PET瓶吹塑設(shè)備及其加工工藝

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)PET瓶吹塑設(shè)備及加工工藝概述 吹塑瓶可分為兩類，一類是有壓瓶，如充裝碳酸飲料的瓶；另一類為無(wú)壓瓶，如充裝水、茶、油等的瓶。茶飲料瓶是摻混了聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的改性瓶或與熱塑性聚芳酯的復(fù)合瓶，在分類上屬熱瓶，可耐熱80以上；水瓶則屬冷瓶，對(duì)耐熱性無(wú)要求。在成型工藝上熱瓶與冷瓶相似。筆者主要討論冷瓶中的有壓飲料瓶成型工藝1 設(shè)備隨著科技的不斷進(jìn)步和生產(chǎn)的規(guī)模化,吹瓶機(jī)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，生產(chǎn)效率也越來(lái)越高。設(shè)備生產(chǎn)能力不斷提高，由從前的每小時(shí)生產(chǎn)幾千個(gè)瓶發(fā)展到現(xiàn)在

2、每小時(shí)生產(chǎn)幾萬(wàn)個(gè)瓶。操作也由過(guò)去的手動(dòng)按鈕式發(fā)展為現(xiàn)在的全電腦控制，大大降低了工藝操作上的難度，增加了工藝的穩(wěn)定性。目前，注拉吹設(shè)備的生產(chǎn)廠家主要有法國(guó)的SIDEL公司、德國(guó)的KRONES公司等。雖然生產(chǎn)廠家不同，但其設(shè)備原理相似，一般均包括供坯系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、吹瓶系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輔機(jī)五大部分。2 吹塑工藝瓶吹塑工藝流程。 影響瓶吹塑工藝的重要因素有瓶坯、加熱、預(yù)吹、模具及環(huán)境等。2.1 瓶坯制備吹塑瓶時(shí)，首先將切片注射成型為瓶坯，它要求二次回收料比例不能過(guò)高(5以下)，回收次數(shù)不能超過(guò)兩次，而且分子量及粘度不能過(guò)低(分子量31000-50000，特性粘度0.78-0.85cm3g)。注塑成型

3、的瓶坯需存放48h以上方能使用。加熱后沒(méi)用完的瓶坯，必須再存放48h以上方能重新加熱使用。瓶坯的存放時(shí)間不能超過(guò)六個(gè)月。瓶坯的優(yōu)劣很大程度上取決于材料的優(yōu)劣，應(yīng)選擇易吹脹、易定型的材料，并制定合理的瓶坯成型工藝。實(shí)驗(yàn)表明，同樣粘度的PET材料成型的瓶坯，進(jìn)口的原料要比國(guó)產(chǎn)料易吹塑成型；而同一批次的瓶坯，生產(chǎn)日期不同，吹塑工藝也可能有較大差別。瓶坯的優(yōu)劣決定了吹塑工藝的難易，對(duì)瓶坯的要求是純潔、透明、無(wú)雜質(zhì)、無(wú)異色、注點(diǎn)長(zhǎng)度及周圍暈斑合適。2.2 加熱瓶坯的加熱由加熱烘箱來(lái)完成，其溫度由人工設(shè)定，自動(dòng)調(diào)節(jié)。烘箱中由遠(yuǎn)紅外燈管發(fā)出遠(yuǎn)紅外線對(duì)瓶坯輻射加熱，由烘箱底部風(fēng)機(jī)進(jìn)行熱循環(huán)，使烘箱內(nèi)溫度均勻。

4、瓶坯在烘箱中向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)自轉(zhuǎn)，使瓶坯壁受熱均勻。燈管的布置在烘箱中自上而下一般呈區(qū)字形，兩頭多，中間少。烘箱的熱量由燈管開(kāi)啟數(shù)量、整體溫度設(shè)定、烘箱功率及各段加熱比共同控制。燈管的開(kāi)啟要結(jié)合預(yù)吹瓶進(jìn)行調(diào)整。 要使烘箱更好地發(fā)揮作用，其高度、冷卻板等的調(diào)整很重要，若調(diào)整不當(dāng)，吹塑時(shí)易出現(xiàn)脹瓶口(瓶口變大)、硬頭頸(頸部料拉不開(kāi))等缺陷。PET注坯及吹瓶工藝要點(diǎn)發(fā)布：2008-6-4 17:13:53來(lái)自：模具網(wǎng)瀏覽： 218 次PET在飲料包裝領(lǐng)域的應(yīng)用推動(dòng)了飲料包裝業(yè)的高速發(fā)展。與此同時(shí)，飲料包裝業(yè)的發(fā)展也為PET的應(yīng)用提供了發(fā)展空間。嚴(yán)格控制PET注坯及吹瓶工藝是保證PET瓶的外觀與其經(jīng)濟(jì)

5、性的關(guān)鍵。 PET的特性 PET是乙二醇和對(duì)苯二甲酸縮合的產(chǎn)物，是飽和的熱塑性聚合物。PET分子有線性和半結(jié)晶狀態(tài)。 生產(chǎn)PET最簡(jiǎn)單的過(guò)程，就是對(duì)苯二甲酸與乙二醇反應(yīng)形成單體（酯化），然后縮聚成長(zhǎng)鏈聚合物PET。聚合度隨溫度和壓力而變化。 PET與很多塑料一樣，加工過(guò)程中有三態(tài)變化，即玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)。其中涉及到三個(gè)溫度轉(zhuǎn)變：玻璃化溫度Tg、結(jié)晶溫度Tc、熔點(diǎn)Tf。 從無(wú)定型玻璃態(tài)到橡膠態(tài)的轉(zhuǎn)變叫玻璃化轉(zhuǎn)變，它表示長(zhǎng)鏈段開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。外部加熱可以增加分子（鏈節(jié)）自由度，在玻璃態(tài)凝固的分子現(xiàn)在可以移動(dòng)了。玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變依賴于PET的形態(tài)。當(dāng)特性粘度（IV）高時(shí)結(jié)晶較明顯，分子鏈的自由度受到限制，

