意大利SIPA二步法吹瓶机.ppt

TRAINING PROCESS工艺 意大利SIPA二步法吹瓶机 STRETCH BLOWMOULDING拉伸吹制1 THEORETICALPART原理部分 Tableofcontents内容总揽 Thermoplasticpolymers聚合体的热塑性GeneralcharacteristicsofPET一般特性SBMprocessexplanation拉伸吹制过程解释Heatingandconditioningprocess加热调整过程Stretch blowingprocess拉伸吹制过程 1 2 3 4 5 Polymers聚合体 definition定义 Polymerchains聚合体链 ahighmolecularmasssubstancecharacterizedbytherepetitionofoneormoretypesofmonomericunits由一种或多种单体副本组合而成的高分子化合物 Monomer单体 asimplecompoundwhosemoleculescanjointogethertoformpolymers分子组合在一起可形成聚合体的一种简单化合物 1 PET PolyEthyleneTerephthalate聚对苯二甲酸乙二醇酯 是由PurifiedTerephthalicAcid纯对苯二酸 PTA 和EthyleneGlycol乙烯乙二醇 EG 两种原料化合形成的聚脂 这两种石油加工物在反应器内形成聚脂 1 PET的原料和制造 POLYESTER 聚脂 POLY MANY许多ESTER joiningofanACIDandaGLYCOL酸和乙二醇的连接物 EG PTA EG PTA EG PTA EG PTA EG PTA Polymers聚合体 结构 Thechainstructuredependingfromthemonomer链结构由单体的泛函性组成决定functionality 2or3 1 F平均泛函性 F 2线性F 2 8网状2 F 2 8树枝状 Polymers thermoplastic thermosetting 1 聚合体 热塑性和热硬化性 1 1 直线状和树枝状连接聚合体 链结构如何能影响材料性质 链间相互之间可以滑动 热塑性加热变软 冷却变硬 在软化状态 温度高于Tg 通过吹制成型 网状连接聚合体 链间相互之间不能滑动因为它们之间有非常坚固的化学连接 热硬化性通过加热或其它处理 化学 光学 不能通过加热软化 不可熔融和溶解 Polymers thermoplastic thermosetting 2 聚合体 热塑性和热硬化性 2 1 Polymers omopolymersandcopolymers 1 Omopolymer polymerwherealltherepetitiveunitsareofthesamekind Copolymer polymerwheretherepetitiveunitsareoftwodifferentkinds Inmanycases asmallquantity 2 4 ofdifferentmoleculas i e isophtalicacid areaddedtoethyleneglycolandterephthalicacidinordertoimproveprocessabilityoftheresin Monomer A Omopolimer A Copolimer A B Monomer B 2 Monomer A Monomer B Alternated Ablocchi Random Graft Theorderanddistributionofthe B monomersinthechainchangethematerialbehaviour Polymers omopolymersandcopolymers 2 2 PET 链长度 1 Thepolymermechanicalbehaviourdependsonthechainsaveragelenght 聚合体的机械特性由链平均长度决定 链越长则链与链之间的可滑动量越小 IV IntrinsicViscosity固有粘度Quantityproportionaltochainslength It sthemeasureofthemobilityofthepolymerchains 链长度所占比例反映了聚合物的滑动性能 短链IV低 链滑动性高 机械强度低 长链IV高 链滑动性差 机械强度高 2 PET 链长度 2 Fibergrade纤维等级 Specifications 短链结构 平均长度 100units IntrinsicViscosity固有粘度 0 5 0 7dl gacetaldeydecontent乙醛含量高 AA Applications filmsandfibers胶片和纤维 PET可有两种状态存在 fiber 纤维等级和瓶子等级 Productionprocess Fusestatepolycondensation 2 PET 链长度 3 瓶子等级 Specifications 长链结构 平均长度 130units IntrinsicViscosity固有粘度 0 74 0 86acetaldeydecontent乙醛和水含量低 用途 瓶子 Productionprocess生产工艺 polycondensation固态缩聚 2 PET瓶子等级 瓶子等级PET是一种高IV 低AA的树脂 2 机械性能好气体阻隔性好结晶率低 高IV 熔点非常高有热降解的危险 非常高IV