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气调包装用PP盘高速热成型技术 |
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| 作者：Uwe A. Heer 来源：《中国塑料橡胶》 |
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当大批量生产热成型产品，如塑料盘和泡沫塑料包装时，要达到经济的生产，常常遇到不少难题。德国KIEFEL公司最近开发出一种PP盘热成型装置，生产的PP盘质量极佳，而且生产效率很高。这一PP盘产品非常适合肉类巿场用于气调包装。
气调包装青睐PP盘
气调包装（MAP）可以在保持肉类切片新鲜外观的情况下，避免细菌的侵蚀。由于肉类包装通常需要冷藏，因此选择合适的材料至为重要。如今，在鲜肉包装巿场，90%以上都选用单层PP来包装，货架期为5-7天。利用EVOH作为阻隔层以制造多层材料成本相对较高，一般主要用于要求长货架期的包装，如要求7天以上。其他材料如A-PET比较昂贵而且难以密封。EPS同样有难以密封的问题，而且受冷后容易变脆和不透明，而消费者希望可以看到自己购买的产品，相对而言PVC或者PVC/PE是一个不错的选择，然而由于生态原因，这一产品并不受巿场欢迎，至少在德国是如此。正因为如此，PP盘包装成为这一巿场的主力。
PP盘高速热成型机
要经济地大批量生产热成型产品，通常使用多模腔模具，以在一个生产周期内产出尽可能多的制品。生产聚苯乙烯（PS）或聚酯（APET）包装制品的生产商使用的热成型机，通常配备有成型单元及每个工位的下穿冲切装置。采用这种机器配置，一次可以送入几排料坯，但在外部冲切时一般只能单排操作。如果成型机工作20个周期，冲压机（如采用4排刀具）需工作80个周期。然而，这种成型和外部冲切工艺，在用于加工聚丙烯产品时可能会更困难。
用热成型设备加工PP时，由于PP受热后容易产生不均匀膨胀，而且从模具中取出后还会产生收缩不均，所以聚丙烯有时被称作“问题”聚合物。在常用的薄膜材料中，PP最易收缩，扩散速度也最高。由于存在非线性收缩，模制品的精度下降。因此， Kiefel公司特别推荐使用配备有钢带冲切机的设备成型和冲切PP及由聚酯和聚苯乙烯制成的部件，以确保高的冲切精度。
KMD-BFS系列自动热成型机配备有用于钢带冲切机和堆垛装置的组合成型、冲切站。在BFS设备中，首先成型制件，制件经冷却后进行冲切。这样就可以避免PP切割后冷却产生的不均匀收缩。该系列机器的特点是冲切精度高。但是，到目前为止，由于冲切力很高，限制了采用这种技术可处理的模具表面的尺寸。采用该技术的KMD 75机器的模具尺寸一般不大于770 x 560 mm。以带有密封边缘的PP盘为例，盘尺寸为190 x 144 x 50 mm，最高生产周期为22次/分钟（取决于质量指标），每小时最多可生产12,000只盘。利用热成型-外部冲切技术，可以处理较大的模具表面，每小时可生产多达20,000只盘，当然会存在上面提到的缺点（冲切精度、冲切偏移等）。
配备有钢带冲切机的新型高性能热成型系统，就巿场需求而论，要求有三个特点：机器比标准设备（KMD 75）大；速度快（即具有较好的空载性能）；更坚固，所以对于标准形状的塑盘而言，冲切长度不再是一个限制因素。
Kiefel公司基于“以新尺寸成型”的背景，开发了新一代高速热成型机KMD 85 Speedformer。利用该设备每小时可以生产20,000只PP盘（盘尺寸为190 x 144 x 50 mm）。
Kiefel的SPEEDFORMER专门为PP盘的大量成型而开发
为了达到上述三个要求，这一系统采取了以下措施：KMD 85 B的模具尺寸调整为 850 x 700 mm；速度提高到70净周期/分钟；冲切力达到每批可冲压15只盘（盘尺寸为190 x 144 mm）。
为了达到70次/分钟这种高运行速度，Kiefel采用了西门子公司的定位控制集成系统（SIMOTION）。SIMOTION将SPC与驱动系统直接相连，从而大幅缩短了周期时间，优化设备功能。结合使用这种驱动配置，与现有设备相比，有可能将生产速度提高10%，甚至30%（取决于所采用的技术）。
用PP盘的生产例子很容易展示设备的优点：
KMD 85为15腔，每分钟约25个周期；KMD 75为9腔，每分钟约22个周期。设备投资增加约25%实际上就可以使产量翻一番。如果我们再考虑到每台机器的操作人员配备要求，就很容易理解制造商乐意采用更快、更大型的机器进行大批量生产的原因。由Kiefel AG生产的KMD 85 Speedformer，就是为了充分满足这些新的巿场需求（更大、更快、更坚固）而设计开发的。
（本文作者为Kiefel AG化学工程师） | |
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