塑料水杯成型工艺

杯盖的设计
单品
PP PP PP PP
产品名 称
PP PP PP PP
牌号
M850B M800E GM1600E J800
厂家(产地)
上海石化 上海石化 上海石化 韩国晓星
价格 (元/ 吨)
13700 12150 12150 12300 注塑级 食品 级 注塑级 食品 级 注塑通用 注塑 食品级
我们选用的是上海石化牌号为M800E注塑级食品级的聚丙烯
维卡软 化温度 为
耐热性较好， 热变形温度 左右，长期 使用温度为60~
耐溶剂 性差， 不耐碱， 沸水中 易水解
杯体的设计
材料选择----要求 杯体要求： 双层双色整体塑件 内层透明，选材PP； 外层部分为鹅黄色，选材为着色剂混 合PP.
我们选用上海石化牌号为M800E的食品级、注塑级聚丙烯， 价格12150元/吨
要求 无毒、耐热性好、 分散性好、相容性 好、耐光、耐迁移 方法 干法着色，简单、 成本低、操作简单 配色方便、机动性强
着色
目的 美化产品 增加艺术感 吸引顾客 配方
鹅黄色 PP 100 501柠檬铬黄 0.094 A101钛白粉 0.112
聚合物成型加工基础
四川大学高分子材料三班
成型加工----注塑成型工艺 干混法着色：
塑料水杯结构
杯盖：聚丙烯 杯体：聚丙烯 杯柄：聚丙烯 密封圈：硅橡胶
杯盖-杯体-杯柄
原料选择----性能对比
几种日用制品常用塑料的性能比较
材料
PS
优点 1.透明 2.刚硬 3.易于成型 4.成本低 1.密度大 2.耐化学溶剂 3.成本低，易成型
缺点 1.易破裂 2.易刮伤 3.在紫外线下易老化 1.自熄性差 2.气体阻隔性差 3.不耐高温 4.力学性能一般
透明性
高 较高
气 体 阻 卫生性 隔性
好 一般 一般 好
耐冲性
优良 好
耐 热 温 成本 度
高 高 较高 较低
PP化学稳定性好，熔点高，质轻，成型工艺性很好，可 以注射成型，而且聚丙烯也比聚碳酸酯安全。PP的维卡软 化温度为150C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和 抗划痕特性很好。因此，我们选用PP作为杯盖、杯体以及 杯柄的材料。
HDPE
PP
1.刚硬有韧性 2.质轻 3.在高温下保持力学性质
1.抗冲击强度高，抗蠕变性能好、透明度 高 2.耐热性好，耐候性好、尺寸稳定性好
1.在0℃以下易变脆 2.耐候性差 3.不易染色 4.易燃烧
1.疲劳强度差 2.有应力开裂现象
PC
杯盖-杯体-杯柄
原料选择
PC和PP性能对比 材料
PC PP
市场调查 根据市场调查，我们设计 的水杯的目标是:
1
无毒无味，安全性高。
2 3
4 5
实用性好，使用方便。 经久耐用、不易损坏。
造型美观、色泽好、颜色不单一。 性价比高，经济效益好。
原料选择
选择原则：
无味、无毒 耐热性好 耐候性较好 耐磨，光泽度好，并且透明要好
杯体、杯盖：抗冲击强度要高；有 螺纹结构，尺寸稳定性好 杯柄：拉伸强度高，抗疲劳性良好
杯柄的设计
成型加工----工艺方法
成型方法
A法
连接圈：模具 注塑或模压成 型 合叶片：经挤 出、牵伸并切 条成型 然后再将两部 分粘接固牢。
B法
一次注塑成型， 脱模，直接热拉 伸弯曲的合叶及 连接部分使其取 向最后冷却定型
杯柄的设计
成型加工----工艺方法
A法： 成本低 生产连续 工艺简单
工序： 注塑、挤出、 粘接、热复合 工序繁杂 效果较差
杯盖的设计
制品配方----助剂选择
聚丙烯 着色剂 补强剂
配方
填充剂 润滑剂 抗老剂
杯盖的设计
成型加工----加工设备
FMＡ系列螺杆式注射成型机
杯盖的设计
成型加工----模具选择
斜推杆分型二次推出脱模机构
螺纹型芯以燕尾组合而成，且采用侧浇口进料，呈一模两腔形式。 尺寸：外径:7.9mm 内径:7.6mm 高度:30mm
三个月10%
半年30%
一年50%
两年10%
安全
质量
价格
外形
水杯材质
玻璃水Байду номын сангаас10%
塑料水杯60%
金属水杯24%
陶瓷6%
水杯材质
市场调查-结果
