用于牛奶饮料包装的理想解决方案与工业4.0实践

作者:本刊编译(原文来自Netstal) 文章来源:PT《现代塑料》 发布时间:2017-08-07
在Drinktec 2017展会中,耐驰特将在一台PET-LINE注塑机上生产双层阻隔瓶坯,以此展示用于牛奶饮料包装的理想解决方案。还将在一台ELION注塑机上生产38mm的牛奶瓶盖,以此展示工业4.0的实践应用。

在Drinktec 2017展会中,瑞士注塑机制造商耐驰特将在一台PET-LINE 2400-4000/1000注塑机上生产PRELACTIA®双层阻隔瓶坯, 以此展示用于牛奶饮料包装的理想解决方案。同时,还将在一台ELION 2200-1000注塑机上生产38 mm的牛奶瓶盖,以此展示工业4.0的实践应用。

2017年9月11~15日,在德国慕尼黑举行的Drinktec 2017展会中,耐驰特将在A4 321展位,演示生产用于0.5L牛奶瓶的PRELACTIA® 阻隔瓶坯以及38mm的牛奶瓶盖。

现场生产用于牛奶瓶的PET 阻隔瓶坯

在一台PET-LINE 2400-4000/1000注塑机上,耐驰特将生产PRELACTIA® 阻隔瓶坯。面向该注塑机的主注射单元,另一个1000系列的注射单元被安装在 L位置上。在包覆成型的第一步,整合了光阻隔的1mm薄的灰层被注射到32+32穴的模具中,该模具由西班牙模具制造商 Molmasa提供。然后,在瓶坯外层涂上1.4 mm薄的纯白色层。整个生产循环时间是9s。百旺公司为此提供材料干燥和除湿系统,EF Cooling公司提供水冷系统,Total Polymers公司提供PET粒料和色母粒。

耐驰特饮料部门产品经理Stefan Kleinfeld介绍说,PET-LINE 2C注塑机能够在生产过程中灵活地平衡产能的波动,也能够方便地生产出适合非碳酸饮料的瓶坯或CSD瓶坯,此时,利用软件可以使第二注射单元不发挥作用。这台展机已被卖出,展会结束后,该设备将在一家欧洲客户的工厂中,与现有的5条PRELACTIA® 产品生产线同时运行。

由两层PET构成的牛奶瓶:白色的外表层吸引眼球,灰色的内壁层阻挡光线以保护牛奶

PRELACTIA® 瓶坯的横截面:灰色内壁层形成了出色的光阻隔效应

PET-LINE 2C注塑机:第二注射单元被安装在面向主注射单元的L位置,用于注射成型灰色的内壁层

提高光阻隔性,减少添加剂用量

相比其他工艺生产的瓶坯,这种专利的阻隔瓶坯凭借其双层结构而提供了巨大的经济优势。为了生产出纯白色的奶瓶,需要将白色颜料钛白粉添加到用于生产瓶坯的聚合物中。这种添加剂还提供了一种增强的阻隔效果,可以阻挡有害的紫外光。对于PRELACTIA®瓶坯而言,该添加剂只是被混合到外层材料中,从而允许将添加量减少到瓶坯重量的5%。而对于单层瓶坯而言,这一比例必须至少是瓶坯整体重量的15%。“在年产1.05亿个瓶坯、每个瓶坯重17g的情况下,高级别钛白粉的用量可减少大约180t。按€7~8/kg的市场价格计算,每年可以节省巨大的开支。同时,与单层PET瓶坯相比,客户还能从显著提高的光阻隔效应中受益。”Kleinfeld解释说。由于能够可靠地阻挡几乎100%的可见光,因此 PRELACTIA® 瓶坯特别适用于保质期长达6个月的乳制品和乳饮料包装。由于其两层结构由PET制成,因此可以方便地将使用后的PRELACTIA® 瓶放入正规的回收站。

牛奶瓶作为立体商标

除了履行一些技术和经济功能外,现代包装还必须成为一种吸引眼球的广告媒介,以刺激购买欲望。在软饮料行业中,一些领先的公司已花费了多年时间,通过制造他们自己的日益复杂而精致的PET瓶形来努力吸引用户的眼球。这种情况在牛奶行业中并不突出,这主要是由于现有的HDPE或纸板牛奶包装所带来的选择局限性。“生产以牛奶为原料的方便、健康饮品的厂商们通过采用PRELACTIA®PET瓶坯而获得了全新的可能性和创新的瓶形设计,从而可以从竞争中脱颖而出。” Kleinfeld 在总结中强调说。

工业4.0实践:注塑机与检测系统之间的闭环控制

在一台ELION 2200-1000注塑机上,38mm的牛奶瓶盖将在一副z-moulds的32腔模具中被生产出来。这种HDPE瓶盖仅重2.8g,凭借专利的z-slides®技术,这些瓶盖可在模内获得全功能的防盗环,整个生产循环时间是4s。百旺公司为此提供材料干燥和除湿系统,EF Cooling公司提供水冷系统,Total Polymers公司提供PET 粒料和色母粒,Intravis公司提供CapWatcher III技术用于光学检测。

采用混合动力注射单元的ELION 系列注塑机为高效率地生产瓶盖创造了条件

38mm的牛奶瓶盖在32腔的模具中被生产出来,同时还获得了全功能的防盗环

这是耐驰特有史以来第一次与其系统合作伙伴Intravis公司一起,展示注塑机与视觉检测系统之间的控制回路连接,即将外部周边设备的数据整合到aXos机器控制系统中。

展会现场,生产出的38mm的瓶盖的重要特征,将通过Intravis CapWatcher III而持续得到分析,然后以数据包的形式通过Euromap 82/OPC-UA被传送到ELION 2200-1000注塑机的控制系统中,并立刻显示在 aXos 机器控制系统上。如果需要,一些单独的特征,如瓶盖的直径等,也能被显示在单独配置的仪表盘上,从而允许机器操作人员始终对它们进行监测,这意味着可以迅速采取纠正措施。如果依据工业4.0来实施,操作人员将不必采取积极行动,因为采用控制回路的注塑机可以实现自我调节。产品特征的微小变化,可以在一个定义的工艺窗口中自动执行,这允许持续地生产出产品特征得到精确定义的瓶盖。

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