張友根

(寧波海達(dá)塑料機(jī)械有限公司)

(上接《塑料包裝》2015年第3期)

3.3.7.11 細(xì)分化的PET瓶坯環(huán)保節(jié)能殺菌技術(shù)［6］

常規(guī)對吹－灌－裝生產(chǎn)線上PET瓶的消毒殺菌都是在PET瓶吹制成型后，采用濕式殺菌，然后沖洗干燥，耗能耗劑量大，生產(chǎn)率低，而且易受污染。瓶西得樂Combi Predis/CapdisTM Fma干式殺菌技術(shù)，對PET瓶坯使用先進(jìn)的干燥的技術(shù)，無需用水，只使用少量的過氧化氫作為消毒劑，進(jìn)行消毒殺菌，無需吹塑成型后消毒殺菌。由于瓶坯表面積要比成型后的瓶子的表面積約小10倍，節(jié)約了殺菌劑用量和能源消耗。而且干式殺菌后不需無菌水沖洗，避免了化學(xué)殘留的風(fēng)險，提高了瓶的潔凈度。消毒劑加熱利用了瓶坯的熱調(diào)節(jié)的能量，達(dá)到了節(jié)能消毒。Refresco法國工廠運用該項技術(shù)，消毒劑用量從原來的42噸過氧乙酸減少到6.7噸過氧化氫，每年減少二氧化碳排放量1700多噸，節(jié)水38000m3，節(jié)電250萬kWh。

3.3.7.12 能量回收利用綠色技術(shù)［7］

節(jié)能加工技術(shù)已取得了可喜的成就，能量回收利用技術(shù)還未引起足夠的重視，而這是充分利用資源的一個重要組成部分。SMI公司旋轉(zhuǎn)式拉伸吹瓶設(shè)備，開發(fā)空氣回收系統(tǒng)，使部分吹瓶回路中的4Mpa的高壓氣體得以重復(fù)利用于預(yù)吹瓶，可以有效減少40%的壓縮空氣的消耗量，節(jié)約了能源成本，同時降低了二氧化碳的排放量。SIPA公司的RAS氣體回收系統(tǒng)，當(dāng)吹瓶排氣階段，RAS截取1～1.5Mpa壓力的氣體，并分配給吹瓶的預(yù)吹應(yīng)用，吹瓶機(jī)自身工作用氣，剩余氣體返回至工廠的低壓管網(wǎng)供灌裝及貼標(biāo)用氣，RAS氣體回收效率為吹瓶氣總體消耗的50%以上，節(jié)省20% ～30%的電力能耗。東莞可口可樂在安裝了SBO 20 HR空氣回收系統(tǒng)后，每年節(jié)省273495度電和267噸二氧化碳［相當(dāng)于小車(140g/公里)行駛1，910，561公里所產(chǎn)生的數(shù)量］。伺服電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其組件的慣量動能在制動時可通過伺服電機(jī)產(chǎn)生電能，在經(jīng)過驅(qū)動器轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，并儲存在電容?nèi)，當(dāng)伺服電機(jī)在下一周期啟動時，電容放電再經(jīng)驅(qū)動器轉(zhuǎn)成所需脈沖電流驅(qū)動伺服電機(jī)，能源再生利用裝置可節(jié)能3～5%。

3.3.7.13 伺服交流電機(jī)無污染節(jié)能驅(qū)動技術(shù)

交流伺服電機(jī)直接驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運行系統(tǒng)，無液壓驅(qū)動可能產(chǎn)生的油液污染、噪聲污染，并且動態(tài)反映快、大幅度節(jié)能，被稱謂綠色驅(qū)動技術(shù)，已成為綠色化動力驅(qū)動的標(biāo)志。

