拉吹成型手册Word文档格式.docx
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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)
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