PET morphology结构形态 1 PET的链之间怎么排列和组织 CRYSTALLINE结晶态 颗粒 opaque白色不透明 AMORPHOUS无定形态 瓶坯 熔融 冷却 Transparent透明 ORIENTED定形态 瓶子 拉伸 吹制 Transparent透明 2 Crystallinestate结晶态 固态 Tm 250 C 310 C 降解态 熔融态 PET 结构形态 2 2 Alignedchainsegments按链段排列 Opaque不透明机械性能和热阻性好易脆裂气阻性好熔化过程没有软化阶段 温度在Tm以下不能变形 PET 结构形态 3 Amorphousstate无定型态 聚合体链没有特殊的排列 Transparent透明的Poorchemicalresistance低化学阻抗Elastic有弹性Highgaspermeability高气体渗透性Softensbeforemelting熔融前有软化阶段 玻璃态 Tg 70 C 160 C 弹性态 结晶态 250 C 降解态 320 C 粘弹性态 温度在Tg之上可变形 Tm 熔融态 2 定形态 straininducedcrystallization应变结晶 Transparent透明highmechanicalproperty高机械特性highbarrierproperty高气阻性 无定形态PET少量结晶态被无定形态随机环绕 如何适应这种结构形态 加热到高于Tg 塑性变形 定形态PET定形态和无定形态 PET 结构形态 4 2 Biaxialoriented双轴向的 单轴向的 PET是一种吸湿的树脂 有从外界吸收水分的倾向 很多因素决定水分的吸收量 如 保存时间 温度 环境露点 树脂的结晶率 PET在无定形态要比结晶态吸水速度快 Theamountofwaterabsorbeddependsonvariousfactorsthatisstoragetime temperature environmentdewpoint crystallization oftheresin PETintheamorphousstateabsorbsmoisturemorequicklythanincrystallinestate PET Environmentmoistureabsorption外界湿气的吸收 2 PET 吸湿对拉伸吹制的影响 Thewatermolecularstrappedbetweenthepolymer smolecularchainsbehavesasalubricant 聚合体分子链之间的水分子表现为润滑作用 SoitbecomeseasiertostretchthematerialbutthisalsohasanegativeeffectonbottleshrinkagethroughtheNSRrise 所以它使拉伸变的容易 但同时因为自然拉伸率的上升对瓶子的收缩有负面影响 3 15 20ppmofH20 1000 2000ppmofH20 PET样品 无定形态 25Kgf1mm伸长 10Kgf1mm伸长 3 PET 张应力特性TensileStressBehaviour 1 IfanamorphousPETsampleissubjectedtoatensilestressimportantconsequencescanbeobtainedonitsmolecularstructure Theybasicallydependsonthetemperatureatwhichstressesareappliedtothematerial ElasticStrain弹性应变 Oriented被导向 PlasticStrain塑性应变 Stretched拉伸 PET 张应力特性TensileStressBehaviour 2 3 Howtheplasticsamplemodifiesduringtheelongationsteps塑料样本在延长过程中如何变形 ELONGATION延长 STRESS压力 SBM拉伸吹制管理工艺 基本原理 拉伸是自我限制的 为什么PET能被拉伸 3 SBM拉伸吹制管理工艺 基本原理 哪种情况是最好的拉伸 延长 NSR自然拉伸率 STRESS压力 UNSTABLE不稳定拉伸 过度拉伸 最适宜的拉伸 3 SBM拉伸吹制管理工艺 基本原理 Thestretchingcanbeadjustedbyworkingonthethermalprofile拉伸的调整可通过改变加热曲线来完成 拉伸度越高需要的温度越高2 厚度是由加热曲线控制的 3 拉伸速度越快 需要的温度越高 V 3 SBM拉伸吹制管理工艺 拉伸率 Thestretchingratiodependsonpreformandbottledesign实际拉伸率由瓶坯和瓶子的设计决定 几何形状 3 SBM拉伸吹制管理工艺 操作工艺描述 加热和调整温度控制和纵向温度曲线内 外侧温度曲线控制避免瓶坯颈部过热和机器过热 穿过烘箱 瓶子卸载 吹制 瓶坯装载 从烘箱传送到吹模 拉伸 吹制通过一次气和拉伸杆的同步控制料的分布 3 加热和调整 瓶坯平均温度 与以下参数匹配 1 拉伸率2 拉伸速度一般在90 C至115 C由以下参数控制 1 灯管加热功率百分比设定2 烘箱空气温度 烘箱风扇速度控制 4 警告在有相同结果的情况下 温度尽量低过高的温度会导致瓶坯颈部变形和机器的故障 只在必要时 加热和调整 纵向温度曲线 Tobechoosedin2steps分两步选择 瓶坯的统一加热 因瓶坯底部和支撑环下部边缘影响的结果 2 根据瓶子的料分布定制 由外形决定 由以下参数控制 