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任何一種塑料機(jī)械都是為某種塑料加工工藝服務(wù)的,而任一種塑料加工工 藝都用來生產(chǎn)某種塑料制品。另一方面, 只要談到塑料加工工藝和制品,都必須涉及到所加工的原料,用的是那一種樹脂以及該樹脂的物理化學(xué)性能。
換句話說,對任何從事塑料機(jī)械設(shè)計、制造和研究工作者說來,必須從機(jī)械 制造一加工工藝一制品及材料四方面來 綜合考慮,才能得到高水平、髙效益的塑 料包裝機(jī)械。對任何塑料包裝制品的企 業(yè)來說也是如此。從這個觀點(diǎn)岀發(fā),在分 析國外塑料包裝機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀及前景之 前,必須首先分析塑料包裝材料、包裝制 品及包裝工藝的發(fā)展。否則討論塑料機(jī) 械的發(fā)展動向只能是無源之水、無本之 木。
一、有關(guān)塑料包裝制品、成型工藝及 塑料包裝材料發(fā)展趨勢的提綱性小結(jié)
目前我國的中空制品、包裝用片材、 發(fā)泡包裝材料幾乎都在以每年15%左右 的速度增長,包裝膜和PET瓶等的發(fā)展 速度也有9%左右,以B0PP為主的雙向 拉伸膜也達(dá)到每年60萬噸的生產(chǎn)能 力°而編織袋年產(chǎn)量已超過60億條,成 為世界第一大國。但此處主要討論發(fā)展 趨勢,所以對那些比較成熟的包裝膜、 瓶、周轉(zhuǎn)箱、編織袋甚至一些發(fā)泡包裝品 等此處均不再討論、僅討論如下幾個特 點(diǎn):
口、對各種肉類、油脂類、食品及酒 類液體的阻透包裝,其目的是阻隔水分、 氧氣、香味甚至光線,防止色、香、味、濕 度、粘度的變化甚至變質(zhì);
□、對各種蔬菜、水果等農(nóng)產(chǎn)品的保 鮮包裝,其目的是調(diào)節(jié)COz、。、氏0等的 透過性,延長農(nóng)產(chǎn)品的壽命;
口、適應(yīng)目前微波爐使用或蒸煮消 毒的耐熱包裝,要求此類包裝袋或容器 必須承受120~20tfC的高溫;
口、為適應(yīng)電子、信息工業(yè)的發(fā)展而 發(fā)展起來的導(dǎo)電屏敝包裝;
口、為改善塑料制品對環(huán)境的污染 而發(fā)展起來的種種降解塑料制品;
口、除此以外,隨著國民經(jīng)濟(jì)各行各 業(yè)的發(fā)展,還發(fā)展了其它各種功能性塑 料包裝制品,如除氧包裝、香味膜、形狀 記憶膜、吸水片材等等;
口、在阻透包裝技術(shù)中,多層共擠復(fù) 合技術(shù)在我國仍是主流。為充分發(fā)揮各 種聚合物材料的特性,已能生產(chǎn)多達(dá)9 層的復(fù)合膜,6層的復(fù)合片材和6層的塑 料瓶。其基本結(jié)構(gòu)是阻透層(PA、EV0H 或PVDC)居中、外層為強(qiáng)度高的材料或 耐磨層,或具有良好的印刷性,內(nèi)層必須 保持具有衛(wèi)生性或熱封粘結(jié)性。除此之 外,復(fù)合擠出制品的中部也可能含有回 收料,或有粘結(jié)劑等等;
口、阻透包裝技術(shù)的第二個方向是
采用了層狀共混。如在我國研究較多的 PA加HDPE,這種不連續(xù)的PA層狀阻透 層使?jié)B透物分子滲出時必須經(jīng)過“曲折 迂回的途徑”,從而提高其阻透效果。國 外正在研究通過PET和LCP共混來得到 更薄,更好的阻透包裝制品;