1.较多的人选择塑料水杯 2.在购买水杯的过程中，消费者较多关注的 是水杯的质量、安全性和价格 3.水杯价格在10-29元者居多 4.已经有大部分消费者已经考虑到健康因素 5.大多数消费者水杯的更换频率在一年左右， 随着认识的提高，越来越多的人关注健康因 素和审美因素。
成型加工----工艺流程
原料准备 加料 注塑 脱模
后处理
冷却定型
杯体的设计
材料选择----材料对比
塑料水杯常用材质有聚丙烯，聚碳酸酯。
性 能 密度 聚丙烯（PP）与聚碳酸酯（PC）性能比较 加工性能 机械性能 热性能 耐化学 性能
材 料
聚丙烯 （PP）
塑料中密 度最小为 0.9—/cm3
流动性好, 加工性能 好，收缩 率1.02.5%
耐应力 开裂性 良好， 弯曲疲 劳寿命 很高
杯体的设计
成型加工----工艺
第一次注塑
第一次注塑获得内层透明部分
第二次注塑
获得有色部分
杯体的设计
成型加工----双色注塑
首先通过注射装置3向小型腔1中注射第一种塑料，成型出双色塑料件的 第一部分，然后开模，动模旋转180°，合模，则上一步成型的塑料件转 入大型腔2中成为嵌件，注射装置4向大型腔2中注射另一种颜色的塑料， 将塑料嵌件进行包封，即可成型出双色塑料件。与此同时，注射装置3向 小型腔1中注射第一种塑料，成型出下一塑料嵌件，待制品固化成型后开 模，推出双色塑料件，动模旋转180°，闭模，即完成一次注塑成型周期
电动 16 机功 （kw） 率：
合模 力：
260 0 （k N）
5055* 470 外形 1.75* 开模行程： 重量： 9（kg） （mm） 尺寸： 2.00 （mm）
杯体的设计
成型加工----结构设计
脱模斜度
外表面（型腔）脱模斜度：35'-1° 内表面（型芯）脱模斜度：30'-50'
凹凸设计
水杯第一层局部凸起，对开式凹模模塑 后分离凹模取出制品.
杯体的设计
配方
抗老化剂配方： 配方质量份数组成： PP 100 抗氧剂 1010 0.1 抗氧剂 DSTP 0.3 脱氧剂 0.3 稳定剂 77D 0.05 紫外线吸收剂 BAD 0.1 紫外线吸收剂 327 0.15
聚丙烯 增强剂 稳定剂 抗氧剂 增塑剂 填充剂 润滑剂
杯体的设计
成型加工----着色
抗冲击强 度较差， 经填充、 增强后可 改善
维卡软 化温度 较高，
良好的热稳 定性，可下 长时使用， 无外力作用 时时不变形
化学稳 定性优 异，耐 化学性 较好
无自润滑 易应力 耐冲击性 性，摩擦 开裂， 能好，抗 密度较大， 因数大， 聚碳酸 缺口敏 蠕变性能 为1.18— 加工性能 酯（PC） 感度大， 较好，但 /cm3 次于PP， 耐磨性 疲劳性较 收缩率 差 差 0.6-0.8%
杯盖的设计
成型加工----注塑成型工艺
总的工艺流程图： 1.对塑料PP进行烘干， 并装入料斗； 2.清理模具型芯、型腔， 并喷上脱模剂，进行适 当的预热； 3.合模、锁紧模具； 4.对塑料进行预塑化， 注射装置准备注射； 5.充模，压实，倒流， 冷却； 6.脱模。 7.制品的后处理：去除 边刺，对制品进行调湿 处理。
重量 1600（kg） 产品 全新 类型
外形 3100*1100*3300（m 尺寸 m）
杯柄的设计
成型加工----工作原理
工作原理： 将手柄定固定于锥形杆正下方，向下 推进锥形杆，插入手柄提手圈，继续 推进到圆柱部分，再由推进装置纵向 推进拉伸。锥形杆中空部分可加热。
拉伸机器工作简图
杯柄的设计
杯盖的设计
成型加工----成型特性
（1）结晶易，湿性小，易发生融体破裂 （2）流动性好，但收缩范围及收缩值大，易 发生缩孔、凹痕、变形。 （3）冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓 慢散热，并注意控制成型温度，料温低温高压 时容易取向，模具温度低于50度时，塑件不光 滑，易产生熔接不良，流痕，90度以上易发生 翘曲变形。 （4）塑料壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以 防应力集中。
LOGO
水杯成型工艺设计
09级高分子材料三班
团队成员
组长：张添财 0943001028 主讲：陈俏竹 0943001193 组员：沈丽清 0943001153 姜 丽 0943084144 吴 宇 0943001183 补 强 0943001018 崔 为 0943001023 徐 伟 0943001058 严 翔 0943001088 侯 鑫 0943001133 周汪洋 0943001068 周洪芝 0943001043
