PET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。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。以下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,PET吹瓶机自动化程度越来越高,生产效率也越来越高。操作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。泳仪PET吹瓶机的全部工艺操作都通过电脑触摸屏操作,使用者可以通过电脑触摸屏进行工艺操作和了解信息。
目前,国内有很多PET吹瓶机生产厂家。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
PET瓶吹塑工艺流程。
影响PET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PET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。
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,由烘箱两侧风机进行热循环,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。泳仪PET吹瓶机的调温机构由全电脑中央集中控温,调温系统采用高效温控模块,温控精准、反应迅速;采用带定向涂层的直管型红外线灯管,比普通灯管省电节能30%。
2.3 预吹
预吹是二步吹瓶法中很重要的一个步骤,它是指吹塑过程中在拉伸杆下降的同时开始预吹气,使瓶坯初具形状。这一工序中预吹位置、预吹压力和吹气流量是三个重要工艺因素。
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。正常的预吹瓶形状为纺锤形,异常的则有亚铃状、手柄状等。造成异常形状的原因有局部加热不当,预吹压力或吹气流量不足等,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,若有差异则要寻找具体原因,可根据预吹瓶情况调整加热或预吹工艺。预吹压力的大小随瓶子规格、设备能力不同而异,一般容量大、预吹压力要小;设备生产能力高,预吹压力也高。
即使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同。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正确取向;另一些用料不当或成型工艺不适当的瓶坯,注点附近有大量的应力集中不易消退,如果吹塑,常会在注点处吹破或在应力测试中从注点处爆裂、渗漏。根据取向条件,此时可如所示把灯管移出2-3支至注点上方开启,给予注点处充分加热,提供足够热量,促使其迅速取向。
对于已加热二次使用的瓶坯或存放时间超标的瓶坯,由于时温等差效应,二者成型工艺相似,与正常瓶坯相比,其要求的热量要少,预吹压力也可适当降低。
2.4 辅机及模具
辅机主要指维持模具恒温的设备。模具恒温对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。对冷瓶来说,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℃为佳;而热瓶底部的温度则要高得多。
模具是影响PET瓶吹塑工艺的重要因素,模具形状的优劣会减轻或加大工艺调整的难度,如加强筋、过渡区的弧度及底部的散热状况等都对工艺调整有影响。
2.5 环境
生产环境的好坏对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、低湿状态下为佳。