口、阻透包裝技術(shù)的第三個方向是 表面處理技術(shù),實(shí)際上這包括很大一個 領(lǐng)域。例如,基材的表面氟化或磺化處 理:各種涂布技術(shù)、噴涂技術(shù)和浸涂技 術(shù)、甚至于包括用稀氟氣體來吹塑中空 制品以得到防滲透的目的。基材是PE、 PP或PET等常規(guī)塑料,也可能是非塑料 如金屬罐等。而表面處理的材料和工藝 卻多種多樣,如真空鍍鋁、環(huán)氧涂布、S03 磺化處理,PVDC涂布或噴涂等等。近期 開始用SiOX真空涂覆PET或PP,作為 PVDC的代用品。極薄硅層起到了類似玻 璃的很好阻透作用,而且其阻透性不受 溫度和濕度的影響,也不影響回收,但目 前價格高一些,影響了大范圍的推廣;
口、順便指出,共混技術(shù)和表面處理 技術(shù)不僅僅用于解決滲透物的阻透問 題。在電子原器件或成品的屏蔽包裝中 也得到了應(yīng)用。如:在塑料表面上噴涂或 涂覆金屬層、共混時在PP、PA、ABS或PC 中混入Fe.Cu.Al等金屬纖維。這些成型 工藝對一般的混煉機(jī)械如雙螺桿擠出機(jī) 的種種性能(混合質(zhì)量或機(jī)器耐磨性)將 提出更高要求;某些較古老的包裝制品的成型 工藝在縱深發(fā)展,例如:熱收縮膜正從 PVC 擴(kuò)大至 PE、PP、PVDC、PET 和 PA 等,而且出現(xiàn)了復(fù)合的雙層膜,即通過成型 時一層拉伸、一層不拉伸導(dǎo)致熱收縮時 出現(xiàn)凹凸花紋;或者是PP發(fā)泡層與PE 熱收縮的復(fù)合膜。除此之外,與熱收縮相 反,LLDPE的纏繞拉伸膜也正在大力發(fā) 展。還有用吹脹比高達(dá)2:1的夾壁制品; 深拉伸的真空成型工藝等等。它們可以 是單層的,也可能是共擠復(fù)合的??傊?, 原來用注塑工藝來生產(chǎn)的深腔制品,由 于其設(shè)備投資較貴(尤其是制造多層深 腔制品),如果能用吹塑或熱成型來取代 當(dāng)然是比較合適的。
口、塑料包裝工業(yè)發(fā)展的一個要害 問題是如何盡量減少對環(huán)境的污染。人 們冠以很多特殊的名稱,如“綠色包裝”、 “3R1D” (Reduce—減量使用 Reuse一重復(fù) 使用Recycle—回收使用Degradable—可 降解)等等。減量和重復(fù)使用是一個社會 問題,而回收利用除了是社會問題,同時 也是一個比較復(fù)雜的技術(shù)問題。
二、塑料包裝機(jī)械發(fā)展方向探討
塑料包裝機(jī)械是塑料機(jī)械的一部 分,因此一般塑料機(jī)械的發(fā)展方向顯然 都是包裝用塑料機(jī)械的重要方向,例如: 口、多品種,多規(guī)格。
口、更快,因而生產(chǎn)率更高。如目前 B0PP的線速度已達(dá)320m/min;
口、更薄,在完成同樣功能的情況 下,盡可能減薄包裝制品的壁厚,從而可 以節(jié)約材料、降低成本;
口、低能耗;
口、另部件的耐磨性、機(jī)器的高壽 命;
口、先進(jìn)的計算機(jī)自動檢測、反饋和 控制系統(tǒng)等等。
對這些比較普遍性的發(fā)展趨勢,我 們不再進(jìn)一步介紹,而將討論集中于幾 個專業(yè)性較強(qiáng)的方向問題。在此之中,復(fù) 含包裝機(jī)械、發(fā)泡包裝機(jī)械、拉伸包裝機(jī) 械是三個重要的發(fā)展方向。這是由于包 裝制品的發(fā)展趨勢引起的。