6、同時(shí)Tg較高。 隨著溫度的升高逐步產(chǎn)生局部球晶，導(dǎo)致局部分子鏈因分子間力而重排，即結(jié)晶。對(duì)PET而言，最大結(jié)晶度約55%，該極限是由芳香環(huán)重排緩慢造成的，所以說(shuō)該芳香環(huán)妨礙晶區(qū)的形成。 如果TTc，PET的粘度妨礙鏈段向有序運(yùn)動(dòng)（不許結(jié)晶）；TTc，熱作用妨礙無(wú)定形區(qū)的形成（趨向結(jié)晶）。 熔點(diǎn)Tf即所有晶體解體時(shí)的溫度。 PET干燥 水解 固體PET極易從空氣中吸濕。儲(chǔ)存時(shí)，PET會(huì)吸濕直至與環(huán)境條件飽和。飽和值可高達(dá)0.6%重量份。通常，PET在供應(yīng)商處發(fā)貨時(shí)，其含水率低于0.1%重量份。為了獲得最好的產(chǎn)品性能，有必要把含水率降低到0.004%，最好熔化前是30ppm。 樹(shù)脂中若含有水分，即

7、使很低也會(huì)引起一系列的反應(yīng)： 當(dāng)溫度高于PET熔點(diǎn)（約250）時(shí)，水會(huì)很快地引起聚合物降解（由于水的降解導(dǎo)致化學(xué)鏈被切斷），這樣就會(huì)降低分子量，降低表觀粘度及相關(guān)的物理性能。事實(shí)上，水解在較低的溫度下（如150）就開(kāi)始發(fā)生，但是速度較低，其速度隨溫度升高而升高。在干燥和成型條件下，IV的降低不能大于0.02dl/g。粘度太大的下降，會(huì)導(dǎo)致結(jié)晶速度增加，對(duì)瓶坯的透明度不利，并導(dǎo)致瓶子的機(jī)械性能下降，承載強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度下降。 熱降解 溫度對(duì)干燥PET的影響很復(fù)雜，它不僅影響水氣的擴(kuò)散速度，還對(duì)干燥時(shí)的化學(xué)過(guò)程有影響，所以最終會(huì)影響樹(shù)脂的性能?？紤]潛在的水解和熱過(guò)程是非常必要的，如前所述，伴著IV的

8、下降，水解的速度在150以上時(shí)加快，因?yàn)闊徂D(zhuǎn)變過(guò)程比擴(kuò)散過(guò)程快，干燥時(shí)溫度過(guò)早提高是不利的。 同樣，即使大部分水氣可以抽走，但是過(guò)高的溫度（如高過(guò)180）將導(dǎo)致熱降解和熱氧化（在空氣干燥系統(tǒng)中），這樣，聚合物鏈斷裂，還釋放出副產(chǎn)品物質(zhì)，導(dǎo)致物理性能下降。 副產(chǎn)品中有AA成份，物理性能的改變會(huì)在瓶坯上表現(xiàn)出來(lái)，如霧狀結(jié)晶、IV的下降、產(chǎn)品發(fā)黃等。 PET干燥機(jī)的干燥原理和基本性能 在帶干燥劑床的干燥器中，空氣先被吸收濕氣的干燥劑吸濕，一個(gè)熱空氣鼓風(fēng)機(jī)將干燥的熱空氣壓至斗中?；仫L(fēng)又通過(guò)干燥劑干燥循環(huán)，被加熱后，干燥劑釋放出水氣，冷卻后又吸收濕氣。所以，必須將兩條分離的氣路最小化，并有干燥劑存在。

9、PET干燥機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖在該閉環(huán)系統(tǒng)中，干燥機(jī)組件要用密封管連接至料斗。主料斗圓柱形的長(zhǎng)徑比約2：1，必須絕熱，保證能量。干的熱空氣流過(guò)充壓的料斗和分流芯（分流芯是保護(hù)料道和空氣流道的）， 料斗的頂部關(guān)閉，有一根回風(fēng)管通到干燥機(jī)的組件，在環(huán)路上的過(guò)濾器保證干燥劑不被污染。鼓風(fēng)機(jī)將空氣鼓至干燥劑床，在那里干燥，直接進(jìn)入加熱筒，最后進(jìn)入料斗。同時(shí)，一只獨(dú)立的風(fēng)機(jī)和加熱器對(duì)干燥劑進(jìn)行再生。 當(dāng)再生后的干燥劑冷卻下來(lái)后，又被切換到干燥系統(tǒng)中去干燥空氣流。 常見(jiàn)問(wèn)題 有效的操作系統(tǒng)應(yīng)該是干燥條件容易達(dá)到、故障最少，但下述區(qū)域必須控制： 1、空氣過(guò)濾器 例行的過(guò)濾器清潔是必須的。過(guò)濾器保護(hù)干燥劑床不受灰塵污染

10、。要十分小心，不要損傷過(guò)濾器，否則，干燥劑床的效率將受到影響，導(dǎo)致干燥器的效率下降。 2、冷水器故障 如果阻塞或機(jī)械不靈，冷水機(jī)失效，將限制干燥劑的再生能力，導(dǎo)致高露點(diǎn)，不干燥。 3、加熱器失效 空氣加熱器失效將導(dǎo)致：不能達(dá)到正確的干燥溫度或不能達(dá)到正確的干燥劑再生溫度。 4、周圍空氣的進(jìn)入 較干燥空氣而言，周圍空氣很潮濕。如果讓周圍空氣進(jìn)入干燥器或切片處理系統(tǒng)，將影響露點(diǎn)和干燥效率。所以，如果干燥器的組件被拆下修理，必須小心地安裝，有合適的密封圈，并檢測(cè)是否泄漏。 5、干燥機(jī)的工藝控制 必須仔細(xì)控制兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：空氣干燥溫度和空氣干燥露點(diǎn)。溫度和露點(diǎn)檢查必須有規(guī)律地進(jìn)行。 可靠干燥過(guò)程中的關(guān)

