CN113442389B - 一种用于卡板式果蔬箱的气辅工艺 - Google Patents

Abstract

本发明为一种用于卡板式果蔬箱的气辅工艺，适用于注塑成型领域。为了解决传统的果蔬箱注塑成型工艺中过薄处易被穿透、整体成型不够平整挺拔、刚性不够、成型周期长、能耗大、预热工艺不够完善的问题，本发明通过使用热空气加热型腔、改进原料配方、改用多段式变压以及波动变压充气方法、改变气道分布，解决了上述问题。

Description

一种用于卡板式果蔬箱的气辅工艺

技术领域

本发明涉及注塑成型领域，具体而言为一种用于卡板式果蔬箱的气辅工艺。

背景技术

注塑成型工艺中常采用气体辅助成型，成型效果的好坏常常取决于气体的压强等因素。

有的注塑工艺中，需要对模具预热。一般选择在模具壁中设置水道（可通入水或其他液体），向水道中注入一定温度的液体（一般选择油），使得模具保持较高温度。缺点：一是油难清洗，存在污染问题；二是油液的热量有很大一部分向外侧散失，没有完全被模具内侧吸收，造成能源浪费。后续注塑时向水道中注入水用以降温，目的是加速冷却成型。之前残留在水道中的油会造成后续的水被污染。

传统的气辅工艺中，为求操作方便，一般自始至终都采用同一个气压进行充气、保压，这样操作的缺点是：当产品的某些部分过薄（如果蔬箱箱壁中间部分），一开始就用过高的气压进行充气时，气体容易穿透过薄部分；持续用低压，导致整体周期长；当最终保压时压力不足，易导致产品不够挺，刚性差，保压压力太大，造成能源浪费。

果蔬箱的箱壁一般是轴对称的，且果蔬箱周围一圈厚实，充气时气道在其中形成，中间较薄。

发明内容

本发明的目的是改进传统用于卡板式果蔬箱的气辅工艺，提高预热时的热利用率，缩短成型周期，同时避免充气时气体穿透过薄部分，保证产品成型好，节约能源，降低成本。

本发明的具体技术方案如下：

一种用于卡板式果蔬箱的气辅工艺，其特征在于，使用了多段式气压控制，其步骤包括：

(1)在模具的进口处连接进气管，所述进气管的上游接有加热器和气泵；在模具的出口处连接出气管，所述出气管的另一端连接所述气泵，使得气体在内部循环；所述模具的壁内设置有温度传感器，所述温度传感器连接PLC，所述PLC控制所述加热器功率。

(2)将熔融塑料注入型腔。

(3)将辅助成型气体注入型腔，此时气体压强称为初始压强。

(4)增大所述辅助成型气体的压强，此时气体压强称为加速压强。

(5)减小所述辅助成型气体的压强并进行保压，此时气体压强称为保压压强；维持保压压强同时向模具的水道中注入水以降温，两者共同持续一定时间；而后，气压在保压压强和初始压强之间来回波动，波动一定时间后，再返回到保压压强，并保持一定时间。

注：步骤（1）的目的是使得模具得到预热，预先达到设定的温度，以免型腔内壁温度太低导致熔融塑料与内壁接触时固化过早，后期难以吹出造成原料浪费；温度传感器感受模具型腔内壁温度，当其低于预设温度，PLC控制加热器增大功率，使得温度上升，反之，PLC控制加热器减小功率，使得温度下降，优点是无需另行制造新的模具，只需在进口和出口处接两根管子即可，而且含有大量热量的气体始终在系统内部循环，模具部份仅型腔内壁与高温气体接触，热量利用率高；步骤（2）-（4）：初始压强小于保压压强小于加速压强；初始压强最低，则保证过薄部分不会被高压气体穿透；经过一段时间，过薄部分基本固化定型后，再加压至加速压强，目的是加速成型进程，缩短成型周期，同时使得余料完全排出，降低产品重量；最后保压阶段无需高压，为了节约能量，降低压强至保压压强，但仍大于初始压强，目的是使得产品更加平整挺拔，刚性更好；在最为复杂的步骤（5）中，之所以采用如此复杂的工艺，其主要原因在于，不同的塑料粒子，对于成型和感受压力的大小均是不同的，由于这种不同，如在步骤（5）中采用一种固定压力，需要经过反复多次试验，从而找到一个合适的压力和保压时间。这样的太过费时费力。而且，也常常会出现冲破腔体的现象。正是由于次品率过高，我们通过多次反复讨论，采用最低的成本，实现最高的成品率，即，在一定范围内设置一个固定的保压值，加上外壁的降温处理，从而让外壁快速冷结，但是此时，由于两次成形使得空间较小，或是两次成形，造成了两次成形的中间存有空间，从而造成支撑体强度不够。为了避免这一技术缺陷，采用波动变压（变动气体压力）振荡的方式进行逐渐缓慢成形，从而解决二次成形中存在空间，最终得到一个更加平整挺拔，刚性优于原来采用固定值的方案设计。

