PET塑料瓶制备工艺.doc

浅谈PET塑料瓶的制备工艺
——SIPA设备ECS-FX20系统

专业：高分子材料与工程
姓名：刘标
学号：0940605123

摘要：PET塑料瓶具有质量轻、保存性佳、耐热、耐压等性质，成为现在饮用包装主要材料之一，可以部分取代PVC瓶、铝罐、铁罐、玻璃瓶等。许多需要高温灭菌条件下才得以填充的饮品如果汁，乳制品，运动饮品等也相继使用PET瓶包装。PET瓶还具有低环境污染性及能源消耗性，在日益强调环保的今天正逐步取代传统包装材，逐渐成为最具成长潜力的包装材。
一、PET塑料瓶简介
PET是聚对苯二甲酸乙二酯的缩写，是一种食品用工业塑料，其性能较稳定。 PET塑料具有质量轻、透明度高、耐冲击，不易碎裂等特性，也可阻止二氧化碳等气体通过。
PET瓶（如右图）是指PET塑料材质的瓶子，广泛应用于食品包装，如饮料、食品包装盒等，具有安全、易成型等优点。
三、SIPA设备ECS-FX20加工PET塑料瓶
ECS-FX20是灵活的一站式集成系统，在容器的生产中具有很大的通用性，能够自动生产成品，通过连续挤出、注塑和拉伸、吹塑，自动制造各种形状和尺寸的PET 容器 （取决于所用模具的类型）。
此机器分为两个相互对称部分（称为A 和B），同时工作，也可单独工作。框架为型材钢结构，各种功能单元安装在其中，这些单元可单独运行，也可与整体生产过程同时运行。每一功能单元完成一种特定的操作，即整个产品制造循环中的一道工序。各工序的集合构成了机器制造成品的操作循环。通过一组传感器、限位开关和变送器来检测每道工序。

SIPA设备ECS-FX20共设置了十二块单元：除湿器（辅机之一）单元、挤压机单元、分配器/注塑器单元、注塑模单元、注塑夹持机构单元、传送装置单元、输送装置单元、辊环旋转单元、热调整单元、拉伸吹制单元、吹制夹持机构单元、吹制模单元、排出器。详述如下。
3.1 挤压机单元——塑化处理

工作原理：事先除湿的PET 颗粒由吸料系统送来，因重力由料斗送入挤出机螺杆，螺杆缓慢恒速转动对PET 进行塑炼，编码器控制电或液压活塞马达驱动蜗杆旋转，将PET沿着机缸向前推，推进过程中连续不断的混合（颜料），定位在机缸周围的加热带、热电偶，渐进、均匀地增加颗粒温度。螺杆压力及加热带加热时PET逐渐塑化。
3.2分配器/注射器单元

设备结构：1液压缸 2液压活塞 3注塑器 4热电偶 5连接法兰 6中央分配器 7加热带 8筒形加热器 9温度传感器 10热流道 11液压缸 13分配器阀芯 14分配器阀弯管（如图8 分配器/注射器）
工作原理：中央分配器由连接法兰接收塑化PET，并通过四个注孔将塑化PET送到热流道上，进而到达注塑器。注塑器将其注入注塑模腔。
3.3 注塑模单元

注塑
设备结构：模套、模唇、模芯、上排坯板、下排坯板、模腔、热流道、导柱（四根）
工作原理：模芯下降与下板中的模腔对合，形成密封空间，塑化PET被高压由注射枪经热流道注入，周围冷却循环系统使塑化的PET迅速成型形成瓶坯。
3.4 注塑夹持机构单元

设备主要结构：1. 链传动 2. 顶部横档 3. 法兰 4. 滑动导柱 5. 法兰 6. 筒联接器 7. 液压缸 8. 滚筒壳体 9. 底部横档 10. 叉 11. 铰接夹 12. 固定叉 13. 压床 14. 模楔 15. 集管 16. T 型槽 17. 塑模中心键 18. 挤压机缸 19. 挤压机销 20. 齿轮电机 21. 挤压机板 22. 螺母 23. 安全装置 24. 控制杆 25. 气动装置（如图10 注塑夹持）
工作原理：上下横臂、四根滑动柱、夹持支架和打开模具时锁定夹持机构的安全装置构成铰链注塑夹持机构。夹持机构加载设备提供夹持所需的预加载，从而允许将横臂提升和下降。机构的垂直运动通过液压缸实现，分两阶段进行：
A关闭模具：液压缸伸展，带动横臂移动。铰链连接伸展抵消注塑瓶坯时形成的高压。上部横臂完全下降（模具关闭）
B打开模具：液压缸收缩，铰链机构折叠，顶部横臂上升（打开模具）。底部横臂上升。若在手动状态下，此时安全装置动作，防止意外关闭注塑模。
3.5 传送装置单元