11、鍵條件 1. 正確的干燥溫度：切片溫度必須達(dá)到170180，理想的是在干燥器出口處測(cè)量175。 2. 正確的除濕溫度：不能超過(guò)190200，在干燥器入口處測(cè)量。 3. 正確的除濕空氣露點(diǎn)：露點(diǎn)不能高于-30，最好是低于-40，在干燥器出口處測(cè)量。 4. 合適的除濕空氣流速：大部分干燥器的能力是約1立方英尺/小時(shí)/磅切片，這是最低需要。很明顯，氣流必須是在正確的溫度和露點(diǎn)下。 5. 切片滯留時(shí)間（干燥時(shí)間）：PET的絕對(duì)滯留時(shí)間推薦不小于4小時(shí)，最好是68小時(shí)。這是通過(guò)理論計(jì)算出來(lái)的。 6.特別注意：要遵守干燥器制造商的操作說(shuō)明。 干燥機(jī)的計(jì)劃維護(hù) 每日檢查： 干燥空氣的露點(diǎn)控制器； 合適干燥溫

12、度的檢查； 檢查后冷卻器前后的回風(fēng)溫度； 檢查料斗里的料位，即加載操作； 清潔回風(fēng)過(guò)濾器，其它過(guò)濾器。 每周檢查： 檢查氣流的露點(diǎn)； 檢查再生空氣溫度； 清潔后冷卻器的過(guò)濾器，確保有合適的水流到達(dá)冷卻器； 檢查是否有泄漏； 更換舊管、破損管。 注意：干燥是最重要的工藝步驟，不按正確標(biāo)準(zhǔn)滿足工藝要求就不能解決以后過(guò)程中的問(wèn)題。 成功干燥PET的關(guān)鍵是： 仔細(xì)留心，良好的維護(hù)，遵守干燥器制造商和樹(shù)脂供應(yīng)商的建議。 PET瓶坯的成型 瓶坯成型過(guò)程中，最好的條件是以盡可能低的溫度、盡可能短的時(shí)間，快速均勻并完全熔融，最大限度保持IV少下降，盡可能少產(chǎn)生AA，盡可能透明。與之相關(guān)的工藝條件有： 溫度 成

13、型溫度是指料筒、熱流道的溫度。成型過(guò)程中的熱量只有30%是來(lái)自外部加熱，70%是來(lái)自于內(nèi)摩擦熱，所以除了合適的加熱外，還要用好剪切熱。 注射和保壓 注射是為克服流道中的阻力，將熔料填充到模具中。對(duì)瓶坯來(lái)說(shuō)，最好有三段速度和壓力，依次遞減。 注射速度太慢，剪切不夠，充滿前就冷卻了，造成產(chǎn)品不飽滿或欠注；太快，模腔內(nèi)排氣不及，導(dǎo)致充不滿，縮水，AA高。 保壓有兩個(gè)重要作用：防止熔料倒流和確保在壓力下冷卻（提高冷卻效果）。太高會(huì)造成充填過(guò)量及脹模等，內(nèi)應(yīng)力會(huì)較高，還可能結(jié)晶。太低會(huì)造成縮水，瓶坯變形（冷卻不夠），澆口問(wèn)題如針孔，氣泡等，因?yàn)闈部谔幚鋮s速率下降。保壓時(shí)間也要合適，太短也會(huì)造成針孔，拉絲

14、等。 釋壓 釋壓是為了降低熱流道內(nèi)的壓力，防止?jié)部诙氯?，針閥動(dòng)作不靈活等。但太過(guò)則會(huì)造成縮水、拉絲、針孔等。 背壓 背壓是在油馬達(dá)帶動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)過(guò)程中液壓系統(tǒng)通過(guò)螺桿施加給熔料的捏合力。作用：加強(qiáng)PET的塑化，消除氣泡。剛開(kāi)機(jī)時(shí)可以調(diào)到0，等瓶坯出齊后慢慢往上加，加到瓶坯中無(wú)氣泡或疤點(diǎn)時(shí)的背壓是合適的背壓。過(guò)高剪切作用就太強(qiáng)，會(huì)出現(xiàn)成型不良、堵澆口、熱解等問(wèn)題。 緩沖區(qū) 緩沖區(qū)是每次注射完畢后螺桿頭前面的余量，過(guò)少會(huì)造成成型不良，過(guò)多會(huì)造成PET分解。一般是從少往大慢慢調(diào)，到瓶坯不發(fā)霧或結(jié)晶時(shí)的量為合適。 冷卻 PET不透明，而瓶坯之所以透明，靠的就是冷卻。冷卻不好將降低瓶坯的冷卻速率，會(huì)導(dǎo)致縮

15、水、瓶坯變形和影響循環(huán)時(shí)間，為避免此情況，要做好：水質(zhì)處理，定期清理水道，檢查水流量及水壓，型芯及型腔的拆洗等。 PET瓶坯型常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案 吹瓶 吹瓶過(guò)程 吹塑過(guò)程是一個(gè)雙向拉伸的過(guò)程，在此過(guò)程中，PET鏈呈雙向延伸、取向和排列，從而增加了瓶壁的機(jī)械性能，提高了拉伸、抗張、抗沖強(qiáng)度，并有很好的氣密性。雖然拉伸有助于提高強(qiáng)度，但也不能過(guò)分拉伸，要控制好拉伸吹脹比：徑向不要超過(guò)3.54.2， 軸向不要超過(guò)2.83.1。瓶坯的壁厚不要超過(guò)4.5mm。 吹瓶是在玻璃化溫度和結(jié)晶溫度之間進(jìn)行的，一般控制在90120度之間。在此區(qū)間PET表現(xiàn)為高彈態(tài)，快速吹塑、冷卻定形后成為透明的瓶子。在一步法中，

