邵社主 趙西平

(陜西科龍塑業(yè)有限公司)

前言

近年來，塑料中空制品生產(chǎn)的相關(guān)技術(shù)得到了快速的發(fā)展，特別是大型塑料中空容器生產(chǎn)技術(shù)的進步，使產(chǎn)品的應用范圍不僅限于包裝行業(yè)，用途越來越廣泛。

1 大型中空吹塑成型技術(shù)

隨著計算機的設計、制造、測量等技術(shù)的迅速發(fā)展與應用，國內(nèi)擠出吹塑中空成型機的研制能力快速增強，在中空吹塑成型設備的許多方面取得重大的技術(shù)突破。

1.1 “IKV”螺桿擠出機:

科龍塑業(yè)對大型中空塑料成型機上的機筒和螺桿結(jié)構(gòu)進行了較大的改進。

圖1 “IKV”結(jié)構(gòu)螺桿機筒進料段結(jié)構(gòu)圖

在機筒上配制有帶強制喂料、強制冷卻的“IKV”結(jié)構(gòu)。其特點是在機筒加料區(qū)的襯套上開有縱向溝槽，同時在加料區(qū)設有強制冷卻的加套結(jié)構(gòu)，提高了塑料原料的輸送效率，機筒的襯套磨損后更容易更換，減少了維修成本。

螺桿長徑比設計為30:1，在螺桿進料段采用雙螺紋結(jié)構(gòu)，均化段設有斜槽屏障段和銷釘混合段，螺桿螺槽的深度沿進料方向逐漸變淺?！癐KV”螺桿擠出機通過在大型中空設備上的使用，對加工齊魯?shù)?DMDY1158粉料、粒料及獨山子的HD5420GA粒料，其塑化效果好，擠出量可達到650kg/小時以上，滿足了大型塑料中空制品的生產(chǎn)需要。

1.2 儲料式塑料成型機頭:

圖2 雙層儲料機頭

近幾年，科龍塑業(yè)自主研發(fā)的大型“IKV”螺桿，采用雙層心形包絡流道形式。內(nèi)層采用中心進料，外層進料口進入儲料機頭后，分為從大到小尺寸不等的12個小流道，使得熔料進入料腔后在圓周方向進料的一致性，為取得制品內(nèi)、外層壁厚的均勻奠定了基礎(chǔ)。同時，雙層心形包絡流道擠出的型坯被完整的熔料層所覆蓋，熔合縫區(qū)的強度得到很大的提高。通過控制擠出機的進料轉(zhuǎn)速，可以很好的控制產(chǎn)品內(nèi)、外層的壁厚，滿足制品對內(nèi)外不同材料、壁厚的特殊要求，實現(xiàn)了制品的高性價比。

近幾年，雙層儲料機頭通過在2000升設備上的應用，取得了較好的效果，在制品的外層添加紫外線吸收劑，使制品在戶外使用的壽命大大延長，得到了眾多用戶的青睞。

1.3 塑料型坯的控制技術(shù)

中空吹塑機頭的型坯壁厚控制技術(shù)是中空吹塑成型的關(guān)鍵。型坯壁厚控制系統(tǒng)主要由液壓伺服系統(tǒng)、伺服液壓缸、電氣控制器、伺服閥、傳感器、以及連接的管路等組成，通過對機頭口?；蛐灸ｉ_口量的大小控制，來實現(xiàn)型坯的厚薄變化，使產(chǎn)品壁厚控制達到理想的效果

一般設備采用的主要是軸向壁厚控制技術(shù)，控制點從64點到100點不等，通過對型坯壁厚的每一點數(shù)據(jù)調(diào)整，來實現(xiàn)產(chǎn)品壁厚軸向的精確控制。對于壁厚要求較嚴格的產(chǎn)品，通過口模或芯模修形來調(diào)整，實現(xiàn)大型制品壁厚的均勻性，提高制品的性能。

徑向壁厚控制系統(tǒng)是提高大型制品質(zhì)量的較好方法，同時，還可減少物料消耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，但徑向壁厚控制系統(tǒng)的成本高，影響了技術(shù)的推廣應用。

