PET瓶吹塑工藝分析
時間:2005-08-11
關(guān)鍵詞:
PET 工藝 分析 來源：互聯(lián)網(wǎng)
聚對苯二甲酸乙二酯(PET)吹塑瓶的生產(chǎn)按型坯的預(yù)成型不同可分為注射拉伸吹塑(簡稱注拉吹)和擠出拉伸吹塑(簡稱擠拉吹)。在這兩種成型方法中，由于注拉吹工藝易控制，生產(chǎn)效率高，廢次品少而較為通用。
PET吹塑瓶可分為兩類，一類是有壓瓶，如充裝碳酸飲料的瓶；另一類為無壓瓶，如充裝水、茶、油等的瓶。茶飲料瓶是摻混了聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的改性PET瓶或PET與熱塑性聚芳酯的復(fù)合瓶，在分類上屬熱瓶，可耐熱80℃以上；水瓶則屬冷瓶，對耐熱性無要求。在成型工藝上熱瓶與冷瓶相似。筆者主要討論冷瓶中的有壓飲料瓶成型工藝。
1 設(shè)備
隨著科技的不斷進(jìn)步和生產(chǎn)的規(guī)模化，PET吹瓶機(jī)自動化程度越來越高，生產(chǎn)效率也越來越高。設(shè)備生產(chǎn)能力不斷提高，由從前的每小時生產(chǎn)幾千個瓶發(fā)展到現(xiàn)在每小時生產(chǎn)幾萬個瓶。操作也由過去的手動按鈕式發(fā)展為現(xiàn)在的全電腦控制，大大降低了工藝操作上的難度，增加了工藝的穩(wěn)定性。
目前，注拉吹設(shè)備的生產(chǎn)廠家主要有法國的SIDEL公司、德國的KRONES公司等。雖然生產(chǎn)廠家不同，但其設(shè)備原理相似，一般均包括供坯系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、吹瓶系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輔機(jī)五大部分。
2 吹塑工藝
PET瓶吹塑工藝流程。
影響PET瓶吹塑工藝的重要因素有瓶坯、加熱、預(yù)吹、模具及環(huán)境等。
2.1 瓶坯
制備吹塑瓶時，首先將PET切片注射成型為瓶坯，它要求二次回收料比例不能過高(5％以下)，回收次數(shù)不能超過兩次，而且分子量及粘度不能過低(分子量31000-50000，特性粘度0.78-0.85cm3／g)。注塑成型的瓶坯需存放48h以上方能使用。加熱后沒用完的瓶坯，必須再存放48h以上方能重新加熱使用。瓶坯的存放時間不能超過六個月。
瓶坯的優(yōu)劣很大程度上取決于PET材料的優(yōu)劣，應(yīng)選擇易吹脹、易定型的材料，并制定合理的瓶坯成型工藝。實驗表明，同樣粘度的PET材料成型的瓶坯，進(jìn)口的原料要比國產(chǎn)料易吹塑成型；而同一批次的瓶坯，生產(chǎn)日期不同，吹塑工藝也可能有較大差別。瓶坯的優(yōu)劣決定了吹塑工藝的難易，對瓶坯的要求是純潔、透明、無雜質(zhì)、無異色、注點長度及周圍暈斑合適。
2.2 加熱
瓶坯的加熱由加熱烘箱來完成，其溫度由人工設(shè)定，自動調(diào)節(jié)。烘箱中由遠(yuǎn)紅外燈管發(fā)出遠(yuǎn)紅外線對瓶坯輻射加熱，由烘箱底部風(fēng)機(jī)進(jìn)行熱循環(huán)，使烘箱內(nèi)溫度均勻。瓶坯在烘箱中向前運動的同時自轉(zhuǎn)，使瓶坯壁受熱均勻。
燈管的布置在烘箱中自上而下一般呈"區(qū)"字形，兩頭多，中間少。烘箱的熱量由燈管開啟數(shù)量、整體溫度設(shè)定、烘箱功率及各段加熱比共同控制。燈管的開啟要結(jié)合預(yù)吹瓶進(jìn)行調(diào)整。
要使烘箱更好地發(fā)揮作用，其高度、冷卻板等的調(diào)整很重要，若調(diào)整不當(dāng)，吹塑時易出現(xiàn)脹瓶口(瓶口變大)、硬頭頸(頸部料拉不開)等缺陷。