设备主要结构：1. 瓶坯杯变节距装置 2. 移动表面 3. 工作台 4. 移动滑块 5. 导杆或导轨/ 制动片系统 6. 拖架组件 7. 支板 8. 拖架驱动和传动组件 9. 皮带驱动系统 10. 液压缸 11. 气动电磁阀 12. 导柱或导轨/ 制动片系统 13. 板（移动表面） 14. 连接表面 15. 导轨或导轨/ 制动片系统 16. 固定表面 17. 减速器或限位开关
工作原理：整个传送装置分为拖架组件、 拖架驱动和传动组件、 旋转致动器、 瓶坯杯变节距装置四大部分。通过两个滑动导轨，固定面与设备框架衔接，液压缸驱动接合面移动，接合面底部有皮带传动系统用来使移动面移动。三面的移动位置通过两侧的电眼控制。当移动滑台到达制定位置后，旋转机构推动移动滑块带动瓶坯支撑杆动作。瓶坯支撑杆另一端为瓶坯杯变节距装置，通过两侧的气缸驱动，改变瓶坯支撑彼此的间隙，使其准确从注塑模具上接住瓶坯，然后准确送到传送带的辊环（间距加大）上。
3.6 输送装置单元

设备主要结构：1主被钢带轮 2传送带 3电动马达 4辊环（如图12 传送带）
工作原理：电动马达间歇工作拖动主钢带轮转动，主钢带轮带动传送带移动，钢带上有辊环，辊环悬挂着PET瓶坯移动直至形成成品排出。
3.7 辊环旋转单元

设备结构：1齿轮电动机 2主动皮带轮 3气动缸 4瓶坯旋转机构如图13 辊环旋转）
工作原理：气缸推动瓶坯旋转机构安装板下降，使其锥形块与辊环的固定支撑杆结合。电动机通过皮带驱动皮带轮带动旋转机构做360度旋转。
3.8 热调整单元

设备结构：1. 管 2. 吸气器 3. 吹风机 4. 喷嘴 5. 加热器 6. 加热炉支架 7. 支承结构 8. 机器结构 9. 吸罩 10. 顶部横档 11. 减速器（两件） 12. 气压缸 13. 集管（两条） 14. 底部横档 15. 横向支撑件（两件） 16. 机器结构
工作原理：支撑系统固定该单元并使喷嘴靠近瓶坯需加热处。空气被过滤并通过管路送到烘箱加热，最后通过喷嘴输送到瓶坯。吸气系统正对瓶坯后部（如图），通过吸气罩抽走热空气，吸气罩通过管路连接到排气风扇将空气排出。
3.9 拉伸吹制单元

工作原理：传送带携瓶坯进入模腔，左右模腔合并，密封杆下降封闭模腔上部，底模上升封闭模腔下部，模腔完全密封。拉伸杆下降，拉伸瓶坯，同时从口部开始第一次进气（此为低压气——10bar）。紧随其后第二次,瓶成型80%，第三次进气通过拉伸杆顶部进入。三次进气后瓶子完全成型。底模活塞打开充入空气，随后拉伸杆升起，密封杆升起，左右模腔分开。
3.10吹制模单元

工作原理：在吹制夹持机构单元的带动下，内外半模沿着设备横轴水平移动，模腔板连同吹制夹持机构的中间模具板通过对中销被限制住。集管连接水系统，起到冷却作用。对中环形螺母使得半模合并位置精确。半模合并的同时底部支撑板托起底模，使模腔完全闭合。
3.11吹制夹持机构单元

工作原理：柱通过中间模具板的孔将内外模具连接成一体，内中外三块模具板借助底座运行在H形的导向器上，底座被限制在带有四个螺杆的板的底端。内部模具板在液压缸的作用下，沿着设备的横轴水平移动，通过柱带动外部模具板同时移动，通过第三运动机构驱动铰链机构动作，铰链机构中部固定在机械底部起到限制整天位置作用，铰链四个头部，分别连着第三运动机构和中间模具板，使得内外中三模具板同时运动，闭合，带动吹制模具单元闭合。
3.12排出器

工作原理：传送带携带成型瓶到达排出部，气缸动作，带动支撑板沿两导柱下降，支撑板下的排出器锥形头部作用在辊环上，使瓶子脱落。
若使用传送皮带输送，此时瓶子落在带子上运到灌装区；若使用风道时，此时下面为接瓶器将瓶子运送到风道上，瓶子随风道到达灌装区。

参考文献
SIPA2080操作手册、中国工控网

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