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1 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 Krones吹瓶机设备教材培训 工艺教程 主编 胡宇副编 审核 日期 2014 12 25 目录 一 PET的特性基础二 瓶子如何形成三 加热炉工艺四 吹塑轮工艺五 工艺参数设置六 PET空瓶优化方法七 瓶子缺陷分析八 空瓶检测方法九 PET坯质量判断方法十 新建工艺与工艺备份 2 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 一 PET的特性基础 什么是PETPET分子结构PET线性结晶原理PET优点 缺点PET玻璃态转化点温度范围PET粘度 IV值 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 3 1 什么是PET 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 4 对苯二甲酸 乙二醇 PET 对苯二甲酸 乙二醇 是高分子聚合物 2 PET分子结构 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 5 结晶体 白色球粒 非晶体 透明瓶胚 定向的瓶子 对苯二甲酸 乙二醇 水 反复结合 3 PET线性结晶原理 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 6 PET拉伸的应力应变曲线 4 PET优点 缺点 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 7 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 PET的3个转化点温度 P E T 粒子 玻璃态转化点温度 mW 吸热反应 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 5 PET玻璃态转化点温度范围 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 8 6 PET粘度IV值 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 9 二 瓶子如何成型 PET瓶坯形状PET生产至瓶坯过程生产瓶坯到投入生产存放时间PET瓶坯储存要求瓶坯至瓶子过程PET拉伸比 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 10 1 PET瓶坯形状 瓶胚是一种注塑物品 作为后续双向拉伸吹瓶的中间半成品瓶胚的瓶颈在注塑的阶段已经定型 它的尺寸在加热和拉伸 吹制时不会改变瓶胚的大小 重量 壁厚的设计是我们吹制瓶子时需要非常关注的因素 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 11 密封面 天面 瓶颈 支撑环 胚身 注塑口 2 PET生产至瓶坯过程 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 12 3 生产瓶坯到投入生产的存放时间 在进入机器前 瓶坯必须在仓库中存放24小时 湿度 PET吸水瓶坯应存放在干燥的地方瓶坯的存放时间不应超过3个月 用于热灌装 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 13 非晶体状态的PET就像海绵 能吸很多水 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 14 4 PET储存要求 5 瓶坯至瓶子过程 1 拉伸杆拉伸2 预吹气压进气3 预吹获得外形 4 高压气进入 保压5 拉伸杆吹气冷却 只有热灌才有 6 排气 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 15 6 PET拉伸比 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 16 三 加热炉工艺 红外线灯管分布灯管波长灯管控制器与灯箱配置加热炉平衡区作用芯轴头工艺垫片瓶坯加热过程 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 17 1 红外线灯管分布 1 3 000W2 2 500W3 2 500W4 2 500W5 2 500W6 2 500W7 2 500W8 2 500W9 2 500W 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 18 2 灯管波长 石英棒 聚焦棒 的作用 集中加热颈部 使支承环以下拉伸更好 聚焦作用减少了对支承环的加热 有效地保护了瓶口 有色瓶坯比透明瓶坯吸热效果好 所以吹同一瓶形时 用有色瓶坯则加温炉的灯管功率需适当减少 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 19 3 灯管控制器与灯管配置 PLC向控制器提供总输出数据 控制器根据剖面图进行分配 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 20 4 加热炉平衡区作用 平衡区域作用 温度渗透 由外朝内 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 21 5 芯轴工艺垫片 芯轴垫片的厚度可控制瓶坯在加热炉中受热的高度及每排灯管对应加热的位置 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 22 6 瓶坯加热过程 1 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 23 瓶坯加热过程 2 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 24 瓶坯加热过程 3 芯轴头转速瓶坯在加热中转速为 3 4圈过一个灯箱为最佳 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 25 四 吹塑轮工艺 拉伸系统 拉伸目的 