Beckum在中空成型機(jī)領(lǐng)域的創(chuàng)新聞名世界，新一代的EBLOW－XO7系列采用全電動驅(qū)動，位置精度0.01mm，縮短成型加工周期15%，節(jié)能50%，噪音72dB。研發(fā)的新一代拉伸包裝機(jī)，由變頻扭矩電機(jī)改為伺服電機(jī)，采用分散伺服技術(shù)控制機(jī)器動作，從而使調(diào)節(jié)工作得到較大簡化、機(jī)器的功能得到更好的執(zhí)行并且簡單。伺服電機(jī)共同的直流總線式的能量分布均等，達(dá)到既節(jié)能也消除了制動阻力。

銓寶工業(yè)股份有限公司CPSB－LSS12全新直線全電式12模穴機(jī)種，整機(jī)設(shè)計概念以節(jié)能、高速與生產(chǎn)彈性為出發(fā)點。秏電量較傳統(tǒng)直線式吹瓶機(jī)節(jié)省約30%電力，并將氣體回收裝置列為標(biāo)準(zhǔn)配置降低氣體消耗量。結(jié)合多軸伺服運動控制與凸輪動作，提升產(chǎn)能將0.6L高達(dá)18000/hr。彈性化的生產(chǎn)，可將12穴生產(chǎn)0.6L轉(zhuǎn)換為6穴生產(chǎn)1.5L，并搭配快速的更換模具，使瓶型選擇更加活用。

杭州華林塑料機(jī)械制造有限公司展示的HLRCY熱成型機(jī)，集成型、沖裁、堆垛為一體，應(yīng)用了十六個伺服系統(tǒng)，是目前國際自動化程度最高的熱成型機(jī)，成型速率達(dá)到50模/min。

國內(nèi)伺服電機(jī)驅(qū)動油泵系統(tǒng)，普遍存在的問題是伺服電機(jī)的節(jié)能的運行性能得不到充分發(fā)揮。伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到3000r/min以上，但一般使用最高轉(zhuǎn)速為2000r/min，其中主要原因之一是伺服電機(jī)與油泵的聯(lián)接技術(shù)未過關(guān)，達(dá)不到高速運轉(zhuǎn)要求。YUKUN公司展出了伺服電機(jī)與油泵一體化的剛性結(jié)構(gòu)，省卻了聯(lián)軸器，實現(xiàn)了高速運轉(zhuǎn)。由此我們可以想到這樣一個問題，我國伺服動力驅(qū)動油泵的注塑機(jī)產(chǎn)量世界第一，為什么這個長期存在的問題沒有得到解決，不是沒有能力，而是缺乏創(chuàng)新理念。作者在五年之前設(shè)計了剛性聯(lián)接的聯(lián)軸器，運行至今情況良好。無獨有偶，這次在展會上，也碰到了一家廠商，設(shè)計與作者類似的剛性聯(lián)軸器，運行至今二年多，情況良好。

3.3.7.14 節(jié)材環(huán)?；腗uCell微發(fā)泡注射成型加工技術(shù)［8］

MuCell微發(fā)泡不同于反應(yīng)發(fā)泡，主要采用物理介質(zhì)的無污染清潔型發(fā)泡，如超臨界CO2成核氣泡為微泡沫。微發(fā)泡部件較輕、殘余壓力較少，尺寸精度和尺寸穩(wěn)定性卓越，材料消耗較少、成型周期也較短。當(dāng)采用纖維增強(qiáng)部件時，彎曲性較小。極寬溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出極高的尺寸精度和尺寸穩(wěn)定性。該技術(shù)讓超臨界流體與塑料在分子層面上相混合，提高其流動性，從而使其在模具中更快地擴(kuò)散，達(dá)到減少原材料用量的目的。所用的超臨界流體(SCF)可從惰性氮氣或二氧化碳?xì)怏w制取。與常規(guī)發(fā)泡技術(shù)相比，應(yīng)用新技術(shù)制造的部件更容易回收利用，且應(yīng)用范圍廣。該技術(shù)達(dá)到包裝容器輕量化，減少對樹脂的消費量可高達(dá)30%，廢棄物更易回收再生利用。

