吹瓶拉伸吹塑解析

摘 要：目前市場上拉伸吹塑的塑料產品很多，尤其是各式各樣的飲料瓶等的生產工藝大部分都是拉伸吹塑成型。文章從制瓶方法拉伸吹塑工藝過程、材質特性等方面分析。哪些關鍵因素影響制瓶質量，并分析如何去解決相應問題。

關鍵詞：拉伸吹塑；軸向、徑向拉伸；IV值固有粘度

引言

目前市場上拉伸吹塑的塑料產品很多，尤其是我們的生活中常用的日用品，例如各式各樣的飲料瓶、液體油瓶、化妝品瓶、藥品瓶等，這些塑料瓶的生產工藝大部分都是拉伸吹塑成型。拉伸吹塑成型的產品與不是拉伸吹塑成型的產品不同之處：除產品形狀固定外，還能達到其內部微觀狀態有序排列，科學改善塑料容器的許多物理性能。實踐證明，通過雙向拉伸成型后，產成品的柔韌、耐高溫、阻透、防變形等性能均有顯著提高。經過拉伸后的產成品壁薄而均勻，既能節約原材料，又可以降低產品成本。

1 拉伸吹塑概述

1.1 拉伸吹塑原理

拉伸吹塑通常是縱軸與橫軸兩方向吹塑，PET材質的瓶坯在熱高溫狀態下通過氣缸或伺服電機沿縱軸定距離拉伸，同時用高壓壓縮空氣沿橫軸徑向吹脹拉伸瓶坯，在模具空間內快速成型，加工成包裝容器的一種方法。PET材料在均勻加熱狀態下，將原先非結晶或結晶的聚合物分子定向，并同時冷卻固定定型。拉伸吹塑是材料的雙軸定向，吹塑容器的性能和定向程度密切相關。提高容器阻滲透性、透光性、耐溶劑性，減少壁厚。

1.2 拉伸吹塑成型過程

第一步：將PET粒子經過干燥除濕后，再通過高溫熔融，塑料熔融塑化，注塑或擠塑成瓶坯；第二步：瓶坯再均勻受熱達到合適的拉伸溫度；第三步采用氣缸或伺服電機縱向拉伸；或采用壓縮空氣橫向膨脹；最后將模具內成型的中空容器用循環空氣冷卻至室溫脫模。

1.3 拉伸吹塑方法

拉伸吹塑的方法按成型方法分為：擠出拉伸與注射拉伸吹塑兩種方法。大體積的包裝容器普遍采用擠出拉伸吹塑工藝，小體積的包裝容器一般較多采用注射拉伸吹塑；按成型工序分為：一步法拉伸吹塑成型和二步法拉伸吹塑成型；按綜合方法可分為：一步法注塑拉伸吹塑、一步法擠塑拉伸吹塑、二步法注塑拉伸吹塑、二步法擠塑拉伸吹塑。

2 PET材料拉伸吹塑制品工藝

拉伸吹塑制品材料有PET、PP、PVC、PC、POM、PAN等，其中PET最常用。PET吹塑成型的產品優點是成品壁厚均勻而且薄；自由吹脹塑性好；有良好的通透性、阻滲性、柔韌性；分解有害物質少，符合食品包裝要求。

PET吹瓶的工藝對原物料粒子的溫度濕度、拉伸時間和速度、冷卻要求都比較高。PET的最佳拉伸（取向）溫度Tsin=105℃，取向溫度范圍85-115℃。溫度過高容易出現高溫發白，瓶子外觀呈現乳白色，取向不充分；溫度過低容易出現低溫變白，外觀似珍珠白，影響透明效果，但取向效果良好，可是耐熱性變低，容器受熱后體積收縮變化大。在拉伸比方面，軸向拉伸比比值BL=拉伸后長度值/拉伸前長度值，正常值大約在2.5左右；徑向拉伸比值BD=拉伸后直徑值/拉伸前直徑值，正常值大約在4左右；總拉伸比B=BL×BD。拉伸比值太大會出現應力發白，外觀成絲狀珍珠白。拉伸比值大，拉伸強度會提高，沖擊強度也提高，跌落強度也增強，還能提高阻止內外氣體滲透容器的能力。拉伸應變的時間（速率）：從拉伸開始到完全吹塑成形所用的時間。如果拉伸時間太長，分子取向變松馳（取向不好），如果拉伸時間太短，瓶子會出現裂縫等缺陷。保證有效合理的拉伸、應變時間，才會生產合格產品。冷卻時間（速率）：從完全成形到離開模具所用的時間。應采用較大的冷卻速率，將取向的分子保持下來，并有助于縮短成型周期。冷卻時間的大小與模具溫度、結構、材料、及制品的壁厚、質量等因素有關。如果冷卻時間短則取向分子結構的松馳較小（強度好），同時取向程度也較高。故吹瓶時的冷卻水水溫要低，壓力要大，流量要大，冷卻時間才能減短，冷卻速率才高，生產效率才高；從拉伸吹塑制品上取徑向和軸向切片測量其拉伸強度，可估計制品的取向程度，一般情況，經取向后的拉伸強度近似等于未取向時的拉伸強度乘以對應的拉伸比。

