邵社主 趙西平

(陜西科龍塑業(yè)有限公司)

前言

近年來，塑料中空制品生產(chǎn)的相關(guān)技術(shù)得到了快速的發(fā)展，特別是大型塑料中空容器生產(chǎn)技術(shù)的進步，使產(chǎn)品的應(yīng)用范圍不僅限于包裝行業(yè)，用途越來越廣泛。

1 大型中空吹塑成型技術(shù)

隨著計算機的設(shè)計、制造、測量等技術(shù)的迅速發(fā)展與應(yīng)用，國內(nèi)擠出吹塑中空成型機的研制能力快速增強，在中空吹塑成型設(shè)備的許多方面取得重大的技術(shù)突破。

1.1 “IKV”螺桿擠出機:

科龍塑業(yè)對大型中空塑料成型機上的機筒和螺桿結(jié)構(gòu)進行了較大的改進。

圖1 “IKV”結(jié)構(gòu)螺桿機筒進料段結(jié)構(gòu)圖

在機筒上配制有帶強制喂料、強制冷卻的“IKV”結(jié)構(gòu)。其特點是在機筒加料區(qū)的襯套上開有縱向溝槽，同時在加料區(qū)設(shè)有強制冷卻的加套結(jié)構(gòu)，提高了塑料原料的輸送效率，機筒的襯套磨損后更容易更換，減少了維修成本。

螺桿長徑比設(shè)計為30:1，在螺桿進料段采用雙螺紋結(jié)構(gòu)，均化段設(shè)有斜槽屏障段和銷釘混合段，螺桿螺槽的深度沿進料方向逐漸變淺。“IKV”螺桿擠出機通過在大型中空設(shè)備上的使用，對加工齊魯?shù)?DMDY1158粉料、粒料及獨山子的HD5420GA粒料，其塑化效果好，擠出量可達到650kg/小時以上，滿足了大型塑料中空制品的生產(chǎn)需要。

1.2 儲料式塑料成型機頭:

圖2 雙層儲料機頭

近幾年，科龍塑業(yè)自主研發(fā)的大型“IKV”螺桿，采用雙層心形包絡(luò)流道形式。內(nèi)層采用中心進料，外層進料口進入儲料機頭后，分為從大到小尺寸不等的12個小流道，使得熔料進入料腔后在圓周方向進料的一致性，為取得制品內(nèi)、外層壁厚的均勻奠定了基礎(chǔ)。同時，雙層心形包絡(luò)流道擠出的型坯被完整的熔料層所覆蓋，熔合縫區(qū)的強度得到很大的提高。通過控制擠出機的進料轉(zhuǎn)速，可以很好的控制產(chǎn)品內(nèi)、外層的壁厚，滿足制品對內(nèi)外不同材料、壁厚的特殊要求，實現(xiàn)了制品的高性價比。

近幾年，雙層儲料機頭通過在2000升設(shè)備上的應(yīng)用，取得了較好的效果，在制品的外層添加紫外線吸收劑，使制品在戶外使用的壽命大大延長，得到了眾多用戶的青睞。

1.3 塑料型坯的控制技術(shù)

中空吹塑機頭的型坯壁厚控制技術(shù)是中空吹塑成型的關(guān)鍵。型坯壁厚控制系統(tǒng)主要由液壓伺服系統(tǒng)、伺服液壓缸、電氣控制器、伺服閥、傳感器、以及連接的管路等組成，通過對機頭口?；蛐灸ｉ_口量的大小控制，來實現(xiàn)型坯的厚薄變化，使產(chǎn)品壁厚控制達到理想的效果

一般設(shè)備采用的主要是軸向壁厚控制技術(shù)，控制點從64點到100點不等，通過對型坯壁厚的每一點數(shù)據(jù)調(diào)整，來實現(xiàn)產(chǎn)品壁厚軸向的精確控制。對于壁厚要求較嚴格的產(chǎn)品，通過口?；蛐灸Ｐ扌蝸碚{(diào)整，實現(xiàn)大型制品壁厚的均勻性，提高制品的性能。