灯管加热功率输出百分比 4 细节1在瓶坯底部和瓶颈下部有边界效应细节2瓶颈下部区域厚度小 不需要很长的热转换时间瓶坯底部厚度大 需要的加热量大 甚至可能使用超出瓶坯范围的加热灯管 如底部下方 有热分配问题的危险 加热和调整 4 瓶坯底部和瓶颈下部的加热 加热和调整 内侧 外侧温度曲线 内侧需要比外侧高的温度 烘箱外一段时间的调整是必要的 由以下参数控制 1 功率和加热灯管的数量 如 5个灯管100 加热比10个灯管50 加热温差要高 2 风扇 冷却外侧 3 烘箱进出口加热功率的平衡4 烘箱外调整的时间 热转换 4 瓶坯内侧的拉伸比外侧要多 热转换 瓶坯加热 4 105 C 95 C 理想的调整时间 热转换 厚度 厚瓶坯如 CSD瓶坯 厚部位如 瓶身和瓶底 出烘箱后有更多的时间烘箱进口一侧更多的加热更多的排风灯管更高的功率 更多的热转换 薄瓶坯如 纯净水瓶坯 薄部位如 瓶颈下部 较少的热转换 4 出烘箱后有较少的时间烘箱两侧同样的加热较少的排风灯管较少的功率一般都没有问题 热转换 生产量 1 Thetimeatdisposalforheatingpenetration加热处理的时间2 Theconditioningtimeaftertheexitfromtheovens出烘箱后的调整时间 灯管加热和排风 烘箱进口一侧加热功率 烘箱出口一侧加热功率 SFL系列 生产量变化改变了什么 产量不充分的热转换 产量过度热转换 烘箱进口一侧加热功率 甚至关闭烘箱进口的第一组灯管 4 怎么解决 5 拉伸吹制 过程描述 1 一次气 10bar 二次气 40bar 减压 拉伸吹制 过程描述 2 拉伸杆下降速度 一次气进入压力 流量 延时 5 气泡的形成OmogeneousstretchVolume60 70 Nouncentered 二次气进入压力 延时 减压排气时间 一次气吹制时间 二次气吹制时间 STRETCH BLOW MOULDING2 PRACTICALTRAINING Topics Recipesetting工艺参数设定 Findathermalprofile寻找适合的温度曲线Primaryairblow一次气吹制Secondaryairblow二次气吹制Optimizationincontinuousproduction连续生产的优化Longperiodvariations长时期后的变化 1 2 3 4 5 加热 瓶坯温度 需要使用多少个灯管参与加热 在瓶坯上标记每个灯管的位置 作为最终模板eventuallyuseatemplate 1 设定灯管和风扇的参数Decisiontakenaccordingtotheproductivity preformcharacteristics thickness color Es lamps60 ventilation70 Modifyheatingparameters Globaltemperatureiscorrect Shouldbefrom90 Cand100 C pirometerorotherkindofsensor Thermalprofilesetting NO YES Heating thermalprofilesetting Markthepositionofthelampsinpreform 1 Heatings Freeblowp 2 5 3 5barItdependsofthepreformthickness ThermalprofileisOK Preformshouldbestretchedwithuniformity Powerlampsadjustmentuntiltheuniformityofstretchhasbeenreached NO YES Primaryairblowing Heating thermalprofilesetting 1 Practicalexample Primaryairblowing Settingsofprimary secondaryairblowingprimary whenthestretchrodtouchesthepreformbottomsecondary whenthestretchrodreachesthelowestposition 2 Primaryairblowingdescription withoutthesecondaryair blowabatchofpreformsonlywithprimaryair Airandstretchrodshouldbesyncronized Adjustmentstocarryoutinthefollowingorder 1 Settingofthebestprimaryairpressureandthebeststretchrodspeed2 Settingoftheprimaryairdelay advance3 Adjustmentofprimaryairflowregulatorineachblowcavity Primaryairblowing 2 Checktheconformationofthebubblestarget thebubblesshouldbestretchedwithuniformity withagooddispositionofthicknessandcentered Secondaryairblow Secondaryairenabled When stretchrodreachesthelowestpositionHowmuchtime