3 吹塑拉伸常見問題分析

塑料瓶通常都是由高壓壓縮空氣吹出來的，吹瓶方法通常分為一步法和兩步法，二者區別在于一步法是指在同一機器里用PET粒子加熱注成瓶坯、加熱的瓶坯再通過拉伸吹塑成成品瓶子；兩步法通常由注塑瓶坯機器注好瓶坯，中間有時間間隔，再到另外一臺吹瓶機加熱瓶坯，拉伸吹塑成型。瓶坯的二步法生產的型坯加熱方法：紅外線加熱器，石英管，射頻三種。PET瓶坯的加熱方式：既移動又連續旋轉，以將其均勻加熱，坯頸部用冷卻板和吹風保護，不被加熱。通常吹瓶過程中容易出現瓶子被吹破、底部積料、底部中心偏心、瓶身個別部位偏薄、瓶脖子歪、瓶身局部發白等問題。如何分辨是吹制的問題還是瓶胚本身的問題？現在我們從瓶子本身不良狀況查找問題：

3.1 瓶子被吹破的原因分析

（1）胚坯加熱溫度不夠，沒有通透；（2）拉伸桿沒有拉伸到位；（3）拉伸桿速度慢； （4）溫度保護上下限值設置得過高。 解決辦法是生產速度不變的時候增加輸出功率百分比，功率輸出百分比不變的情況下減少產量，也就是降低速度。 （5）合模后排氣，將拉伸桿手動推到模底與模底接觸，調節并扭緊限位螺母，或檢查拉伸氣缸氣壓和內部密封是否內漏。 （6）將拉伸氣缸上的節流閥調大到合適值。（7）將下限溫度調低，一般加熱PET瓶胚設置為85-95℃，上限可設置到125-130℃。

3.2 底部積料，就是瓶底有很厚的料聚在一起原因分析

（1）一般為延時吹氣時間太長，或一次氣吹氣時間太長； （2）瓶胚底部沒有熱軟，與其余位置比溫差較大。解決辦法有兩種：一是縮短延時吹氣的時間，一般值為0.3秒，可根據瓶子情況調整。 二是用手捏胚管，看看底部是否很硬，如果硬則增加對應瓶坯底部燈管的功率輸出百分比。

3.3 底部不正原因分析

（1）為拉伸桿速度太慢；（2）延時吹氣時間不夠；（3）瓶胚偏心嚴重。解決辦法：a.將拉伸氣缸上的節流閥調大；b.加大延時吹氣時間；c.測量胚管的偏心度。（偏心較大時，加溫到一定程度胚管會變得彎曲）。

3.4 瓶身偏簿的原因分析

如果瓶底中心位是正中的，瓶坯偏心的可能性較大，或制瓶坯的瓶坯機冷卻水道臟堵，冷卻不均，或者是加熱瓶坯的在個別地方沒有旋轉，造成加熱不均。 解決辦法是換其他瓶坯機生產的瓶坯試機，建議維修瓶坯機冷卻水道。

3.5 瓶子發白原因分析

第一種情況是如果加熱溫度太高，瓶子周身或局部為陶瓷白狀態。第二種情況是加熱溫度不夠，導致瓶坯沒有熱輻射透，瓶子周身或局部為珍珠狀白。解決辦法是調節加熱輸出功率百分比，做出相應高低調整，根據瓶子不同的情況，分析哪些地方出問題，如吹破的瓶子、偏心或其它問題。

4 結束語

查看部分或所有同一問題的瓶子，看是不是同一個吹模腔號，或是不是同一個注塑腔號，是在注塑腔的同一位置還是在吹模腔的同一位置，如果是在注塑腔的同一位置，比如每次都是2號瓶坯有問題，則表示制2號瓶坯腔出現問題，如果每次都是2號吹模腔有問題，則要從2號模具與其它吹模模具的區別來查找問題。看每個不良品有沒有共同特點。從這些共同點去發現和區分到底是什么地方的問題。再進行“對癥解決”，共性問題從材質方面去分析。

參考文獻

[1]中國行業研究網.http：//www.chinairn.com/doc/70310/484088.html.

[2]周正華.PET瓶的生產應用現狀及發展前景[J].合成技術及應用，2001，3.

[3]中國塑膠人才網.http：//pr.baidajob.com.