中空吹塑制品容积的大小来区分:一般15升以下称为微型,20—50升称为小型,100-160升为中型塑桶,而200升以上则可以统称为大型中空容器了。如果按照密封口径又分小口和广口两种:在实际应用中一般以30升为界,30升以下多为小口径桶俗称为闭口桶,采用桶口外螺纹+内盖+外盖的形式密封,多用于危险性液体包装;30-160升容量的塑桶多为广口俗称为开口桶,采用桶口凸起密封筋+橡胶密封条+外盖紧压形式密封,多用于无危险性的粘稠流体或粉剂的包装;而200升以上的大型中空容器由于成型技术、原材料和复合安装保护形式的成功应用而大幅提高了制品的密封、抗冲击性能,因为其灌装容量大吊装运输方便、加上大多采用小口径的安全密封形式,所以普遍用来灌装具有腐蚀性和危险性的各类液体。而按照产品的生产加工要求来说,自然是产品的容积越大、所罐装的液体越具有危险性,那么他对于生产设备、原材料和加工工艺的要求也就越高了。
综合以上中空吹塑桶的不同分类来分析: 可以说200升以上塑桶是塑料包装容器在大剂量危险液体包装容器中技术含量最高、灌装运输成本最低、应用范围最为广泛的一类产品了。
下面我们就一起来探讨一下现在市场上各类200升及以上塑料包装容器的优缺点及其发展方向。目前市场上比较成熟的产品主要有以下几类:
一:200升双“L”环低面桶及其经济型200升单“L”环塑桶。
200升双“L”环低面桶,简称200升双环桶或200升常规塑桶。因为其采用整体设计使上、下两底面与桶体成型为一个整体的呈L形的突起环,又因为其桶面高度低于桶口和上“L”环而命名。这类包装桶可以满足联合国UN标准中对Ⅰ类危险液体的包装要求,他不仅具有结构设计合理,桶体结实的特点,而且可以像钢桶那样实行吊装(或叉吊),堆砌,滚动,储存和层叠,所以是目前国内外大型液体危险品包装容器中应用范围最广、使用最方便的一类产品。200L双“L”塑桶是随着高分子树脂材料的成长而在化工包装行业中发展起来的一种包装容器,它是用平均分子量在30万左右的高密度聚乙烯(HMWHDPE),经大型挤出吹塑中空成型机吹制而成,可用于酸类、碱类、脂类等各类液(粘)态存在腐蚀性化工产物的灌装。因为其优良的抗腐蚀性、高的强度、数倍于钢桶的周转次数及易回收性,而倍受国内外海运界的重视,又因为其完全能满足《国际海上危险品货物运输法则》中相关危险品包装容器的要求,在危险物品运输中被愈来愈广泛地运用。
200升双“L”环塑桶相对于其他形式的塑桶最明显的标志是上、下两底面与桶体成型为一个整体的呈“L”环形的突起环,使之可以像钢桶那样进行吊装(或叉吊),堆砌,滚动,储存和层叠。而在实际生产中最难控制的也就是这两个呈“L”形的突起环,以及在塑桶内部起到重要作用的“R”环.因为这两个“L”环以及桶内部“R”环是利用上、下子模具和桶身模具之间的开模距离,当熔融状态的塑料管胚在模具内的吹胀过程中利用压缩空气的压力和熔融管胚自身的厚度压制、粘合而成的,所以他不是像塑桶的其他部位一样是由管胚直接吹胀、压缩而成形的,而在上下” L”环的成形过程中由于熔融塑料经压缩空气吹胀而引起表面温度的降低,自然的降低了“L”中间粘合处的牢固性。所以为了弥补这个成形方式缺陷,我们在模具的设计中又给塑桶内部增加了一个新的结构“R”环,用来增加塑桶上下“L”环处的抗冲击性能。上下“L”环及塑桶内部“R”环的成形过程又有可能出现的“气泡”缺陷.