2.3 預(yù)吹
預(yù)吹是二步吹瓶法中很重要的一個步驟，它是指吹塑過程中在拉伸桿下降的同時開始預(yù)吹氣，使瓶坯初具形狀。這一工序中預(yù)吹位置、預(yù)吹壓力和吹氣流量是三個重要工藝因素。
預(yù)吹瓶形狀的優(yōu)劣決定了吹塑工藝的難易與瓶子性能的優(yōu)劣。正常的預(yù)吹瓶形狀為紡錘形，異常的則有亞鈴狀、手柄狀等，如圖2所示。造成異常形狀的原因有局部加熱不當(dāng)，預(yù)吹壓力或吹氣流量不足等，而預(yù)吹瓶的大小則取決于預(yù)吹壓力及預(yù)吹位置。在生產(chǎn)中要維持整臺設(shè)備所有預(yù)吹瓶大小及形狀一致，若有差異則要尋找具體原因，可根據(jù)預(yù)吹瓶情況調(diào)整加熱或預(yù)吹工藝。
預(yù)吹壓力的大小隨瓶子規(guī)格、設(shè)備能力不同而異，一般容量大、預(yù)吹壓力要小；設(shè)備生產(chǎn)能力高，預(yù)吹壓力也高。
即使采用同一設(shè)備生產(chǎn)同一規(guī)格的瓶子，由于PET材料性能的差異，其所需預(yù)吹壓力也不盡相同。玻纖增強(qiáng)的PET材料，較小的預(yù)吹壓力即可使瓶子底部的大分子正確取向；另一些用料不當(dāng)或成型工藝不適當(dāng)?shù)钠颗鳎Ⅻc附近有大量的應(yīng)力集中不易消退，如果吹塑，常會在注點處吹破或在應(yīng)力測試中從注點處爆裂、滲漏。根據(jù)取向條件，此時可如所示把燈管移出2-3支至注點上方開啟，給予注點處充分加熱，提供足夠熱量，促使其迅速取向。
對于已加熱二次使用的瓶坯或存放時間超標(biāo)的瓶坯，由于時溫等差效應(yīng)，二者成型工藝相似，與正常瓶坯相比，其要求的熱量要少，預(yù)吹壓力也可適當(dāng)降低。
2.4 輔機(jī)及模具
輔機(jī)主要指維持模具恒溫的設(shè)備。模具恒溫對維持產(chǎn)品的穩(wěn)定性有重要作用。一般瓶身溫度高，瓶底溫度低。對冷瓶來說，由于其底部的冷卻效果決定了分子定向的程度，將溫度控制在5-8℃為佳；而熱瓶底部的溫度則要高得多。
模具是影響PET瓶吹塑工藝的重要因素，模具形狀的優(yōu)劣會減輕或加大工藝調(diào)整的難度，如加強(qiáng)筋、過渡區(qū)的弧度及底部的散熱狀況等都對工藝調(diào)整有影響。
2.5 環(huán)境
生產(chǎn)環(huán)境的好壞對工藝調(diào)整也有較大影響，恒定的條件可以維持工藝的穩(wěn)定及產(chǎn)品的穩(wěn)定。PET瓶吹塑成型一般在室溫、低濕狀態(tài)下為佳。
3 其它要求
有壓瓶應(yīng)同時滿足應(yīng)力測試與耐壓測試的要求。應(yīng)力測試是為防止PET瓶灌裝飲料時瓶底與潤滑劑(堿性)接觸過程中產(chǎn)生分子鏈的降解而發(fā)生開裂、滲漏等進(jìn)行的內(nèi)在質(zhì)量控制；耐壓測試則是防止瓶內(nèi)充入一定壓力氣體后產(chǎn)生爆裂而進(jìn)行的質(zhì)量控制。為滿足這兩種需要，中心點厚度要控制在一定范圍內(nèi)，一般情況是中心點薄，應(yīng)力測試較好，耐壓較差；中心點厚，耐壓測試較好，應(yīng)力測試較差。當(dāng)然，應(yīng)力測試的結(jié)果還與中心點周圍過渡區(qū)域料的堆積有很大關(guān)系，這要根據(jù)實際經(jīng)驗進(jìn)行調(diào)整。
4 結(jié)語
PET瓶吹塑工藝的調(diào)整，是針對相應(yīng)的材料進(jìn)行的，如果材料不佳，對工藝的要求就很苛刻，甚至于難以吹塑出合格的瓶子。