1.4 液壓系統(tǒng)的節(jié)能

節(jié)能減耗，是目前加工行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要趨勢。液壓系統(tǒng)的節(jié)能是衡量中空吹塑成型設備的一個重要指標。目前，液壓節(jié)能系統(tǒng)已廣泛應用于大型中空吹塑成型設備。

變量泵、變頻電機、比例閥加儲能器等節(jié)能技術(shù)是最常用的液壓節(jié)能技術(shù)，其技術(shù)成熟，節(jié)能效果良好。伺服電機泵節(jié)能系統(tǒng)是最前沿的節(jié)能系統(tǒng)，輸出平穩(wěn)迅速，重復控制精度高，伺服泵電機只在有動作執(zhí)行時才高響應運轉(zhuǎn)，無動作時則電機停止運轉(zhuǎn)，流量根據(jù)需要進行輸出，減少了能量的損耗，節(jié)能效果顯著。由于系統(tǒng)發(fā)熱小，油溫穩(wěn)定，延長了油品、密封件的使用壽命，降低了維護成本。

張家港同大機械有限公司的大型吹塑托盤設備在主油路增加大量的儲能器，減少了油泵電機的功率，起到很好的節(jié)能效果。雅琪集團的IBC噸桶設備采用的伺服電機泵節(jié)能系統(tǒng)，有效地減少了能源損耗。秦川塑機的SCJ230B設備采用了卸荷溢流閥和儲能器的節(jié)能技術(shù)，儲能器油壓達到設定壓力時，電機卸荷不帶壓力，對油路系統(tǒng)的節(jié)能也有較好的提高。隨著科學技術(shù)的進步，相信會有更多的節(jié)能技術(shù)應用其中，會有更好的大型中空吹塑機面市。

2 大型塑料中空容器的市場應用

科龍塑業(yè)前身為西安市塑料應用研究所，從事塑料中空容器的生產(chǎn)研發(fā)已有20年之久。歷經(jīng)多年的探索與研究，成功研制開發(fā)出多種應用不同領(lǐng)域的塑料中空包裝容器，使用范圍涵蓋工業(yè)儲罐、農(nóng)用臥式罐、塑料沼氣池、IBC集裝桶等新型工業(yè)包裝容器，成為西部地區(qū)乃至全國最具影響力的大型塑料中空容器生產(chǎn)企業(yè)。

2.1 大型工業(yè)儲罐

大型工業(yè)液體儲罐在國內(nèi)一般由滾塑旋轉(zhuǎn)澆鑄成型，將塑料注入旋轉(zhuǎn)的模具內(nèi)，離心力迫使熔化的塑料貼在模具內(nèi)壁上，產(chǎn)品加工周期長，勞動強度大，生產(chǎn)效率低，不適應連續(xù)批量生產(chǎn)。科龍塑業(yè)經(jīng)過相當多的努力，與設備廠家共同開發(fā)研究，開發(fā)出大型中空吹塑成型機，生產(chǎn)的大型工業(yè)塑料儲罐，采用高分子的聚乙烯原料，一次成型，無焊縫，不滲漏。耐化學性能非常優(yōu)異，具有內(nèi)外防腐的特點，可以耐大部分物質(zhì)溶液，可放置在高腐蝕環(huán)境下使用。

正在研發(fā)的5000升化工儲罐，塑料容器重量達到150㎏，罐體上設計有進料口、出料口、液位計、法蘭連接，并安裝了鋼制鍍鋅底盤和支撐框架，使用壽命長達15年以上。與傳統(tǒng)化工防腐儲罐相比，性價比更高，是儲存運輸化工腐蝕溶液的理想容器。塑料儲罐在大規(guī)格大容量的產(chǎn)品上優(yōu)勢明顯，具有一次成型的特點，抗沖擊性能強，拉伸強度高，抗氧化、抗老化性能好，這是其它化工儲罐所達不到之處。