综上所述,因为双“L”环塑桶在生产过程中对原材料、模具设计制造和生产工艺流程等各方面都有较高的要求,所以在综合考虑了生产成本和液体包装运输要求的基础上,市场上开发出了经济型的200升单“L”环产品。就是保留了具有吊装(或叉吊)和层叠功能的桶面上“L”环,而省略掉了桶底下“L”环。这样虽然降低了一些包装桶的堆码性能和桶底的搬运刚性,但是可以节约相应的原材料和提高塑桶的抗跌落冲击性能,降低企业的包装成本。在一些低腐蚀低无危险性的液体包装中开始有了一定范围的应用,但是因为其自身的局限性目前只占市场需求的较小部分。
二:200升双“L”环高面桶及其经济型200升单“L”环塑桶
200升双、单“L”环高面塑料包装桶拿常规200升塑桶来说的。
从几何学的角度来分析200L塑桶的结构的话,我们从正面来看的200升塑桶就是相当于一个高90cm,直径60cm左右的圆柱体。塑桶的上、下桶面我们可以近似的看做圆柱体的上、下两个截面,把桶身的直立面看作是圆柱的长度,这样从立体几何的角度来说塑桶的上、下两面在直径60cm的圆周边上和桶身的每一个结合点就都是一个近似的90°直角接触点。自然我们在对塑桶进行横向跌落实验时,塑桶的这上下两个近似90°的直角接触点就自然成了受冲击力最大的薄弱点,实际试验中有几乎将近90%的塑桶破损都是发生在这两个点上的。根据本文上节中介绍的上、下“L”环的成型原理,尽管在桶内转角处我们设计出了 “R”环这一结构的保护,在模具的外形设计上我们也是最限度做了圆弧过渡保护,例如:桶底圆弧度我们可以相对较大程度的向下延伸用以增加桶底“R”环处的圆弧过渡长度,让 90°的转弯点最大距离的离开“R”环的位置这样可以较好的分散塑桶在横向跌落时的冲击力进而增加牢度;但是由于桶面上 “L”环高度的限制,我们在设计模具时桶面高度始终不能超过桶口和上“L”环的高度的,因为太高了会妨碍直立堆码时上一层桶的稳固性,其次在长时间的漫水时容易使桶口出现废水倒灌污染灌装产品的现象。所以常规200升塑桶的桶面“L ”环处的抗冲击强度就较弱于桶底“L”处,《莱进公司中空吹塑事业部》从经验来说桶面的破损几率又大致占到总体试验破损量的60-70%左右。
因此基于上述原因我们的市场开发出了-----200升双“L”环高面塑桶,这一类相对于200升常规塑桶的衍生型规格。具体来说就是把塑桶的桶面高度向上抬高,使之高度超过桶面“L”环的高度,这样就可以大幅增加桶面“L”环处的圆弧过渡长度和角度,分散塑桶在横向跌落时的冲击力增加牢度,虽然这类塑桶牺牲掉了部分的堆码性能却能有效的增加其桶面抗冲击强度。
至于200升高面单环桶,顾名思义就是取消了桶底“L”环的200升双“L”环高面桶这里我们就不做详细介绍了。
综合以上分析,可见常规的200升双“L”环塑桶因为兼顾了塑桶的吊装(或叉吊),堆砌,滚动,跌落,储存和层叠等的各项性能而成为200升塑桶这一大类中空塑料容器中应用范围最广、使用最方便的一类产品,也是其中技术含量最高的一类。而不论是他的经济型:200升低面单“L”环塑桶,还是他的衍生型:200升单、双“L”环高面塑桶,由于各自结构上的固有缺陷而在目前市场上始终无法实现大规模的应用。
三:200升双层双“L”环及单“L”环复合塑桶
这一类塑桶是专门为食品级的液体包装而开发的一类中空塑桶包装形式。他的外形规格和200升常规桶的外形规格几乎是完全一样的。他们之间最大的区别是塑桶的桶壁全部具有内外两层的复合结构,他的外层是添加了着色母粒的保护层,一般为深色(蓝色),可抵御紫外线抗阳光照射老化。内层则是全新的食品级高密度聚乙烯原料,在生产过程中不使用其他添加剂,这样可以确保内装物的纯度使用更安全,可以满足各类食品级液体的罐装要求。
四:1000升及以上塑钢复合集装桶。
1000升及以上容积塑钢复合集装桶简称IBC集装桶或吨包装桶,因为其所能灌装的容积是1000公升或以上的规格而命名,从外形及名称上来看,吨包装桶是一种复合包装形式。他主要由塑桶内胆、塑料护角附件、高精度球阀、钢质托盘底座和护栏钢架等部分组成,这是一种可盛装《国际海上危险货物运输规则》关于Ⅱ、Ⅲ类危险品液体的新型包装形式。吨包装桶具有集成、高强、耐腐、卫生性好等优点,加上外部金属框架更加安全可靠。广泛用于化工、医药、食品、涂料等行业,是现代仓储、运输液体产品的必备工具。