Plastic Technologies公司開發(fā)出了用MuCell微細(xì)發(fā)泡工藝(由Trexel公司授權(quán)許可)來發(fā)泡PET瓶“OPTI”工藝。該工藝不需要對現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行任何改進(jìn)，而是在瓶坯成型設(shè)備上連接一個改進(jìn)過的料筒，使氮氣與熔融物料在此均勻混合。由于泡沫增加了瓶子的硬度，制得的PET發(fā)泡瓶的重量比傳統(tǒng)的發(fā)泡瓶輕了近5%，還能顯著增強(qiáng)瓶子的表面防滑性和工藝操作的可重復(fù)性。

3.3.7.15 輕量化PET瓶成型加工技術(shù)

輕量化是實現(xiàn)PET瓶綠色化的重要途徑。PET瓶輕量化從碳酸飲料開始、到水、再到熱灌裝。實現(xiàn)PET輕量化是從原料、瓶坯的設(shè)計、瓶型的設(shè)計、成型加工設(shè)備及工藝等多方面進(jìn)行優(yōu)化的系統(tǒng)工程。

PET瓶級原料。PET瓶級原料的粘度高有利于降低瓶壁厚度，降低重量。PET瓶級原料的粘度從上世紀(jì)八十年代的0.72～0.74已提高到0.85以上了，為PET瓶輕量化創(chuàng)造了先決條件。

廣州一道注塑機(jī)械有限公司實現(xiàn)瓶坯輕量化全套方案，包括輕量化瓶坯的設(shè)計、注塑設(shè)備、瓶坯模具、原料干燥系統(tǒng)、模具除濕機(jī)、冰水冷卻系統(tǒng)、空壓系統(tǒng)、瓶坯輸送系統(tǒng)、軟包裝等，同時還提供瓶坯的尺寸、IV降、AA值的測定、遠(yuǎn)程診斷支持等，確保輕量化瓶坯的最佳品質(zhì)和參數(shù)。

廣州達(dá)意隆包裝機(jī)械股份有限公司自主創(chuàng)新的PET輕量化瓶拉伸吹瓶技術(shù)［9］。關(guān)鍵部件—瓶坯加熱鏈，加溫鏈結(jié)構(gòu)中采用了新型不污染瓶坯的自潤滑系統(tǒng)，加溫鏈節(jié)距為38，與傳統(tǒng)的50節(jié)距相比，間距縮少了1/4，在相同產(chǎn)量和加溫時間的情況下，節(jié)約能耗15－20%，環(huán)保超輕量瓶吹灌旋一體設(shè)備率先在可口可樂7個分裝工廠投入運營，成為全球第二家，國內(nèi)第一家能夠生產(chǎn)PET輕量瓶吹灌旋一體設(shè)備的企業(yè)。該公司2010年與可口可樂公司聯(lián)合推出550mL輕量化水瓶，瓶子質(zhì)量由16g調(diào)整為11.8g，原材料節(jié)省了26.25%。瓶子薄壁化，吹氣壓力由原來的3.5MPa降低至2.8MPa，高壓空氣耗氣量減少20%。產(chǎn)能2400瓶/時，瓶坯加熱功率由102kW降低至78kW，能耗降低了23.5%。

3.3.7.16 節(jié)材薄壁塑料包裝制品注塑成型加工技術(shù)

塑料包裝容器向薄壁化方向發(fā)展，以節(jié)材節(jié)能的發(fā)展趨勢。例如用于食品包裝的PP碗盒的壁厚由往常的0.6 ～1mm 減薄制 0.3 ～0.5mm，節(jié)約了約一半塑料消耗。

阿博格用于包裝行業(yè)的Allrounder 570H注塑機(jī)，鎖模力2000kN，配雙模腔模具，成形36.5g的薄壁快餐盒，成形周期僅為4.3秒?？藙谒宫敺乒拘滦虴X120－750薄壁注塑機(jī)，生產(chǎn)一種薄壁優(yōu)酪乳杯，生產(chǎn)周期時間僅為3.6秒，由機(jī)械手從模具中取出重6.1g的6只PP杯，快速、精確地進(jìn)行堆放。