2.2 農(nóng)用臥式罐的研發(fā)與生產(chǎn)

農(nóng)村土地正逐漸向集約化的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的以家庭為單位的生產(chǎn)方式正被機械化、規(guī)模經(jīng)營的方式所代替，市場迫切期待開發(fā)生產(chǎn)適應于農(nóng)用運輸車使用的大型臥式罐來滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要?？讫埶軜I(yè)歷經(jīng)多年的努力，在國內(nèi)首家研制開發(fā)出1000升大型塑料中空臥式儲水罐，在罐體上端安裝有輸液口和呼吸透氣孔，下端設計排液口，可安裝排液閥門，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中可用于調(diào)配農(nóng)藥、節(jié)水灌溉、噴灑施肥使用。臥式塑料罐與傳統(tǒng)的鐵罐相比較，優(yōu)勢非常的明顯，具有質(zhì)輕、耐腐蝕、成本低、使用壽命長的優(yōu)點，再次回收利用率高，適用于綠化防護、果蔬噴藥，農(nóng)田灌溉、道路設施清洗等多種作業(yè)使用，運輸成本低，市場應用廣，利于企業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。

設施農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一大亮點。西部地區(qū)水資源匱乏，設施農(nóng)業(yè)如何更有效利用水資源，建立節(jié)約用水的生產(chǎn)方式是西部農(nóng)業(yè)發(fā)展突破的關(guān)鍵。科龍塑業(yè)在1000升單層臥式罐的基礎(chǔ)上研制開發(fā)出適應在西部地區(qū)特殊氣候環(huán)境下使用的3000升、2000升大型多層復合臥式罐，外層為抗老化層，其中的紫外線吸收劑可以強烈地吸收陽光中有害的紫外光，削弱其對產(chǎn)品性能的破懷，適應在戶外使用。內(nèi)層為潔凈層，采用食品級原料，可貯存生活用水，并可進行聯(lián)體擴容，增加了儲水容量，滿足了大規(guī)模設施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)需求。

大型臥式罐在西部地區(qū)主要用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用，使用環(huán)境和車輛規(guī)格不同，在產(chǎn)品設計上要考慮到實際的使用條件和用途，來確定產(chǎn)品的外觀尺寸，結(jié)構(gòu)設計上要充分的體現(xiàn)塑料中空制品的性能特點，確保產(chǎn)品質(zhì)量，又要降低成本。泄壓孔的設計非常重要，既要保證產(chǎn)品在動態(tài)使用時液體不會漏出，又要達到液體快速排放時空氣能夠自然進入罐內(nèi)，防止內(nèi)外氣壓的不平衡造成的損壞?？讫埶軜I(yè)在罐體上端設計安裝了橡膠呼吸塞來達到這一效果，當排放液體時，罐內(nèi)產(chǎn)生的負壓強迫橡膠呼吸塞中多個處于閉合狀態(tài)的透氣孔開啟，平衡了罐體內(nèi)外的壓力，保護了罐體不會變型受損。

科龍塑業(yè)研發(fā)的大型塑料臥式罐開創(chuàng)了國內(nèi)外行業(yè)的先河，填補了國內(nèi)行業(yè)空白。2012年研發(fā)的“大型多功能塑料復合罐”獲得了5項國家專利，該產(chǎn)品具有質(zhì)輕、節(jié)能、多功能、多用途、方便耐用的特點，并榮獲國家包裝行業(yè)“高新技術(shù)項目”。與寧夏大學進行技術(shù)合作，為寧夏回族自治區(qū)固原市農(nóng)牧局研發(fā)配套的日光溫室大型多功能復合包裝容器補水系統(tǒng)獲發(fā)明專利，節(jié)水率達50%以上，在西部干旱地區(qū)進行全面推廣，惠及農(nóng)戶約1000萬，央視農(nóng)業(yè)頻道、寧夏、云南、甘肅等媒體曾進行轉(zhuǎn)播報道。