如前所述,幾乎沒有一種塑料具有 目前高檔包裝的綜合性能,因此不得不 采用種種復(fù)合方法來生產(chǎn)塑料制品。各 種共擠復(fù)合生產(chǎn)線、各種涂布生產(chǎn)線逐 步推廣于膜、板、中空制品直至編織袋 (外層為膜,中間為PP編織層,內(nèi)層為 紙)等等;與此同時可以分析,考慮到塑 料制品拉伸后具有更好的阻透性,更亮 澤、在同樣強(qiáng)度條件下壁厚可以較多的 減薄,從而降低了成本等等優(yōu)異性能。因 此,能夠拉伸的制品幾乎都設(shè)計了專用 的拉伸機(jī)械,如OPE、BOPP、BOPET、 BOPA和BOPI等雙向拉膜機(jī),擠拉吹、注 拉吹等中空吹塑機(jī)等等;還有,考慮到塑 料制品發(fā)泡后具有良好的隔熱、隔聲、緩 沖、節(jié)省物料等優(yōu)點(diǎn),因此各種發(fā)泡度不 同的膜、板、網(wǎng)、異型包裝用襯墊的專用 設(shè)備均已大量使用,幾乎從PE、IT、PS、 PVC至PU等工程塑料都在使用,成為一 類專門的塑料包裝機(jī)械。
下面我們著重分析幾種關(guān)鍵包裝機(jī) 械:
的厚度及厚度均勻性,從表面上看這似 乎是機(jī)頭設(shè)計問題及其相應(yīng)的制造質(zhì)量 問題,實(shí)質(zhì)上有關(guān)技術(shù)要復(fù)雜得多。其首 要問題是層間界面混亂、層間不清,這個 問題涉及到流變學(xué)的一個重要問題一一 當(dāng)兩種擠出物熔體在口模中流動時,高 粘度的熔料總有被低粘度熔料包圍的趨 勢。但是由于熔體粘度取決于溫度及剪 切速率,因此在A、B兩種物料的情況下, 由于溫度與剪切速率等工藝操作參數(shù)的 不同,兩種熔體粘度往往不同,這時可能 出現(xiàn)A包圍B(當(dāng)A的粘度小于B的粘 度時)、或B包圍A(當(dāng)B的粘度小于A 的粘度時)兩種不同的情況。而當(dāng)正好處 于某個特定點(diǎn),即粘度近乎相等時,便有 可能出現(xiàn)界面混亂、層間不清的共擠廢 品。因此,機(jī)械設(shè)計得必須首先了解流變 學(xué)的基本規(guī)律,然后才能通過螺桿槽深 的變化和口模間隙的變化來調(diào)節(jié)剪切速 率,同時通過溫度的變化來調(diào)整熔體的 粘度。必要時還要采取某些特殊的設(shè) 計。例如在擠出兩層復(fù)合平板時,故意將 低粘度一層的口模流道設(shè)計得窄一些, 使得它來不及包圍高粘度層便已擠出并 定型冷卻。
第二個問題,對那些膜片狀機(jī)頭,即 使是單層的,也會出現(xiàn)在全寬上厚度不 勻的現(xiàn)象??梢杂嬎隳て瑱C(jī)頭全寬上每 一點(diǎn)的壓力降、流動速度、溫度及粘度的 高低,它們都會影響從口模該點(diǎn)擠出的 膜片厚度。復(fù)雜的計算機(jī)口模計算軟件 成為設(shè)計,當(dāng)然也是制品能否等厚的關(guān) 鍵。
第三個問題是,在設(shè)計共擠復(fù)合生 產(chǎn)線時必須要考慮物料性能中的三個關(guān) 鍵性能:物料之間的相容性、熔點(diǎn)差和粘 度比。相容性的重要性人所共知,而熔點(diǎn) 差和粘度比則牽涉到共擠機(jī)頭設(shè)計時是 將復(fù)合部位設(shè)計于機(jī)頭前面的接頭處 (當(dāng)熔點(diǎn)差不大于3CPC,粘度比不大于 2~3)、或在口模中(當(dāng)熔點(diǎn)差大于3CPC, 粘度比在于3),或不得不在兩層共擠中 加入粘結(jié)劑輸入層。
