PET瓶吹塑设备及加工工艺概述
吹塑瓶可分为两类, 一类是有压瓶, 如充装碳酸饮料的瓶; 另一类为无压瓶, 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)的改性瓶或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, 对耐热性无要求。

在成型工艺上热瓶与冷瓶相似。

笔者主要讨论冷瓶中的有压饮料瓶成型工艺
1 设备
随着科技的不断进步和生产的规模化,吹瓶机自动化程度越来越高, 生产效率也越来越高。

设备生产能力不断提高, 由从前的每小时生产几千个瓶发展到现在每小时生产几万个瓶。

操作也由过去的手动按钮式发展为现在的全电脑控制, 大大降低了工艺操作上的难度, 增加了工艺的稳定性。

当前, 注拉吹设备的生产厂家主要有法国的SIDEL公司、德国的KRONES公司等。

虽然生产厂家不同, 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
瓶吹塑工艺流程。

影响瓶吹塑工艺的重要因素有瓶坯、加热、预吹、模具及环境等。

2.1 瓶坯
制备吹塑瓶时, 首先将切片注射成型为瓶坯, 它要求二次回收料比例不能过高(5％以下), 回收次数不能超过两次, 而且分子量及粘度不能过低(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。

加热后没用完的瓶坯, 必须再存放48h以上方能重新加热使用。

瓶
坯的存放时间不能超过六个月。

瓶坯的优劣很大程度上取决于材料的优劣, 应选择易吹胀、易定型的材料, 并制定合理的瓶坯成型工艺。

实验表明, 同样粘度的PET材料成型的瓶坯, 进口的原料要比国产料易吹塑成型; 而同一批次的瓶坯, 生产日期不同, 吹塑工艺也可能有较大差别。

瓶坯的优劣决定了吹塑工艺的难易, 对瓶坯的要求是纯洁、透明、无杂质、无异色、注点长度及周围晕斑合适。

2.2 加热瓶坯的加热由加热烘箱来完成, 其温度由人工设定, 自动调节。

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。

灯管的布置在烘箱中自上而下一般呈区字形, 两头多, 中间少。

烘箱的热量由灯管开启数量、整体温度设定、烘箱功率及各段加热比共同控制。

灯管的开启要结合预吹瓶进行调整。

要使烘箱更好地发挥作用, 其高度、冷却板等的调整很重要, 若调整不当, 吹塑时易出现胀瓶口(瓶口变大)、硬头颈(颈部料拉不开)等缺陷。

PET注坯及吹瓶工艺要点
发布: -6-4 17:13:53 来自: 模具网浏览: 218 次PET在饮料包装领域的应用推动了饮料包装业的高速发展。

与此同时, 饮料包装业的发展也为PET的应用提供了发展空间。

严格控制PET注坯及吹瓶工艺是保证PET瓶的外观与其经济性的关键。

PET的特性
PET是乙二醇和对苯二甲酸缩合的产物, 是饱和的热塑性聚合物。

PET分子有线性和半结晶状态。

生产PET最简单的过程, 就是对苯二甲酸与乙二醇反应形成单体( 酯化) , 然后缩聚成长链聚合物PET。

聚合度随温度和压力而变化。

PET与很多塑料一样, 加工过程中有三态变化, 即玻璃态、高弹态、粘流态。

其中涉及到三个温度转变: 玻璃化温度Tg、结晶温度Tc、熔点Tf。

从无定型玻璃态到橡胶态的转变叫玻璃化转变, 它表示长链段开始运动。

外部加热能够增加分子( 链节) 自由度, 在玻璃态凝固的分子现在能够移动了。

玻璃态转变依赖于PET的形态。

当特性粘度( IV) 高时结晶较明显, 分子链的自由度受到限制, 同时Tg较高。

随着温度的升高逐步产生局部球晶, 导致局部分子链因分子间力而重排, 即结晶。

对PET而言, 最大结晶度约55%, 该极限是由芳香环重排缓慢造成的, 因此说该芳香环妨碍晶区的形成。

如果T＜Tc, PET的粘度妨碍链段向有序运动( 不许结晶) ; T＞Tc, 热作用妨碍无定形区的形成( 趋向结晶) 。

熔点Tf即所有晶体解体时的温度。

PET干燥
水解
固体PET极易从空气中吸湿。

储存时, PET会吸湿直至与环境条件饱和。

饱和值可高达0.6%重量份。

一般, PET在供应商处发货时, 其含水率低于0.1%重量份。

为了获得最好的产品性能, 有必要把含水率降低到0.004%, 最好熔化前是30ppm。

树脂中若含有水分, 即使很低也会引起一系列的反应:
当温度高于PET熔点( 约250℃) 时, 水会很快地引起聚合物降解( 由于水的降解导致化学链被切断) , 这样就会降低分子量, 降低表观粘度及相关的物理性能。

