一步法全自動(dòng)注拉吹PET瓶吹塑生產(chǎn)線及工藝研究

王振柱 江海峰

摘? 要：本文重點(diǎn)分析了一步法注拉吹PET瓶的生產(chǎn)工藝，并結(jié)合在吹塑包裝領(lǐng)域的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，詳盡闡述了該生產(chǎn)工藝控制過(guò)程。

引言

注拉吹PET瓶發(fā)展迅速，成型的瓶子有小至2ml、大至30L的許多規(guī)格，除常用的圓形外，還有橢圓形與方形等。PET瓶主要用于包裝碳酸飲料，還可包裝酒類(lèi)飲料、牛奶、果汁、礦泉水、食用油、調(diào)味品、藥品、化妝品、農(nóng)藥與洗滌劑等。在包裝領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

（一）原料及配方

用于吹塑的PET為飽和線性熱塑性聚酯，可在較寬的粘度范圍內(nèi)進(jìn)行均勻雙軸拉伸，所以成為加工注拉吹中空容器的理想材料。一般用于注拉吹容器的PET特性粘度（IV）范圍在0.65～0.80dl/g，加工2.0L以下的小容積瓶應(yīng)選用高粘度的PET，而生產(chǎn)2.0L以上的容器應(yīng)選用較低粘度的PET。PET樹(shù)脂呈乳白色，以粒料或切片料供應(yīng)。

PET主要具有如下優(yōu)點(diǎn)：阻二氧化碳、氧氣與水蒸汽滲透的性能高（見(jiàn)表1）;強(qiáng)度、耐沖擊性、耐化學(xué)性與耐壓性高;透明度與光澤度好。

PET樹(shù)脂是一種可結(jié)晶的聚合物，但結(jié)晶速率很?。ㄒ?jiàn)表2），即通過(guò)控制結(jié)晶溫度與冷卻速率等條件，可改變晶體類(lèi)型與數(shù)量。PET的結(jié)晶度一般為1%～30%。結(jié)晶速率隨其IV的提高而降低，結(jié)晶與取向是影響拉伸吹塑PET瓶成型過(guò)程與性能的關(guān)鍵要素。

（二）生產(chǎn)工藝路線（見(jiàn)圖1）

（三）生產(chǎn)設(shè)備及特點(diǎn)

1、瓶坯注塑機(jī)

與普通注塑機(jī)的構(gòu)造基本相同，螺桿設(shè)計(jì)對(duì)PET的塑化、混煉均勻性與熔體溫度有較大影響。PET注射要采用低剪切、低壓縮比（2/1）的螺桿，進(jìn)料段設(shè)計(jì)長(zhǎng)些，過(guò)渡段與計(jì)量段設(shè)計(jì)短些。

2、模具

包括注坯模具、調(diào)溫模具、拉伸吹塑模具與脫模。注塑瓶坯的模具主要由熱流道系統(tǒng)、瓶坯模腔體、瓶口唇模和注芯構(gòu)成。調(diào)溫模具（僅四工位設(shè)備含調(diào)溫模具）由鋁合金制成，周?chē)O(shè)有加熱圈，以起調(diào)溫作用。拉伸/吹塑模具是拉伸桿從瓶坯上部插入，在機(jī)械力作用下頂住瓶坯底部，進(jìn)行軸向拉伸，然后吹氣桿上的氣孔通入壓縮空氣吹脹，進(jìn)行徑向拉伸。吹塑模具由模腔體和底模塊組成。

3、注拉吹專(zhuān)用成型機(jī)

國(guó)外有多種形式與規(guī)格的注拉吹專(zhuān)用成型機(jī)，如表3。

（四）生產(chǎn)工藝

成型透明度高、乙醛含量低的瓶坯是注拉吹透明PET瓶的關(guān)鍵。

由于PET中晶體是促進(jìn)球晶體生長(zhǎng)極好的成核劑，即使晶體量很少，在瓶坯的加熱、調(diào)溫過(guò)程中也會(huì)加速結(jié)晶。因此，成型瓶坯時(shí)要使結(jié)晶性乳白色PET樹(shù)脂充分熔融。

