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1、PET吹塑瓶成型工艺的探讨PET吹塑瓶成型工艺的探讨近年来，PET 吹塑瓶以其质轻(占同等玻璃瓶的 110)、强度高、透明、无毒等优点被大量用于饮料包装，特别是碳酸性饮料的包装(如可乐等)更是异军突起。另外，由于捆装的玻璃啤酒瓶屡次出现爆炸伤人事故，国外已有意转向 PET瓶包装，因此 PET吹塑瓶市场前景广阔。PET吹塑瓶的生产按型坯的预成型不同，可分为注射拉伸吹塑(简称注拉吹)和挤出拉伸吹塑(简称挤拉吹)两种成型方法。注拉吹的工艺过程为，先注射有底瓶坯，冷却后由输送带连续送至加热炉(红外线或电加热)经加热至拉伸温度，而后纳入吹塑模内借助拉伸棒进行轴向拉伸，最后经吹胀吹制成型。笔者对预成型瓶坯
2、经过再加热、拉伸吹塑成型的工艺影响因素进行了探讨。1、设备目前国内使用的多为德、法等国制造的、国际上较先进的二步吹塑机，该种设备自动化程度高、产量大、废次品率低、工艺易控制，每台设备可装 4-40个模具，多的可达 60个以上，每小时产量约几千个，有的可达二万个。这类设备一般由供坯系统、加热系统、主机、控制系统和辅机五大部分组成，其中较重要的是主机，全电脑控制，包括主机启闭、烘箱灯管启闭和成型工艺的调整等。2、影晌因素 工艺中的影响因素有：瓶坯及其加热，预吹(位置、压力和流量)，拉伸杆，高压吹(压力、位置)，以及模具等。2.1 瓶坯瓶坯又称为型坯，是 PET粒料经注射成型的，它要求回收料比例不能
3、超过 10，回收次数不能超过两次。注塑成型后的瓶坯或加热后再用的瓶坯必须冷却 48h以上，而且使用的瓶坯存放时间不能超过 6个月，不同生产日期，特别是间隔过长的瓶坯不能混用，主要原因是瓶坯所用原料型号、混入的二次料比例和瓶坯内残余应力不同所致，而这些因素对吹瓶的成型工艺都有重大影响，应根据实际情况具体对待。2.2 加热瓶坯的加热由加热炉来完成，由人工设定，自动调节。加热炉的高度在 25mm左右为宜，离输送轮 19.6mm左右。瓶坯在输送轮上连续运转通过整个烘箱，这样瓶坯受热较为均匀，能更好地成型，克服了以前瓶坯静止加热、人工转动而受热不匀的缺点。但是加热炉如调整不当，会造成吹制的瓶子壁厚上下分
4、布不匀(如上轻下重)、瓶口变大超标、硬颈等制品缺陷，甚至造成机械部件的扭力故障。瓶坯加热温度一般设定为 85-120，无色瓶坯要高一些，带色瓶坯则要低些。温度设定太高或太低都会造成制品缺陷，如拉破、白雾等。各个区域的温度可根据制品成型情况具体调整，同时要考虑烘箱灯管开启情况。另外，烘箱输出功率的设定对瓶坯的加热也有很大影响，它控制着整个烘箱热量的输出。当长期不开机，再次开机时，初始输出功率应相应设定高一些，正常生产过程中再逐步降低到正常状态，输出功率一般为 80左右为宜，特别是环境温度在 5以下时，效果更为显著。 吹瓶生产工艺与生产环境温度也有一定关系，环境温度一般以室温(22左右)为宜。如温
5、度太高，则制品易出现凝点结块；温度太低，机器启动时产品性能不稳定，具体操作要根据实际情况和经验来调节。 2.3 预吹预吹在吹制过程中的作用是使瓶坯初具形状，同时由拉伸棒纵向拉伸增大其纵向强度。整个过程是预吹凸轮在吹瓶过程中把三通阀推到预吹位置，并由单向阀配合完成。预吹位置、压力和流量都能影响瓶子的质量。(1)位置 预吹位置提前，会出现瓶子底部中心点偏斜、变薄，脚部壁厚不匀且发白，上重下轻，硬颈，甚至底部穿透等缺陷；预吹位置错后，则会出现上轻下重、中心点变厚、凹陷等缺陷。(2)气流量 预吹气流量由单向阀控制，一般开 3-4圈为宜。气流量大，底部重，中心点薄、偏，脚部发白，壁厚不匀；气流量小，中心
