(xué)習(xí)的有難度技術(shù),。高速設(shè)備更加昂貴
- 切邊太鋒利而不能讓消費(fèi)者直接通過(guò)它們進(jìn)行飲用
如果生產(chǎn)商期望從該項(xiàng)技術(shù)中獲益，就需要他們有經(jīng)驗(yàn)的工程師和該價(jià)值鏈上的所有參與方進(jìn)行交流,，從而使得吹塑-沖邊擴(kuò)口工藝應(yīng)用有效,，同時(shí)盡可能達(dá)到節(jié)約成本。
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