從上述三個問題可以看出,并不是 圖紙上將復(fù)合共擠口模設(shè)計成等厚,或 主觀上將某種料置于同心園的外圍,便 能得到等厚或要求的同心園制品,問題 要復(fù)雜得多。
第四個問題是,擠出制品的厚度測 量方法,以及根據(jù)厚度偏差如何反饋并 自動調(diào)整口模間隙來得以均厚制品,這 要求相當(dāng)高的自動控制及測量水平。在 多層共擠情況下,其難度更大大增加。這 是因為既然要求共擠物相容性或粘結(jié)性 好,在量測時便難以將各層剝下而不變 形,這將導(dǎo)致無法用千分尺等機(jī)械儀表 分別測量每層的厚度;假設(shè)用機(jī)械方法 量出尺寸,再根據(jù)偏差點(diǎn)所在位置來人 為調(diào)整擠出系統(tǒng)某一參數(shù)(螺桿轉(zhuǎn)速、口 模間隙、……),再重新測出調(diào)整后的尺 寸,這種滯后“非實(shí)時”的辦法實(shí)際上不 僅耗時甚多,由于各參數(shù)的干擾,測量精 度也較低,將產(chǎn)生相當(dāng)多的不合格產(chǎn) 品。
目前,一般都采用了各種紅外線的、 放射線的、超聲波的、電感或電容式的近代測量儀器,配以實(shí)時的、動態(tài)的、在線 而無損的計算機(jī)檢測與顯示軟件,在很 短的時間通過反饋系統(tǒng)來自動調(diào)整機(jī)械 執(zhí)行部門某幾個參數(shù)(如通過板、膜機(jī)頭 上的多個電熱伸縮棒上電壓變化調(diào)整口 模開度;通過壓力信號的變化來控制擠 出機(jī)轉(zhuǎn)速,從而控制擠出量;通過多點(diǎn)環(huán) 坯壁厚控制器控制中空吹塑機(jī)頭芯棒的 上下來調(diào)整環(huán)坯壁厚,……)o從而達(dá)到 自動檢測、反饋與控制制品尺寸的目 的。但是,上述在其它行業(yè)可行的辦法在 塑料加工機(jī)械上卻比較困難,這是由于 共擠制品的復(fù)雜性引起的。僅舉一例說 明:不同的聚合物其他子結(jié)構(gòu)有可能很 接近(如HDPE、LDPE、LLDPE及它們的 回收料,甚至和PP),這就使得上述各種 測試方法難以區(qū)別出來。因此,在塑料工 程中這種實(shí)時、動態(tài)、在線和無損的測試 反饋?zhàn)詣涌刂葡到y(tǒng)的應(yīng)用還存在著相當(dāng) 困難,還有很多研究工作要做。
以上我們比較詳細(xì)地論述了共擠復(fù) 合生產(chǎn)線發(fā)展過程中存在的重要問題。 鑒于本文是在全國包裝協(xié)會塑料包裝委 員會上的一個發(fā)言稿,而不是技術(shù)性的 專業(yè)論文,因此對下面幾個發(fā)展方向不 再作如上詳盡的討論。
顯然,在上述共擠復(fù)合時,如果層數(shù) 愈多,設(shè)備將愈復(fù)雜,投資也愈大。再加 要上面介紹的操作工藝和物料性能上的 復(fù)雜性,操作與質(zhì)量保證也不容易o(hù)邊角 料回收也相對困難。為此,國外發(fā)展了根 據(jù)各種工作原理研制出來的各種涂覆設(shè) 備,它們采用了各種涂覆材料,分別使用 于不同的樹脂、織物和紙張。