从经济性来分析:采用吨包装桶,可以大幅降低企业在生产、储存、运输中的各项操作成本,节省大量的人力、物力。储存同样体积的货物相比传统包装可节省约25%左右的空间,装卸时可使用叉车直接作业,并可以码垛储存减少了人工搬运的诸多麻烦。例如:灌装1个集装桶=5个200L桶,灌装过程中减少了多次重复操作的麻烦,同时可避免逐个灌装过程中出现的漏料、遗洒等浪费。产品底部装有排液阀门,液体排放安全、方便、迅速、彻底,便于清洗,可多次拆卸、安装周转使用,节约能源,利于环境保护;桶外围是由镀锌钢管的制成的保护钢架网抗冲击力强,可防止灌装后内容器的膨胀,底架也是由可以防止酸碱腐蚀的镀锌钢管和镀锌钢板经全自动生产线整体焊接组成,焊点均匀牢固。底架四周预留有叉装孔,可使用手动、机动等的各类叉车起吊运输,改变安全;由聚乙烯(HDPE)制成的保护板能缓和在装卸和运输工程中产生的振动和冲击,以保护容器延长吨包装桶的使用寿命。综上所述,吨包装桶使用方便、经济耐用,随着国际化、集约化物流运输的发展,顿包装桶逐渐在液体包装扮演越来越重要的角色。
从产品自身的角度来分析:由于吨包装桶自身的结构复杂,是一种塑钢复合结构的包装物,由五、六种零配件组合成;又因为其可灌装容积的庞大性,自然要有较大的自身质量,根据使用场合的要求不同:吨包装桶的全都钢架重量有40-44公斤不等,塑桶内胆重16.5—19.5公斤不等。所以要生产出合格吨包装桶相对于常规的中空产品来说,无疑对设备、原料和现场的工艺调整都提出了更高、更严的要求。具体来说,因为保护钢架和塑料内胆是属于两个完全不同的生产专业范围,而我们在一起的各位又都是从事塑料包装行业的,既然保护钢架是属于纯金属钣金的制造工艺范围,那么对于吨包装桶保护钢架的制造和要求今天我们就不做具体讨论了。下面我们就详细分析一下关于吨包装桶塑料内胆的生产吧。
从外形上来说看,吨包装桶的塑料内胆是一个容积在1-1.5m³之间的、接近于正方体的罐体。内胆本身的重量有18公斤左右,加上上下边的成型余料应该有3-4公斤左右,所以储料机头内就需要一次性挤出总共约22公斤的熔融塑料,如果再加上在储料机头的进料流道和储料缸的行程余量,这样就要求设备的储料缸至少要有能够储存28公斤以上熔融塑料的空间,这么大规模原料挤出量不论对设备螺杆塑化能力、储料机头的制造工艺、模具设计和液压电控系统来说都提出了前所未有的要求。
从内部结构看,吨包装桶的内胆是一个接近于正方体的罐体,顶部中央有一个较大直径的灌液口,产品底部装有排液阀门。这样的结构就要求模具上具有两个不同方向的开口和两个吹气杆。因为生产中大型中空一般都是上下反方向吹制成型的,内胆顶部灌液口的成型方式和100L等中型开口桶是一样的,所以是比较方便使用底部吹针吹制成型的;而内胆底部的排液口因为实际处在模具的上方无法单独配备相应吹张机构,就需要采用模具自带插针的形式吹制成型了。但是从产品实际使用中,顶部的灌液口和内胆底部的排液口各自不同使用功能、频率以及他们所处的不同上下位置来分析,内胆底部的排液口不仅要承受所装配排液球阀频繁的开关排液,而且因为处在内胆的底部时刻在承受着罐内所灌装液体自身压力,所以内胆底部的排液口对成型时的牢度、外螺纹的饱满程度等都有着相当高的要求。因为这些性能的好坏就直接决定了这个吨包装桶能否长期、安全的使用,不出现排液球阀根部轻易就被撞坏、撞裂和螺纹连接处渗漏等严重质量缺陷的出现。
另外由于吨包装桶采用外部保护钢架的支撑结构,所以他所使用的塑料内胆就不需要考虑堆码、运输吊装这些功能了,塑料内胆就于是设计成了一个四周圆弧的正方罐体结构。没有了200升塑桶那样的“L”环结构,这给塑料内胆生产上带来极大方便,但是又因为其自身较大规格尺寸给模具的设计、储料机头的纵向壁厚控制系统、径向芯模和口模唇口的壁厚控制带来了极高的要求。这是也就是目前吨包装桶塑料内胆的生产实践中遇到的两个较大的技术难点,可以说解决好了内胆底部的排液口成型和内胆四角的纵向和径向壁厚控制这两个问题也就可以大致生产出一个合格的吨包装桶塑料内胆了。
关于200升单、双“L”环低面塑桶,200升单、双“L ”环高面塑桶,200升单、双环双层复合包装桶和1000升及以上塑钢复合集装桶这几类大型塑料中空包装容器产品的各自优缺利弊之后,现在我们基本可以得出这样的结论:200升双“L”环常规塑桶因为其相对于吨包装桶的分散小包装性,加上可以满足联合国《国际海上危险货物运输规则》标准中关于Ⅰ类危险品液体的包装要求等优势在特定的液体包装市场中不论现在还是将来都是非常重要的一类大型危险液体包装容器;而200升低面单“L”环塑桶、200升双“L”环高面桶及其经济型200升单“L”环塑桶等的衍生型产品在市场上已经有了一些应用,但是因为其自身存在的各种先天条件的制约在目前的市场中只能作为是一种特定场合的替代产品无法实现大规模的推广;吨包装桶是现在国际、国内液体危险品包装的新兴产品,因为他的塑钢复合结构可以直接用叉车装卸、堆层的特点,加上他是一种可盛装联合国UN标准中关于Ⅱ、Ⅲ类液体危险品的包装形式,所以在大剂量的Ⅱ、Ⅲ类危险品液体包装市场中自然拥有了无可比拟的经济、技术优势。随着高分子材料、设备和模具制造等各方面技术的发展,一旦吨包装桶的生产技术成熟到可以满足联合国UN标准中对Ⅰ类液体危险的包装要求后,吨包装桶在大剂量危险液体的包装应用中就将会取得更大规模的应用,甚至可能部分或者完全替代200升双“L”环常规塑桶。