寧波巴斯頓機(jī)械科技有限公司展出的ESTECH1600薄壁高速注塑機(jī)，氮氣輔佐伺服高速注射，高相應(yīng)閉環(huán)控制伺服閥，射速可達(dá)600mm/s;可選配感應(yīng)式三重節(jié)能加熱系統(tǒng)，降低加熱能耗15%以上，并且加熱速度比普通電阻絲加熱快5倍，完全避免高速熔膠量引起的加熱不足;應(yīng)用于瓶蓋、薄壁包裝盒、一次性餐盒餐具等塑料包裝制品的制造，大幅降低注塑加工成本。

3.3.7.17 塑料包裝外飾環(huán)保化安全健康化印刷技術(shù)

張慶偉在講話中指出，農(nóng)墾改革是黨中央、國務(wù)院作出的重大決策部署，習(xí)近平總書記高度重視，作出重要指示。兩年多來，我們把推動農(nóng)墾改革發(fā)展作為重大政治責(zé)任和政治任務(wù)，成立改革專班強(qiáng)力推進(jìn)、部省合作協(xié)同推進(jìn)、上下聯(lián)動合力推進(jìn)，推動農(nóng)墾改革取得了突破性進(jìn)展。

塑料包裝外飾環(huán)?；踩】祷∷⒓夹g(shù)是一個系統(tǒng)工程，它由油墨、設(shè)備、制版、印刷技術(shù)工藝等環(huán)節(jié)組成。

在發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、推廣綠色化印刷的今天，生產(chǎn)和使用環(huán)保化安全健康化油墨日益成為油墨業(yè)和印刷業(yè)的共識。無論什么類型的外飾都離不開油墨印刷。安全健康的印刷油墨是實現(xiàn)塑料包裝外飾安全健康的關(guān)鍵。

目前所有的食品包裝特別是凹版印刷的塑料包裝都是采用溶劑型油墨印刷。溶劑型油墨是一種有機(jī)揮發(fā)物，能夠?qū)е卤菴O2更為嚴(yán)重的溫室效應(yīng)，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境。盡管對溶劑殘留作了嚴(yán)格要求，但還是存在對健康所產(chǎn)生的傷害和印后溶劑殘留影響食品的氣味和食品的安全等問題。包裝物上或多或少都存在有機(jī)溶劑殘留，這些殘留的有機(jī)溶劑種類很多，有苯、酮、酯、醇等，其中苯類溶劑會在短時間內(nèi)穿透薄膜使包裝里的食品受到二次污染，從而引發(fā)白血病等。以康師傅、旺旺、娃哈哈、雀巢為代表的軟包裝大規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)，今年以來已全面轉(zhuǎn)向使用無苯復(fù)合安全健康化油墨。

目前環(huán)?；踩】祷挠湍饕腥N:水基油墨，醇溶型油墨，UV油墨。

水基油墨。世界公認(rèn)的環(huán)保型印刷材料，也是目前所有印刷油墨中唯一經(jīng)美國食品藥品協(xié)會認(rèn)可的油墨。目前美國塑膠印刷中有40%采用水性油墨，其他經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家如日本、德國、法國等在塑膠薄膜印刷中使用水性油墨的量也越來越大。英國已經(jīng)立法禁止溶劑型油墨印刷食品薄膜。塑料凹印油墨生產(chǎn)正受到消防法、勞動安全法、衛(wèi)生法等法規(guī)的制約，因此積極開發(fā)和應(yīng)用符合環(huán)保要求的綠色凹印油墨及水性油墨將成為一個必然趨勢。水基油墨由于水的表面張力較高，導(dǎo)致油墨難于潤濕，干燥緩慢;不適用高磁性環(huán)境，在冷凍食品包裝上的應(yīng)用耐受性差，尤其是在高速印刷軟包裝時的層次效果及顏色的再現(xiàn)性不良等問題。包裝薄膜印刷中的油墨水性化，時至今日仍未達(dá)到真正的實用階段，其重要原因是印刷性能和質(zhì)量仍達(dá)不到溶劑性凹版油墨的標(biāo)準(zhǔn)。