原料 充模 压实
成型 倒流 脱模 冷却 后处理
杯盖的设计
成型加工----工艺条件
杯柄的设计
材料选择
性能要求： 耐热，不易变形， 卫生无臭无味无毒 抗拉强度高 疲劳强度高 成本较低
杯柄的设计
成型加工----模具选择 塑料水杯柄常用的材料有聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙 烯，聚氯乙烯。
材料 加工性 尺寸精 强度 度 PP HDPE LDPE 极好 极好 极好 很好 差 差 很好 很好 好 耐蠕变 耐 冲 耐热性 性 极好 很好 差 击性 很好 极好 极好 极好 很好 差 耐应力 耐疲劳 交接性 开裂 极好 差 好 性 极好 差 好 差 差 差
。
杯体的设计
成型加工----设备
宁波海雄塑料机械有限公司双色注塑机
卧 样式： 式 塑 产品 料 别名： 机 械
卧式 曲肘 种类： 注塑 机
品牌： 海雄 型号： HXSS2 60
生产 产品用途：塑料 产品
32220 螺杆 螺杆 （rp 35-38 直径： 转速： （mm） m）
271164 227理论 射胶 170 （立 射胶压力：192 注射 量： （g） 方厘 （Mp 容量： 米） a）
螺纹设计
对开式模具成型外螺纹 模具结构简单，操作方便
杯体的设计
工艺流程----流程图
生产 准备
加料
熔融塑化
合模
启模 转移 第二次注塑
冷却 定型
注塑、充模，保压 冷却 定型
启模
清模
脱模后处理
杯体的设计
工艺流程----参数控制 温度控制
注射压力： 100-140MPa 注射速度： 15~20cm/min 保压力: 稍低于注塑压力 保压时间: 20~120s 后处理： 一般120~125℃ 模具温度： 85~140℃ 注塑温度（熔体温 度）/℃：280~320 模腔表壁温度/℃ ： 80~100 机筒温度/℃ ： 前段260~270 中段240~250 后段220~230 喷嘴温度/℃： 260~270
聚合物成型加工基础 四川大学高分子材料三班
市场调查
水杯材质 玻璃水杯10% 塑料水杯60% 金属水杯24% 陶瓷6% 水杯材质
水杯价格
9元以下20%
10~29元50%
30~49元20%
50元以上10%
水杯价格
颜色挑选 水杯更换频 率 关注的因素
冷色调40%
暖色调40%
中性色调18%
杂色调2%
颜色挑选 水杯更换频 率 关注的因素
B法： 成本高 连续性稍差 模具复杂
选择B法
工序： 注塑、热拉伸 工序少 周期短 效果好
两种方法对比之下，B方法效果好，工序少，周期短， 材料利用率高。
杯柄的设计
成型加工----设备 宁波星锐日月机械有限公司螺杆式注塑机
型号 XRT-BMC
产品 塑料产品生产 用途 螺杆 5－360（rpm） 转速 射胶 1213（Mpa） 压力 电动 机功 5.5（kw） 率 开模 200（mm） 行程 产品 卧式注塑机 别名 螺杆 40（mm） 直径 射胶 188（g） 量 理论 注射 132（立方厘米） 容量 合模 40（kN） 力
树脂与粉状着色剂直接混合
流程如下：
杯体的设计
成型加工----双色注塑 双色注塑方法介绍
双色塑料件的注塑成型有两种方法。一种是使用两 副分别成型塑料嵌件和包封塑料的模具，在两台普 通注射机上分别注塑成型。其缺点在于劳动强度大，
生产效率低，对工业化生产极为不利，正逐步被淘
汰。第二种是用一副模具，在专用的塑料双色注射 机上一次注塑成型。双色注射机有两个独立的注射 装置，分别塑化及注射两种不同颜色的塑料。常用 的工艺方法有芯旋转式双色注射技术。
对比之下，PP比PE有更优异的耐疲劳性能，可来回弯曲两 万次以上，更加符合手柄的使用要求，因此手柄设计部分选 用PP。
杯柄的设计
配方
配方
100份 聚丙烯
25份
15份 云母粉
0.5~1份
硅烷偶联剂
玻璃纤维
相关性能：拉伸强度86.8MPa；抗弯强度101.8MPa；弯曲模 量4.2×103MPa；缺口冲击强度7.1KJ/ m2，抗疲劳性很好。