拉吹成型手册.docx

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拉吹成型手册

拉吹成型

第一章　加热箱

1.1　加热箱布局

1.一般情况下肩部料少，因此温度偏高；

2.反射铝板可反射40%的热量，为了防止被氧化，需要进行冷却；

3.牙部要避免被加热到；

4.牙部圆周应力随直径增加而增大；

1.2　红外线灯管

1.灯管的温度决定了发射出的波长；

2.灯管内部含有卤族元素和气体，可以防止灯管被氧化；

3.灯管发射出的最长波长为1200nm，是最适合PET加热的波长；

4.灯管两端灯管夹处的温度不能超过350℃，若超过此温度，连接处的钼膜会被氧化，引起灯管端部气体泄漏；

5.不能用手接触灯管，若有接触，需要用酒精擦拭；

第二章　模具

1.PET收缩率约为0.08%;

2.有时在模具表面涂有镍或聚四氟乙稀作为耐磨材料；

3.热瓶的排气孔可达1mm，CSD瓶子的瓶底要有足够的排气；

4.椭圆瓶在长的方向开排气孔；

5.砂型表面比镜面排气容易；

6.因为二步法的瓶胚温度较一步法低，因此小的特征比较不容易成型。

第三章　吹瓶基础

3.1　伸长率

1.伸长率=轴向伸长率x内径伸长率；

2.内径伸长率比外径会长率高，因此内壁的温度应该更高。

3.2　PET光吸收特性

1.灯管电压会影响温度和波长；

2.灯管一般工作在红外线区域，即波长为0.7μm~1000μm，虽然灯管主要工作在红外线区域，但是它也会发出0.4μm~0.7μm的短波；

3.灯管发出的辐射可分为三部分：

1）反射

当光线接触到瓶胚表面时，发生了反射，此过程与瓶胚厚度无关；

2）吸收

PET可吸收部分红外线辐射，其吸收量的多少与辐射波长有关；

3）传导

热量通过瓶胚的壁厚进行传导。

4.过高的吸收率会导致瓶胚外部过热，由图表可知，当波长在1μm~2.2μm时，只吸收20%，此时光线可以均匀地穿过瓶胚壁，内外壁温度均匀。

但是，此时灯管的输出功率约为80%~100%；

5.加热箱抽风和入模具前的一段无加热位置，可以使瓶胚温度更均匀；

6.加热箱温度在85℃时，吹瓶效果较好，热电偶必须安装在灯管照射不到，并有抽风气流的地方；

3.3　最佳吹瓶温度

7.吹瓶温度范围在90℃~115℃，超过此数值时，当结晶超过4%，将会看到瓶胚发白；

8.在正常吹瓶温度范围内，温度越低瓶子的性能越好。

因为温度越低，NSR点越低，瓶子的特性越好，但是温度越低，需要的吹瓶压力越高，成本也将提高；

第四章　吹瓶过程

1.肩部角度越小，需要的加热温度越高；

2.吹瓶过程：

1）关模

2）拉杆上

拉杆上的同时，预吹也同时开始作动，但是预吹会有0.05s~0.15s的延时。

因为从阀到模具有一段管路距离，其次，高速进入瓶胚的气体压力会先稍微降低后，再升高到原先的压力，因此，拉杆一般要做适当的延时。

因为拉杆的应力最先到达瓶胚头部，因此，瓶胚头部最先被拉升。

3）预吹

预吹时，瓶胚在最薄弱部位产生吹胀，这个区域一般在瓶胚加热高度靠近牙口的1/3处。

瓶胚在碰到模具前产生屈服，这样才有剩余空间进行后面的应力拉伸。

当瓶胚到达NSR点或刚超过NSR点时，强度增加。

拉杆的速度对吹瓶的影响很大，速度太低会使瓶胚冷却到接近玻璃转化点，太高会增加分子取向。

4）拉杆到达底模

当拉杆到达底模位置时，最好进行0.05s~0.1s的延时，使成型更好；

5）高压吹

高压吹气仅需0.02s就可以使瓶子完全成型，冷却后的温度在玻璃转化点以下；

6）开模

　　拉杆下降后，模具进行排气，最后开模。

第五章　特殊应用

5.1　PP拉吹成型

1.用PP吹出的瓶子，瓶身跟PET瓶一样透明，但是未被拉伸的牙部还是乳白色的；

2.跟PET相比，PP密度低，价格便宜，可直接用90℃热灌装，阻水性好，无需干燥，不会产生乙醛。

但是，PP阻气性差，成型周期长，吹瓶温度范围窄，强度较差，拉伸率低；

3.PP可用于制造水瓶，因为无干燥过程，不会产生乙醛，不会影响水的味道；同时可用于制造药瓶，因为阻水性能好，可以防止药品受潮；最高填充温度90℃的热瓶，但其阻气性差，导致其应用受到限制；

