近年來,PET吹塑瓶以其質輕(占同等玻璃瓶的1/10)、強度高、透明、無毒等優點被大量用于飲料包裝,特別是碳酸性飲料的包裝(如可樂等)更是異軍突起。另外,由于捆裝的玻璃啤酒瓶屢次出現爆炸傷人事故,國外已有意轉向PET瓶包裝,因此PET吹塑瓶市場前景廣闊。
PET吹塑瓶的生産按型坯的預成型不同,可分爲注射拉伸吹塑(簡稱注拉吹)和擠出拉伸吹塑(簡稱擠拉吹)兩種成型方法。注拉吹的工藝過程爲,先注射有底瓶坯,冷卻後由輸送帶連續送至加熱爐(紅外線或電加熱)經加熱至拉伸溫度,而後納入吹塑模內借助拉伸棒進行軸向拉伸,後經吹脹吹制成型。以下是對預成型瓶坯經過再加熱、拉伸吹塑成型的工藝影響因素進行了探討。
1、設備
目前國內使用的多爲德、法等國制造的、二步吹塑機,該種設備自動化程度高、産量大、廢次品率低、工藝易控制,每台設備可裝4-40個模具,多的可達60個以上,每小時産量約幾千個,有的可達六萬個。這類設備一般由供坯系統、加熱系統、主機、控制系統和輔機五大部分組成,其中較重要的是主機,全電腦控制,包括主機啓閉、烘箱燈管啓閉和成型工藝的調整等。
2、影晌因素
工藝中的影響因素有:瓶坯及其加熱,預吹(位置、壓力和流量),拉伸杆,高壓吹(壓力、位置),以及模具等。
2.1 瓶坯
瓶坯又稱爲型坯,是PET粒料經注射成型的,它要求回收料比例不能過10%,回收次數不能過兩次。注塑成型後的瓶坯或加熱後再用的瓶坯須冷卻48h以上,而且使用的瓶坯存放時間不能過6個月,不同生産日期,特別是間隔過長的瓶坯不能混用,主要原因是瓶坯所用原料型號、混入的二次料比例和瓶坯內殘余應力不同所致,而這些因素對吹瓶的成型工藝都有重大影響,應根據實際情況具體對待。
2.2 加热
瓶坯的加熱由加熱爐來完成,由人工設定,自動調節。加熱爐的高度在25mm左右爲宜,離輸送輪19.6mm左右。瓶坯在輸送輪上連續運轉通過整個烘箱,這樣瓶坯受熱較爲均勻,能好地成型,克服了以前瓶坯靜止加熱、人工轉動而受熱不勻的缺點。但是加熱爐如調整不當,會造成吹制的瓶子壁厚上下分布不勻(如上輕下重)、瓶口變大標、硬頸等制品缺陷,甚至造成機械部件的扭力故障。
瓶坯加熱溫度一般設定爲85-120℃,無色瓶坯要高一些,帶色瓶坯則要低些。溫度設定太高或太低都會造成制品缺陷,如拉破、白霧等。各個區域的溫度可根據制品成型情況具體調整,同時要考慮烘箱燈管開啓情況。另外,烘箱輸出功率的設定對瓶坯的加熱也有很大影響,它控制著整個烘箱熱量的輸出。當長期不開機,再次開機時,初始輸出功率應相應設定高一些,正常生産過程中再逐步降低到正常狀態,輸出功率一般爲80%左右爲宜,特別是環境溫度在5℃以下時,效果更爲顯著。
吹瓶生産工藝與生産環境溫度也有關系,環境溫度一般以室溫(22℃左右)爲宜。如溫度太高,則制品易出現凝點結塊;溫度太低,機器啓動時産品性能不穩定,具體操作要根據實際情況和經驗來調節。
2.3 预吹
預吹在吹制過程中的作用是使瓶坯初具形狀,同時由拉伸棒縱向拉伸增大其縱向強度。整個過程是預吹凸輪在吹瓶過程中把三通閥推到預吹位置,並由單向閥配合完成。預吹位置、壓力和流量都能影響瓶子的質量。
(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,中心点变厚,分段件重标。
(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。
瓶子腳部、中心點的成型情況對瓶子質量影響大,調整不當常引起爆瓶(正常實驗條件下)、滲漏等致命缺陷。
2.4 拉伸杆
拉伸杆是在預吹的同時在預吹氣配合下把加熱後的瓶坯拉伸的裝置,它在高壓吹後、排氣前複位。拉伸杆須在吹瓶過程中能上下垂直平穩移動,驅動壓力爲0.55-0.8MPa,與底模的間隙爲2.3-2.5mm,也即瓶坯厚度1/3-1/2。間隙過大,會造成瓶底中心點偏移;間隙過小,中心點變薄。
2.5 高压吹
高壓吹的作用是使熔料充分伸展,緊貼模具壁,使瓶子充分成型,同時進行。