到目前為止,有關(guān)涂布、涂覆、涂層、 噴涂以至鍍涂設(shè)備之間的關(guān)系及原理, 還沒有人(尤其在我國)進(jìn)行系統(tǒng)地研 究。日本學(xué)者針谷孝之將普通的常規(guī)的 涂布分為17大類(刮刀式、輾舔式、棒 式、擠壓輾式、反輾式、凹印式、刮板式、 鑄型式、浸漬式、氣刀式、轉(zhuǎn)移式、簾流 式、融體涂輾式、刷涂式、噴涂式、靜電式 和擠出涂布),而用擠出機(jī)擠出熔體與基 材之間的涂布僅是17類中的一類,其余 的16類都沒有擠出機(jī)。在我國,對這種 古老的比較價廉的裝備,塑料機(jī)械廠幾 乎不屑一顧,大多為制品廠自制。事實(shí)上 開發(fā)高水平、高質(zhì)量涂布機(jī)也相當(dāng)復(fù)雜, 因為這同樣牽涉到大量的流變學(xué)和高分 子物理方面的知識。
近二十年來,塑料表面的金屬化處 理得到了高度發(fā)展,除了古老的電鍍工 藝外,真空金屬涂鍍和金屬濺射涂覆也 得到了廣泛地應(yīng)用o這三種方法相比,電 鍍法由于水污染嚴(yán)重,已用得愈來愈 少。目前用得最多的當(dāng)推真空金屬涂 鍍。
真空金屬涂鍍機(jī)包括真空排氣系 統(tǒng)、金屬蒸發(fā)源系統(tǒng)、薄膜放巻及收卷系 統(tǒng)、其它(加熱、冷卻、控制等)系統(tǒng)四大 部分,Al、Zn、Sn、Cu甚至Ag等金屬在高 真空金屬噴鍍室中高溫氣化并以霧狀沉 積到基材上,形成很薄的大約200埃的 金屬薄層,不僅美觀而且提高了阻透 性。在此之中由于金屬A1價廉,光澤、阻透等性能也很好,因而得到了廣泛地應(yīng)用。
國外真空金屬涂鍍機(jī)已發(fā)展到相當(dāng) 高的水平,幅寬達(dá)2.3m,鍍層厚2~ 3Mm,厚度誤差在±10%內(nèi),工作速度達(dá) 750m/min,生產(chǎn)率達(dá)5400m2/h。而我國僅 上海曙光機(jī)械廠等少數(shù)幾個廠生產(chǎn)了一 些裝飾鍍膜設(shè)備,性能離國外還有較大 距離。
在我國,使用進(jìn)口設(shè)備,將A1金屬 通過真空涂鍍的方法鍍于PET、OPE、PA 和PVC膜上,目前已用得比較多。但這種 制品的缺點(diǎn)是無法看見被包裝的商品。 國際上目前發(fā)展了將SiOx在1300^左 右直接從固態(tài)升華成氣體。然后蒸鍍于 基材上的技術(shù)與設(shè)備。SiOx是SiO和 Si02之混合物,具有軟塑料的特性,且有 類似玻璃的透明及阻透等性能。一般涂 覆500埃左右便有良好的阻透效果。這 種方法國外稱為PVD法(物理蒸鍍法), 隨后又發(fā)展了 CVD法(化學(xué)蒸鍍法),以 及在后者基礎(chǔ)上改良的CPD法、M0法 和QLF法等等。另一個正在設(shè)法改進(jìn)的 技術(shù)是用普通砂子取代處理后的SiOx 以大大降低這種方法的成本。目前正處 于研究階段。
目前國外還開發(fā)了一機(jī)兩用的裝 備,即既可真空鍍鋁,又可蒸鍍SiOxo這 時并不需機(jī)器停車,只需要更換盛涂層 料的堪堪即可。
第三種塑料表面的金屬化處理裝備 已開始投入工業(yè)化生產(chǎn),即金屬濺射涂 覆機(jī),這種方法是以金屬作陰極靶子,在 高真空下受離子化分子的轟擊,被轟擊 出來的原子在氯等離子體下離化,并在 強(qiáng)大磁能推動下,在塑料基材上堆涂,形 成比真空涂鍍法更致密、粘結(jié)性更好的 涂層。這是一個不需加熱的“冷過程”,電 能消耗和成本均下降。
近年來,以真空金屬涂鍍?yōu)榇淼?表面處理技術(shù)年增長率達(dá)15 - 20% ,很 值得我們注意。顯然,此種裝備已經(jīng)不再 是普通塑料機(jī)械,包含了更多的電磁學(xué) 和真空技術(shù)等高科技內(nèi)容。
