塑料餐具的成型加工设计

高分子材料成型加工基础塑料餐具的成型加工设计​CONTENTS1234背景介绍​Ⅰ.我国塑料餐具的现状Ⅱ.设计目的、内容及创新点塑料餐具分类设计Ⅰ.塑料碗的设计Ⅱ.保鲜膜的设计Ⅲ.饭盒的设计

Ⅳ.带孔上盖的设计Ⅴ.塑料勺子的设计经济分析与实践Ⅰ.实践调查Ⅱ.经济分析总结01背景介绍塑料餐具使用现状有关数据显示，2017年，我国餐具市场规模达420亿元。除陶瓷餐具、不锈钢餐具外，塑料餐具是其中最为主要的品种。常见的塑料餐具的原材料有HDPE、LDPE、PP、PS、MF、PVC和PC。其中密胺餐具市场需求保持稳定的发展，2017年规模达到40亿元。但近些年，由于国家环保力度加大，一次性塑料餐具需求量有所降低。

为了解决传统塑料餐具材料难以降解等问题，现在市场上出现了例如使用聚乳酸（PLA）、稻壳提取物和壳聚糖等材料的新型餐具。设计目的、内容及创新点设计目的本文设计目的是生产出相比较于现有塑料餐具更加满足生产要求和人们日常生活需要的餐具。本次设计通过喷涂耐热纤维以及ABS树脂对其表面耐高温性进行有效的提升。改进保鲜膜安全性、抗菌性、环保性三方面性能。添加合适种类和用量的高效抗氧剂和紫外线抗御剂。设计的上盖具有结构简单、使用方便和制作便捷的特点。设计内容本文的设计是从聚合物原料以及助剂开始进行塑料餐具的设计，然后在确定产品的成型结构基础上选择合适的成型工艺方法、设备以及参数。创新点添加常见易得的椰壳纤维等轻质填料，并采用包覆技术。02塑料餐具分类设计聚丙烯聚苯乙烯聚碳酸酯常用塑料中耐温最高的一种在温度太高，盛放强酸性（如果汁）或强碱性物质时会释放苯乙烯及辅助材料等有害物聚碳酸酯质餐具常常会造成内盛食品的污染塑料碗的性能要求塑料碗的设计有良好的强度和韧性，良好的尺寸稳定性，可承受一般机械洗涤，可反复使用，耐摔且不发生脆性断裂；耐高温（100℃左右）。安全稳定，不会释放有毒物质，不与水、油等其他食品发生反应；密胺树脂质塑料碗设计示意图密胺树脂密胺碗外观类似于陶瓷碗，却比瓷器坚实，不易碎，而且密胺餐具造型多样、色彩斑斓、手感细滑、容易洗涤密胺树脂质塑料碗配方表原料具体原料原料密胺粉功能粉体电气石铁氧体高岭土二氧化硅氧化钙聚丙烯酸稀土无机抗菌剂纳米银系抗菌粉体或纳米氧化锌密胺粉料-原料具体原料原料ABS混合料耐热纤维备注：耐热纤维为玻璃纤维、碳纤维、聚酞胺纤维和丙烯酸醋纤维的任意一种或几种的组合；两者重量份之比为1：2；所用增韧剂为乙烯一丙烯酸甲酯共聚物。ABS树脂增韧剂酚类抗氧剂成型工艺流程压制成型原理示意图塑料碗的设计配方中各组分功能粉料：吸收异味，释放多种对人体有用的微量元素；提高产品的外观和耐热性能；混合过程中将其它组分分散均匀；提高材料的强度。无菌剂：钠米银对数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，并且不会产生耐药性。密胺粉料：交联形成不溶不熔的三维网状结构。耐高温ABS树脂：用于耐高温性能的提升，进一步提高密胺餐具使用范围,提高使用安全性。抗氧剂：延缓材料氧化过程,从而降低密胺餐具喷涂层的氧化速度,进而提高密胺餐具的使用寿命。容易被拉出及剪开；性能要求容易与玻璃陶瓷及不锈钢面食具黏合，有一定的密封性；接近透明并没有折皱，无厚度不均等情况出现；能抵受一般拉扯的压力，可撕拉、韧性强、粘性高、无毒无味、耐热低温；不会释放有毒物质；有适度的透氧性和透湿度，可调节被保鲜品周围的氧气和水分的含量，阻隔灰尘，从而延长食品的保鲜期。保鲜膜的设计​聚乙烯主要用于食品的包装，一般水果、蔬菜用聚乙烯膜对健康完全无害；比重小，重量轻;燃烧只会产生二氧化碳和水，对环境无影响;一般黏性，用手揉后容易搓开;