徑向壁厚控制系統(tǒng)是提高大型制品質(zhì)量的較好方法，同時，還可減少物料消耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，但徑向壁厚控制系統(tǒng)的成本高，影響了技術(shù)的推廣應(yīng)用。

1.4 液壓系統(tǒng)的節(jié)能

節(jié)能減耗，是目前加工行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要趨勢。液壓系統(tǒng)的節(jié)能是衡量中空吹塑成型設(shè)備的一個重要指標。目前，液壓節(jié)能系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于大型中空吹塑成型設(shè)備。

變量泵、變頻電機、比例閥加儲能器等節(jié)能技術(shù)是最常用的液壓節(jié)能技術(shù)，其技術(shù)成熟，節(jié)能效果良好。伺服電機泵節(jié)能系統(tǒng)是最前沿的節(jié)能系統(tǒng)，輸出平穩(wěn)迅速，重復(fù)控制精度高，伺服泵電機只在有動作執(zhí)行時才高響應(yīng)運轉(zhuǎn)，無動作時則電機停止運轉(zhuǎn)，流量根據(jù)需要進行輸出，減少了能量的損耗，節(jié)能效果顯著。由于系統(tǒng)發(fā)熱小，油溫穩(wěn)定，延長了油品、密封件的使用壽命，降低了維護成本。

張家港同大機械有限公司的大型吹塑托盤設(shè)備在主油路增加大量的儲能器，減少了油泵電機的功率，起到很好的節(jié)能效果。雅琪集團的IBC噸桶設(shè)備采用的伺服電機泵節(jié)能系統(tǒng)，有效地減少了能源損耗。秦川塑機的SCJ230B設(shè)備采用了卸荷溢流閥和儲能器的節(jié)能技術(shù)，儲能器油壓達到設(shè)定壓力時，電機卸荷不帶壓力，對油路系統(tǒng)的節(jié)能也有較好的提高。隨著科學技術(shù)的進步，相信會有更多的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用其中，會有更好的大型中空吹塑機面市。

2 大型塑料中空容器的市場應(yīng)用

科龍塑業(yè)前身為西安市塑料應(yīng)用研究所，從事塑料中空容器的生產(chǎn)研發(fā)已有20年之久。歷經(jīng)多年的探索與研究，成功研制開發(fā)出多種應(yīng)用不同領(lǐng)域的塑料中空包裝容器，使用范圍涵蓋工業(yè)儲罐、農(nóng)用臥式罐、塑料沼氣池、IBC集裝桶等新型工業(yè)包裝容器，成為西部地區(qū)乃至全國最具影響力的大型塑料中空容器生產(chǎn)企業(yè)。

2.1 大型工業(yè)儲罐

大型工業(yè)液體儲罐在國內(nèi)一般由滾塑旋轉(zhuǎn)澆鑄成型，將塑料注入旋轉(zhuǎn)的模具內(nèi)，離心力迫使熔化的塑料貼在模具內(nèi)壁上，產(chǎn)品加工周期長，勞動強度大，生產(chǎn)效率低，不適應(yīng)連續(xù)批量生產(chǎn)?？讫埶軜I(yè)經(jīng)過相當多的努力，與設(shè)備廠家共同開發(fā)研究，開發(fā)出大型中空吹塑成型機，生產(chǎn)的大型工業(yè)塑料儲罐，采用高分子的聚乙烯原料，一次成型，無焊縫，不滲漏。耐化學性能非常優(yōu)異，具有內(nèi)外防腐的特點，可以耐大部分物質(zhì)溶液，可放置在高腐蝕環(huán)境下使用。

正在研發(fā)的5000升化工儲罐，塑料容器重量達到150㎏，罐體上設(shè)計有進料口、出料口、液位計、法蘭連接，并安裝了鋼制鍍鋅底盤和支撐框架，使用壽命長達15年以上。與傳統(tǒng)化工防腐儲罐相比，性價比更高，是儲存運輸化工腐蝕溶液的理想容器。塑料儲罐在大規(guī)格大容量的產(chǎn)品上優(yōu)勢明顯，具有一次成型的特點，抗沖擊性能強，拉伸強度高，抗氧化、抗老化性能好，這是其它化工儲罐所達不到之處。