口、以應(yīng)用最廣的擠出吹塑機(jī)為例, 發(fā)展趨勢第一是大型化,目前一次成型 的最大容器體積已達(dá)一萬立升以上;第 二是小型但高速化,生產(chǎn)小瓶的高速成 形機(jī)每小時產(chǎn)量達(dá)1 ~ 1.5萬個,這往往 和多模頭,多模腔模具和回轉(zhuǎn)工作臺結(jié) 合在一起;第三個普遍趨勢是設(shè)法減薄 壁厚,以1.25升PET可口可樂瓶身為 例,由于拉伸技術(shù)日趨完善,其重量已從 每個59克減少到49克,并在力爭再減 少至40克;縮短成型周期是第四個發(fā)展 方向,除改善模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計外,在吹 塑空氣中加入水分,甚至用液態(tài)C02來 吹塑以提高冷卻效率。也采用了預(yù)吹塑、三級吹塑、交替吹氣與排氣各種縮短循 環(huán)周期的方法;第五個趨勢是比較普遍 地采用型坯壁厚控制器,其伺服控制系 統(tǒng)也由液壓的發(fā)展為電子的,這一技術(shù) 提高了壁厚均勻性,節(jié)省了物料,尤其對 那些大型制品……。
口、復(fù)合阻透吹塑是一個重要的發(fā) 展趨勢。以最近風(fēng)行的HMWHDPE汽油 箱為例,人們采用氮氟混合氣來吹塑, 同時進(jìn)行了氟化處理,防止了汽油滲透; 最近還開發(fā)了共擠復(fù)合六層汽油箱的吹 塑機(jī),即由HDPE層、粘結(jié)層、乙烯一乙 烯醇共聚物層、粘結(jié)層、再生料層和 HDPE層復(fù)合而成,它使汽油滲透率每天 小于0.1克;或者是上述兩種方法共用; 還有另外一些防止汽油滲漏的方法與裝 備。
口、另一個重要的發(fā)展趨勢是由日 本PLAC0公司首先開發(fā)的三維中空吹 塑機(jī)。由于其模具能在垂直方向50”內(nèi)自 由任意傾斜;計算機(jī)控制模具在傾斜面 內(nèi)作二維擺動';其合模機(jī)構(gòu)能根據(jù)成型 制品形狀進(jìn)行哉左或右的移動。這些運(yùn) 動構(gòu)成了一個復(fù)雜的運(yùn)動體系,從而能 生產(chǎn)在x、y、z三個方向自由變化的異型 中空制品。
口、吹塑機(jī)的發(fā)展使得生產(chǎn)那些特 殊的制品、如長度和寬度大于厚度200 倍左右的雙層中空殼板形零件或容器成 為可能。如一些包裝箱或汽車車體等。這 種中空雙層吹塑制品作為容器或結(jié)構(gòu) 件,可以有更好的緩沖、保溫作用,還可 澆鑄其它材料或安放管道與電纜等等, 其強(qiáng)度重量比較大、即用較少的塑料獲 得同樣強(qiáng)度的包裝制品。
中空吹塑機(jī)另一個發(fā)展方向是吹塑 深拉伸比的大型夾壁深腔容器。這實(shí)際 上是將大型、薄壁、夾層、深拉伸等現(xiàn)代 吹塑工藝集為一體,對機(jī)械、尤其是對模 具、吹脹系統(tǒng)和控制系統(tǒng)提出了更高的 要求。實(shí)際上這反映了用比較價廉的的 吹塑機(jī)取代部分價昂的大型注射機(jī)的一 種發(fā)展趨勢??梢灶A(yù)見,如果能進(jìn)一步提 高吹塑制品的表面質(zhì)量與尺寸精度這種 取代也不是完全不可能。
