塑料瓶盖技术应用及模具简介

塑料瓶盖技术应用及相关模具简介塑料防盗瓶盖简述定义：用塑料制成，经封装，开启后，不能恢复其原包装形式。自上世纪90年代中期开始，可口可乐公司生产的PET瓶装饮料使用塑料防盗盖替代铝盖，从而将塑料防盗盖推到了饮料包装的前台，开始了塑料防盗盖的大规模生产和应用。塑料盖自从问世来以其价格低廉、使用方便、安全、环保等特性而受到欢迎。广泛运用于制药、化工、调料、食品、饮料等行业产品的包装。PP（聚丙烯，polypropylene）的平均密度约0.905，聚丙烯本身无毒、无味、无嗅，耐水，具有一定的物理机械强度。与聚乙烯相比，聚丙烯具有较高的刚性和硬度、较好的抗裂变性和热稳定性，适合于各类塑料包装材料的要求。成型收缩率约为1%~3%。通常用于双片盖。PE（聚乙烯，polyethylene）的密度很小（0.92～0.96），即使在低温条件下也不会丧失柔软性，耐撞击，耐腐蚀，高频率特性也很好，用途较为广泛。成型收缩率约为1.5%~4%。从结晶性来分，可分为低密度LDPE和高密度HDPE。一般采用高密度聚乙烯（HDPE）。主原料又分PP（聚丙烯）和PE（聚乙烯）二种，色母因主原料的不同而区分为PE载体及PP载体。瓶盖的材料构成：主原料、色母、添加剂、内衬垫PP与PE塑料性能比较原料功能1、原料取得容易容易◎表示较好2、原料成本较PE贵较PP便宜○表示一般3、原料加工复杂容易△表示较差4、加工成本较PE高较PP低5、塑盖品质◎○6、尺寸控制◎○7、防盗性能○○8、密封性能◎○9、耐压（PAT）○△10、盖面强度○△11、耐冲击性能△○12、耐消毒性能○○13、耐高温性能○△14、耐低温性能○◎15、热胀冷缩较小较大16、卫生性○○17、环保性可回收可回收PP双片盖PE单片盖备注常用饮料塑胶盖的分类及应用饮料塑胶盖主要按以下划分：按充填物分类为：碳酸性饮料塑盖和非碳酸性饮料（含纯净水、茶饮料、果汁等）塑盖。按塑盖衬垫的结构形式分为：无衬垫塑胶盖（内塞盖）、模塑衬垫塑胶盖和嵌入式衬垫塑胶盖等。有衬垫塑盖也叫双片盖，无衬垫塑盖也叫单片盖。无衬垫塑盖又分为“Ｐ”型长凸式、“Ｃ”型反卷式及“Ｓ”型等。双片盖（有内垫）的衬垫型式分为：“Ｕ”型、“Ｔ”型及平垫型。按规格大小分类为：28㎜、29/25、30/25、26/22、27mm、33mm、38mm盖等。按成型方式分类为：压塑型塑胶盖和注塑型塑胶盖。按结构形式分：单片盖和双片盖；单片盖：瓶盖内部无垫片，整个盖材料一样，依靠折边或内塞密封；双片盖：瓶盖内部有垫片，垫片材料较软，依靠压缩垫片的反弹力来保持密封；比较：⑴、单片盖没有加垫，不需要加垫机，因此设备投入较两片盖少。并且垫片材料价格是盖体材料的两倍以上，单片盖成本比双片盖低；⑵、单片盖对瓶口尺寸、形状要求高；折边式单片盖是靠折边变形的反弹力压住瓶口外沿和端面来密封；内塞式单片盖是靠其内塞外径与瓶口内径的过盈配合起密封作用。双片盖的垫片较软，对瓶口缺陷有较大的包容能力。按生产工艺：注塑盖和压塑盖•注塑盖生产工艺为：吸料机将混合好的材料吸进注塑机炮筒，在炮筒内加热到熔融塑化状态后，注射到模具型腔，在型腔内冷却定型、脱模，再经过切环、加垫，完成注塑盖生产。•压塑盖生产工艺为：吸料机将混合好的材料吸进压塑机炮筒，在炮筒内加热到半熔融塑化状态后，定量挤出到模具型腔内，上下模具合模、压塑并冷却定型、脱模，再经过切环、加垫，完成压塑盖生产。•比较：①注塑盖需要将材料加热到熔融流动状态，温度在220℃左右；压塑只需要加热到170℃左右，注塑盖能耗比压塑盖高；②压塑加工温度较低，收缩量小，制盖尺寸较为精确；③压塑瓶盖没有浇注点，从而具有更美的外观和更佳的印刷效果；④注塑一次注满所有模腔，压塑每次挤出一个瓶盖用料。压塑挤出压力很小，而注塑需要的压力比较高；⑤注塑模具体积大，单个模腔更换麻烦；压塑每个模腔相对独立，可以单独更换；压塑瓶盖与注塑瓶盖的比较（续）据中国食品与饮料协会的统计，在中国的高端市场压塑成型的瓶盖占到80%以上。