所述初始压强为55*97%-55*103%bar，所述加速压强为100*97%-100*103%bar，所述保压压强为80*97%-80*103%bar，压力波动周期为2s。

所述初始压强的持续时间为5*97%-5*103%s，所述加速压强的持续时间为20*97%-20*103%s，注水降温时保压压强的持续时间为10*97%-10*103%s，压力波动时间为20*97%-20*103%s，返回保压压强后保持时间为10*97%-10*103%s。

所述初始压强阶段的气体流速为855bar/s（指将气体压强从0升至855bar需要1s的时间），所述加速压强阶段的气体流速为999bar/s，所述保压压强阶段的气体流速为665bar/s。有机器分别控制气体的流速和压强。

用于卡板式果蔬箱的气辅工艺需使用成型模具，在成型模具上开设进气点和出气点，将产品的进气点设计在一端，出气点设计在另一端，气体自进气点进入后分两路气道；所述出气口有一个或两个；所述两路气道中最终排出的塑料总量相等。

注：传统的气辅工艺中，进气点（同时也是熔融塑料进口）与出气点（同时也是熔融塑料出口）一般在模具的一端，熔融塑料从该端进后在模具内绕一圈后又从该端出，此种方式的优点是吹气压力好控制，缺点是气道较长，导致成型周期长，且材料不容易充分排出，特别是远离进气点的位置。本方案实现了可由一点进气，均衡向两侧吹气。所述出气口有一个或两个；所述两路气道中最终排出的塑料总量相等，则不会出现一侧吹空，另外一侧吹不空的情况（后一种情况造成能源浪费）；将产品的进气点设计在一端，出气点设计在另一端，相对传统的方法而言，气道缩短，成型周期短，能耗减少，溢料排出更充分，则产品重量轻，同时成型效果更好。

如果所述成型模具轴对称，所述进气点和出气点分别位于所述成型模具的对称轴的两端。

进一步的，所述塑料的配比为：91.5%-93.5%的熔融指数为9的PP，5%-7%的线性LLDPE，0.5%的增韧剂，0.2%-0.3%的成核剂和0.7%-0.8%的抗老化改性剂。

进一步的，所述塑料的配比为：93%的熔融指数为9的PP，5.5%的线性LLDPE，0.5%的增韧剂，0.3%的成核剂和0.7%的抗老化改性剂。

注：材料的熔融指数为9，流动性好，便于成型，缩短成型周期，同时具有良好的刚性，确保产品的强度。线性LLDPE对产品的韧性做调整，用以保证产品的跌落性能和抗冲击性能。增韧剂对产品的韧性做增强改进，使其更加的适应低温环境，在低温环境下可确保产品具有优良的跌落性能和抗冲击性能。成核剂增加材料的结晶速度、结晶率，提高刚性，可以将原有性能提高20%-40%。抗老化改性剂，延长使用寿命。

有益效果：克服油污染问题；热量利用率高，节约能源；产品过薄处不会被高压气体穿透；产品成型周期短；生产过程中能耗得以减少；对材料的流动性、刚性和韧性做了改性设计，增加材料的流动性，便于吹气和成型，在增加流动性的同时，保证产品的韧性，对材料进行了增韧改性；产品更加平整挺拔，刚性更好。