口、吹塑工藝的發(fā)展導(dǎo)致了各種新 型吹塑機(jī)的發(fā)展,這些新型吹塑機(jī)與傳 統(tǒng)的吹塑機(jī)有較大的不同。如旋轉(zhuǎn)注射 吹塑機(jī)、注塑壓縮吹塑機(jī)、蘸料吹塑機(jī)以 及另外一些譯者一時未曾命名的吹塑 機(jī)。如Cuius吹塑機(jī)、Co-Pak吹塑機(jī)、 Pressblowing吹塑機(jī)等等。這些目前在中 國都是空白,此處不再詳述。
在四大類(紙、金屬、塑料、和玻璃) 包裝材料中,塑料已占第二位。目前全世 界僅用于食品包裝的塑料即達(dá)每年1100 萬噸。在我國,水泥、糧食、化肥等的編織 袋已近百億條,全國近三千家化妝品廠 需用的塑料瓶也正以每年20%左右的速 度增長,一百多條雙向拉伸生產(chǎn)線幾十 萬噸的生產(chǎn)能力,幾千條包裝生產(chǎn)線正 在生產(chǎn)各種塑料包裝袋。在每年近千萬 噸塑料制品中,塑料包裝已是年消耗200萬噸左右的塑料大用戶。
但是反過來說,大量的廢棄塑料造 成的嚴(yán)重的環(huán)境污染,從環(huán)境保護(hù)的角 度來說。是否繼續(xù)使用塑料包裝受到了 巨大的壓力,一批城市紛紛作出了禁用 PS發(fā)泡快餐盒及薄型購物袋的規(guī)定,白 色污染幾乎成為70年代白色革命的反 意代名詞,事實(shí)上,無論是在科學(xué)技術(shù) 上,或者在社會輿論上不解決污染問題 已嚴(yán)重地影響了塑料包裝的發(fā)展。
在這里,我們不去討論那些“以紙代 塑”包裝的荒唐提法,也不討論降解塑料 是否真正解決塑料污染、僅從一個國際 公認(rèn)的觀點(diǎn)——到21世紀(jì),一個國家科 技水平高低的最重要標(biāo)志之一便是資源 的再生利用——來說,大力開發(fā)各種塑 料包裝制品的回收裝備及工藝是塑料包 裝工業(yè)能否進(jìn)一步發(fā)展的要害問題。
一般說來,普通的塑料回收已經(jīng)得 利甚微,而近代塑料包裝的發(fā)展如多層 復(fù)合、金屬涂鍍等更從技術(shù)上增加了這 些高檔包裝制品回收的困難。為此,除焚 燒取能和熱分解以提取化學(xué)物質(zhì)(包括 燃油)這兩種回收方法與裝備的研究外, 在機(jī)械回收方面,國外進(jìn)行了大量的研 究工作,按傳統(tǒng)的機(jī)械回收工序,現(xiàn)將我 國尚未發(fā)展的機(jī)種的一部分羅列如下:
破碎:重型粉碎機(jī)、沖擊粉碎機(jī)、動 態(tài)除紙機(jī)、……;
磨碎:冷凍磨碎機(jī)、渦輪式磨碎機(jī)、
分選:靜電分選機(jī)、光學(xué)分選機(jī)、溶 劑分選機(jī)、電感分選機(jī)、 ;
除此以外,像減容機(jī)、特種混煉機(jī)、 融體過濾器、……等等,國內(nèi)幾乎都無人 問津。
上述傳統(tǒng)的機(jī)械回收工藝路線雖然 很重要,但往往由于機(jī)械復(fù)雜導(dǎo)致成本 增高而限制了它們的廣泛使用。為此,國 外專門開發(fā)了第二類機(jī)械回收的工藝路 線,這條路線刪去了復(fù)雜的清洗、分選等 工藝裝備。如日本三菱公司的回收生產(chǎn) 線,加入的紙張、砂石、碎玻璃、甚至銅絲 等雜物或垃圾,只要不大于50%,便可和 各種塑料的混合物(UPVC不應(yīng)大于 50%以防分解,PS小于20%以免制品脆 性過高)一起加入專門的擠出機(jī)直接擠 出成型,生產(chǎn)那些代替混凝土、木材的 “粗笨”制品,如柵欄、立柱、排水溝、鋪路 板、貨物導(dǎo)軌等等。德、英、比、意等都研 制了類似設(shè)備。
