CN109702949A - 一种eps泡沫包装箱的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种EPS泡沫包装箱的制备方法，包括预发工序、熟化工序及成型工序，所述熟化工序包括步骤1：将预发后的EPS泡粒装入载压罐中进行第一熟化阶段，向载压罐内通入热空气，所述热空气的温度为35～45℃，并对第一熟化阶段所述载压罐内压力进行控制。本发明所述的EPS泡沫包装箱的制备方法，能够分阶段将预发后的EPS泡粒熟化，EPS泡粒中泡孔内负压恢复率较高，熟化效果较好，熟化时间短，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及可发性聚苯乙烯熟化技术领域，更具体的是，本发明涉及一种EPS泡沫包装箱的制备方法。
背景技术
EPS泡沫包装箱生产工艺中，目前国内外预发后的EPS(可发性聚苯乙烯：Expandable Polystyrene)泡粒中均保留有一定量的发泡剂和水蒸汽，待EPS泡粒出反应釜后，冷凝成为液体，液体发泡剂又溶入EPS泡粒中，气泡中的压力快速下降，EPS泡粒内泡孔出现负压(真空状态)，泡粒泡孔坍塌，易发生变形。为使泡粒内没有负压，通常将EPS泡粒静置在料仓内存放至少12小时，使泡孔压力稳定，泡孔压力稳定的这个过程称为熟化。传统熟化工艺具有如下缺点：1、熟化效果差，泡孔内负压恢复率最高仅为90％；2、需要大量时间，延长了生产周期，不利于生产计划的变动；3、占用大量料仓，一台预发机需配置容积为15立方米的3个料仓，投资成本巨大。
发明内容
本发明的目的设计开发一种EPS泡沫包装箱的制备方法，能够分阶段将预发后的EPS泡粒熟化，EPS泡粒中泡孔内负压恢复率较高。
本发明提供的技术方案为：
一种EPS泡沫包装箱的制备方法，包括预发工序、熟化工序及成型工序，所述熟化工序包括如下步骤：
步骤1：将预发后的EPS泡粒装入载压罐中进行第一熟化阶段，向载压罐内通入热空气，所述热空气的温度为35～45℃，控制第一熟化阶段所述载压罐内压力满足：
其中，P1为EPS泡粒第一熟化阶段罐内压力，d为EPS泡粒的预发泡孔内径，ΔP为EPS泡粒预发时罐体的内外压力差，ρ为EPS 泡粒的预发密度，P0为标准大气压，D为EPS原料粒径，R为热力学常数，T为热空气的温度，t1为EPS泡粒第一熟化阶段的时间；
步骤2：维持罐内热空气的压力和温度不变，将EPS泡粒进行第一熟化阶段，所述第一熟化阶段的时间为0.5～1h。
优选的是，完成EPS泡粒第一熟化阶段后进行第二熟化阶段，继续向所述载压罐内通入热空气，所述热空气的温度为35～45℃，控制第二熟化阶段所述载压罐内压力P2满足：
其中，P2为EPS泡粒第二熟化阶段罐内压力，t2为EPS泡粒第二熟化阶段的时间；
维持罐内热空气的压力和温度不变，将EPS泡粒进行第二熟化阶段，所述第二熟化阶段的时间为0.8～1.2h。
优选的是，完成EPS泡粒第二熟化阶段后进行第三熟化阶段，继续向所述载压罐内通入热空气，所述热空气的温度为35～45℃，控制第三熟化阶段所述载压罐内压力P3满足：
P3＝2P1+P2
维持罐内热空气的压力和温度不变，将EPS泡粒进行第三熟化阶段，所述第三熟化阶段的时间为0.8～1.2h。
优选的是，所述第一熟化阶段的所述载压罐内压力为40～60kPa；所述第二熟化阶段的所述载压罐内压力为80～120kPa；所述第三熟化阶段的所述载压罐内压力为160～240kPa。
优选的是，所述第一熟化阶段：所述热空气的温度为40℃，所述载压罐内压力为50kPa，所述熟化时间为0.6h。
优选的是，所述第二熟化阶段：所述热空气的温度为40℃，所述载压罐内压力为100kPa，所述熟化时间为1h。
优选的是，所述第三熟化阶段：所述热空气的温度为40℃，所述载压罐内压力为200kPa，所述熟化时间为1h。
优选的是，所述预发工艺包括如下步骤：
步骤1：向预发机的缸体内投入EPS原料，并设定预发机的预发温度为100～120℃；