事实上, 水解在较低的温度下( 如150℃) 就开始发生, 可是速度较低, 其速度随温度升高而升高。

在干燥和成型条件下, IV的降低不能大于0.02dl/g。

粘度太大的下降, 会导致结晶速度增加, 对瓶坯的透明度不利, 并导致瓶子的机械性能下降, 承载强度和冲击强度下降。

热降解
温度对干燥PET的影响很复杂, 它不但影响水气的扩散速度, 还对干燥时的化学过程有影响, 因此最终会影响树脂的性能。

考虑潜在的水解和热过程是非常必要的, 如前所述, 伴着IV的下降, 水解的速度在150℃以上时加快, 因
为热转变过程比扩散过程快, 干燥时温度过早提高是不利的。

同样, 即使大部分水气能够抽走, 可是过高的温度( 如高过180℃) 将导致热降解和热氧化( 在空气干燥系统中) , 这样, 聚合物链断裂, 还释放出副产品物质, 导致物理性能下降。

副产品中有AA成份, 物理性能的改变会在瓶坯上表现出来, 如雾状结晶、 IV 的下降、产品发黄等。

PET干燥机的干燥原理和基本性能
在带干燥剂床的干燥器中, 空气先被吸收湿气的干燥剂吸湿, 一个热空气鼓风机将干燥的热空气压至斗中。

回风又经过干燥剂干燥循环, 被加热后, 干燥剂释放出水气, 冷却后又吸收湿气。

因此, 必须将两条分离的气路最小化, 并有干燥剂存在。

PET干燥机系统简图
在该闭环系统中, 干燥机组件要用密封管连接至料斗。

主料斗圆柱形的长径比约2: 1, 必须绝热, 保证能量。

干的热空气流过充压的料斗和分流芯( 分流
芯是保护料道和空气流道的) , 料斗的顶部关闭, 有一根回风管通到干燥机
的组件, 在环路上的过滤器保证干燥剂不被污染。

鼓风机将空气鼓至干燥剂床, 在那里干燥, 直接进入加热筒, 最后进入料斗。

同时, 一只独立的风机和加热
器对干燥剂进行再生。

当再生后的干燥剂冷却下来后, 又被切换到干燥系统中去干燥空气流。

常见问题
有效的操作系统应该是干燥条件容易达到、故障最少, 但下述区域必须控制:
1、空气过滤器
例行的过滤器清洁是必须的。

过滤器保护干燥剂床不受灰尘污染。

要十分小心, 不要损伤过滤器, 否则, 干燥剂床的效率将受到影响, 导致干燥器的效率下降。

2、冷水器故障
如果阻塞或机械不灵, 冷水机失效, 将限制干燥剂的再生能力, 导致高露点, 不干燥。

3、加热器失效
空气加热器失效将导致: 不能达到正确的干燥温度或不能达到正确的干燥剂再生温度。

4、周围空气的进入
较干燥空气而言, 周围空气很潮湿。

如果让周围空气进入干燥器或切片处理系统, 将影响露点和干燥效率。

因此, 如果干燥器的组件被拆下修理, 必须小心地安装, 有合适的密封圈, 并检测是否泄漏。

5、干燥机的工艺控制
必须仔细控制两个关键参数: 空气干燥温度和空气干燥露点。

温度和露点检查必须有规律地进行。

可靠干燥过程中的关键条件
1. 正确的干燥温度: 切片温度必须达到170～180℃, 理想的是在干燥器出口处测量175℃。

2. 正确的除湿温度: 不能超过190～200℃, 在干燥器入口处测量。

3. 正确的除湿空气露点: 露点不能高于-30℃, 最好是低于-40℃, 在干燥器。