2.2 農(nóng)用臥式罐的研發(fā)與生產(chǎn)

農(nóng)村土地正逐漸向集約化的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的以家庭為單位的生產(chǎn)方式正被機械化、規(guī)模經(jīng)營的方式所代替，市場迫切期待開發(fā)生產(chǎn)適應(yīng)于農(nóng)用運輸車使用的大型臥式罐來滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要?？讫埶軜I(yè)歷經(jīng)多年的努力，在國內(nèi)首家研制開發(fā)出1000升大型塑料中空臥式儲水罐，在罐體上端安裝有輸液口和呼吸透氣孔，下端設(shè)計排液口，可安裝排液閥門，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中可用于調(diào)配農(nóng)藥、節(jié)水灌溉、噴灑施肥使用。臥式塑料罐與傳統(tǒng)的鐵罐相比較，優(yōu)勢非常的明顯，具有質(zhì)輕、耐腐蝕、成本低、使用壽命長的優(yōu)點，再次回收利用率高，適用于綠化防護、果蔬噴藥，農(nóng)田灌溉、道路設(shè)施清洗等多種作業(yè)使用，運輸成本低，市場應(yīng)用廣，利于企業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。

設(shè)施農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一大亮點。西部地區(qū)水資源匱乏，設(shè)施農(nóng)業(yè)如何更有效利用水資源，建立節(jié)約用水的生產(chǎn)方式是西部農(nóng)業(yè)發(fā)展突破的關(guān)鍵?？讫埶軜I(yè)在1000升單層臥式罐的基礎(chǔ)上研制開發(fā)出適應(yīng)在西部地區(qū)特殊氣候環(huán)境下使用的3000升、2000升大型多層復(fù)合臥式罐，外層為抗老化層，其中的紫外線吸收劑可以強烈地吸收陽光中有害的紫外光，削弱其對產(chǎn)品性能的破懷，適應(yīng)在戶外使用。內(nèi)層為潔凈層，采用食品級原料，可貯存生活用水，并可進行聯(lián)體擴容，增加了儲水容量，滿足了大規(guī)模設(shè)施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)需求。

大型臥式罐在西部地區(qū)主要用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用，使用環(huán)境和車輛規(guī)格不同，在產(chǎn)品設(shè)計上要考慮到實際的使用條件和用途，來確定產(chǎn)品的外觀尺寸，結(jié)構(gòu)設(shè)計上要充分的體現(xiàn)塑料中空制品的性能特點，確保產(chǎn)品質(zhì)量，又要降低成本。泄壓孔的設(shè)計非常重要，既要保證產(chǎn)品在動態(tài)使用時液體不會漏出，又要達到液體快速排放時空氣能夠自然進入罐內(nèi)，防止內(nèi)外氣壓的不平衡造成的損壞。科龍塑業(yè)在罐體上端設(shè)計安裝了橡膠呼吸塞來達到這一效果，當排放液體時，罐內(nèi)產(chǎn)生的負壓強迫橡膠呼吸塞中多個處于閉合狀態(tài)的透氣孔開啟，平衡了罐體內(nèi)外的壓力，保護了罐體不會變型受損。

科龍塑業(yè)研發(fā)的大型塑料臥式罐開創(chuàng)了國內(nèi)外行業(yè)的先河，填補了國內(nèi)行業(yè)空白。2012年研發(fā)的“大型多功能塑料復(fù)合罐”獲得了5項國家專利，該產(chǎn)品具有質(zhì)輕、節(jié)能、多功能、多用途、方便耐用的特點，并榮獲國家包裝行業(yè)“高新技術(shù)項目”。與寧夏大學進行技術(shù)合作，為寧夏回族自治區(qū)固原市農(nóng)牧局研發(fā)配套的日光溫室大型多功能復(fù)合包裝容器補水系統(tǒng)獲發(fā)明專利，節(jié)水率達50%以上，在西部干旱地區(qū)進行全面推廣，惠及農(nóng)戶約1000萬，央視農(nóng)業(yè)頻道、寧夏、云南、甘肅等媒體曾進行轉(zhuǎn)播報道。

