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香醇内溢:共注射工艺生产阻隔咖啡胶囊

  • PT《现代塑料》2017年11月刊
  • 文/本刊编译(原文来自Netstal)
  • 时间:2017-09-29
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在Fakuma 2017展会中,耐驰特将采用一种精密共注射工艺生产3层咖啡胶囊。一台锁模力1200 kN的全电动、双组分ELION注塑机将被用于实施这项工艺。这种三明治注塑成型工艺使得由模内贴标(IML)装饰的塑料胶囊和许多包装产品,能够以可靠的阻隔功效被高效率地生产出来。

香醇内溢:现场生产阻隔咖啡胶囊

以咖啡胶囊为例,通过与系统合作伙伴合作,耐驰特将展示共注射工艺在注塑成型具有香气保护功能的薄壁包装方面所具有的优势。作为在德国腓特烈港举行的Fakuma展会中首次亮相的技术,这项应用将见证一台全电动的ELION 1200注塑机,通过采用VNC集成的额外的Plasdan注射单元以及配备一幅Fostag 的4腔测试模具生产胶囊的全过程,整个循环时间大约是4.9 s。一台自动化的Beck操作系统自动将Verstraete的IML模内标签放入模具中,并在注塑成型后自动取出装饰胶囊。然后,成品部件开口向下堆叠摆放,一个集成在取件机械手中的IMD Vista光学检测系统检查EVOH阻隔层的位置和厚度。最后,与Nespresso兼容的胶囊被散装存储到容器中。

ELION 1200-250/120:提高的注射动力和最高的精度

生产薄壁部件要求非常高的注射性能,在此方面,不仅可达到的最大射速起着决定性的作用,而且动力性也非常重要。此外,为成型多个层,还需要绝对的精密性和再现性。“凭借全电动的主注射单元以及另一个纵向集成的(通过VNC)Plasdan注射单元,ELION 1200-250/120注塑机以较小的占地面积,为成功实现共注射工艺而提供了理想的性能。”耐驰特应用及包装产品经理Marcel Christen表示。采用双齿齿条齿轮的独特传动原理,以及集成到注射轴中的高精度力测量,使得ELION 注塑机的主注射单元能够提供极高的动力、卓越的精密性和绝对的再现性,由此而使得每一次的注射都能达到市场上从未有过的一致性。ELION注塑机锁模单元的设计能以极高的速度运行,从而也使每次应用都具有极短的循环时间。一致的模块化设计和大量附加的设备选项,使得ELION注塑机能够根据各种应用领域的需要而得到最佳调整。

共注射:3层提供有效的香气保护

咖啡胶囊最重要的一个方面是保护内容物不受氧气、光和湿气的影响,只有这样,消费者才能充分享受到咖啡的醇香。虽然铝能够提供非常有效的香气保护,但制造起来很费力,因此,工业界将注意力转向了塑料生产的一次性产品所带来的优势,其决定因素是如何保持香气。“耐驰特的解决方案是,有效利用精密共注射工艺以及乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)和聚乙烯醇(PVOH)的优异阻隔性。”耐驰特应用工程师 Reto Gmür解释道。虽然单层聚丙烯(PP)和聚乳酸(PLA)解决方案能够以简单而低成本的方式被生产出来,因而很受欢迎,但PP和PLA 没有明显的阻隔功效,因此时常需要额外使用二次包装。相比之下,高科技的耐驰特应用方案发挥了多层技术的优势。在共注射注塑成型过程中,来自两个注射单元的熔体通过同一浇口被射入模腔中。“首先到达的材料形成成型部件的外层,它包封住由第二组分创建的内部芯层。以我们的咖啡胶囊为例,由EVOH形成的阻隔层由两个PP层包封,从而有效地创造出总壁厚仅0.4mm的极薄的三明治结构。”Gmür解释道。0.06 mm 厚的EVOH 层保护咖啡,而每层厚度0.17mm的PP层保护EVOH,以避免这种敏感材料吸收水分以及因气体交换而丧失阻隔功效。由此而生产出的香气密封的胶囊,能够在无需任何二次包装的情况下得到应用。

多层注塑成型的更多应用选项

“在应用方面,多层技术是非常通用的,也是适合的,比如用于阻隔光,或者使用回收材料。”Christen解释说。第一个例子是,内层可以用一种黑色聚合物取代。第二个例子是,外层可以是新的材料,并且核心层可由回收材料制成。因此,Marcel Christen看到了这项工艺的光明前景,他说:“三明治注塑成型提供了如此独特的机会,除了用于分包咖啡和茶外,我们可以设想许多其他的应用领域,比如婴儿食品、软饮料浓缩物、药品以及要求可靠阻隔功效的更多的包装应用。” 

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