吹瓶工艺原理及异常处理方法.ppt

SIPA一步法吹瓶 品管制程一科 一步法吹瓶 一 PET粒子的简介及评价PET粒子的指标二 一步法吹瓶概术 工作原理及工艺流程 三 一步法吹瓶工艺关键控制点四 一步法吹瓶工艺中影响空瓶质量关键因子五 常见空瓶不良点的原因分析及解决方法 一 PET粒子的简介及评价PET粒子的指标 一 PET粒子的简介及评价PET粒子的指标 PET简单介绍 1 PET分子结构特点a PET具有对称芳环结构的线型分子链 易于取向和结晶 具有良好的成纤和成膜性 b PET分子链上带有极性酯基 赋予较强的分子间作用力 强度和一定的吸水性及水解性 c PET分子具有两种构相 晶体呈反式构相 无规体呈顺式构相 P E T 的特性与特质 在Tg 温度前 是无序的分子链胶合成的玻璃态 PET的3个转化点温度 P E T 粒子 玻璃态转化点温度 mW 放热反应吸热反应 能量 熔融态转化点温度 结晶转化点温度 温度升高 20 C min 非结晶态P E T 的DSC热分析 依材料不同而有所差异 一 PET粒子的简介及评价PET粒子的指标 PET的特性 玻璃态转化点温度 Tg 软化点 在该温度下分子链与分子链间能相对运动 由固态转换到橡胶态的温度点 该温度取决于该聚合体的结晶度有多少结晶温度 Tc 在该温度下无规则的非结晶PET转化为结晶态 球状结晶 乳白色 PET最大结晶率为55 左右熔融温度 Tf 聚合体的熔融点该温度是微晶体熔融 由固态变成液态的温度 这是微晶体的熔化温度 例如 Tm 270 固有粘度 PET的液态粘度这是摩尔质量的主要特征 也就是分子链的平均长度 一 PET粒子的简介及评价PET粒子的指标 P E T的特性 非结晶态 未有结晶的晶体存在 就是所谓的非结晶态 该状态是透明的 它的密度约为1 33 也被称为 强化 PET结晶态 一种由有序和无序区域组成的半结晶态 我们发现 加热过程中产生白色球状结晶 通过拉伸促使诱导结晶 拉伸结晶 定向拉伸 在不同条件下 可以使PET有单一方向或双方向的拉伸结晶 一步法吹瓶机SIPA 二 一步法吹瓶概术 工作原理及工艺流程 一步法吹瓶工艺概述 SIPA 一步法 吹瓶机采用自动化工艺 通过挤压 注塑和拉伸 吹塑各环节制造各种形状 尺寸的PET容器 各种不同的尺寸 瓶型可通过更换吹塑模具来实现 吹瓶机分A B两侧 两侧相同且对称 可同时或单独工作 注模号位于瓶口托环和锁环之间 吹模模号位于空瓶底部 二 一步法吹瓶概术 工作原理及工艺流程 一步法吹瓶工作原理 空瓶由可再生的PET粒子经过塑化 注塑 移动 调整 拉伸吹制及成品输出几个环节先将PET粒子塑化然后注成不同型号之瓶胚 经过调整后吹制成生产所需的各种瓶型供生产灌装使用 2 一步法吹瓶工艺流程及参数 PET粒子 吹模吹制 熔融挤压 干燥塔 中央分配器 瓶胚颈部加热 注塑成胚 瓶用 粒子回收料添加小于 160 185 下干燥4小时左右 熔塑温度280 300 温度 280 300 温度 280 310冰水温度 9 12 模温110 130 循环气时间0 6秒 气刀温度400 550 气刀压力15 30Mbar 2一步法吹瓶工艺流程及参数 2 1一步法吹瓶工艺流程 PET粒子干燥先将原料PET粒子干燥除湿 PET粒子是一种吸湿物质 它能够从外界环境中吸收水分 水分百分比不同的表现 0 1 的总重 PET正常出厂时的水分0 6 的总重 PET经过库存后含水的上限0 003 总重 干燥后PET粒子含有水分量 此时PET粒子能发挥最大功效 0 0 80 0 40 0 04 0 08 0 12 0 16 IV dl g H2O 水分存在对PET产生降解作用 当温度 PET溶解温度250度 水分子使聚合物发生水解同时水分子破坏了聚合体的分子链 分子重量降低 粘度降低 分子链变短 使得瓶子的机械性能降低 载荷应力 冲击强度等 空瓶外观透明度降低 结晶速度提高 水分对PET的影响 正常生产过程中 从粒子到瓶胚将粘度 IV 的降低量必须控制在0 02 0 03dl g PET粒子干燥影响因素 温度对PET的影响 降解速度 温度 100 140 180 0 PET的水降解现象可以发生在低温及熔融状态 热量散失速度 在干燥初始阶段直接采用高温干燥将导致 粘度值下降 IV 在干燥塔中如果PET粒子已经去除水分 如果干燥温度 180 将导致PET粒子氧化降解聚合物的分子链断裂同时AA的气体产生量升高 粘度下降所生产的瓶胚发黄 PET粒子干燥影响因素 