16、此溫度是由注塑過(guò)程中的冷卻時(shí)間長(zhǎng)短決定的（如青木吹瓶機(jī)），所以要銜接好注吹兩工位的關(guān)系。 吹塑過(guò)程中有：拉伸一次吹二次吹，三個(gè)動(dòng)作的時(shí)間很短，但一定要配合好，特別是前兩步?jīng)Q定了料的總體分布，吹瓶質(zhì)量的好壞。因此要調(diào)節(jié)好：拉伸起始時(shí)機(jī)、拉伸速度、預(yù)吹起始和結(jié)束時(shí)機(jī)，預(yù)吹氣壓力，預(yù)吹氣流量等，如有可能，最好能控制瓶坯總體的溫度分布，瓶坯內(nèi)外壁的溫度梯度。 在快速吹塑、冷卻過(guò)程中，瓶壁內(nèi)有誘導(dǎo)應(yīng)力產(chǎn)生。對(duì)充氣飲料瓶來(lái)說(shuō)，它可抗內(nèi)壓，有好處，但對(duì)熱灌裝瓶來(lái)說(shuō)就要保證在玻璃化溫度以上讓它充分釋放。 常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案 1. 上厚下?。貉雍箢A(yù)吹時(shí)間，或降低預(yù)吹壓力，減少氣流量。 2. 下厚上薄：與上述相反

17、。 3. 瓶頸下有皺折：預(yù)吹太晚或預(yù)吹壓力太低，或此處坯冷卻不好。 4. 底發(fā)白：瓶坯太冷；過(guò)分拉伸；預(yù)吹太早或預(yù)吹壓太高。 5. 瓶底有放大鏡現(xiàn)象：瓶底料太多；預(yù)吹太遲，預(yù)吹壓太低。 6. 瓶底里面有皺折：底部溫度太高（澆口處冷卻不好）；預(yù)吹太晚預(yù)吹壓力太低，流量太小。 7. 整個(gè)瓶混濁（不透明）：冷卻不夠。 8. 局部發(fā)白：過(guò)度拉伸，此處溫度過(guò)低，或預(yù)吹太早，或碰到拉伸桿了。 9. 瓶底偏心：與瓶坯溫度、拉伸、預(yù)吹、高壓吹等都可能有關(guān)系。降低瓶坯溫度；加快拉伸速度；檢查拉桿頭與底模間的間隙；延后預(yù)吹，減小預(yù)吹壓力；延后高壓吹；檢查瓶坯是否偏心。塑料瓶新型短瓶頸結(jié)構(gòu)顯著降低生產(chǎn)成本發(fā)布：20

18、08-6-4 17:14:08來(lái)自：模具網(wǎng)瀏覽： 77 次對(duì)于塑料瓶而言，最大程度地節(jié)約材料，除了可針對(duì)瓶體本身之外，瓶頸和瓶蓋的設(shè)計(jì)都是不可忽視的組成部分，但尤其重要的是不要忘記在改變瓶頸設(shè)計(jì)的同時(shí)保證或改進(jìn)瓶型對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)線的適應(yīng)性，必須考慮到與現(xiàn)有的預(yù)成型設(shè)備、吹塑設(shè)備和罐裝設(shè)備最大程度的兼容。 短瓶頸技術(shù) 為了盡可能降低PET瓶的材料成本，眾多公司陸續(xù)推出各自的短瓶頸技術(shù)。大量的技術(shù)讓加工商常常無(wú)所適從：應(yīng)該選擇哪一種為我所用？但有一點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的：在選擇瓶型時(shí)節(jié)約材料并不是唯一需要考慮的因素。 首先短瓶頸表面與現(xiàn)有的瓶頸結(jié)構(gòu)最大的兼容非常重要，這將直接影響現(xiàn)有的預(yù)成型工具、吹塑模具以及

19、罐裝和封蓋生產(chǎn)線。 瓶蓋設(shè)計(jì)專家瑞士Eschlikon的Corvaglia 設(shè)計(jì)的短瓶頸是目前唯一保持了防盜環(huán)到頂端（tamper band）距離與改進(jìn)前一致的短瓶頸。這意味著現(xiàn)有的夾緊裝置可以直接應(yīng)用于新瓶的罐裝。而且，PCO Corvaglia 的高度也與三頭螺紋的26.8mm“Alaska”瓶嘴一致。在同一條生產(chǎn)線上，從現(xiàn)有的Alaska瓶切換到PCO Corvaglia所需的工作非常簡(jiǎn)單。 瓶蓋的密封性能也是不可忽視的一個(gè)重要方面。在熱帶國(guó)家，可能路面狀況很差，對(duì)于填充了大量CO2的軟飲料或礦泉水要求瓶蓋具有優(yōu)異的密封性能。PCO Corvaglia是唯一在短瓶頸上完成兩圈以上螺紋的瓶

20、型設(shè)計(jì)，其密封性能顯然不是其他的瓶頸結(jié)構(gòu)，如有的只有一圈螺紋所可以相提并論的。此外，PCO Corvaglia表面可以適應(yīng)不同規(guī)格的瓶型以及不同形式的瓶蓋。 對(duì)于加氣飲料，打開(kāi)瓶蓋時(shí)內(nèi)部壓力的釋放也應(yīng)該是一個(gè)受控的過(guò)程，必須避免瓶蓋飛出傷害消費(fèi)者。在此，PCO Corvaglia的744單頭螺紋又一次表現(xiàn)出其優(yōu)越性。而其他的短瓶頸結(jié)構(gòu)一般都少于兩圈螺紋，而且采用兩頭或三頭螺紋存在更大的噴出風(fēng)險(xiǎn)。 節(jié)約材料 與標(biāo)準(zhǔn)的PCO28相比，PCO Corvaglia短瓶頸每個(gè)瓶頸可以節(jié)約1.5gPET原料。另外，瓶蓋可以節(jié)約0.7-1.2g的原料。Corvaglia能夠提供三種應(yīng)用PCO Corvagl