步骤2：待EPS原料稳定后，向预发机中通入温度为140～150℃，压力为500～600kPa的干饱和蒸汽，对原料进行预热升温；
步骤3：完成预热升温后进行红外线辐射，所述红外线辐射的时间为12～15s；
步骤4：完成红外线辐射后，保持预发机缸体内温度为 100～120℃，保温时间为1～2s，完成EPS预发泡。
优选的是，所述成型工序包括：
将熟化后的EPS泡粒装入模具中，从模具侧壁的蒸汽孔向模具内通入高温高压空气；通过与所述蒸汽孔连通的，设于与所述模具侧壁相对的另一侧壁的真空孔，对模具内部进行抽真空，使模具相对两侧壁在内部形成负压力差，使得蒸汽从所述蒸汽孔直线穿透模具到达所述真空孔。
优选的是，所述模具相对两侧壁在内部形成的负压力差为 -400～-600MPa。
本发明所述的有益效果：
本发明所述的EPS泡沫包装箱的制备方法，能够分阶段将预发后的EPS泡粒熟化，EPS泡粒中泡孔内负压恢复率较高，熟化效果较好，熟化时间短，降低成本。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明提供一种EPS泡沫包装箱的制备方法，包括预发工序、熟化工序及成型工序：
所述预发工序包括：
步骤1：向预发机的缸体内投入EPS原料(本实施例中的原料为龙王B-SB，原料的直径为1～1.6mm)，并设定预发机的预发温度为100～120℃，本实施例中选用温度为115℃，投料完成后等待2～4s，使EPS原料在预发机的缸体充分稳定。
步骤2：待EPS原料稳定后，向预发机中通入温度为140～150℃，压力为500～600kPa的干饱和蒸汽，对原料进行预热升温，一般预热升温的时间为3～4s；
步骤3：完成预热升温后进行红外线辐射，所述红外线辐射的时间为12～15s；
步骤4：完成红外线辐射后，保持预发机的缸体内温度为 100～120℃，本实施例中为115℃，保温时间为1～2s，完成EPS预发泡；完成预发泡后，EPS泡粒在预发机的缸体内静止3～5s后出料。本实施例中，完成预发泡的EPS泡粒的预发密度为15～28g/L，泡孔粒径为0.08～0.15mm。
所述熟化工序包括：
步骤1：将预发后的EPS泡粒装入载压罐中进行第一熟化阶段，向载压罐内通入热空气，所述热空气的温度为35～45℃，控制第一熟化阶段所述载压罐内压力满足：
其中，P1为EPS泡粒第一熟化阶段罐内压力(Pa)，d为EPS 泡粒的预发泡孔内径(m)，ΔP为EPS泡粒预发时罐体的内外压力差 (Pa)，ρ为EPS泡粒的预发密度(kg/m3)，P0为标准大气压(Pa)， D为EPS原料粒径(m)，R为热力学常数，T为热空气的温度(℃)， t1为EPS泡粒第一熟化阶段的时间(h)。
步骤2：维持罐内热空气的压力和温度不变，将EPS泡粒进行第一熟化阶段，所述第一熟化阶段的时间为0.5～1h。
步骤3：完成EPS泡粒第一熟化阶段后进行第二熟化阶段，继续向所述载压罐内通入热空气，所述热空气的温度为35～45℃，控制第二熟化阶段所述载压罐内压力P2满足：
其中，P2为EPS泡粒第二熟化阶段罐内压力(Pa)，t2为EPS 泡粒第二熟化阶段的时间(h)；
步骤4：维持罐内热空气的压力和温度不变，将EPS泡粒进行第二熟化阶段，所述第二熟化阶段的时间为0.8～1.2h。
步骤5：完成EPS泡粒第二熟化阶段后进行第三熟化阶段，继续向所述载压罐内通入热空气，所述热空气的温度为35～45℃，控制第三熟化阶段所述载压罐内压力P3满足：
P3＝2P1+P2
步骤6：维持罐内热空气的压力和温度不变，将EPS泡粒进行第三熟化阶段，所述第三熟化阶段的时间为0.8～1.2h。
本实施例中，所述第一熟化阶段的所述载压罐内压力为40～60kPa；所述第二熟化阶段的所述载压罐内压力为80～120kPa；所述第三熟化阶段的所述载压罐内压力为160～240kPa。
实施例1