速度 间隙 吹嘴 阀组动作步骤 定位 分流 压力补偿 合模间隙冷却 模温 拉伸杆与模具要求 热灌 模具加强筋 排气孔侧模 底模冷却 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 26 1 拉伸系统 拉伸目的 位置0 拉伸杆接触到瓶胚底部预拉伸预吹气 P1 7 15巴位置10 拉伸杆到达极限位置中吹压力Pi为终吹的50 终吹 P2 25 38巴冷却时间卸压 Ex1和Ex2拉伸杆返回10 排出瓶子 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 27 拉伸系统 拉伸速度 在默认情况下 这个数值是0 86m s 即如果机器的输出量为1 000瓶子 设备 则安装的拉伸凸轮可确保拉伸速度为0 86m s 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 28 拉伸系统 拉伸速度 此处显示拉伸速度 实际速度 这个速度由0 86m s与设置速度的乘积决定 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 29 拉伸系统 间隙 在底模调节位置用模块加塞尺抬起底模 然后插入瓶坯 用手向下拉动拉伸杆 直到拉伸杆完全抵住底模 如果瓶坯无法上下移动 但可以灵活转动 则拉伸杆的高度正确 否则 就需要重新调整拉伸杆高度 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 30 2 吹嘴 阀组动作步骤 58 Pi 中间压力69 P3 最终压力225 P3 Pi 吹冷气 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 31 吹嘴 阀组动作步骤1 步骤1 预吹塑 回收空气 拉伸 回收空气 32 吹嘴 阀组动作步骤2 步骤2 中间压力Pi 回收空气 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 33 吹嘴 阀组动作步骤3 步骤3 利用拉伸杆进行最终吹塑 压缩空气 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 34 吹嘴 阀组动作步骤4 步骤4 吹冷气 P3 Pi打开 压缩空气 回收空气管道Pi 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 35 吹嘴 阀组动作步骤5 步骤5 Pi管道中达到设置值 Ex1打开 压缩空气 环境 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 36 吹嘴 阀组动作步骤6 步骤6 停止吹冷气 Ex1和Ex2打开 向环境中释放 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 37 4 颈部冷却 颈部冷却水连接 油路连接 颈板 用于隔离的间隙 在高温下保护瓶颈 38 主体油管 140 C 瓶颈冷却 13 C 压力补偿 60 C 瓶颈冷却 13 C 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 39 模温度 管道系统 瓶颈区域 水管温度最高60 C 工艺温度导致流动 隔离等 拉伸杆 吹冷风 通过从内部吹冷风冷却瓶子 模具温度 油管 工艺温度 油温 热量损耗 通常130 C 150 C 瓶底温度 油管 由于非晶体材料的用量多 因此必须大大低于模具温度 通常85 C 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 40 热灌装模具的温度范围 使热模具和较冷模具模架之间的接触最少话模具温度的稳定性 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 41 热灌装模具与模托隔热装置 五 工艺参数设置 瓶坯与空瓶的拉伸比加热炉 灯管功率 冷却 自转 设置模具温度吹气角度 压力 速度曲线分析P1 P2测试界面 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 42 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 43 1 瓶坯与空瓶拉伸比 瓶坯在加热中转速为 3 4圈过一个灯箱为最佳 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 44 2 芯轴头转速 控制器中瓶坯的实际温度是由高温计提供的 高温计测量瓶坯表面的温度 一般为第二根灯管位置 高温计 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 45 瓶坯温度检测 结合加热炉开启的灯管和加热炉功率来优化稳定瓶坯温度 模块把加热能力信号发送到加热控制器 控制器将热容量与加热剖面图相乘 随后将乘积提供给与其连接的加热器 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 46 加热炉输出 瓶坯冷却风扇功率 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 47 加热炉控制器冷却风扇功率 此按钮用于启动油温机 在热灌装系统中 有3个油温机 半模 油 瓶底 油或水 模具模架 水 65 C 控制 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 48 3 模具温度控制开关 此数值应在100 C和160 C之间 半模用油加热 油温加热将使瓶子结晶 并且使其在较高的灌装温度 高达95 C 下稳定 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 49 模具半模温度设定 此处显示两个半模的实际值 通过Pt100传感器 它们被安装在模具1号上 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 50 模具半模温度实际值 实际值之间的偏差 正 负 并且对于新配方 应选择较高的数值 例如10 20 C 直到配方被优化 一旦配方优化后 最大偏差应设置为4 5 C 如果实际值超过公差 机器将无法启动或在自动模式下紧急停机 