21、ia瓶頸的瓶蓋設(shè)計(jì)。最輕的一款只有1.8g，用于不加氣的水或飲料；2g和2.3g的瓶蓋用于加氣飲料，其中2.3g用于加氣較多的飲料。以當(dāng)前的原材料價(jià)格計(jì)算，使用這一技術(shù)在瓶子和瓶蓋上節(jié)約的原料量大約每1000個(gè)瓶子可以節(jié)約2.9-3.5歐元。 裝蓋設(shè)備可以全效生產(chǎn) 由于防盜環(huán)和螺紋的短距離設(shè)計(jì)，只有PCO Corvaglia可以使用PCO 28或PCO 19的瓶頸的防盜環(huán)設(shè)計(jì)。而其他的短瓶頸設(shè)計(jì)通常都會(huì)受到某些限制，例如，為了不影響封蓋性能需要使用折疊的防盜環(huán)等。 本文版權(quán)由雅式持有，如欲轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明出處：“PET吹瓶發(fā)布：2008-6-4 17:13:47來(lái)自：模具網(wǎng)瀏覽： 117 次PET

22、吹瓶過(guò)程中的節(jié)能 Krones作為PET瓶全套解決方案的業(yè)界領(lǐng)先者之一，對(duì)于PET瓶加工不同環(huán)節(jié)的節(jié)能控制均有深刻的體會(huì)。 加熱中節(jié)能 在拉伸吹塑工藝中，首先，最好間隔一定時(shí)間就更換燈；其次，需要檢查燈與型坯的距離，從而可將加熱用的能量費(fèi)用減少。研究表明：舊燈（使用約11,000小時(shí)后）比新燈多耗費(fèi)高達(dá)30%的能量，因此，對(duì)燈的經(jīng)常性檢查和及時(shí)更換是明智的。第二個(gè)節(jié)省費(fèi)用的要素是燈與型坯間的距離。在Krones新提出的燈的案例中，燈是緊靠著型坯放置的。這種新的塑化爐標(biāo)準(zhǔn)，可以促使在加熱過(guò)程中減少近10%的能量消耗。 將吹塑工藝成本消費(fèi)減至最小 在吹塑過(guò)程中，減少死角空間體積也可減少相關(guān)消費(fèi)成本

23、。根據(jù)加工工程學(xué)，將500ml到250ml容器的閥區(qū)和吹塑噴嘴體積縮小不會(huì)產(chǎn)生任何缺陷，因?yàn)橛糜诹鲃?dòng)的橫截面面積仍是相同的。這個(gè)區(qū)域的縮小是Contiform機(jī)械的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)特徵，而且對(duì)于已經(jīng)安裝的拉伸吹塑設(shè)備也可以進(jìn)行更新。將必須充滿壓縮氣體的容積縮小，氣體消耗成本可節(jié)省7%以上（在500ml容器時(shí)可高達(dá)25%），這一點(diǎn)取決于相關(guān)容器的尺寸。 空氣再利用 在吹塑中另一個(gè)顯著減少成本的做法是利用Air Wizard來(lái)再利用空氣，這包括3或4個(gè)階段。如果將最后吹塑的空氣再用于預(yù)先吹脹中，能量成本可減少約9%。如果這一再利用不僅僅用于預(yù)先吹脹中，還用于拉伸的話，能源節(jié)省可達(dá)到22%。如果反覆利用的空

24、氣再回喂到操作空氣網(wǎng)絡(luò)中，能源節(jié)省可以達(dá)到30%。如果將再利用空氣直接回喂到壓縮機(jī)中，一年能量成本甚至可以減少40%。 操作Contiform機(jī)械的客戶，從S系列開(kāi)始， 都可以通過(guò)更新減少死角空間體積，明顯地減少操作費(fèi)用PET瓶重量越來(lái)越輕 在PET瓶生產(chǎn)過(guò)程中，降低瓶子的重量不只意味著原料成本的降低，同時(shí)在加工過(guò)程中各種能源的消耗也可以顯著降低。 一年前，PET Engineering公司生產(chǎn)出10克的單次服務(wù)瓶。今天，該公司為Brau Beviale又提供了一個(gè)更輕的解決方案：一個(gè)100ml的瓶子只有5g重。這個(gè)專為乳類和功能性飲料設(shè)計(jì)的新容器，是PET Engineering公司與合作伙

25、伴，加拿大的赫斯基注塑技術(shù)公司、美國(guó)的Invista公司和Sleever International聯(lián)合設(shè)計(jì)的。這一工藝使得耗費(fèi)的原材料明顯減少，且某些產(chǎn)品需要的高性能抗氧化劑需求也得到優(yōu)化。 該產(chǎn)品是一個(gè)高性能的瓶子，具有很好的視覺(jué)沖擊力，且通過(guò)采用合適襯套就能很容易地實(shí)現(xiàn)定制化生產(chǎn)。這一單劑量瓶相對(duì)于現(xiàn)在巿場(chǎng)上的相似容器來(lái)說(shuō)，重量輕了2g左右，從而降低了生產(chǎn)費(fèi)用，并減少容器對(duì)環(huán)境的影響。 這個(gè)容器設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的是瓶坯的設(shè)計(jì)，由Husky公司和PET Engineering公司聯(lián)合進(jìn)行，從而使重量減至最小，而維持優(yōu)秀的技術(shù)性能。 這個(gè)新的單劑量瓶設(shè)計(jì)成兩種版本：一種是用PET樹(shù)脂，另一種用的是