科龍塑業(yè)在大型臥式罐的生產(chǎn)過程除了進行必要的檢測外，還增加了動載和靜載兩種狀態(tài)下的試驗，整理積累了一套完善的生產(chǎn)管理經(jīng)驗和檢測方法。以科龍塑業(yè)為主要起草單位的國內(nèi)首個《聚乙烯吹塑臥式罐》標準正在受理中，期待大型臥式吹塑罐生產(chǎn)能有一套完善的標準，促進企業(yè)規(guī)范生產(chǎn)經(jīng)營和行業(yè)健康發(fā)展。

2.3 塑料沼氣池

塑料沼氣池是一種可廣泛應用于西部農(nóng)村家庭使用的新型環(huán)保沼氣池。西部地區(qū)農(nóng)村每年約有50萬個沼氣池建成投入使用，塑料沼氣池使用大型中空吹塑設備生產(chǎn)，容積可達到500—3000升，與傳統(tǒng)的混凝土沼氣池相比具有成本低、抗老化、耐腐蝕、無滲漏點、密封性好、重量輕、運輸安裝方便，使用壽命可達30年以上，并可承受一定的拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度、吸水性低，適應各種土質(zhì)環(huán)境下施工安裝，符合國家沼氣產(chǎn)品及設備的標準要求。目前已有馬來西亞、泰國、越南等南亞國家同行到科龍塑業(yè)參觀學習并在當?shù)亟M織生產(chǎn)該產(chǎn)品。

2.4 大型工業(yè)包裝容器

大型中空容器是包裝材料的一個重要組成部分。隨著行業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進步，西部地區(qū)塑料中空包裝容器行業(yè)主要是向大型化、輕量化、功能化發(fā)展，生產(chǎn)研發(fā)200升以上的大型包裝，從產(chǎn)品的使用功能上進行創(chuàng)新，減少物料消耗。200升閉口L環(huán)桶和IBC集裝桶(復合式中型散裝容器)應用于各種危險品與非危險化學品、油田助劑及其它液體的盛裝。

200升L環(huán)桶上世紀80年代由國外引進，目前生產(chǎn)技術(shù)已非常成熟，主要分布在華南，江浙和山東等地，在西部地區(qū)的生產(chǎn)和應用較晚一些?？讫埶軜I(yè)生產(chǎn)200升L環(huán)桶，經(jīng)過多年的探索與研究，學習國內(nèi)外先進的生產(chǎn)技術(shù)和管理經(jīng)驗，縮小了與沿海地區(qū)的差距。科龍塑業(yè)兩套大型多層中空吹塑成型機組，內(nèi)層的潔凈層使用食品級原料，不添加任何著色劑，符合出口食品包裝的衛(wèi)生標準，外層為深色避光層，起到避光保護的作用，滿足了西部地區(qū)濃縮果汁出口包裝的要求。目前科龍塑業(yè)已擁有4套200升L環(huán)桶生產(chǎn)設備，是西部地區(qū)大型塑料中空容器行業(yè)唯一具有“出口食品、危險品包裝容器”質(zhì)量許可證的企業(yè)。

IBC集裝桶是國際公認的新一代工業(yè)包裝容器，是塑料中空包裝容器向大型化發(fā)展的趨勢。市場需求年增長率達20%以上，其所用的塑料和鋼材是同等容積塑料桶、鐵桶的60%。由于尺寸符合國際通用貨物集裝箱的裝運要求，可以4個方向用叉車直接裝卸，使用方便，運輸裝載體積比塑料包裝桶提高15%以上，節(jié)省儲運空間，大大節(jié)約了運輸成本。產(chǎn)品的貯存保質(zhì)期5年，回收利用率高，在使用過程中鋼件或塑料件的損耗，都可經(jīng)過維修后再次投入使用。

IBC集裝桶在西部地區(qū)的市場應用尚待開發(fā)?？讫埶軜I(yè)通過考察學習國內(nèi)外同行產(chǎn)品的優(yōu)點，有效規(guī)避其它企業(yè)的專利保護，研發(fā)設計出新型的IBC容器。在塑料內(nèi)膽的生產(chǎn)設計中，采用雙層儲料機頭復合工藝生產(chǎn)，延長了產(chǎn)品的使用壽命，適應西部地區(qū)果蔬加工、油田開采企業(yè)在強紫外線下使用。