alltheremainingtimebeforedecompressionwith30barofpressurefornaturalwater lightbottle 40barforCSD 3 BlowabatchofpreformswithsecondaryairThefollowingdefectscanhappen Whiteareainthebottomlowtemperatureofpreformchangethelampspowerset setTofovensair adjustthefansspeed Schretchedlogosexcessofformationinprimaryairdelaytheprimaryair reducetheairpressure advancethesecondaryair Materialbaddistributionthermalprofileorprimaryairdelaynotoptimizedoptimizetheheatingandtheprimaryairdelay Optimizationincontinuousproduction 4 Foundthebestrecipeloadinglittlepreformbatches setthepyrometerwiththereadvalue switchonthefeedbackandstarttheproductionforatleast3minutes Defectsduetothetemperaturevariationofovensaircanappear toomuchmaterialinthebottom craters WhatcanIdo Followthesuggestions IncreasethesetTofairandventilationAttention ifTairistoohightheriskis overheatingtheovensandstabilizationtimetoolongTmax 85 C Morepowertothelampandmoreventilationreductionofairtemperaturegapbetweenstartupandcontinuousproduction ReductionofpreformsetT max3 C Balancingtheeffectduetothedifferenttemperatureoftheair Incontinuousproductionthefeedbackshouldworkaround 4 Optimizationincontinuousproduction 4 setTair空气设定温度 setTpreform瓶坯设定温度 1st 解决方法IncreaseTairsetandventilation增加空气设定温度和排风 Optimizationincontinuousproduction 4 2nd 解决方法Increasinglampandventilationpower增加灯管加热功率和排风 Optimizationincontinuousproduction 4 3rd SOLUTIONPreformtemperaturesetreduction降低瓶坯设定温度 Longperiodvariations 5 Whatcanchangeinthelongperiod 1 Environmenttemperature环境温度2 Temperatureofpreformsinstock瓶坯库存温度WhatshouldIdo Optimizeagaintheprocess findthenewsetofthetotalpowerfortheovens ventilationandmodifythesettemperatureofairandpreform Theidealthermalprofiledoesn tchange Productivitychange Whicharethesettingsneedtobechangedincaseofhigherproductivity 1 Heatings thepreformtemperatureandthethermalprofileneedtoremainthesame2 Thermalinversion itisneededtoguaranteethesamedifferenceoftemperaturebetweeninternalandexternal theinversionmustbeincreased 3 Primarypressure increasingthespeedofthestretchingrod theprimaryairpressuremustbeincreased thebubbleinprimaryhastoremainthesame 4 Airinletset itcouldbenecessaryre adjustthesettingsforprimaryandsecondaryairentry 5 Productivitychange highproductivity Whicharetheproductivitylimits 1 Ovens Toguaranteethesufficientheatingpowerandahigherthermalinversionitshouldneedincreasethepercentagesofthelampsandincreasetheventilation Beyondalim