将预发后的EPS泡粒通过输料机及输料管输送至载压罐的罐体内，向载压罐的密闭的罐体内充入压力为40kPa，温度为35℃的热空气，维持罐体内热空气的压力(40kPa)及温度(35℃)不变，将EPS泡粒于罐体内存放0.5小时，接着，向载压罐的罐体内再次充入温度为 35℃的热空气，使罐体内的压力提升至80kPa，维持此时罐体内热空气的压力(80kPa)及温度(35℃)不变，将EPS泡粒于罐体内存放0.8小时，之后，向载压罐的罐体内再次充入温度为35℃的热空气，使罐体内的压力提升至160kPa，维持此时罐体内热空气的压力(160kPa)及温度(35℃)不变，将EPS泡粒置于罐体内存放0.8小时，完成EPS 泡粒的熟化。
之后，随机取样100粒进行检测，EPS泡粒中泡孔内负压恢复率为98.8％。
实施例2
将预发后的EPS泡粒通过输料机及输料管输送至载压罐的罐体内，向载压罐的密闭的罐体内充入压力为50kPa，温度为40℃的热空气，维持罐体内热空气的压力(50kPa)及温度(40℃)不变，将EPS泡粒于罐体内存放0.6小时，接着，向载压罐的罐体内再次充入温度为 40℃的热空气，使罐体内的压力提升至100kPa，维持此时罐体内热空气的压力(100kPa)及温度(40℃)不变，将EPS泡粒于罐体内存放1 小时，之后，向载压罐的罐体内再次充入温度为40℃的热空气，使罐体内的压力提升至200kPa，维持此时罐体内热空气的压力(200kPa) 及温度(40℃)不变，将EPS泡粒置于罐体内存放1小时，完成EPS 泡粒的熟化。
之后，随机取样100粒进行检测，EPS泡粒中泡孔内负压恢复率为99.3％。
实施例3
将预发后的EPS泡粒通过输料机及输料管输送至载压罐的罐体内，向载压罐的密闭的罐体内充入压力为60kPa，温度为45℃的热空气，维持罐体内热空气的压力(60kPa)及温度(45℃)不变，将EPS泡粒于罐体内存放1小时，接着，向载压罐的罐体内再次充入温度为45℃的热空气，使罐体内的压力提升至120kPa，维持此时罐体内热空气的压力(120kPa)及温度(45℃)不变，将EPS泡粒于罐体内存放1.2 小时，之后，向载压罐的罐体内再次充入温度为45℃的热空气，使罐体内的压力提升至240kPa，维持此时罐体内热空气的压力(240kPa) 及温度(45℃)不变，将EPS泡粒置于罐体内存放1.2小时，完成EPS 泡粒的熟化。
之后，随机取样100粒进行检测，EPS泡粒中泡孔内负压恢复率为98.4％。
本申请的熟化工序利用压缩热空气渗透能力强的特点，向载压罐内分阶段注入压缩热空气，且每阶段注入压缩空气后，载压罐内压力渐增，从而能快速将EPS泡粒中泡孔内负压力基本恢复至大气压力。
最后进行成型工序，所述成型工序包括：
将熟化后的EPS泡粒装入模具中，从模具侧壁的蒸汽孔向模具内通入高温高压空气；通过与所述蒸汽孔连通的，设于与所述模具侧壁相对的另一侧壁的真空孔，对模具内部进行抽真空，使模具相对两侧壁在内部形成负压力差，本实施例中，所述模具相对两侧壁在内部形成的负压力差为-400～-600MPa，优选为-500MPa，使得蒸汽从所述蒸汽孔直线穿透模具到达所述真空孔，使得EPS泡粒成型为EPS泡沫包装箱。
本发明所述的EPS泡沫包装箱的制备方法，能够分阶段将预发后的EPS泡粒熟化，EPS泡粒中泡孔内负压恢复率较高，熟化效果较好，熟化时间短，降低成本。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和描述。
Claims (10)
1.一种EPS泡沫包装箱的制备方法，包括预发工序、熟化工序及成型工序，其特征在于，所述熟化工序包括如下步骤：
步骤1：将预发后的EPS泡粒装入载压罐中进行第一熟化阶段，向载压罐内通入热空气，所述热空气的温度为35～45℃，控制第一熟化阶段所述载压罐内压力满足：
其中，P1为EPS泡粒第一熟化阶段罐内压力，d为EPS泡粒的预发泡孔内径，ΔP为EPS泡粒预发时罐体的内外压力差，ρ为EPS泡粒的预发密度，P0为标准大气压，D为EPS原料粒径，R为热力学常数，T为热空气的温度，t1为EPS泡粒第一熟化阶段的时间；