26、PolyShield PET樹(shù)脂。 由于乳飲料單劑量瓶的優(yōu)異性能和降低的生產(chǎn)成本，該瓶將有望取代巿場(chǎng)上廣泛使用的HDPE瓶塑料擠出吹塑冷卻階段溫度場(chǎng)的有限元分析發(fā)布：2008-6-4 17:13:20來(lái)自：模具網(wǎng)瀏覽： 51 次擠出吹塑過(guò)程可分為三個(gè)主要的步驟：型坯成型；夾持及吹脹型坯；冷卻制品。對(duì)于厚度尺寸中等的制品，所需的冷卻時(shí)間約占整個(gè)成型周期的60，對(duì)于厚壁制品更是高達(dá)90%。冷卻時(shí)間太長(zhǎng)將降低生產(chǎn)效率；冷卻時(shí)間太短，制品出模后與空氣對(duì)流冷卻的過(guò)程相對(duì)緩慢，導(dǎo)致制品各部分的收縮率有較大差異，最終制品的翹曲過(guò)大。不同的冷卻速率會(huì)影響制品內(nèi)部微觀形態(tài)的演化以及最終殘余應(yīng)力的分布，從而影響制

27、品的使用性能。對(duì)擠出吹塑冷卻過(guò)程溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，可以分析制品不同部位溫度隨時(shí)間的變化以及制品壁厚分布，這對(duì)于合理設(shè)計(jì)冷卻工藝，縮短開(kāi)模時(shí)間，提高制品的合格率有著重要的意義。 本文采用有限元法對(duì)聚丙烯(PP)擠出吹塑冷卻過(guò)程的溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，在有限元模型的基礎(chǔ)上分析不同內(nèi)冷方式、制品壁厚以及初始溫度對(duì)制品溫度場(chǎng)的影響。 1 數(shù)學(xué)模型 1.1基本方程 擠出吹塑的冷卻過(guò)程熱傳遞問(wèn)題可用以下方程描述： 式中：為密度；C為比熱容；為溫度對(duì)時(shí)間的偏導(dǎo)，r為由于外界作用單位體積產(chǎn)生的熱量；k為熱導(dǎo)率；v為哈密頓運(yùn)算子。 1.2邊界條件 擠出吹塑的冷卻方法可分為內(nèi)冷卻和外冷卻。內(nèi)冷卻是指使用冷卻介質(zhì)（

28、在本文中內(nèi)冷卻介質(zhì)為空氣）通過(guò)熱對(duì)流冷卻吹塑制品內(nèi)壁，故內(nèi)壁的邊界條件可用對(duì)流項(xiàng)表示；外冷卻是指在模具壁內(nèi)開(kāi)設(shè)冷卻系統(tǒng)，制品的熱量通過(guò)模具傳導(dǎo)至冷卻通道，然后由冷卻通道內(nèi)的冷卻介質(zhì)（在本文中外冷卻介質(zhì)為水）將熱量帶走。嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，制品外壁的邊界條件為熱傳導(dǎo)，但是熱傳導(dǎo)問(wèn)題涉及到接觸熱阻間題，難以建模，考慮到外壁的熱量多由冷卻水帶走，將模具材料的熱傳導(dǎo)率轉(zhuǎn)化為等效傳熱系數(shù)。 內(nèi)外壁的邊界條件： 式中：x=0與x=L制品的內(nèi)外表面；ho、hn為制品內(nèi)壁與外壁的傳熱系數(shù)；T0 、Tn為冷卻空氣與冷卻水的溫度。 2 數(shù)學(xué)模型的求解 2.1初始條件 在熱分析過(guò)程中不考慮密度的變化，取PP的密度為84

29、0 kg/m3。 PP熱導(dǎo)率隨溫度的變化，如圖1所示。在本文研究的范圍內(nèi)熱導(dǎo)率的變化不是很大，變化的范圍為0.23 W/mk0.33 W/mk。但是當(dāng)pp制品由粘流態(tài)轉(zhuǎn)變成高彈態(tài)時(shí)，內(nèi)能發(fā)生變化，內(nèi)能的變化即為固化潛熱。固化潛熱在比熱容圖上表現(xiàn)出一峰值，由圖2可以看出，PP的相變發(fā)生在90附近。 擠出吹塑冷卻過(guò)程的微分方程在一般情況下都難以求出解析解，建立在有限元基礎(chǔ)上的求解方法由于對(duì)邊界條件的適應(yīng)能力強(qiáng)，可以方便合理地描述模具形狀，已成一種主要的數(shù)值解析方法。本文采用POLYFLOW有限元分析軟件對(duì)上述數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解。制品為100 ml軸對(duì)稱的吹塑瓶，所以只需分析1/4部分即可。為了準(zhǔn)確地

30、求解厚度方向的溫度場(chǎng)，將厚度方向的尺寸劃為12等分，沿圓周方向的尺寸劃為20等分，將1/4部分吹塑瓶劃為6060個(gè)單元。外冷卻水的溫度（Tn）為20，內(nèi)冷卻空氣溫度（T0 ）為25。外冷卻傳熱系數(shù)為(hn）1175 Wm-2K-1。分析不同內(nèi)冷方式、壁厚以及初始溫度對(duì)吹塑瓶溫度場(chǎng)的影響時(shí)，考慮三種內(nèi)冷卻方式：自然對(duì)流、強(qiáng)制對(duì)流和增強(qiáng)式對(duì)流（即通過(guò)增強(qiáng)冷卻空氣的流動(dòng)速率以進(jìn)一步提高傳熱系數(shù)），相對(duì)應(yīng)的傳熱系數(shù)（h0）為10 W m-2K-1 、100 W m-2K-1、250W m-2K-1；吹塑瓶的初始溫.度（Ti）180、200、220 ；壁厚分別為2mm、3mm、4mm。 2.2材料參數(shù)