100 140 180 220 260 0 吸取过量水分的PET 低粘度IV短链 高粘度IV长链 由左图可以看出在熔解温度180 时结晶程度占据PET 吸取水分过量的PET 低粘度IV短链 高粘度IV长链 当熔解温度大于180 时结晶度均出现下降趋势 故而可知在生产瓶胚空瓶中我们需要高粘度值的PET即 长链的含水量低的PET粒子 熔解温度T v结晶度 PET粒子干燥影响因素 从上图可以看出PET在吹瓶各个阶段粘度的变化及乙醛含吸收量 1 PET在干燥区域 挤压机区域均乙醛的释放量增加过程 在注射器区域 注塑模区域量的变化不大 2 PET由干燥区域到挤压机区域过程中出现了粘度值下降量的过程在此阶段应当控制粘度下降量在0 02 0 03dl g 便于后续空瓶的机械强度 气密性 PET粒子干燥影响因素 PET粒子中添加粉碎料 8 10 4 3 9 1 2 7 6 5 2 4 6 8 10 12 14 PET粉碎料重用的PET的含量 瓶子中AA含量 被粉碎后的PET薄皮具有以下性质 1 非结晶态 2 乙醛含量高 3 粘度低 PET粒子中添加百分比不超过4 粉碎料促进了原料的加工过程 因为粘度降低导致原料熔点降低 锻炼原料起到了润滑作用 在干燥中大量乙醛气体被排放出去 使用少量 低于5 的经过粉碎过的未被 灌装物 纸板其他塑料等等 污染的原料混合使用并不影响所生产瓶子的机械性强度和气密性 熔融挤压 中央分配器分配 注塑成胚 注塑成胚 冷却挡板 注射器 导流转向阀 液压杆气缸 注塑成胚 料液经热流通道后通过导流转向阀被注射器吸入装载 导流转向阀如图示是一种由两个固定位置的孔构成PET经过共有通道被不同的注射器装载 其中共有通道是保证其pet进不同的注模共有通道 而导流转向另一个孔是注射器注射阶段进注模专有通道 导流转向阀共有通道 导流转向阀进注模专有通道 注塑成胚 导流转向阀 10mmextra 装载阶段 110 0mm60 vel 10mm50 vel 80mm87 vel 25mm72 vel 15mm55 vel 20mm100 vel 减压阶段 保压 注射阶段 保压 0mm 120mm 130mm 注塑成胚 注射器行程计算 A C d C v Av N 模腔 W 单个瓶胚重量 Wsp PET Wsp 1 220 80 d 6 5cm12 48 32 40 d 5 2cm 注塑成胚 瓶胚调整 完成注塑 冷却周期后 吹瓶机打开传送系统收取瓶胚并将其放到各自的传送系统以将其输送到下一单元 本环节瓶胚出温约105摄氏度 瓶胚及瓶颈通过冷却上述冷却环节被冷却至80 90摄氏度 期间 瓶胚由辊环支撑 并保持在正确的位置 施以少许压力以保持其圆形 同心的特性通过上述移动环节 瓶胚先被传送至热调整区 通过特殊喷嘴将热空气吹至瓶胚整个表面以便为下边的拉伸 吹制单元保持或达到理想的瓶胚温度和曲线 每类容器略有不同为保证热量分布均匀 此过程中瓶胚处于旋转状态 即通常所说之热风刀 拉伸吹制 瓶胚离开调整环节 被输送至拉伸 吹制站 进入封闭特殊的模具中 由液压装置 一些为气动装置 操纵拉伸杆以可调整的垂直进程对瓶胚进行拉伸 并将瓶胚底部由瓶胚的凸出点与底模之凹入点挤压固定 最终吹制通过两个截然不同的低压 10bar 和高压 25 40bar 吹气阶段获得 气体由拉伸杆两侧的吹气孔中吹出系统通过液压机械铰链系统保证吹塑模在吹气期间保持封闭 底部同过另外的特殊模具来形成 瓶胚运动与模具封闭同步进行 拉伸吹制 吹制阶段 低压气及高压气在吹制过程中的方向 吹制拉伸空瓶成型后其高压气循环流向图 吹瓶工艺管制基准 1 PET粒子露点温度 55 45 2 PET粒子干燥温度 170 185 3 色母油添加比例 嘉洛斯0 042 温度 275 300 4 熔融挤压压力 160bar 200bar挤压油温 40 50 温度 280 300 5 注射时间 0 85s 1 3s压力 160bar 185bar 吹瓶工艺管制基准 冰水温度 8 13 5 注塑冷却冷却时间 1s 5s冰水压力 4 0 6 0bar冰水流量 80cm3 h 120cm3 h温度 400 600 气刀调整时间 3 0s 5 0s压力 15mbar 30mbar 吹瓶工艺管制基准 一次吹气位置 0 90mm一次吹气压力 10bar 15bar一次吹气时间 0 1s 0 4s吹塑二次吹气压力 35bar 40bar二次吹气时间 2 0s 3 0s排气时间 0 3s 1 5s油温机温