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 51 模具半模温偏差 预吹气的开始点应与P0相同 在开始时 随后 可以修改并优化开始点 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 52 4 吹气角度 预吹 中间吹气的开始点应与P10相同 在开始时 随后 可以修改并优化开始点 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 53 吹气角度 中间吹 此压力始终应为吹冷气压力的50 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 54 中间吹压力设定 应利用吹瓶程序曲线优化最终吹气的开始点 当快要达到Pi时 应进行设置 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 55 最终吹气角度 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 56 5 曲线分析 5个点显示最大和最小气压 超出2点气压外的模号直接被击打出 在此页面上 可以定义限定值 应该有5个 点 每个点包括一个最小值和一个最大值 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 57 曲线分析 六 PET空瓶优化方法 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 58 始终记住4个关键点 瓶胚品质过于频繁的抱怨机器经常检修生产周期中的工序但我们经常忘记环境的因素 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 59 优化方法 优化方法 区分 优化方法 排除 我们处于阶段1还是阶段2 怎样知道 吹10倍于机器模具数量的瓶胚移出第一个3圈的产品保存接下来3圈的产品按模具号码排列产品并观察 优化方法 分类 相同的缺陷出现在特定的吹模站我们处于阶段1A 不特定吹模站有相同的缺陷我们处于阶段1B 缺陷与模站无关连我们处于阶段2 优化方法 对应分析 STRETCHING拉伸拉伸速度是否正常 滚轮是否沿着凸轮运动 拉伸气缸压力是否正常 润滑是否正常 拉伸杆设置是否正确 拉伸杆与底模间间隙是否正常 拉伸杆直径是否相同 拉伸气压阀设置是否正确 检查滚轮与凸轮间隙气管 阀等是否有漏气 气缸状态是否良好 气动滚轮状态是否良好 我们可否用同步闪光仪检查拉伸状况 PREBLOWING预吹检测预吹是否正常 预吹流量是否一致 检查预吹流量控制阀设置预吹减压阀是否正常工作 检测阀是否正常工作 三通阀内部有无泄漏有无漏气 O型圈 气管等 吹嘴高度是否一致 吹嘴设置是否良好 是否对中 预吹凸轮设置是否良好 三通阀被激活后位置是否正确 BLOWING吹制模站间吹瓶流量是否一致 流量控制打开一致 外部有无气体泄漏 吹瓶凸轮设置是否正常 三通阀打开是否正确 MOLD模具模具间的排气是否一致 COOLING冷却模具温度是否一致 半模 半模的检查模具OVEN烘炉加载深度是否一致 是随机出现的错误吗 产品均一 原因1 OVEN烘炉加载深度是否一致 卸载是否一致 错误是随机出现的吗 冷却板反射效果是否一致 冷却水温度是否一致 PROCESS工艺是否接近工艺极限 PREFORMS瓶胚瓶胚模号有无关系 瓶胚生产日期 是否超过6个月 加热前是否弯曲 加热后是否弯曲 肉眼观察瓶胚有什么区别 球状结晶穿刺性结晶同心度是否良好 料斗中的批次是否一致 来自不同盛装容器不同的温度不同的注塑状况是否用回收料 ENVIRONMENT环境生产何种产品 周边有其他生产线在生产吗 批次生产吗 能源稳定吗 气压 电压 吹瓶压力是否稳定 空压机出口压力有无波动 三相电压是否相同 电压三相是否不平衡 冰水温度是否稳定 压力和流量是否有变化 跟其他机器的开关机是否有关系 原因2 七 瓶子的缺陷分析 描述 珍珠光膜 冷发白 瓶子弯角凸出处 出现白色带微蓝珍珠光膜 通常出现在瓶子的内表面 用指甲可以刮下 通常位于下贴标区下方或瓶子底部原因 发白是因为分子被拉伸的速度超过了分子的应变速度 超出了它们本身的拉伸极限材料太冷的状况下被拉伸时 表面会出现一些小撕裂 这是材料被过度拉伸 由瓶胚到瓶子的拉伸比过大 可由检测壁厚来验证解决方法 材料太薄 增加对发白区以外的区域加热 增加瓶胚整体的加热温度底部的脚部发白 参考偏心的解决方法 瓶肩处出现珍珠光膜 有可能是吹嘴 预吹阀 吹瓶阀漏气 减少预吹流量 增加预吹时间 降低预吹压力 瓶身出现环状珍珠光膜的发白 是预吹不充分的造成 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 66 描述 雾状 乳白 这是PET两步法制造工艺中的常见问题 雾状 乳白色 通常在瓶子外表面 大多数情况遍布整个瓶身老化测试时 充填液位线明显变化 透明度差 顶压强度低抗爆破性差原因 瓶胚温度高于结晶温度 温度设置过高 烘炉内风扇循环不足 导致瓶胚外部冷却不充分瓶胚在吹模和烘炉间的稳定时间过长瓶胚壁过厚 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 67 描述 底部过重 底部重量超过标准 可明显看出厚厚一层 常伴随肩部或瓶身处过薄原因 瓶子底部加热不足预吹太迟启动预吹压力太低瓶身或肩部拉伸过度 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 68 描述 肩部积料 暗环 瓶颈下方积料原因 预吹时瓶胚被拉伸过度 当瓶胚被拉伸时 瓶胚的直径迅速的减少 接触到拉伸杆后随即冷却 当吹瓶开始时形成一个拉不开的料环预吹延时或丢失预吹压力过高 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 69 描述 瓶身褶皱 跟瓶颈褶皱相似 但是出现在瓶身 出现时像瓶身上扎了一条厚厚的腰带原因 预吹不充分或没有预吹预吹太晚褶皱区加热不足 农夫山泉生产设备技术培训标准化教材 70 描述 歪脖 这种变形通常出现在持胚环的上方 亦或是在持胚环的下方 出现在持胚环上方 特徵是仅歪向一个方向 出现在持胚环下方 则常歪向一侧的模具或材料较厚的部位 这是在吹瓶后所造成的原因 瓶胚与模具或喷嘴未在一条直线上 压歪 发生在持胚环下方 模具冷却不足 其中半边模具冷却不好 瓶颈和瓶