2025年PET瓶吹塑工艺分析.doc

PET瓶吹塑工艺分析
聚對苯二甲酸乙二酯(PET)吹塑瓶的生产按型坯的预成型不一样可分為注射拉伸吹塑(简称注拉吹)和挤出拉伸吹塑(简称挤拉吹)。在這两种成型措施中，由于注拉吹工艺易控制，生产效率高，废次品少而较為通用。
    PET吹塑瓶可分為两类，一类是有压瓶，如充装碳酸饮料的瓶；另一类為無压瓶，如充装水、茶、油等的瓶。茶饮料瓶是掺混了聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的改性PET瓶或PET与热塑性聚芳酯的复合瓶，在分类上属热瓶，可耐热80℃以上；水瓶则属冷瓶，對耐热性無规定。在成型工艺上热瓶与冷瓶相似。笔者重要讨论冷瓶中的有压饮料瓶成型工艺。
    1 设备
    伴随科技的不停進步和生产的规模化，PET吹瓶机自動化程度越来越高，生产效率也越来越高。设备生产能力不停提高，由從前的每小時生产几仟個瓶发展到目前每小時生产几萬個瓶。操作也由過去的手動按钮式发展為目前的全電脑控制，大大減少了工艺操作上的难度，增長了工艺的稳定性。
    目前，注拉吹设备的生产廠家重要有法国的SIDEL企业、德国的KRONES企业等。虽然生产廠家不一样，但其设备原理相似，一般均包括供坯系统、加热系统、吹瓶系统、控制系统和辅机五大部分。
    2 吹塑工艺
    PET瓶吹塑工艺流程。
    影响PET瓶吹塑工艺的重要原因有瓶坯、加热、预吹、模具及环境等。
    2.1 瓶坯
    制备吹塑瓶時，首先将PET切片注射成型為瓶坯，它规定二次回收料比例不能過高(5％如下)，回收次数不能超過两次，并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)。注塑成型的瓶坯需寄存48h以上方能使用。加热後没用完的瓶坯，必须再寄存48h以上方能重新加热使用。瓶坯的寄存時间不能超過六個月。
    瓶坯的优劣很大程度上取决于PET材料的优劣，应选择易吹胀、易定型的材料，并制定合理的瓶坯成型工艺。试验表明，同样粘度的PET材料成型的瓶坯，進口的原料要比国产料易吹塑成型；而同一批次的瓶坯，生产曰期不一样，吹塑工艺也也許有较大差异。瓶坯的优劣决定了吹塑工艺的难易，對瓶坯的规定是纯洁、透明、無杂质、無异色、注點長度及周围晕斑合适。
    2.2 加热
    瓶坯的加热由加热烘箱来完毕，其温度由人工设定，自動调整。烘箱中由遠紅外灯管发出遠紅外线對瓶坯辐射加热，由烘箱底部風机進行热循环，使烘箱内温度均匀。瓶坯在烘箱中向前运動的同步自转，使瓶坯壁受热均匀。
    灯管的布置在烘箱中自上而下一般呈"区"字形，两頭多，中间少。烘箱的热量由灯管启動数量、整体温度设定、烘箱功率及各段加热比共同控制。灯管的启動要結合预吹瓶進行调整。
    要使烘箱更好地发挥作用，其高度、冷却板等的调整很重要，若调整不妥，吹塑時易出現胀瓶口(瓶口变大)、硬頭颈(颈部料拉不開)等缺陷。
    2.3 预吹
    预吹是二步吹瓶法中很重要的一种环节，它是指吹塑過程中在拉伸杆下降的同步開始预吹气，使瓶坯初具形状。這一工序中预吹位置、预吹压力和吹气流量是三個重要工艺原因。
    预吹瓶形状的优劣决定了吹塑工艺的难易与瓶子性能的优劣。正常的预吹瓶形状為纺锤形，异常的则有亚铃状、手柄状等，如图2所示。导致异常形状的原因有局部加热不妥，预吹压力或吹气流量局限性等，而预吹瓶的大小则取决于预吹压力及预吹位置。在生产中要维持整台设备所有预吹瓶大小及形状一致，若有差异则要寻找详细原因，可根据预吹瓶状况调整加热或预吹工艺。
    预吹压力的大小随瓶子规格、设备能力不一样而异，一般容量大、预吹压力要小；设备生产能力高，预吹压力也高。
    虽然采用同一设备生产同一规格的瓶子，由于PET材料性能的差异，其所需预吹压力也不尽相似。玻纤增强的PET材料，较小的预吹压力即可使瓶子底部的大分子對的取向；另某些用料不妥或成型工艺不合适的瓶坯，注點附近有大量的应力集中不易消退，假如吹塑，常會在注點处吹破或在应力测试中從注點处爆裂、渗漏。根据取向条件，此時可如所示把灯管移出2-3支至注點上方启動，予以注點处充足加热，提供足够热量，促使其迅速取向。
    對于已加热二次使用的瓶坯或寄存時间超標的瓶坯，由于時温等差效应，两者成型工艺相似，与正常瓶坯相比，其规定的热量要少，预吹压力也可合适減少。
    2.4 辅机及模具
    辅机重要指维持模具恒温的设备。模具恒温對维持产品的稳定性有重要作用。一般瓶身温度高，瓶底温度低。對冷瓶来說，由于其底部的冷却效果决定了分子定向的程度，将温度控制在5-8℃為佳；而热瓶底部的温度则要高得多。
模具是影响PET瓶吹塑工艺的重要原因，模具形状的优劣會減轻或加大工艺调整的难度，如加强筋、過渡区的弧度及底部的散热状况等都對工艺调整有影响。
    2.5 环境
    生产环境的好壞對工艺调整也有较大影响，恒定的条件可以维持工艺的稳定及产品的稳定。PET瓶吹塑成型一般在室温、低湿状态下為佳。
    3 其他规定
    有压瓶应同步满足应力测试与耐压测试的规定。应力测试是為防止PET瓶灌装饮料時瓶底与润滑剂(碱性)接触過程中产生分子链的降解而发生開裂、渗漏等進行的内在质量控制；耐压测试则是防止瓶内充入一定压力气体後产生爆裂而進行的质量控制。為满足這两种需要，中心點厚度要控制在一定范围内，一般状况是中心點薄，应力测试很好，耐压较差；中心點厚，耐压测试很好，应力测试较差。當然，应力测试的成果還与中心點周围過渡区域料的堆积有很大关系，這要根据实际經验進行调整。
    4 結語
    PET瓶吹塑工艺的调整，是针對對应的材料進行的，假如材料不佳，對工艺的规定就很苛刻，甚至于难以吹塑出合格的瓶子。