4.PP瓶很少在市场上看到，因为其强度较低，同样的情况下，要比PET瓶厚很多，瓶胚成型周期长，都会增加成本。

5.2　热瓶应用

1.非碳酸含糖饮料对微生物污染比较敏感，因此要进行热灌装；

2.热灌装过程

1）对填料进行巴氏消毒至120℃~140℃,再冷却至填充温度；

2）灌装加盖后，将瓶子倒置或平放进行杀菌；

3）最后用冷水喷洒冷却至40℃;

4）加盖完成后，瓶子会产生0.1bar~0.3bar的内应力，是由牙部未填充空间和瓶子应力收缩引起的，为了防止前者引起收缩，现在很多的热灌装都将瓶子填满；室温下，液体的体积会收缩3.5%，空气在液体中的溶解度增加导致蒸气冷凝，所有上述现象都会产生真空，产生的压力会让瓶子变形；

5）解决真空的方法：

灌装后加入少量的液态氮在牙部未填充的空间，随着温度的增，液态氮会膨胀，会造成填充后，瓶内压力升高，但升高的压力会与冷却后的真空相抵消。

使用这种方法的缺陷是，假如加入的液态氮量过多，会造成瓶子填充后过渡膨胀，导致冷却收缩后无法回复原来的形状。

这种技术应用在要降低瓶子子重量和消除加强筋的新型瓶子。

3.对瓶子的要求

1）为了保证瓶子最大只收缩3%，结晶度必须达到30%以上以降低湿气的吸收，另一方面会使机械应力降低。

增加结晶的同时，也会增热应力抵抗性。

跟冷瓶不同的是，热瓶应该有均匀的壁厚，才可以使其收缩均匀；

2）必须消除吹瓶子产生的残余应力，否则，灌装时，瓶子就会产生变形；

3）在瓶身四周有六个加强面，底部有六个深陷的辊强筋，防止其收缩变形。

4.加热设置

1）热瓶牙部需结晶，牙部比平常的要厚；

2）瓶胚要加热到比平常水瓶高10℃~15℃；

3）模具要加热到120℃~140℃，超过145℃会产生沉淀物，影响瓶子透明度；

4）瓶子的结晶度跟瓶胚温度，模具温度和瓶子和模具的接触时间有关；

5）瓶子底部必须防止结晶，因为，瓶子底部含有大量未被拉伸的无定型状态PET，若是结晶，会变成白色且易脆，底模加热到80℃左右；

6）为了防止瓶子变形或再成型，循环吹时间为0.5s~1s;

7）有一种吹热瓶的两步法：

先将瓶子吹成较小的尺寸，再经加热后成型到所需尺寸，可以减少应力的产生，增加瓶子的寿命。

但是这种方法需要很多的前提，所以应用较少。

5.热瓶用PET原料

1）热瓶用PET的IV值较高，因为成型过程中IV值会降低；

2）热瓶用PET玻璃转化点约为83℃，比平常的水瓶75℃高；

3）热瓶用PET能形成比冷瓶更小的特征；

6.阻气性增强技术

1）内部等离子涂层

内部涂层是通过将对人体无害的安全气体进行聚和反应得到的，气体通过微波或辐射呈等离子态。

等离子层只有0.00015mm，有了等离子层后，O2的阻气性增加10~30倍，CO2的阻气性增加4~7倍，AA值降低3倍。

内部涂层还可以防止被划伤；

2）外部涂层

外部涂层比较容易，但是在运输过程中容易产生损坏，也不能防止AA的渗透；

第六章　辅助设备

6.1　空压机

1.机台耗气量计算

MAD=O*（V+LV）*P*（1+SF）/1000000

其中，MAD是机台所需耗气量，O代表机台一小时的产能，V代表瓶子的容量，LV代表排气量，P代表空气的压力，SF代表安全系数（一般取10%~20%）。

空压机的单位都是m3/h或cfm，以上的计算的前提是，在海平面上，吸入的气源温度为20℃，温度为36%，以下三个因素对其影响较大：

1）工厂的海拔高度

气源压力会随海拔上升而减小，系数Cor1；

2）厂内温度

温度太高，空气会变稀薄，系数Cor2；

3）厂内湿度

湿度越高，气体容量越低，系数Cor3。

SAD=MAD/（Cor1*Cor2*Cor3），其中SAD是具体地点耗气量。

6.2　冰水机

1.水冷式比风冷式便宜，且耗能少，但风冷式需要较少的维护，且移动方便；

2.流体分为层流和紊流，紊流的冷却效果比层流好，当进出口的压力差达到5bar时就可以形成紊流，紊流的标志是进出口的水流温度差只有1.5℃。

3.计算吹瓶过程所需冰水量

1）机台一小时的产量（O）;

2）瓶子的质量g（W）;

3）瓶胚到瓶子的温度差（DT）;

4）PET的比热容（SH）;

5）安全系数（SF）,一般为10%~20%；

6）增压泵马力（PHP）；

7）增压泵的占空比（DC），假设为50%；

8）需要降低的热量（Q）

Q=O*W*DT（℃）*SH（kj）*SF/1000+PHP*DC*1581（kj）

Q=O*W*DT（℉）*SH（Btu）*SF/1000+PHP*DC*1581（Btu）