6、点变厚，分段件重超标。(3)压力 预吹气压力在 0.8-1MPa为宜。压力高时，可能造成上重下轻，中心点偏斜，脚部壁厚不匀，发白等；压力低时，不能充分拉伸，底部重，中心点厚。瓶子脚部、中心点的成型情况对瓶子质量影响最大，调整不当常引起爆瓶(正常实验条件下)、渗漏等致命缺陷。 2.4 拉伸杆拉伸杆是在预吹的同时在预吹气配合下把加热后的瓶坯拉伸的装置，它在高压吹后、排气前复位。拉伸杆必须在吹瓶过程中能上下垂直平稳移动，驱动压力为 0.55-0.8MPa，与底模的间隙为 2.3-2.5mm，也即瓶坯厚度 13-12。间隙过大，会造成瓶底中心点偏移；间隙过小，中心点变薄。2.5 高压吹高压吹的作用是使
7、熔料充分伸展，紧贴模具壁，使瓶子充分成型，同时进行三、 生产过程中影响耐热 PET瓶品质的几种主要因素1. 瓶坯：特性粘度0.81cm3/g，粘度降4%，存放时间不能超过3个月。色泽纯洁、透明、无杂质、无异色、注点长度及周围晕斑合适。2. 加热：在烘箱中由远红外灯管发出远红外线对瓶坯辐射加热，由烘箱底部风机进行热循环，使烘箱内温度均匀。瓶坯在烘箱中向前运动的同时自转，使瓶坯壁受热均匀。烘箱的热量由灯管开启数量、整体温度而设定，烘箱功率及各段加热比共同控制。3. 预吹：拉伸杆下降的同时开始预吹气，使瓶坯初具形状。预吹位置、预吹压力、吹气流量是三个重要工艺因素。4. 模具温度：模具的温度控制在 1
8、20145，用来消除瓶胚拉伸产生的内应力，提高瓶身塑料结晶度以抵受高温热液，使瓶子不变形。5. 环境：室温、低温（空调）状态下为佳。四、耐热 PET瓶子在生产工艺中出现的一般质量问题产生的原因及解决方法瓶颈歪斜1. 油路堵塞 疏通模身油路2. 拉伸杆排气孔堵塞 疏通拉伸杆吹气孔3. 喷嘴密封圈损坏 更换喷嘴密封圈中心点偏1. 预吹气压力太高 降低预吹气压力2. 预吹流量太大 减小预吹气流量3. 预吹气位置太早 推迟预吹气位置4. 拉伸杆弯曲 更换拉伸杆5. 拉伸杆离底模间隙太大 调整拉伸杆间隙6. 瓶坯温度太高 降低瓶坯设定温度瓶子底部变形1. 底模油温太高 降低热油机油温2. 底模吹气阀损坏
9、 更换底模吹气阀3. 瓶坯底部温度太高 降低瓶坯底部温度瓶底部褶皱1. 预吹气压力太小 增大预吹气压力2. 预吹气流量太小 增大预吹气流量3. 预吹气太迟 提早预吹气硬颈1. 颈部加热不足 增加颈部加热量2. 预吹气压力太大 减小预吹气压力3. 预吹气流量太大 减小预吹气流量4. 预吹气太早 延迟预吹气5. 加热炉位置太高 调整加热炉位置6. 拉伸杆速度慢 检修拉伸气缸合模线成形不良1. 模具补偿密封圈损坏 更换补偿密封圈2. 模具间隙调整不当 调整好模具间隙灌前侧壁变形1. 冷却吹气时间太短 延长冷却吹气时间2. 模身温度太高 降低模身温度3. 拉伸杆中无冷却气吹出 检修拉伸杆吹气系统灌后侧
10、壁变形1. 模身温度太低 提高模身热油温度2. 瓶坯设定温度太低 提高瓶坯设定温度3. 冷却吹气时间太长 减少冷却吹气时间4. 塑料分布不匀 调整吹瓶工艺使料分布均匀5. 热油流量太小 疏通油路及清洗油路过滤网收缩率大1. 模具温度低 提高模具温度2. 瓶坯温度低 提高瓶坯设定温度3. 冷却吹气时间太长 缩短冷却吹气时间4. 油路堵塞 疏通油路直径偏大或偏小1. 冷却吹气时间设定不当 调整冷却吹气时间2. 塑料分布不均匀 调整工艺使料分布均匀五、PET 瓶在热灌装线使用过程的常见问题及其解决方法1. 储存和运输条件及瓶子的储存期。由于 PET具有吸湿性能，因此将 PET（包括切片、瓶坯和瓶子）
11、摆放在空气中，它就会吸收空气中的水分，摆放时间越长，吸水越多。而 PET中的水分含量会直接影响到它的性能。对于热灌装瓶子，会影响到热灌装瓶子的耐热温度。水分含量越多，瓶子的耐热温度就越低。一般对于热灌装瓶来讲，从瓶坯生产到灌装饮料期间，摆放时间建议：瓶子储存期：1L 两周内使用，75）下释放而导致瓶子变形。吹瓶模调温技术的运用。通常用热油循环法给吹瓶模加温，吹瓶模调温共有三种循环：瓶身热油循环。将吹瓶模加热至 120145。这样，瓶坯与吹瓶模腔间的温度差减小，促发进一步结晶。延长吹瓶保压时间，使瓶壁与型腔长时间接触并有充足时间来提高瓶身结晶度，达到 35%左右，但又不破坏透明度。100以下的模