31、3 結(jié)果與討論 3.1軸向截面上的溫度場(chǎng) 圖3為吹塑瓶在吹塑模中冷卻30s后截面上的溫度場(chǎng)的等值線圖，圖4為轉(zhuǎn)角處的等值線局部放大圖。由于內(nèi)冷卻傳熱系數(shù)低于外冷卻傳熱系數(shù)，因此，吹塑瓶?jī)?nèi)壁的溫度明顯高于外壁的溫度。內(nèi)壁溫度約為86，壁厚中部約為71，外壁溫度約為30。從吹塑瓶厚度中部到外壁，溫度梯度較大，但是由內(nèi)壁至厚度中部這段距離內(nèi)，溫度變化不大，溫度梯度值小。在瓶身部分沒(méi)有形成局部過(guò)熱的現(xiàn)象，等值線均為直線。在瓶頸與瓶底轉(zhuǎn)角處，等值線構(gòu)成一環(huán)形等值曲線，在這些區(qū)域溫度與其附近區(qū)域的溫度相比高出4-8。 在軸向方向，瓶身部分溫度的等值線均較為平直，溫度分布比較有規(guī)律?？梢酝ㄟ^(guò)研究瓶身上某一高

32、度壁厚方向溫度隨時(shí)間的變化來(lái)考察溫度場(chǎng)的演化。選取距離瓶底40 mm處，考察其30s內(nèi)溫度場(chǎng)隨時(shí)間變化的過(guò)程。圖5中每一條直線表明時(shí)間間隔為5s時(shí)厚度方向的溫度分布。在冷卻開(kāi)始至5s，內(nèi)外壁的溫度下降都比較大，外壁溫度由180降至54，內(nèi)壁的溫度也下降至145。在5s-15s的冷卻時(shí)間內(nèi)各曲線間的間距較大，表明溫度下降得比較多；從15s開(kāi)始后曲線間距較小，這說(shuō)明冷卻效率較低，溫度下降較少。隨著冷卻時(shí)間的增加，最高溫度對(duì)應(yīng)的壁厚位置向內(nèi)壁接近。 對(duì)于PP料，由圖2可以看出，其相變發(fā)生在92左右，可以認(rèn)為當(dāng)吹塑瓶溫度低于90時(shí)，吹塑瓶的大部分熱量已經(jīng)通過(guò)模具冷卻水和冷卻空氣帶走，在圖3的條件下進(jìn)行

33、溫度場(chǎng)的模擬，冷卻30s后吹塑瓶溫度低于92。所以在考察初始溫度、壁厚及內(nèi)壁傳熱系數(shù).三個(gè)因子對(duì)吹塑瓶溫度分布的影響時(shí)，通過(guò)模擬在不同條件下距吹塑瓶底部40 mm處冷卻30s后沿厚度方向的溫度分布，以評(píng)估各因子對(duì)其溫.度分布的影響。 3.2內(nèi)壁傳熱系數(shù)對(duì)制品溫度分布的影響 內(nèi)冷卻傳熱系數(shù)對(duì)于PP吹塑瓶溫度分布影響非常顯著。由圖6可以看出，當(dāng)內(nèi)冷卻傳熱系數(shù)由100Wm-2K-1增至250Wm-2K-1時(shí)，冷卻30s后內(nèi)壁的溫度由84降至57。若內(nèi)壁采用自然冷卻方式，對(duì)吹塑瓶的冷卻不利，當(dāng)外壁冷至接近模具溫度時(shí)，內(nèi)壁還處于110左右。冷卻水的傳熱系數(shù)雖然遠(yuǎn)大于內(nèi)冷卻空氣的傳熱系數(shù)，但是PP傳導(dǎo)率較

34、低，距離外壁較遠(yuǎn)的材料的熱量很難在短時(shí)間內(nèi)傳導(dǎo)至外壁，所以增強(qiáng)內(nèi)壁傳熱系數(shù)可以大大提高冷卻速率。 3.3初始溫度對(duì)制品溫度分布的影響 從圖7可以看出，在不同初始溫度下，吹塑瓶冷卻30s后沿壁厚方向溫度值的差別很小。吹塑瓶外壁的溫度值相差最小，瓶壁中部相差較大。這是因?yàn)殡m然初始溫度從180增加到220，但是內(nèi)外壁與吹塑瓶之間的溫度梯度也相應(yīng)增大，加快了熱量的傳遞，造成初始溫度由180增至220時(shí)對(duì)吹塑瓶溫度分布的影響不是很明顯。 3.4壁厚對(duì)制品溫度分布的影響 圖8表明壁厚的變化對(duì)吹塑瓶溫度分布的影響很大。吹塑瓶外壁由于冷卻水的對(duì)流冷卻，溫度相差較??；沿外壁至內(nèi)壁，溫度差值逐漸增大。當(dāng)厚度由4

35、mm降至3 mm時(shí)，曲線間距較小，最高溫度間的差值僅為17。但是當(dāng)壁厚降至2 mm時(shí)，壁厚方向上的最高溫度為42，與壁厚3mm和4mm吹塑瓶的最高溫度差值達(dá)52和68。 4 結(jié)論 在建立擠出吹塑冷卻過(guò)程的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，應(yīng)用POLYFLOW軟件對(duì)PP吹塑瓶的冷卻過(guò)程進(jìn)行數(shù)值求解，分析了不同內(nèi)冷傳熱系數(shù)、初始溫度、壁厚對(duì)冷卻過(guò)程的影響。在本文研究的范圍內(nèi)，各因子對(duì)吹塑瓶溫度分布的影響依次為：壁厚內(nèi)冷傳熱系數(shù)初始溫度。從減小開(kāi)模時(shí)間的角度考慮，在滿足制品性能要求的基礎(chǔ)上應(yīng)盡量減小壁厚，提高內(nèi)冷卻傳熱系數(shù)。吹塑機(jī)自動(dòng)風(fēng)環(huán)原理及應(yīng)用發(fā)布：2008-6-4 17:13:14來(lái)自：模具網(wǎng)瀏覽： 77 次

