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注射吹塑中空容器形体及成型工艺设计上

2021-08-18 来源:福建机械信息网

注射吹塑中空容器形体及成型工艺设计(上)

摘要:根据注吹成型机械的特点,设计药用中空容器的外形,为吹塑模具的形体设计提供原始依据。在原料品种确定情况下,阐定容器成型工艺的设计原则。

关键词:注射吹塑 中空容器 吹塑模具 注吹成型工艺

1 前言

采用注射吹塑成型设备生产的塑料中空容器,主要通过三个基本工位完成,即:熔料在注塑工位,通过注塑模具注塑,在吹塑工位将注塑的型坯在吹塑模具内吹塑成型,而后在脱模工位将成型的容器进行计数包装。吹塑模具的内部形状是来自中空容器的外形尺寸,本文依据注吹机械以及吹塑模具的特点,结合注射吹塑成型工艺参数的设计原则,立足于药品包装装中空容器的基本几何形状,来设计中空容器的形体尺寸。为吹塑模具的合理设计制作并与容器成型工艺参数两者结合起来,生产出符合要求的药品包装用塑料容器。

2 中空容器的形体结构设计

中空容器的形体尺寸主要是根据盛装物的性质及形态质量而定,在立足于造型设计的同时还要考虑外形美观实用性强,耗用原材料尽可能的节省,且结构要合理。目前用于药品片剂包装塑料容器选用园形回转体结构的居多。本文就以中小型中空容器为例,依次从瓶口、瓶颈、瓶肩、瓶身及瓶底等不同部位进行设计与计算。

2.1 容器口部及螺纹的设计

容器口的内直径主要考虑盛装物的最大体积加上适当的余量,且能装取方便。瓶口处要与盖进行良好的配合,药品在装入瓶内后阻湿性能在很大程度上取决于瓶口与盖的配合处在施加扭力后的松紧程度,此处是反映瓶口密封性,提高阻湿效果,瓶口处可采用密封材料封口或在瓶盖内设有密封垫环,并选用图2所示的螺纹结构,尺寸(见附表)。

2.2 容器颈部与肩部设计

瓶颈与瓶肩是由半径为R 1与R 2两个相切园弧组成,并自切点分成两段的曲线台(见图3)。瓶颈与瓶肩的总高度为H 0,颈部园弧半径为R,颈部半径为A,肩部半径为B。

角度α 1=

α 2=π-2α 1

颈部高H 1=-R 1sinα 2

肩部高H 2=H 0-H 1

肩部园弧半径R 2=

两园弧中心到瓶中心线的距离

C=A-R 1D=B-R 2

2.3 容器身部设计

瓶身与瓶肩半径相等B 1=B 2=B,高为H的园柱台(见图4)。

瓶身高H=瓶总高-瓶口瓶肩总高度

(H 0)—瓶底高。

2.4 容器底部设计

瓶底可设计为凹底或平底,凹底的主要优点是能保证容器的稳定性,而凹底的R弧与Rn弧在吹塑模具上是分为两个部分组成,由此R与凹部半径R n两园弧相切组成(见图5)。

取瓶身半径B 2做近似正方形,如图5所示在O 1点作角平分线,并以O1点为圆心,以B 2为半径取-园弧,然后在角平分线上取瓶底半径R,则底园弧半径:

R=B 2(I-sin45°)

瓶底凹部弧半径Rn设计:弧底半径Rn的园心位于瓶断面对称轴上则:

=(R n-h 2)+()2

R n=+

角度α=2(arcsin/Rn)

弧长b=0.01748R nα

弓形高h=2Rnsin2

3 中空容器的体积计算

3.1 曲线台周边为园弧的回转体

曲线台如图6所示,只要按图示给周边曲线的园弧半径R及在园心至瓶子中心线距离C规定正负符号值,则进行统一公式计算。用定积分法可求曲线台内外容积,在周边曲线座标点(x,y)处,曲线台的断面积为:

S(y)=πx 2,

体积为V=

3.2 球冠瓶底的中凹容积

用同样积分法求出球冠,瓶底中凹部的计算公式:

外容积V=πD 2(R-D)

瓶底内壁中心凹部容积V 1=-πh2(R-H)(如图7)。

3.3 瓶身体积计算

瓶身为园柱体,体积计算公式为:

V=×h

式中:d—直径 h—高

4 中空容器的成型工艺参数的设计

当设计制造的注塑模具及吹塑模具在注吹机上应用时,要制定合理的成型工艺参数予以配合,才能获得符合标准要求的中空容器。目前药用中空容器所用的原料一般为高密度聚乙烯(HDPE),聚丙烯(PP),聚对苯=甲酸乙酯(PET),此类结晶型塑料具有良好的耐冲击强度、耐环境应力性、耐化学以及良好的气体阻隔性、阻湿性且无毒。主要的工艺参数有如下几项:

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