科龍塑業(yè)在大型臥式罐的生產(chǎn)過程除了進行必要的檢測外，還增加了動載和靜載兩種狀態(tài)下的試驗，整理積累了一套完善的生產(chǎn)管理經(jīng)驗和檢測方法。以科龍塑業(yè)為主要起草單位的國內(nèi)首個《聚乙烯吹塑臥式罐》標準正在受理中，期待大型臥式吹塑罐生產(chǎn)能有一套完善的標準，促進企業(yè)規(guī)范生產(chǎn)經(jīng)營和行業(yè)健康發(fā)展。

2.3 塑料沼氣池

塑料沼氣池是一種可廣泛應(yīng)用于西部農(nóng)村家庭使用的新型環(huán)保沼氣池。西部地區(qū)農(nóng)村每年約有50萬個沼氣池建成投入使用，塑料沼氣池使用大型中空吹塑設(shè)備生產(chǎn)，容積可達到500—3000升，與傳統(tǒng)的混凝土沼氣池相比具有成本低、抗老化、耐腐蝕、無滲漏點、密封性好、重量輕、運輸安裝方便，使用壽命可達30年以上，并可承受一定的拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度、吸水性低，適應(yīng)各種土質(zhì)環(huán)境下施工安裝，符合國家沼氣產(chǎn)品及設(shè)備的標準要求。目前已有馬來西亞、泰國、越南等南亞國家同行到科龍塑業(yè)參觀學習并在當?shù)亟M織生產(chǎn)該產(chǎn)品。

2.4 大型工業(yè)包裝容器

大型中空容器是包裝材料的一個重要組成部分。隨著行業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進步，西部地區(qū)塑料中空包裝容器行業(yè)主要是向大型化、輕量化、功能化發(fā)展，生產(chǎn)研發(fā)200升以上的大型包裝，從產(chǎn)品的使用功能上進行創(chuàng)新，減少物料消耗。200升閉口L環(huán)桶和IBC集裝桶(復(fù)合式中型散裝容器)應(yīng)用于各種危險品與非危險化學品、油田助劑及其它液體的盛裝。

200升L環(huán)桶上世紀80年代由國外引進，目前生產(chǎn)技術(shù)已非常成熟，主要分布在華南，江浙和山東等地，在西部地區(qū)的生產(chǎn)和應(yīng)用較晚一些?？讫埶軜I(yè)生產(chǎn)200升L環(huán)桶，經(jīng)過多年的探索與研究，學習國內(nèi)外先進的生產(chǎn)技術(shù)和管理經(jīng)驗，縮小了與沿海地區(qū)的差距。科龍塑業(yè)兩套大型多層中空吹塑成型機組，內(nèi)層的潔凈層使用食品級原料，不添加任何著色劑，符合出口食品包裝的衛(wèi)生標準，外層為深色避光層，起到避光保護的作用，滿足了西部地區(qū)濃縮果汁出口包裝的要求。目前科龍塑業(yè)已擁有4套200升L環(huán)桶生產(chǎn)設(shè)備，是西部地區(qū)大型塑料中空容器行業(yè)唯一具有“出口食品、危險品包裝容器”質(zhì)量許可證的企業(yè)。

IBC集裝桶是國際公認的新一代工業(yè)包裝容器，是塑料中空包裝容器向大型化發(fā)展的趨勢。市場需求年增長率達20%以上，其所用的塑料和鋼材是同等容積塑料桶、鐵桶的60%。由于尺寸符合國際通用貨物集裝箱的裝運要求，可以4個方向用叉車直接裝卸，使用方便，運輸裝載體積比塑料包裝桶提高15%以上，節(jié)省儲運空間，大大節(jié)約了運輸成本。產(chǎn)品的貯存保質(zhì)期5年，回收利用率高，在使用過程中鋼件或塑料件的損耗，都可經(jīng)過維修后再次投入使用。

IBC集裝桶在西部地區(qū)的市場應(yīng)用尚待開發(fā)?？讫埶軜I(yè)通過考察學習國內(nèi)外同行產(chǎn)品的優(yōu)點，有效規(guī)避其它企業(yè)的專利保護，研發(fā)設(shè)計出新型的IBC容器。在塑料內(nèi)膽的生產(chǎn)設(shè)計中，采用雙層儲料機頭復(fù)合工藝生產(chǎn)，延長了產(chǎn)品的使用壽命，適應(yīng)西部地區(qū)果蔬加工、油田開采企業(yè)在強紫外線下使用。