LLDPE保鲜膜安全系数高，市场前景广阔。​聚氯乙烯​不宜放肉类、蛋糕等含有较多脂肪的食品；不宜用作微波炉加热；黏性较差，用手揉搓不易展开。配方设计PEPVC低密度聚乙烯LDPE40-45份线性低密度聚乙烯LLDPE50-56份增粘母粒2-2.5份甘油单油酸酯GMO1-1.5份银离子抗菌添加剂0.5-1份保鲜膜的设计在本此设计中，我们采用两种方法进行薄膜的生产——流延法和挤出吹塑法。成型工艺对于流延法，我们设计的生产线以三层共挤流延生产线为基础。对于挤出吹塑法，具体的实施步骤如下：三层共挤流延生产线保鲜膜的设计安全性抗菌性环保性​PO保鲜膜​用PE和PP薄膜三层共挤热收缩而形成的，它具有PE和PP薄膜的各种优点。PE抗菌食品保鲜膜将抗菌粉体制成的抗菌母料按一定比例添加至聚乙烯原材料中，通过混匀、吹塑等工艺制备。具有抗菌效果好、抗菌谱广等特点；且物理机械性能没有明显变化，光老化性能良好。壳聚糖-PE双层抑菌保鲜膜将制备的壳聚糖复合膜液涂覆于PE膜，形成较好的界面结合。具有良好的抑菌性、降解性及一定的机械强度和阻隔性，可延长食品货架期。保鲜膜的设计化学稳定性高材料选择——PP性能要求有耐热、耐碱可放入微波炉加热不易变形打开方便高密封性要求高便于清洗······优良的力学性能耐热性良好质轻加工性能好，制品表面光泽，易于着色饭盒的设计复合型抗氧剂：对聚烯烃有突出的加工稳定性塑料饭盒配方原料含量/份PP94复合型抗氧剂（B215、B900塑料抗氧剂）0.15紫外线吸收剂0.4成核剂（成核透明剂NA-SD-988）0.3染色剂（PP色母粒）4填充剂（碳酸钙）1脱模剂（二甲基硅油201）视模具而定紫外线吸收剂：光稳定剂成核剂：促进分子的结晶过程和加快结晶速度，使分子具有微晶结构染色剂：使制品达到着色要求，属于绿色环保产品填充剂：改善塑料的成型加工性能,改进和赋予塑料某些物理性能和降低成本脱模剂：使模型制品易于脱模，具有操作简便等特点饭盒的设计本次饭盒选择注塑成型的方法。

对于模具，我们小组选用的是二板式注塑模具。成型工艺综合各个方面因素,我们小组考虑决定使用无锡启聚机械科技有限公司的海达牌HDX128型注塑机。注塑机注塑工艺流程海达HDX128型注塑机饭盒的设计带孔上盖的设计带孔上盖的设计带孔上盖主视图带孔上盖测视图带孔上盖俯视图本次设计的上盖的盖顶设置有通气孔，环形密封壁内测设有与塑料餐盒边缘契合的环形突部，在具体使用时，外加有密封圈。其中1-塑料盖体；11-盖顶；12-环形密封壁；13-通气孔；14-环形凸部；15-弧形凸块。带孔上盖的设计性能要求及材料选择对于盖子的主体部分，我们小组继续选择PP作为基础材料盖子上必须带有透气孔3主要作用是隔离外界灰尘和细菌1带孔上盖的设计带孔上盖的设计微波用盖子还应该耐高温2而对于密封圈，出于出于抗菌和密封性能的要求，我们最终选择使用硅橡胶。硅胶在-70℃到260℃的温度范围内都能保持良好的使用弹性，产品可满足耐油、耐蒸汽要求，材料全透明，具有突出的耐高低温性能、高强度、阻燃、具有导电性能，并有耐臭氧、耐天候老化等优点密封4本次采用的成型工艺是注塑成型，由于盖子主体与密封圈的材质不同，所以具体的实施工艺也有所差异。盖子主体塑料碗盖成型工艺流程橡胶圈橡胶成型技术有模压成型、注压成型和注射成型三种工艺。用注射成型工艺生产的制品质量良好，生产效率也较高。橡胶圈成型工艺流程带孔上盖的设计带孔上盖的设计性能要求安全稳定，不会释放有毒物质，不与水、油等其他食品发生反应有良好的强度和韧性，良好的尺寸稳定性，可承受一般机械洗涤，可反复使用，耐摔且不发生脆性断裂耐高温（100℃左右）带孔上盖的设计塑料勺子的设计材料选择本次设计勺子的材料选择与碗相同，均选用密胺树脂，具有良好的表面硬度和抗冲击强度，耐酸又耐碱，不易碎裂，使用寿命长。MF配方设计及成型工艺本设计采用密胺树脂（8-120份），突出特点是加入了椰壳纤维（4-15份）为主料。其他：正硅酸乙酸（1-2份）、锻烧高岭土（1-2份）、硬脂酸（1-2份）、抗氧剂（1-2份）、脱模剂（1-2份）、硬化剂（1-2份）、混合物料（1-2份）。带孔上盖的设计塑料勺子的设计塑料勺子成型加工工艺流程03经济分析与实践实践调查设备调查HIGHPRECISIONINJECTIONMOLDINGMACHINE(四川大学望江校区西四教106)注塑机内部结构实物图（四川大学望江校区西四教工程训练中心）通过网络对机械设备生产厂商的咨询以及在实验室实地考察，我们对注塑机有了实际接触和了解。实践调查产品调查王府井百货（科华店）的儿童餐具专柜国产可降解餐具家用餐具主要是陶瓷（无铅陶瓷），外表光滑、花纹高调，儿童餐具和餐饮行业使用的主要是密胺树脂，有陶瓷光泽，色彩丰富，价格不高。国产品牌的创新，使用稻壳提取物与PLA聚乳酸，作为可降解材料制作餐具。但由于成本高，价格相对于普通的材料来说略高。保鲜膜国产品牌在不同的方向都有创新，而海外品牌如日立主要在材质上有“五层”耐热的设计，价格明显比国产品牌要高。王府井百货（科华店）的保鲜膜专柜经济分析固定成本装置正常运行，所产生的正常固定成本一年为130.65万。包括厂房、能耗（水电）、厂房建设、人员管理、广告包装费、四柱液压机、注塑机、流延膜机、模具、设备折旧、运行成本。原料成本（以每千克计算）碗和勺子原料成本（917.4万）饭盒和盖子原料成本（145.4万）保鲜膜原料成本（735.6万）04总结总结本报告设计了塑料碗、保鲜膜、塑料饭盒及带孔上盖和塑料勺五种餐具，在设计生产流程的