廣東省珠海市的袁建穗發(fā)明了一種用于軟包裝凹版印刷的水基油墨及其制備工藝(專利號:ZL201110165900.8)，其由色漿、連接料樹脂、水、殺菌劑、蠟液組成，其中所述色漿由一定組分質(zhì)量的水、水性顏料、分散劑、消泡劑、研磨樹脂混合制成，符合各國對食品、飲料、藥品等包裝印刷的要求，其低成本和高性能將引領(lǐng)食品包裝新革命。該發(fā)明在生產(chǎn)和使用過程中不會對環(huán)境和操作工人的身體造成污染和損害，不會因靜電或短路造成火災(zāi)，該水墨轉(zhuǎn)移性優(yōu)，顏色再現(xiàn)性好，復(fù)凍性能優(yōu)越，結(jié)冰后放在常溫下3小時內(nèi)自行復(fù)凍便可使用且不影響印刷效果，所得印刷食品包裝物不殘留有機(jī)溶劑。

醇溶型油墨。采用從VOC名單去除的乙醇等低毒的醇類作溶劑，解決甲苯類油墨對人體和環(huán)境的危害問題。目前在發(fā)達(dá)國家，醇溶型油墨已經(jīng)全面替代了苯系油墨。我國凹印行業(yè)也廣泛應(yīng)用了可醇溶性油墨，并逐漸占據(jù)了油墨市場的主要份額。

UV油墨。主要成分為顏料、感光樹脂、活性稀釋劑、光引發(fā)劑和助劑，能夠在一定波長的紫外線照射下，發(fā)生化學(xué)聚合作用瞬間固化。與普通油墨相比，干燥速度更快、用量更少，且穩(wěn)定性更高，也更安全和環(huán)保。

國產(chǎn)環(huán)保油墨存在主要問題是:品種少、附著力差、光澤及色彩艷麗差、成膜干燥慢、價格高、套印差，難為市場接納。

3.3.7.18 無縫結(jié)合生產(chǎn)線一體化生產(chǎn)技術(shù)

食品、飲料、藥品和醫(yī)療期包裝的潔凈化特殊性，要求在包裝生產(chǎn)整個流程中，盡量減少可能受外界污染的環(huán)節(jié)，實現(xiàn)無人接觸的自動化包裝生產(chǎn)。相關(guān)塑料包裝設(shè)備無縫結(jié)合生產(chǎn)線一體化組合技術(shù)提高了包裝的潔凈度，并實現(xiàn)高效率、節(jié)能環(huán)保的綠色化包裝。