12、温对瓶身结晶度的影响极小，因为瓶身结晶发生在 100以上。瓶底冷却水循环。瓶子底部保持低温（1030），避免未经拉伸的瓶底部分过度结晶而发白。瓶颈调温（选用）。非结晶瓶口部分从注塑模脱模后一直处于完全冷却状态。非结晶瓶口多数采用加强瓶口设计（增加瓶口壁厚），从而改善封口性能，避免压盖过程中瓶口变形。通常，灌装后瓶口椭圆度控制在 0.2mm以内，螺纹外径收缩率低于 0.6%。 循环吹气技术。当采用热吹瓶模时，如何控制瓶子脱模后变形至关重要。吹瓶模开模前吹入空气并排空循环，对瓶身进行冷却并定形，从而控制脱模后的变形量。循环冷却空气的进气通过与初吹、二次吹相同的通道，但从拉坯杆头部小孔经拉坯杆内排气
13、。循环吹气时间约为 0.5秒2 秒。因此，耐热瓶制瓶机的高压空气消耗量比普通瓶制瓶机高得多。3. 容量波动较大。双轴拉伸 PET瓶具有一定的收缩率，最大收缩率约为 2%左右，影响PET瓶容量的因素主要有以下几个方面：(1) 模具的影响PET瓶的容量主要受模具尺寸和形状影响。每一种瓶型模具尺寸通常是固定不变的。不同形状的瓶子在设计其收缩率时会有所不同，瓶身上加强筋越少、瓶厚度越薄则瓶的收缩率越大。(2) 环境因素的影响环境温度和湿度对瓶子的容量影响较大，环境温度越高，湿度越大则瓶的容量收缩越大。(3) 生产工艺的影响形状复杂的瓶子吹瓶时要求有较高的吹瓶压力，如吹瓶压力不足，则瓶成型不良，容量会偏
14、小；模具温度偏高也会造成容量偏小。(4) 瓶子的自然收缩由于 PET瓶会自然收缩，瓶模具尺寸在设计时应设计成可调形式（加减垫片）。以 1.5LPET瓶为例，刚生产的瓶子平均容量为1508ml左右，室温下存放 3天后，瓶容量会减少 5ml6ml；随着瓶存放时间延长瓶子容量还会缩小并难以控制。目前，越来越多的生产线采用连线吹瓶，即吹即灌，避免瓶子（容量与耐热性能）的衰减问题。(5) 灌装方式的影响不同的灌装方式，对容量控制的影响也有较大差别。定量灌装方式对容量影响最小，自重式灌装对容量影响最大，对 1.5LPET瓶，最多可能差别 20 ml25ml。所以，要解决瓶子的容量问题，可适当调整模具（垫片
15、），控制生产工艺，改善仓储条件，最重要的是应尽可能缩短瓶子的储存PET瓶坯型常见问题与解决方案吹瓶吹瓶过程吹塑过程是一个双向拉伸的过程，在此过程中，PET链呈双向延伸、取向和排列，从而增加了瓶壁的机械性能，提高了拉伸、抗张、抗冲强度，并有很好的气密性。虽然拉伸有助于提高强度，但也不能过分拉伸，要控制好拉伸吹胀比：径向不要超过3.54.2， 轴向不要超过 2.83.1。瓶坯的壁厚不要超过 4.5mm。吹瓶是在玻璃化温度和结晶温度之间进行的，一般控制在 90120 度之间。在此区间 PET表现为高弹态，快速吹塑、冷却定形后成为透明的瓶子。在一步法中，此温度是由注塑过程中的冷却时间长短决定的（如青木
16、吹瓶机），所以要衔接好注吹两工位的关系。吹塑过程中有：拉伸一次吹二次吹，三个动作的时间很短，但一定要配合好，特别是前两步决定了料的总体分布，吹瓶质量的好坏。因此要调节好：拉伸起始时机、拉伸速度、预吹起始和结束时机，预吹气压力，预吹气流量等，如有可能，最好能控制瓶坯总体的温度分布，瓶坯内外壁的温度梯度。在快速吹塑、冷却过程中，瓶壁内有诱导应力产生。对充气饮料瓶来说，它可抗内压，有好处，但对热灌装瓶来说就要保证在玻璃化温度以上让它充分释放。常见问题与解决方1. 上厚下薄：延后预吹时间，或降低预吹压力，减少气流量。2. 下厚上薄：与上述相反。3. 瓶颈下有皱折：预吹太晚或预吹压力太低，或此处坯冷却不好。4. 底发白：瓶坯太冷；过分拉伸；预吹太早或预吹压太高。5. 瓶底有放大镜现象：瓶底料太多；预吹太迟，预吹压太低。6. 瓶底里面有皱折：底部温度太高（浇口处冷却不好）；预吹太晚预吹压力太低，流量太小。7. 整