附图说明

图1是传统用于卡板式果蔬箱的气辅工艺气道走向示意图。

图2是本发明中用于卡板式果蔬箱的气辅工艺气道走向示意图。

图3是本发明中对模具进行预热工艺示意图。

进口1、进气管11、出口2、出气管21、气泵3、加热器4、温度传感器5。

具体实施方式

实施例1：

对于轴对称模具，延其对称轴在模具两端开设进口和出口，进口有一个，用于进料、进气，出口有两个，由此形成两条气道，两条气道最终排出的多余的料相等，且相对于传统方案中的气道，本方案中两条气道短，且可同时运作，节省时间；预热阶段，在模具的进口1处连接进气管11，所述进气管11的上游接有加热器4和气泵3；在模具的出口处2连接出气管21，所述出气管21的另一端连接所述气泵3，使得气体在内部循环；所述模具的壁内设置有温度传感器5，所述温度传感器5连接PLC，所述PLC控制所述加热器4功率，温度传感器5感受模具型腔内壁温度，当其低于预设温度，PLC控制加热器4增大功率，使得温度上升，反之，PLC控制加热器4减小功率，使得温度下降。将93.5%的熔融指数为9的PP、5%的线性LLDPE、0.5%的增韧剂、0.2%的成核剂和和0.8%的抗老化改性剂混合加热至熔融态，注入模具；将气压为55*0.97bar的辅助成型气体注入进口，持续时间为5*0.97s，随后转为100*0.97bar加速排出余料，持续时间为20*0.97s，接着转为80*0.97bar用于保压，持续时间为10*0.97s，同时向水道中注入水用于冷却，然后使得气压在55*0.97bar到80*0.97bar来回波动，波动周期为2s，持续时间20*0.97s，然后回归80*0.97bar保持10*0.97s；待塑料冷却成型后取出。

实施例2：

对于非轴对称模具，模具两端开设进口和出口，进口有一个，用于进料、进气，出口有两个，由此形成两条气道，两条气道最终排出的多余的料相等，且相对于传统方案中的气道，本方案中两条气道短，且可同时运作，节省时间；预热阶段，在模具的进口1处连接进气管11，所述进气管11的上游接有加热器4和气泵3；在模具的出口处2连接出气管21，所述出气管21的另一端连接所述气泵3，使得气体在内部循环；所述模具的壁内设置有温度传感器5，所述温度传感器5连接PLC，所述PLC控制所述加热器4功率，温度传感器5感受模具型腔内壁温度，当其低于预设温度，PLC控制加热器4增大功率，使得温度上升，反之，PLC控制加热器4减小功率，使得温度下降。将91.5%的熔融指数为9的PP、7%的线性LLDPE、0.5%的增韧剂、0.2%的成核剂和和0.8%的抗老化改性剂混合加热至熔融态，注入模具；将气压为55*1.03bar的辅助成型气体注入进口，持续时间为5*1.03s，随后转为100*1.03bar加速排出余料，持续时间为20*1.03s，接着转为80*1.03bar用于保压，持续时间为10*1.03s；同时向水道中注入水用于冷却，然后使得气压在55*1.03bar到80*1.03bar来回波动，波动周期为2s，持续时间20*1.03s，然后回归80*1.03bar保持10*1.03s；待塑料冷却成型后取出。

实施例3：

对于非轴对称模具，模具两端开设进口和出口，进口有一个，用于进料、进气，出口有两个，由此形成两条气道，两条气道最终排出的多余的料相等，且相对于传统方案中的气道，本方案中两条气道短，且可同时运作，节省时间；预热阶段，在模具的进口1处连接进气管11，所述进气管11的上游接有加热器4和气泵3；在模具的出口处2连接出气管21，所述出气管21的另一端连接所述气泵3，使得气体在内部循环；所述模具的壁内设置有温度传感器5，所述温度传感器5连接PLC，所述PLC控制所述加热器4功率，温度传感器5感受模具型腔内壁温度，当其低于预设温度，PLC控制加热器4增大功率，使得温度上升，反之，PLC控制加热器4减小功率，使得温度下降。将91.5%的熔融指数为9的PP、7%的线性LLDPE、0.5%的增韧剂、0.3%的成核剂和和0.7%的抗老化改性剂混合加热至熔融态，注入模具；将气压为55*1.03bar的辅助成型气体注入进口，持续时间为5*1.03s，随后转为100*1.03bar加速排出余料，持续时间为20*1.03s，接着转为80*1.03bar用于保压，持续时间为10*1.03s；同时向水道中注入水用于冷却，然后使得气压在55bar到80bar来回波动，波动周期为2s，持续时间20s，然后回归80bar保持10s；待塑料冷却成型后取出。

