明天的软管

ainet.cn   2007年02月02日
       我们每天都在使用软管,在盥洗室,在浴室,在厨房,甚至还在车库。因为典型的配量功能,软管有其立足之处。100多年来,种类多样的膏状产品被包装于软管中,首先是有铝管,随后又被挤出塑料软管所代替。
        
        然而,让人惊奇的是,无论装的是什么东西,今天软管的实际形状与开始的样子并没有太大区别,这是因为现有挤出工艺的特有局限性所导致的。由于现有技术的性质,投资于对管形或尺寸的定制化是必不可少的。这使得非常难于区分一种产品,或者把它纳于一类产品当中。
        
图1:Zestron的带一体式
盖子的软管,其管子和盖
子在一次注射中成型在一
起,并做模内贴标。

        设计师美梦成真
        
        澳大利亚Zestron研究公司已经开发出一种技术,首先用一句话说就是能实现多剂量注塑塑料软管的商业化生产,用于消费类和工业类产品的包装,例如药膏、乳剂、密封剂和化妆品等。因为它们的填充工艺对热或冷的容装物有抵御性,所以这种软管也适合用作一些食品的容器。
        
        “新技术能使企业在竞争极为激烈的情况下进入这个非常大且有利润的塑料软管市场,” Zestron研究公司执行董事Ian Jacobs指出,他另称Zestron做出的软管不仅生产成本比那些利用传统制造技术做出的软管的要低得多,而且质量和今天的软管相同或者更好。同时他非常有信心容量超过1000ml的软管可以困难很少地被注塑出来。
        
        在2004年,全世界软管市场预计约为每年350亿只左右。塑料软管包装是包装市场中成长最快的一部分,市场研究不断地显现,顾客对软管的偏爱胜过瓶子。然而,除此以外,只有少部分的产品现在是被包装在软管中。现在的软管市场与其潜力相比明显不如人意,这主要是由两个重要缺陷所导致的:
        
图2:不同的款式:带独立盖子的锥形管和带一
体式盖子的侧边平行的管子。
图3:简易的设备是新技术所具明显成本节省的
重要原因之一。

        ◆ 塑料软管的生产成本要比其它包装方法高出一截。
        ◆ 目前的塑料软管生产技术不具有设计上的灵活性。
        
        Zestron的新技术是Interpack2005展览上由其合作伙伴埃克森美孚向公众展示的,它克服了现有的局限性,能够生产出具有集成性盖子和装饰性特征的诱人设计解决方案。几乎所有的形状(例如方形、锥形、三角形)和类似纹理或浮雕等的特征现在都能由注塑做出来了。增强视觉效果的IML装饰是另一个优势,目前的生产方法尚不能与之相比。
        
        塑料软管的传统生产
        
        软管的传统生产要用上以下的复杂挤出设备:
        
图4:价值几百万欧元的软管挤出生产线被普通
注塑机所取代。

        ◆ 挤出与拉伸空心塑料管的挤出生产线,具有非常准确和持续的直径控制;
        ◆ 切割机将空心管切割成预定的长度;
        ◆ 一台印制机,一般为干式胶印机或丝网印刷机;
        ◆ 一台蓄料器或输送器,把装饰好的管子传送到切割台;
        ◆ 做管盖的压塑机;
        ◆ 集料器/输送器把成型好的管盖放至压盖机中;
        ◆ 压盖机把盖子拧到装饰好的管子上。
        
        Zestron的这种明显更加经济高效的技术使用的是普通注塑机,生产出种类繁多的各式软管,而成本比挤出管要低得多。传统软管生产线生产易于填充、模内贴标、带一体式盖子的管子,需要额外的模内贴标用处理装置。
        
        图3和图4显示的是Zestron技术与挤出管工艺的不同设备要求。两种生产线都生产出带盖子的软管。Zestron工艺生产出盖子是作为软管的有机组成,而挤出管生产线需要单独的管盖生产线。Zestron管生产线生产出模内贴标的管子,而挤出管生产线就不能做到。所以挤出管生产线需要专门的印制设备来做出被装饰的管子。
        
        另外的软管生产方法比Zestron的新技术更为复杂。例如,注射拉伸的两步法工艺生产软管,就涉及到注塑好的管坯的加热,然后再在压力下透过一个窄口子被拉伸。通过调节合适的参数,拉伸长度和壁厚会有变化。在拉伸过程之后,软管被切割至正确的长度。然后依次在盖/管装配装置和贴标装置中就做完了管子。
        
图5:材料的比较。对于较长的薄壁塑件的生产来说,
PP缺乏足够的弹性(可挤压性);PE对环境压力破裂的
抵抗性太低。用于Zestron新技术的材料结合了注塑管
所需的全部特性。

        矛盾的终结
        
        软管的注塑需要具有两条在本质上有冲突的特性。它们是
        
        ◆ 极高的熔体流动系数(MFI),使熔体能轻松地沿着长的薄壁流动,以填充模具;
        
        ◆ 突出的抗环境压力破裂能力(ESCR),使它们能抵御在多数产品可发现的腐蚀性张力破裂剂所导致的破裂。
        
        众所周知,随着熔体流动系数增加,其ESCR值降低,因为直到最近才出现具有足够高的MFI的聚合物,使它们能填满软管用模具,但ESCR值非常低,所有试图制造较大规格注塑软管的人都以失败告终。因为Zestron和埃克森美孚之间的合作,合作方成功地开发出了在软管用途中表现出均衡性能的热塑性弹性体,如弹性、可挤压性、硬度和在较长的薄壁形状中可成型性。而且,产品的抗环境压力破裂能力(ESCR)优良,而阻隔性、接触透明度和密封性可与当今的低密度聚乙烯软管相媲美。
        
        据Zestron介绍,该公司的TPE配方有着很高的耐热性及相对应的较宽加工范围,接近于PE和PP。此种材料可在不带特殊加工设备、螺杆式样或较高注射压力的普通注塑机中被加工。在初期测试中,该公司成功地注塑了壁厚为
        0.38mm、长170mm的软管。Ian Jacobs相信壁厚可以被降低到更小。
        
图6:在Interpack2005展览上,“塑料
注塑挤压软管”首次亮相。从左到右为:
带构造性表面的管、带模内贴标的管、
带浮雕面的管

        据Ian Jacobs介绍,来自包装业的企业及其客户把这种软管生产新技术看作是一种全新种类包装材料生产的突破性解决方案,而不仅仅是对传统方法的替代。
        
        例如,这些企业把具有一体式盖子的软管看作是许多产品的成型-填充-封装式包装的潜在替代物,包括洗涤液、织物整理剂等产品的补充物。他们也把具有一体式盖子的软管看作是酱油、芥末酱、蛋黄酱等很多液态食品用带独立盖子的瓶具的潜在替代物,也可取代用于酸奶和其它奶制品等很多产品可叹的注塑和热成型管子。带一体式盖子的软管也可被用于不同种类粉末状产品的包装。
        
        激动人心的时刻
        
        最后,软管制造商可以从不同设计款式中进行选择。当软管以端部打开的方式脱模时,生产商可以决定在封装后管样是否完成,或者是否他们希望在填充后把管底插入到开口端中,把这些管子加工成带一体式盖子的软管,然后又被连接成管身。有一件事可以肯定的:设计师和包装艺术家可以期待激动人心的时刻到来。(完)

(转载)

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