熔體溫度成型PET瓶坯時(shí)，熔體溫度的選取要適當(dāng)，以保證瓶坯的透明度，同時(shí)又能控制乙醛的形成。機(jī)筒溫度對(duì)PET瓶坯乙醛含量有明顯的影響，螺桿轉(zhuǎn)速、注射速率、背壓與熱流道溫度對(duì)乙醛含量的影響較小。因此，提高注塑速率、降低機(jī)筒溫度可成型透明度高、乙醛含量低的瓶坯。熔體溫度一般約280℃左右。

拉伸溫度PET是結(jié)晶型聚合物，瓶坯溫度必須借助有效的冷卻，從注射時(shí)的280℃迅速將至75℃～80℃，抑制大球晶的形成，以保證制品的透明度。然后再將溫度控制到PET的理想拉伸溫度95℃～100℃，進(jìn)行雙軸拉伸吹塑。

拉伸比PET的最大拉伸比可達(dá)到20/1，但為了便于獲得均勻的制品，一般拉伸比要小一些，而且其軸向不同部位有不同的軸向拉伸比。對(duì)要承受內(nèi)壓的PRTP瓶（如碳酸飲料瓶），總拉伸比應(yīng)取10/1或更大些。

吹塑一般采用2～3MPa壓縮空氣來(lái)吹脹瓶坯。

（五）輔助設(shè)備

生產(chǎn)注拉吹PET瓶所需輔助設(shè)備主要包括：原料輸送系統(tǒng)、原料干燥系統(tǒng)、壓縮空氣冷干系統(tǒng)、模具溫控設(shè)備、模具除露設(shè)備等。

PET是易吸濕性聚合物，加工前應(yīng)嚴(yán)格干燥，使其剩余濕氣含量小于0.005%。去濕干燥系統(tǒng)以閉合回路方式工作：鼓風(fēng)機(jī)把空氣吸入過(guò)濾器，并送至去濕床;去濕床可吸收空氣中的水分子，使空氣露點(diǎn)將至-40℃，空氣溫度會(huì)升高約10℃;隨后空氣流過(guò)加熱元件，以加熱至要求的干燥溫度（一般對(duì)PET為150℃～160℃）;被加熱的干燥空氣送入料斗內(nèi)以干燥塑料;空氣完成干燥任務(wù)后由鼓風(fēng)機(jī)從料斗內(nèi)吸入干燥裝置，并重復(fù)上述過(guò)程4個(gè)小時(shí)。

模具溫度較低時(shí)可提高吹塑的生產(chǎn)率。但在濕度、溫度較高的季節(jié)，模溫低于車(chē)間空氣的露點(diǎn)時(shí)，模腔會(huì)發(fā)生冷凝現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致制品外表面出現(xiàn)粗糙等缺陷，還可能損壞模具，因此必須配備降低模具周?chē)諝饴饵c(diǎn)并除濕的設(shè)備。

（六）生產(chǎn)安裝與調(diào)試

生產(chǎn)廠房要求為潔凈車(chē)間，廠房面積根據(jù)所選機(jī)型來(lái)定。

以青木固公司生產(chǎn)的注拉吹成型機(jī)為例，該機(jī)采用先進(jìn)合理的設(shè)計(jì)、提供三個(gè)工藝生產(chǎn)過(guò)程全自動(dòng)控制同步進(jìn)行，該機(jī)器具有易操作、易保養(yǎng)和節(jié)省能源、節(jié)省場(chǎng)地的優(yōu)點(diǎn)。

結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)一步法全自動(dòng)注拉吹PET瓶生產(chǎn)線及工藝作了論述，充分說(shuō)明了該生產(chǎn)線，可生產(chǎn)的PET瓶子容量范圍廣、壁薄、質(zhì)輕，節(jié)省原料，能使用戶以最低的投資成本，生產(chǎn)最多樣化的產(chǎn)品，提高經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]于麗霞，張海河.塑料中空吹塑成型[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005

[2]黃漢雄.塑料吹塑技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1996

作者簡(jiǎn)介：

王振柱（1979，05），男，漢，黑龍江人，專(zhuān)科，中級(jí)，研究方向：塑料吹塑成型設(shè)備及模具的研發(fā)，塑料吹塑包裝技術(shù)工藝研究。