PET瓶吹塑生产工艺流程

1.PET塑料简介PET塑料是英文Polyethyleneterephthalate的缩写，简称PET或PETP。中文意思是：聚对苯二甲酸类塑料，主要包括聚对苯二甲酸乙二酯PET和聚对苯二甲酸丁二酯PBT。聚对苯二甲酸乙二醇酯又俗称涤纶树脂，俗称涤纶树脂。它是对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物，与PBT一起统称为热塑性聚酯，或饱和聚酯。聚酯是以PET为代表的热塑性线型饱和聚酯的总称,包括PET、PBT、PEN、PCT及其共聚物。PET是开发最早、产量最大、应用最广的聚酯产品。PET再生塑料可以用在食品包装物上，可以实现无限次的再生循环利用。这是我国触手可及的环保工艺技术。由于塑料包装的原材料来自石油，为了节约资源，许多发达国家都研制出了塑料包装的回收再利用技术，早在1991年就已经将再生PET塑料切片用做食品包装材料。2.我国PET塑料发展现状目前我国的聚酯pet塑料的包装容器目前主要局限于双向拉伸聚酯吹塑瓶。故以下主要从我国PET瓶的发展来介绍我国的PET塑料的发展现状，并列举两例PET瓶生产行业的领先集团。我国双向拉伸聚酯吹塑瓶在塑料包装行业中起步较晚，但自20世纪80年代从日本引入注拉吹PET瓶生产线之后即在以可乐为代表的饮料包装中取得了很好的效果，随后引进了大量国外先进的注拉吹PET瓶生产设备，同时在消化国外先进技术的基础上，研发了具有自主知识产权、适合我国国情的、结构简单的二步法PET拉伸吹塑机，它与通用注射机配合使用，利用通用注射机制造的PET瓶坯，吹制PET双向拉伸瓶。国产二步法双向拉伸PET吹瓶机中，有的机型不仅能生产普通PET双向拉伸瓶，还能生产耐热型双向拉伸PET瓶，所能生产的产品的容积基本上覆盖了进口设备所能生产的从几十毫升的小瓶到5加仑的大桶的广阔的领域。这些简易式吹瓶机不仅具有造价低廉、机动性强的优点，而且控制得当也能生产出品质优良、实用性好的双向拉伸PET吹瓶，因此得到了国内外塑料加工界的普遍认同，除了国内大量使用之外，已部分出口外销。尽管这些设备和进口的先进设备之间还存在生产效率较低、自动化程度较差、制品尺寸精度较差的差距，对于一些要求特别严格的应用领域(如可口可乐、百事可乐等产品的包装)，其应用上尚有一定困难。此外，多层共吹塑PET瓶的生产设备国内尚待开发，但国产二步法双向拉伸PET吹瓶机的开发利用对于促进PET瓶生产的高速发展起到了不容忽视的、巨大的推动作用。目前，我国的PET瓶生产企业中既有拥有世界上各知名企业制造的最先进的PET瓶自动生产线(如日本ASB公司、青木固公司的全自动PET瓶生产线，法国SEDEL公司的全自动PET瓶生产线以及意大利SIPA公司的全自动PET瓶生产线)的大型骨干企业，同时，也有大量采用我国自行设计制造的各种不同自动化程度的简易、实用型双向PET吹瓶机的中小型企业，呈现出一个前所未有的百花争艳、欣欣向荣的局面。目前我国PET瓶生产行业中，产量最大的骨干企业是珠海中富和上海紫江集团，分别占有国内PET瓶市场份额的约30%和20%。珠海中富集团是国内最早获得可口可乐、百事可乐公司认可的PET瓶生产厂家，2001年该集团PET瓶产量达到32亿个，其中热灌装7亿个，销售额达到23.4亿元，在各地拥有30多家工厂。上海紫江集团近年来也发展很快，设在各地的控股公司已发展到15家，占据了武汉、郑州、天津、长春、昆山、成都等地的市场，新建的年产1.2亿个PET热灌装瓶已投产，2002年又在上海、广州、成都、北京等地投资建厂，热灌装瓶的生产能力达到4.85亿个。在PET瓶迅速发展的同时，我国瓶级PET树脂的生产也得到了迅速的发展。据报道，1995年我国瓶级PET树脂的用量为10万t，其中国内生产量为6万t，到2000年我国瓶级PET树脂的用量为52万t，国内生产能力已达50万t。除了量的飞速增长外，质量方面也有很大的提高，仪征化纤、上海远东、常州华源等公司生产的瓶级PET树脂均已获得可口可乐公司的认可。国内PET瓶的主流产品，初期仅局限于诸如可乐、矿泉水、蒸馏水之类的饮料使用的包装容器，应用中以其优良的性能及合理的价位获得用户的普遍欢迎，在这些饮料包装成功应用的基础上，近年来PET瓶已在耐热瓶装饮料红茶、绿茶、果汁以及食用油、化妆品、医药、农药等行业的应用中得到扩展。据报道，1996年我国PET瓶的产量为30亿个，1998年上升为50亿个，2000年达到80亿个，2001年90亿个，2002年达到100亿个，2004年130亿个，成为塑料包装材料增长幅度最大的品种。我国PET瓶塑料成型设备大有发展前景，同时，我们应当看到PET瓶塑料成型设备与工业发达国家的差距较大。国际上典型的PET瓶坯注塑机生产设备为加拿大的HUSKEYPET注塑机，是国际上公认的领头羊，所以，我们应当认真研究其性能特点、机构特点、性能特点，开发出更具有性能优势的PET瓶坯注塑机。在市场国际化的今天，国产的PET瓶注塑坯设备，如果在性能上没有技术优势，那研制出来的设备只能当展品，不能当商品PET瓶吹塑生产工艺流程聚对苯二甲酸乙二酯(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)。在这两种成型方法中，由于注拉吹工艺易控制，生产效率高，废次品少而较为通用。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。茶饮料瓶是掺混了聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的改性PET瓶或PET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，PET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。目前，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。瓶坯的优劣很大程度上取决于PET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。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，如图2所示。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。3其它要求有压瓶应同时满足应力测试与耐压测试的要求。应力测试是为防止PET瓶灌装饮料时瓶底与润滑剂(碱性)接触过程中产生分子链的降解而发生开裂、渗漏等进行的内在质量控制；耐压测试则是防止瓶内充入一定压力气体后产生爆裂而进行的质量控制。为满足这两种需要，中心点厚度要控制在一定范围内，一般情况是中心点薄，应力测试较好，耐压较差；中心点厚，耐压测试较好，应力测试较差。当然，应力测试的结果还与中心点周围过渡区域料的堆积有很大关系，这要根据实际经验进行调整。