步骤2：维持罐内热空气的压力和温度不变，将EPS泡粒进行第一熟化阶段，所述第一熟化阶段的时间为0.5～1h。
2.如权利要求1所述的EPS泡沫包装箱的制备方法，其特征在于，完成EPS泡粒第一熟化阶段后进行第二熟化阶段，继续向所述载压罐内通入热空气，所述热空气的温度为35～45℃，控制第二熟化阶段所述载压罐内压力P2满足：
其中，P2为EPS泡粒第二熟化阶段罐内压力，t2为EPS泡粒第二熟化阶段的时间；
维持罐内热空气的压力和温度不变，将EPS泡粒进行第二熟化阶段，所述第二熟化阶段的时间为0.8～1.2h。
3.如权利要求2所述的EPS泡沫包装箱的制备方法，其特征在于，完成EPS泡粒第二熟化阶段后进行第三熟化阶段，继续向所述载压罐内通入热空气，所述热空气的温度为35～45℃，控制第三熟化阶段所述载压罐内压力P3满足：
P3＝2P1+P2
维持罐内热空气的压力和温度不变，将EPS泡粒进行第三熟化阶段，所述第三熟化阶段的时间为0.8～1.2h。
4.如权利要求3所述的EPS泡沫包装箱的制备方法，其特征在于，所述第一熟化阶段的所述载压罐内压力为40～60kPa；所述第二熟化阶段的所述载压罐内压力为80～120kPa；所述第三熟化阶段的所述载压罐内压力为160～240kPa。
5.如权利要求4所述的EPS泡沫包装箱的制备方法，其特征在于，所述第一熟化阶段：所述热空气的温度为40℃，所述载压罐内压力为50kPa，所述熟化时间为0.6h。
6.如权利要求4所述的EPS泡沫包装箱的制备方法，其特征在于，所述第二熟化阶段：所述热空气的温度为40℃，所述载压罐内压力为100kPa，所述熟化时间为1h。
7.如权利要求4所述的EPS泡沫包装箱的制备方法，其特征在于，所述第三熟化阶段：所述热空气的温度为40℃，所述载压罐内压力为200kPa，所述熟化时间为1h。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的EPS泡沫包装箱的制备方法，其特征在于，所述预发工艺包括如下步骤：
步骤1：向预发机的缸体内投入EPS原料，并设定预发机的预发温度为100～120℃；
步骤2：待EPS原料稳定后，向预发机中通入温度为140～150℃，压力为500～600kPa的干饱和蒸汽，对原料进行预热升温；
步骤3：完成预热升温后进行红外线辐射，所述红外线辐射的时间为12～15s；
步骤4：完成红外线辐射后，保持预发机缸体内温度为100～120℃，保温时间为1～2s，完成EPS预发泡。
9.如权利要求1-7中任意一项所述的EPS泡沫包装箱的制备方法，其特征在于，所述成型工序包括：
将熟化后的EPS泡粒装入模具中，从模具侧壁的蒸汽孔向模具内通入高温高压空气；通过与所述蒸汽孔连通的，设于与所述模具侧壁相对的另一侧壁的真空孔，对模具内部进行抽真空，使模具相对两侧壁在内部形成负压力差，使得蒸汽从所述蒸汽孔直线穿透模具到达所述真空孔。
10.如权利要求9所述的EPS泡沫包装箱的制备方法，其特征在于，所述模具相对两侧壁在内部形成的负压力差为-400～-600MPa。
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| JPS60219015A (ja) * | 1984-04-14 | 1985-11-01 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 発泡性熱可塑性樹脂粒子の予備発泡方法 |
| KR100590224B1 (ko) * | 2004-12-16 | 2006-06-19 | 주식회사 한남산업 | 열 차단성이 우수한 폴리스틸렌 발포체의 제조방법 및 그제조방법에 의하여 제조된 폴리스틸렌 발포체 |
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