与注塑成形的工艺相比，压塑工艺生产防盗瓶盖具有生产效率高、模具寿命长、换色快及节能等优点。注塑工艺则在双色盖、运动盖和其他异形瓶盖的成形方面具有较大的优势。①生产效率高：以2.0g水盖为例，48腔的压塑机每分钟能生产大约1200个瓶盖，而72腔注塑制盖系统在成形周期4.0～4.5秒条件下的生产速度只有960～1080个／分钟。②能耗低：由于压塑工艺成形温度相对较低（压塑160～180℃，注塑220～240℃），并且具有特殊的连续旋转成形机构，因此，在生产能耗方面压塑比注塑可以降低30%～40%。③系统结构简单，维护保养方便：压塑制盖系统结构简单，仅包括塑化挤出和旋转成形２个主要单元，因此占用空间少，便于维护保养。④工艺性能稳定：由于成形工艺简单，结构设计稳定，故压塑制盖系统生产过程的工艺稳定性较强，瓶盖的一致性好。⑤换色快速：在压塑工艺中不存在热流道系统，因此瓶盖产品换色速度快，节省物料。⑥压塑工艺也存在一定的缺点：由于压盖设备不能一次生产出成品塑料瓶盖，还需要经过后道切环工序才能完成。对于双片盖还需增加一道内垫成型工序，生产工艺较复杂，增加了产品的生产周期，同时产生废次品的几率也相对增加。另外，目前压塑工艺只是局限于标准的塑料瓶盖，对于双色盖、运动盖或者异形瓶盖等则不能生产，瓶盖直径和重量也受到限制。塑料盖相关技术指标与检验项目参考资料：GB/T17876-2010一．外观检验在非阳光直射的自然光或日光型灯下观察：产品表面：成型饱满、结构完整、表面光滑、无明显收缩、气泡、缺损、飞边色泽：色泽均匀，无色差污染：无黑点、锈迹、油污等外来附着物、无明显异味防盗环：防盗环与盖身有连接桥相连，连接桥无破坏二．重要尺寸：要求使用精度不低于0.02的量具检验。M—最大外径K—防滑齿外径T—螺纹底径E—螺纹顶径P—内塞外径H—瓶盖高度以上尺寸为必须按图纸要求检验，其它尺寸根据具体瓶盖确定。三．物理机械性能瓶盖物理性能按规定的试验方法，试验结果应符合下表要求：项目要求试验方法密封性能非碳酸盖200KPa不漏气，350KPa不脱盖按满足封盖要求的额定扭矩封盖，用密封测试仪测试，加压至200KPa，在水下保压1分钟，观察是否漏气，再将压力提高至350KPa，保压1分钟，观察瓶盖是否松脱弹出。碳酸盖690KPa不漏气，1207KPa不脱盖按满足封盖要求的额定扭矩封盖，切去防盗环，用密封测试仪测试，加压至690KPa，在水下保压1分钟，观察是否漏气，再将压力提高至1207KPa，保压1分钟，观察瓶盖是否松脱弹出。热稳定性非碳酸盖耐低温性能不爆裂、不变形，倒置不漏液瓶子中注入标称容量水后，按满足封盖要求的额定扭矩封上非碳酸盖，在4℃±1℃冷冻箱里侧向24h后，倒置，观察瓶盖是否爆裂或变形，密封处是否漏液。碳酸盖耐低温性能不爆裂、不变形，倒置不漏气、不漏液瓶子中注入标称容量含有4.2±0.1体积二氧化碳的碳酸水后，按满足封盖要求的额定扭矩封上碳酸盖，在4℃±1℃冷冻箱里放置24h后，倒置，观察瓶盖是否爆裂或变形，密封处是否漏气、漏液。碳酸盖耐高温性能不爆裂、不变形，不漏液瓶子中注入标称容量含有4.2±0.1体积二氧化碳的碳酸水后，按满足封盖要求的额定扭矩封上碳酸盖，在42℃恒温箱里侧向5天后，倒置，观察瓶盖是否爆裂、变形或漏液。碳酸盖高温周期循环测试不爆裂、不脱盖瓶子中注入标称容量含有4.2±0.1体积二氧化碳的碳酸水后，按满足封盖要求的额定扭矩封上碳酸盖，在60℃恒温箱里放置6h后，随后在32℃恒温箱里再放置18h，重复三次，观察瓶盖是否爆裂或飞脱。跌落性能非碳酸盖不脱盖、不漏液瓶子中注入标称容量水后，按满足封盖要求的额定扭矩封上非碳酸盖，按常温和4℃±1℃放置24h后，容量小于1L，跌落高度1.4m，大于等于1L，跌落高度1m。按底部朝下垂直自由跌落一次和水平侧向混凝土地面自由跌落一次，观察瓶盖是否飞脱，密封处是否漏液。