口、深拉伸熱成型機(jī);
口、特種熱收縮——拉伸纏繞膜設(shè) 備;
口、各種發(fā)泡包裝制品的生產(chǎn)設(shè)備;
口、開發(fā)大型滾塑成型機(jī)生產(chǎn)大型 包裝容器;
口、各種后處理設(shè)備;
口、吹塑機(jī)的各種自動控制系統(tǒng);
清洗:水力旋流清洗機(jī)、摩擦清洗 機(jī)、……;還有,用于塑料包裝機(jī)械設(shè)計、尤其
是機(jī)頭設(shè)計的計算機(jī)軟件也正在大力發(fā) 展。這對加速設(shè)計、節(jié)約成型時間、節(jié)約 物料、保證制件質(zhì)量有重要的意義。例如 比利時Polyflow軟件公司推出的吹塑軟 件包便能預(yù)見壁厚變化、溫度分布、冷卻 時間等等;英國的CADCAM軟件能產(chǎn)生 吹塑制品的三維圖象,通過種種分析來 節(jié)省成形時間,提高生產(chǎn)能力和降低成 本。
由于時間與篇幅所限,此處不再詳 述。
在結(jié)束本文的時候,筆者強(qiáng)調(diào)下列 看法:我們年復(fù)一年地分析國外塑料包 裝制品、工藝和機(jī)械和發(fā)展,尋找我們的 差距,然后年復(fù)一年地耗資若干億美元 引進(jìn)世界各國的塑料機(jī)械。適當(dāng)引進(jìn)是 正常的,但是,在長達(dá)幾十年中,試問有 那幾種加工工藝、有那幾種塑料包裝機(jī) 械是我國自行研究開發(fā)的呢?回答基本 是否定的。這就是極不正常的了。我們號 稱第四大塑料制品生產(chǎn)國,長此以往不 堪設(shè)想。
造成這個現(xiàn)象的原因是多方面的。 其中一個極為重要的是對研究工作缺乏足夠的重視。國外各大公司每年都有大 量的研究開發(fā)經(jīng)費(fèi),如GE公司,每年是 五億美元。而在我國,科研基本上靠政府 以極為可憐的數(shù)字投入,而各企業(yè)則是 花錢到各大專院校、研究院所去買“成熟 的”、•'通過鑒定的”、“有效益的”技術(shù)。事 實(shí)上,用少得可憐的經(jīng)費(fèi)開發(fā)出來的技 術(shù)怎么可能過硬呢?當(dāng)然被人冠以“水平 不高”、“比國外差很遠(yuǎn)”、“還是國外的 好”。這就好比不播種就想豐收,這怎么 可能呢?這實(shí)際上是中國人到國外當(dāng)知 名專家,成就赫赫,而在國內(nèi)很少貢獻(xiàn)的 原因之一。
今后,隨著國家體制改革的深入進(jìn) 行,國家撥的科研經(jīng)費(fèi)將愈來愈少,科研 基金的來源將像國外一樣,主要依靠企 業(yè)的資助與先期投資,成果僅歸廠校雙 方。廠校按協(xié)議構(gòu)成緊密型產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合 體,開展科工貿(mào)一體化是中國科學(xué)技術(shù) 發(fā)展的必然的關(guān)鍵的一步,也是中國塑 料包裝工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵的一步。如果走 不出這一步,那么下次研討會上的發(fā)言 稿大約也只是更動幾個數(shù)字,再添加一 點(diǎn)新資料而己,那將是很遺憾的。
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