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三层共注——多层共注注塑系统

CS多层共注注塑系统——一次充填完成三层或多层同时共注

AKS S-TECH CS系列注塑系统,可以实现在模腔内实现多层共注充填,直接获得三层共注的瓶坯或相关制品。

阻隔包装的需求和发展:

“民以食为天,食以安为先”,随着市场对食品品质安全要求愈来愈高,多层高阻隔食品包装备需求日益迫切,而市场上常见的塑料瓶,并不像百姓所想象的那样具备良好的密封性,近年来,伴随着食品工业迅速发展,市场食品种类丰富多样,鲜啤、预制菜、快送食材、饮料、乳制品、烘焙糕点、卤制品、水产以及调味品等等。为了改善食品色、香、味等品质,以及为防腐和加工工艺的需要,也为了保证食品在贮运、销售和使用过程的安全性,大多数食品要添加防腐剂、营养强化剂、抗氧化剂等,以及对产品进行包装,如塑料瓶、玻璃瓶、金属等包装材料包装。通常食品防腐剂是能抑制微生物活动,防止食品变质,以达到延长食品保质期、货架期的目的。而通过涂层瓶、玻璃瓶、金属等包装材料包装食品有助于阻断食品氧化变质,且避免外界污染物污染食品等,同时便于贮运和销售以及增强产品外观美观度。虽是如此,但部分陶瓷瓶、玻璃瓶、金属等包材存在成本高、能耗大、回收难以及氧化阻断相对较差等问题。近年来,伴随着消费市场不断升级,对食品安全要求的不断提高,绿色食品软包装的阻隔包装和高阻隔多层软包装(多层膜袋类),以及高阻隔多层硬包装应运而生(多层硬体容器)。国外一些国家早已将多层高阻隔包装容器用于牛奶、葡萄酒、啤酒、食用油、酱油等产品包装,具有有较高的阻隔性、耐温性等特点,并且无需添加防腐剂,即可延长产品保质期,提升了食品包装品质,从而促进了食品包装工业高质量发展。

通过多层共注工艺,获得三层的注塑瓶坯或制品,中间层采用特殊的物理高阻隔材料,甚至加入一些阻氧剂,获得适用不同场景的高阻隔包装容器,在我们测试的案例中,例如精酿鲜啤的的350ml、1000ml、3000ml、4000ml、20000ml、30000ml的生产实际案例中,使用了高效配方,测试4000ml的多层共组瓶坯,吹制成啤酒桶后,经测试,OTR的阻隔率数值高达0.000062cm3/pkg*24h的结果,使普通单层PET瓶的600倍以上,接近玻璃瓶的阻隔效果。使得食品的塑料高阻隔包装方案取得革命性的技术突破。

该技术也可以广泛应用在鲜果汁包装瓶等领域。尤其是HPP+NFC,也就是现在市场上的高端鲜果汁,即低温超高压灭菌+非浓缩还原鲜榨果汁。果汁没有经过高温灭菌,也没有瞬间巴氏杀菌,无添加剂的冷压榨冷灭菌的鲜果汁,口感和维生素等的营养含量几乎没有损失,是未来健康果汁饮品的发展趋势,而本技术则为该工艺的果汁的保鲜存储提供了最佳的放啊,重量轻,便携性好,保质期长,物流储运费用低,且瓶子可循环再利用,经济环保。

该工艺,注塑时,使三层材料同时注塑充填满模腔,一次性获得三层的制品,三层再熔融状态下充填,从而无需使用粘合材料,且因为采用了膜内高压注塑工艺,所以可以获得高精度的产品轮廓精度,从而使瓶口与瓶盖的密封变的简单而可靠,同时,注拉吹工艺可以获得高耐压的瓶体,再埃科思的实验室测试,最高达到9.2bar的爆破压力,这再挤吹多层工艺里几乎是完全不可能实现的。

目前作为容器类的多层高阻隔包装技术,主要分为多层共挤技术和多层共注技术,然而,一直以来,我国生产多层高阻隔包装容器所涉及的多层共挤中空塑料成型设备,特别是关键技术基本上被国外发达国家的大型厂家所垄断。并且多层共挤中空塑料成型设备价格昂贵,成本高,国内许多从事多层阻隔食品包装的企业望而却步。为此,加快多层高阻隔食品包装技术的创新突破,打破国外发达国家企业对行业技术垄断具有重要意义。而在多层共注技术领域,全球市场基本被加拿大的HUSKY和美国的MIRKRON两家公司所垄断,该技术与多层共挤技术相比,在具备相同的阻隔特性的情况下,有更多的优点,比如可以获得更加精密的瓶口尺寸精度,方便精密密封,同时具备更高的耐压性能,耐压可以高达7-9公斤/平方厘米,可以适用啤酒、含气饮料等,存储更安全,同时,由于采用了高温多层融合共注工艺,多层之间不再需要添加粘合剂,材料的重复适用和环保处理更加简单安全。另外,由于该技术完全属于膜内成型技术,没有共挤技术的余料切除浪费的问题,更节约材料,浪费少;最后该技术的中间层可以做的更加薄,减少昂贵的阻隔材料消耗,成本更具竞争力,但该技术的难度要明显高于多层共挤吹瓶技术。目前国内企业虽有少数专利申请,但并无商业量产的成熟技术可以使用,该技术设计摸具人多层热流道技术、共注工艺控制技术、特殊的多层共注特殊注塑机等,涉及的技术链较长,需要同时涉及流体、材料、热流道、专用注塑机、工艺控制等多方面核心技术,国内企业相关技术储备少,技术风险大,研发周期长,不同领域的企业较难合作研发,短期内极难攻克。相关的近百项相关专利掌握在美国、加拿大、意大利的商业团队手上,极难为国内企业所适用。

目前在饮料包装行业中,多层阻隔塑料瓶是热点话题。它可提高内容物的保鲜度,提升产品的附加值。但是,塑料作为一种高分子聚合物材料,氧气和二氧化碳这类低分子气体不能阻隔潮气,这些问题一直是塑料包装容器及制品所面临的一个严重战略,于是包装界就不断探索开发新的加工工艺及其材料,来实现多层阻隔包装。高阻隔性能塑料瓶的出现已经有十多年的历史了,最早在主要应用于PET啤酒瓶上。通过在在P E T 单层瓶子上镀上一层高阻隔性的材料(如二氧化硅),利用该材料优异的阻隔性能,达到阻止氧气的渗入和二氧化碳的损失。还可以在瓶子中间加入吸氧剂、阻光剂等来提高瓶子的阻氧和阻光性能,而最新的现状是,多层共注高阻隔瓶正在快速替代涂层的铝罐和铁罐,体现出更优越的成本优势和环保优势,同事便于工业化连续生产,外观造型更自由多变。目前的国际上主流应用主要集中在啤酒、含气饮料、蛋白饮料、不添加防腐剂的鲜果汁饮料、调味类的瓶类容器。

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