36、在吹塑薄膜生產(chǎn)過(guò)程中，薄膜厚薄均勻度是一個(gè)很關(guān)鍵的指標(biāo)，其中縱向厚薄均勻度可以通過(guò)擠出和牽引速度穩(wěn)定性加以控制，而薄膜橫向厚薄均勻度一般依耐于模頭精密制造，且隨著生產(chǎn)工藝參數(shù)變化而變化，為了提高薄膜橫向厚薄均勻度，須引進(jìn)自動(dòng)橫向厚薄控制系統(tǒng)，常用控制方法有自動(dòng)模頭（熱膨脹螺絲控制）和自動(dòng)風(fēng)環(huán)，這里主要介紹自動(dòng)風(fēng)環(huán)原理與應(yīng)用。 1.基本原理： 自動(dòng)風(fēng)環(huán)結(jié)構(gòu)上采用雙風(fēng)口方式，其中下風(fēng)口風(fēng)量保持恒定，上風(fēng)口圓周上分為若干個(gè)風(fēng)道，每個(gè)風(fēng)道由風(fēng)室、閥門(mén)、電機(jī)等組成，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)調(diào)整風(fēng)道開(kāi)口度，控制每個(gè)風(fēng)道風(fēng)量大小。 控制過(guò)程中，由測(cè)厚探頭檢測(cè)到薄膜厚薄信號(hào)傳送到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)把厚薄信號(hào)與當(dāng)前設(shè)定平均厚

37、度進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)厚薄偏差量以及曲線變化趨勢(shì)進(jìn)行運(yùn)算，控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)移動(dòng)，當(dāng)薄膜偏厚時(shí)，電機(jī)正向移動(dòng)，風(fēng)口關(guān)小；相反，電機(jī)反向移動(dòng)，風(fēng)口增大，通過(guò)改變風(fēng)環(huán)圓周上各點(diǎn)風(fēng)量大小，調(diào)整各點(diǎn)冷卻速度，使薄膜橫向厚薄偏差控制在目標(biāo)的范圍。 2.控制方案設(shè)計(jì) 自動(dòng)風(fēng)環(huán)是一種在線實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)被控對(duì)象為分布在風(fēng)環(huán)上的若干個(gè)電機(jī)。由風(fēng)機(jī)送來(lái)的冷卻氣流經(jīng)風(fēng)環(huán)風(fēng)室恒壓后分配到每個(gè)風(fēng)道上，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)作開(kāi)合運(yùn)動(dòng)以調(diào)整風(fēng)口及風(fēng)量的大小，改變模頭出料處膜坯的冷卻效果，從而控制薄膜厚度，從控制過(guò)程看，薄膜厚度變化與電機(jī)控制量之間找不到明確關(guān)系，不同厚度薄膜以及閥門(mén)不同位置厚薄變化與控制量之間程非線性無(wú)規(guī)律變化，每調(diào)

38、整一個(gè)閥門(mén)時(shí)對(duì)相鄰點(diǎn)影響都很大，且調(diào)整有滯后性，使不同時(shí)刻之間又互相關(guān)聯(lián)，對(duì)于這種高度非線性、強(qiáng)耦合、時(shí)變性和控制不確定性系統(tǒng)，其精確數(shù)學(xué)模型幾乎無(wú)法建立，即使能建立數(shù)學(xué)模型，也非常復(fù)雜，難以求解，以致沒(méi)實(shí)用價(jià)值，而傳統(tǒng)控制對(duì)較確定控制模型控制效果較好，而對(duì)于高度非線性，不確定性，復(fù)雜反饋信息控制效果很差甚至無(wú)能為力。鑒于此我們選擇了模糊控制算法。同時(shí)采用改變模糊量化因子方式更好適應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)的改變。 3.模糊控制結(jié)構(gòu)原理及實(shí)施 模糊控制工作原理： 模糊控制過(guò)程中，根據(jù)厚度設(shè)定值s與反饋值y的偏差量e以及偏差量的變化率e，按模糊控制算法運(yùn)算，得出輸出控制量u，再轉(zhuǎn)換為電機(jī)控制脈沖，驅(qū)動(dòng)閥門(mén)開(kāi)口量

39、，調(diào)整風(fēng)量，控制薄膜厚薄度。 實(shí)際控制過(guò)程中，偏差量e及偏差量的變化率e分別乘以量化因子Ke，Ke得出模糊量E，E再調(diào)用查表程序，從控制表中查出對(duì)應(yīng)模糊控制量的輸出值u，再乘以量化因子Ku得出實(shí)際控制量。 模糊控制量表是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的控制規(guī)律，利用輸入輸出各量的隸屬函數(shù)表，計(jì)算出不同的E、E和U對(duì)應(yīng)的模糊關(guān)系，并將它們關(guān)系合并，再經(jīng)過(guò)合并運(yùn)算，求出各種輸入狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的控制決策的隸屬函數(shù)向量，然后由隸屬函數(shù)最大原則進(jìn)行判斷，得出相應(yīng)控制量模糊值U，當(dāng)求出各種輸入狀態(tài)所對(duì)應(yīng)模糊控制量輸出值時(shí)，就可以得出模糊控制量表。 為了使薄膜不同工藝參數(shù)下能得到較好控制效果，量化因子Ke、Ke、Ku根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)改變而自動(dòng)調(diào)節(jié)，在調(diào)試過(guò)程中，量化因子Ke、Ke、Ku對(duì)控制系統(tǒng)性能指標(biāo)影響規(guī)律如下： a)Ke越大，