科龍塑業(yè)在IBC的研發(fā)上申請了多項專利。在內(nèi)膽的上端面設計了多點支撐，并改進了四個角的設計結(jié)構(gòu)，增加了斜角加強筋。在同等重量的情況下，提高了四個角的強度，有效克服了一般IBC容器上端面不平整形成凹陷，產(chǎn)生積液的現(xiàn)象。在金屬框架的制做上，選用龍鋼的金屬鋼材，對焊接點和安裝進行特殊的設計和改進，并在四個角設計了鋼制包角，上下用高強度止退螺栓固定，提高了金屬框架的強度，增強了IBC集裝桶在使用過程中的抗沖擊性。在鋼制包角上端開有吊裝孔，方便用戶進行吊裝使用。

3 技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)

型塑料中空容器的行業(yè)前景非常廣闊，發(fā)展?jié)摿Υ螅c國外的發(fā)展水平仍有較大的差距。很多企業(yè)依靠仿制侵犯專利保護來獲取市場份額，缺乏自主創(chuàng)新能力?？讫埶軜I(yè)從事大型中空吹塑行業(yè)20年來，非常重視企業(yè)創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，研制開發(fā)的黃桂稠酒包裝、食用油中包裝、農(nóng)用臥式罐、大型多層復合罐、工業(yè)包裝在西北地區(qū)市場上占有率80%以上。

科龍塑業(yè)在國內(nèi)首家研制開發(fā)“農(nóng)用臥式罐”和“大型多功能塑料復合容器”推動了國內(nèi)大型塑料中空包裝容器行業(yè)的發(fā)展。2008年以前，眾多塑料中空設備和模具制造廠家的技術(shù)能力多限于220升以下的包裝容器。目前，國內(nèi)從事大型塑料中空容器生產(chǎn)的企業(yè)有100多家，主要分布在中西部地區(qū)及東三省等地，年生產(chǎn)加工能力達1000萬只以上。

科龍塑業(yè)近年來在大型塑料中空容器領(lǐng)域所做的努力，得到了行業(yè)專家領(lǐng)導的高度認可，研發(fā)的新品兩次獲得國家包裝行業(yè)“高新技術(shù)項目”，企業(yè)榮獲“中國包裝優(yōu)秀品牌”、十一·五期間中國塑料中空容器行業(yè)“優(yōu)秀企業(yè)”、西安市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)“優(yōu)秀民營科技企業(yè)”獎勵。

如今，塑料中空行業(yè)特別是大型塑料中空容器行業(yè)在市場競爭中必須走自主創(chuàng)新品牌經(jīng)營之路，只有通過不斷的自主研發(fā)和創(chuàng)新，企業(yè)才可以走的更長遠?！爸袊鞑看笮退芰现锌杖萜骷夹g(shù)研發(fā)中心”于2012年批準在科龍塑業(yè)成立，是國內(nèi)首家從事大型塑料中空容器生產(chǎn)技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)的機構(gòu)，匯聚了行業(yè)的專家人才，專業(yè)對大型塑料中空制品的生產(chǎn)技術(shù)、新材料、新工藝、塑料沼氣池、大型塑料中空檢查井進行研究和推廣，提升西部地區(qū)乃至全國大型塑料中空容器行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)新能力。

4 結(jié)束語

“西部大型塑料中空容器加工中心”已在籌劃中?？讫埶軜I(yè)以大型化、專業(yè)化的大型塑料中空容器為發(fā)展目標，努力提升產(chǎn)品的科技含量和應用價值，以精細化、規(guī)范化的管理理念，增強企業(yè)員工的創(chuàng)新力和凝聚力，積累形成科龍塑業(yè)獨有的核心競爭力，為中國大型塑料中空容器行業(yè)的發(fā)展做出更多的貢獻。