实施例4：

对于非轴对称模具，模具两端开设进口和出口，进口有一个，用于进料、进气，出口有两个，由此形成两条气道，两条气道最终排出的多余的料相等，且相对于传统方案中的气道，本方案中两条气道短，且可同时运作，节省时间；预热阶段，在模具的进口1处连接进气管11，所述进气管11的上游接有加热器4和气泵3；在模具的出口处2连接出气管21，所述出气管21的另一端连接所述气泵3，使得气体在内部循环；所述模具的壁内设置有温度传感器5，所述温度传感器5连接PLC，所述PLC控制所述加热器4功率，温度传感器5感受模具型腔内壁温度，当其低于预设温度，PLC控制加热器4增大功率，使得温度上升，反之，PLC控制加热器4减小功率，使得温度下降。将93%的熔融指数为9的PP、5.5%的线性LLDPE、0.5%的增韧剂、0.3%的成核剂和和0.7%的抗老化改性剂混合加热至熔融态，注入模具；将气压为55*1.03bar的辅助成型气体注入进口，持续时间为5*1.03s，随后转为100*1.03bar加速排出余料，持续时间为20*1.03s，接着转为80*1.03bar用于保压，持续时间为10*1.03s；同时向水道中注入水用于冷却，然后使得气压在55bar到80bar来回波动，波动周期为2s，持续时间20s，然后回归80bar保持10s；待塑料冷却成型后取出。

以上公开的仅仅是本发明的较佳实施例，但并非用以限制其本身，任何本领域的技术人员在不违背本发明精神内涵的情况下，所作的变化和改动，均应落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于卡板式果蔬箱的气辅工艺，其特征在于，使用了多段式气压控制，其步骤包括：

在模具的进口处连接进气管，所述进气管的上游接有加热器和气泵；在模具的出口处连接出气管，所述出气管的另一端连接所述气泵；所述模具的壁内设置有温度传感器，所述温度传感器连接PLC，所述PLC控制所述加热器功率；打开加热器，使得气体在内部循环，模具的壁内预先达到设定的温度；

将熔融塑料注入型腔；

将辅助成型气体注入型腔，此时气体压强称为初始压强；

增大所述辅助成型气体的压强，此时气体压强称为加速压强；

减小所述辅助成型气体的压强并进行保压，此时气体压强称为保压压强；维持保压压强同时向模具的水道中注入水以降温，两者共同持续一定时间；而后，气压在保压压强和初始压强之间来回波动，波动一定时间后，再返回到保压压强，并保持一定时间。

2.根据权利要求1所述的用于卡板式果蔬箱的气辅工艺，其特征在于，所述保压压强大于所述初始压强。

3.根据权利要求1所述的用于卡板式果蔬箱的气辅工艺，其特征在于，所述初始压强为55*97%-55*103%bar，所述加速压强为100*97%-100*103%bar，所述保压压强为80*97%-80*103%bar，压力波动周期为2s。

4.根据权利要求3所述的用于卡板式果蔬箱的气辅工艺，其特征在于，所述初始压强的持续时间为5*97%-5*103%s，所述加速压强的持续时间为20*97%-20*103%s，注水降温时保压压强的持续时间为10*97%-10*103%s，压力波动时间为20*97%-20*103%s，返回保压压强后保持时间为10*97%-10*103%s。

5.根据权利要求1所述的用于卡板式果蔬箱的气辅工艺，需使用成型模具，其特征在于，在成型模具上开设进气点和出气点，将产品的进气点设计在一端，出气点设计在另一端，气体自进气点进入后分两路气道；所述出气口有一个或两个；所述两路气道中最终排出的塑料总量相等。

6.根据权利要求5所述的用于卡板式果蔬箱的气辅工艺，需使用成型模具，其特征在于，所述成型模具轴对称，所述进气点和出气点分别位于所述成型模具的对称轴的两端。

7.根据权利要求1所述的用于卡板式果蔬箱的气辅工艺，其特征在于，所述塑料的配比为：91.5%-93.5%的熔融指数为9的PP，5%-7%的线性LLDPE，0.5%的增韧剂，0.2%-0.3%的成核剂和0.7%-0.8%的抗老化改性剂。

8.根据权利要求7所述的用于卡板式果蔬箱的气辅工艺，其特征在于，所述塑料的配比为：93%的熔融指数为9的PP，5.5%的线性LLDPE，0.5%的增韧剂，0.3%的成核剂和0.7%的抗老化改性剂。

Images