碳酸盖不脱盖、不漏液瓶子中注入标称容量含有4.2±0.1体积二氧化碳的碳酸水后，按满足封盖要求的额定扭矩封上碳酸盖，按常温和4℃±1℃放置24h后，跌落高度1.5m，按底部朝下垂直自由跌落一次和水平侧向混凝土地面自由跌落一次，观察瓶盖是否飞脱，密封处是否漏液。耐冲击性能非碳酸盖瓶盖及裂片不脱落瓶子中注入标称容量水后，按满足封盖要求的额定扭矩封上非碳酸盖，4℃±1℃放置24h，将试样等分为4组，在钢球冲击试验仪上分别进行试验（钢球¢41mm，286g，表面光滑），钢球距瓶盖762mm高处自由下落于瓶盖的部位：垂直落于顶部中心；垂直落于顶部边沿；与瓶盖边沿成45°角；垂直落于瓶盖侧壁。观察瓶盖是否破裂、破损，瓶盖是否脱落。碳酸盖瓶子中注入标称容量含有4.2±0.1体积二氧化碳的碳酸水后，按满足封盖要求的额定扭矩封上碳酸盖，常温放置24h，将试样等分为4组，在钢球冲击试验仪上分别进行试验（钢球¢41mm，286g，表面光滑），钢球距瓶盖762mm高处自由下落于瓶盖的部位：垂直落于顶部中心；垂直落于顶部边沿；与瓶盖边沿成45°角；垂直落于瓶盖侧壁。观察瓶盖是否破裂、破损，瓶盖是否脱落。开启扭矩性能规格小于38mm，高度不大于12mm的瓶盖0.4N·m~2.2N·m按满足封盖要求的额定扭矩封盖，常温放置24h，用精度大于0.1N·m的扭矩仪测试扭矩。规格小于38mm的瓶盖0.6N·m~2.2N·m规格38mm的瓶盖0.6N·m~2.9N·m防盗环物理性能封盖性能封盖后防盗环不断裂按满足封盖要求的额定扭矩封盖，观察瓶盖防盗环连接桥是否断裂。常温放置24h，用精度大于0.1N·m的扭矩仪测试开启扭矩和扭断扭矩，重新封盖，观察防盗环连接桥是否有明显破坏。防盗性能开启后再封时，连接桥应有明显破坏扭断扭矩不大于2.2N·m四．安全开启性能逆时针方向开启瓶盖至瓶盖完全脱离瓶口时，瓶盖不脱盖弹出。使用容量不小于2L的瓶子，其中注入标称容量含有4.2±0.1体积二氧化碳的碳酸水后，按满足封盖要求的额定扭矩封上碳酸盖，在常温下放置24h，逆时针慢慢旋动瓶盖至有漏气的声音，随后立即用手，以最快的速度旋开瓶盖至完全泄气，观察瓶盖是否松脱弹出。将以上测试过的样品，缓慢将液体倒掉一半。再按满足封盖要求的额定扭矩封上碳酸盖，在常温下放置24h，重复以上开启过程，观察瓶盖是否松脱弹出。五．其它项目：垫片溢脂性能：洁净的瓶子中注入蒸馏水后用瓶盖密封后，在42℃恒温箱中侧向放置48小时，从放置时起每隔24小时观察瓶内液面是否有油脂，若有油脂出现即终止试验。密封泄露角度(SRA)：封装后的样品，在瓶盖与瓶口支撑环之间划一道直线。逆时针缓慢的旋转瓶盖，直到发生漏气或漏液后，立即停止。测量瓶盖标线与支撑环之间的角度。（国标要求的是安全开启性能。完全拧开时，瓶盖不飞脱）断环角度(BBA)：封装后的样品，在瓶盖与瓶口支撑环之间划一道直线。逆时针缓慢的旋转瓶盖，观察到瓶盖的防盗环发生断裂后，立即停止。测量瓶盖标线与支撑环之间的角度。瓶盖的功能性测试：桥的拉断值、防盗齿或防盗叶片的屈服强度、桥扭断扭矩等。瓶盖包装、储存与使用：包装在清洁防尘的环境下，在纸箱内用符合食品安全卫生的胶袋，按规定数量进行包装。并在包装箱指定位置贴好产品合格证。贮存产品应贮存在通风、干燥、无异味、无毒、无害的仓库内。贮存期不得超过半年。超过贮存期的必须重新检定，方可使用。使用要求瓶盖（特别是PP盖）在低温下脆性增加，当瓶盖储存库房温度低于18℃时，使用前须将瓶盖放置在温度高于18℃的环境中24小时。俗称暖盖。塑料防盗瓶盖的生产流程注塑成型压塑成型翻边（折边、整形）切割防盗环盖内激光打标（内印）盖外印刷入内垫1.防盗齿结构无需翻边；2.注塑成型如模具上已成型连接桥，则无需切割防盗环；3.盖内激光打标与盖外印刷可以没有；4.盖内盖外的图案也可在模具上做出；塑料瓶盖主要结构：9.防滑条（齿、线）8.螺牙（纹）7.顶封环6.侧封环5.内塞（单片盖）4.内垫（两片盖）3.连接桥（架桥点）2.防盗叶片或