茶飲料熱灌裝、啤酒瓶的PET瓶的應(yīng)用，推動了推動了PET的拉吹成型設(shè)備與熱灌裝線的無縫結(jié)合生產(chǎn)線的發(fā)展。PET的拉吹成型設(shè)備與灌裝線的無縫結(jié)合生產(chǎn)線是指將瓶坯的拉伸吹塑成型、原料的灌裝、貼標(biāo)、封口、包裝等多道工序集于一次完成，尤其在生產(chǎn)醫(yī)用、食品包裝的灌充清潔衛(wèi)生方面得到了可靠的保證。原料的灌充不需要對瓶進(jìn)行再清洗，不需要空氣輸送帶，灌充在封閉無污染的環(huán)境中進(jìn)行，真正實現(xiàn)了生產(chǎn)全過程的“無人手接觸”，從而確保了產(chǎn)品的潔凈衛(wèi)生。瓶坯在過濾空氣下有效除塵。灌裝環(huán)境與外界環(huán)境隔離。瓶蓋除塵，正壓密閉封蓋。SIDEL公司Combi34xs吹灌旋三位一體機(jī)，主機(jī)無液壓系統(tǒng)，保證成型環(huán)境清潔，用來生產(chǎn)0.2L至0.7的小瓶。瓶胚進(jìn)入旋轉(zhuǎn)吹瓶、星輪傳輸成型瓶進(jìn)行重力式灌裝，工序中間環(huán)節(jié)不需無菌水沖洗，不需空氣傳送帶的空氣電力消耗，小時能耗節(jié)約8%。瓶蓋緩沖式伺服上蓋，確保一瓶一蓋生產(chǎn)，成品間的合理間距匹配避免成瓶阻塞、摩擦、粘瓶等現(xiàn)象發(fā)生。灌裝環(huán)境與外界隔離，正壓密閉封蓋，U.V.燈滅菌，瓶坯清潔瓶坯合格檢測，40巴空氣的0.01μ精度的過濾，瓶蓋除塵，確保產(chǎn)品的潔凈性。江蘇新美星包裝機(jī)械有限公司展示了適用于PET瓶包裝的飲用水、碳酸飲料、果汁、茶、液態(tài)奶、液態(tài)調(diào)味品及日用品等生產(chǎn)的吹灌旋一體生產(chǎn)線，與海南椰樹集團(tuán)合作，在吹灌旋一體生產(chǎn)線基礎(chǔ)上增加一道空瓶消毒工序，設(shè)計制造3600瓶/小時瓶裝礦泉水和2000瓶/小時3L－5L大瓶水生產(chǎn)線，生產(chǎn)效率90%以上。

非PVC輸液軟袋膜制設(shè)備與灌裝設(shè)備無縫結(jié)合的潔凈化綠色技術(shù)。國內(nèi)非PVC輸液軟袋膜制設(shè)備與灌裝設(shè)備基本上都不在同一設(shè)備上進(jìn)行，非PVC輸液軟袋船型接口灌裝端面尺寸為φ32mm，由于沒有密封措施，軟袋在制袋機(jī)到灌封機(jī)的移動過程中，提高了人為的因素對輸液質(zhì)量產(chǎn)生干擾的幾率，易產(chǎn)生微生物污染，灌裝前需消毒滅箘，同時增加了成本。歐美等發(fā)達(dá)國家度采用制袋和灌裝在同一臺設(shè)備上進(jìn)行，以盡量減少人為因素對輸液的污染。

3.3.8 包裝機(jī)械綠色化技術(shù)的科學(xué)發(fā)展重點

如今綠色環(huán)保觀念已經(jīng)深入到了社會的各個行業(yè)中，尤其是包裝行業(yè)，綠色發(fā)展之風(fēng)更盛。綠色環(huán)保型包裝機(jī)涵蓋多個層面:

(1)生產(chǎn)效率高，這是最直接的體現(xiàn)，生產(chǎn)效率是企業(yè)生存的根本;

(2)生產(chǎn)過程必須低噪、環(huán)保、節(jié)能。這也是現(xiàn)代生產(chǎn)機(jī)械的基本要求。

多年的不斷發(fā)展，讓我國的包裝機(jī)械行業(yè)已進(jìn)入了調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提升創(chuàng)新開發(fā)能力的新時期。

傳統(tǒng)包裝機(jī)械或多或少的存在一些性能低下、生產(chǎn)效率低、浪費嚴(yán)重等現(xiàn)象，因此已經(jīng)不再適合現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)需求。隨著綠色環(huán)保觀念的引入，包裝機(jī)械也該順應(yīng)這一趨勢，向著綠色包裝機(jī)械過渡。

全自動包裝機(jī)在環(huán)保觀念的影響下，逐漸成為了一款綠色機(jī)械設(shè)備，盡管制造過程更加簡約、更加樸素，但是性能卻愈加完善，真正成為了一款現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)備。

(未完待續(xù):見本刊2015年第5期)