科龍塑業(yè)在IBC的研發(fā)上申請了多項專利。在內(nèi)膽的上端面設(shè)計了多點支撐，并改進了四個角的設(shè)計結(jié)構(gòu)，增加了斜角加強筋。在同等重量的情況下，提高了四個角的強度，有效克服了一般IBC容器上端面不平整形成凹陷，產(chǎn)生積液的現(xiàn)象。在金屬框架的制做上，選用龍鋼的金屬鋼材，對焊接點和安裝進行特殊的設(shè)計和改進，并在四個角設(shè)計了鋼制包角，上下用高強度止退螺栓固定，提高了金屬框架的強度，增強了IBC集裝桶在使用過程中的抗沖擊性。在鋼制包角上端開有吊裝孔，方便用戶進行吊裝使用。

3 技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)

型塑料中空容器的行業(yè)前景非常廣闊，發(fā)展?jié)摿Υ螅c國外的發(fā)展水平仍有較大的差距。很多企業(yè)依靠仿制侵犯專利保護來獲取市場份額，缺乏自主創(chuàng)新能力。科龍塑業(yè)從事大型中空吹塑行業(yè)20年來，非常重視企業(yè)創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，研制開發(fā)的黃桂稠酒包裝、食用油中包裝、農(nóng)用臥式罐、大型多層復(fù)合罐、工業(yè)包裝在西北地區(qū)市場上占有率80%以上。

科龍塑業(yè)在國內(nèi)首家研制開發(fā)“農(nóng)用臥式罐”和“大型多功能塑料復(fù)合容器”推動了國內(nèi)大型塑料中空包裝容器行業(yè)的發(fā)展。2008年以前，眾多塑料中空設(shè)備和模具制造廠家的技術(shù)能力多限于220升以下的包裝容器。目前，國內(nèi)從事大型塑料中空容器生產(chǎn)的企業(yè)有100多家，主要分布在中西部地區(qū)及東三省等地，年生產(chǎn)加工能力達1000萬只以上。

科龍塑業(yè)近年來在大型塑料中空容器領(lǐng)域所做的努力，得到了行業(yè)專家領(lǐng)導的高度認可，研發(fā)的新品兩次獲得國家包裝行業(yè)“高新技術(shù)項目”，企業(yè)榮獲“中國包裝優(yōu)秀品牌”、十一·五期間中國塑料中空容器行業(yè)“優(yōu)秀企業(yè)”、西安市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)“優(yōu)秀民營科技企業(yè)”獎勵。

如今，塑料中空行業(yè)特別是大型塑料中空容器行業(yè)在市場競爭中必須走自主創(chuàng)新品牌經(jīng)營之路，只有通過不斷的自主研發(fā)和創(chuàng)新，企業(yè)才可以走的更長遠?！爸袊鞑看笮退芰现锌杖萜骷夹g(shù)研發(fā)中心”于2012年批準在科龍塑業(yè)成立，是國內(nèi)首家從事大型塑料中空容器生產(chǎn)技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)的機構(gòu)，匯聚了行業(yè)的專家人才，專業(yè)對大型塑料中空制品的生產(chǎn)技術(shù)、新材料、新工藝、塑料沼氣池、大型塑料中空檢查井進行研究和推廣，提升西部地區(qū)乃至全國大型塑料中空容器行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)新能力。

4 結(jié)束語

“西部大型塑料中空容器加工中心”已在籌劃中。科龍塑業(yè)以大型化、專業(yè)化的大型塑料中空容器為發(fā)展目標，努力提升產(chǎn)品的科技含量和應(yīng)用價值，以精細化、規(guī)范化的管理理念，增強企業(yè)員工的創(chuàng)新力和凝聚力，積累形成科龍塑業(yè)獨有的核心競爭力，為中國大型塑料中空容器行業(yè)的發(fā)展做出更多的貢獻。