PET瓶的常见质量缺陷分析

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!"# 瓶的常见质量缺陷分析
实际生产中， 在注塑瓶坯阶段， 调节一、 二级注射 速度， 适当提高熔料温度， 可消除抛物线 （或面） 形状的 白化。在再加热阶段， 采用能使内外温升相差不大的 加热方法， 如用质量较好的远红外加热管、 石英管， 必 要时可用射频加热， 并尽可能缩短加热时间， 可降低结 晶白化的可能性。对由拉伸引起的结晶可适当降低拉 伸速度来避免。 ! " # " ! 瓶壁壁厚不均匀 在瓶坯厚度设计合理的情况下， !"# 瓶壁厚不均 匀主要有两个原因， 一是瓶坯再加热时各段的温度不 合理， 温度高的地方材料易拉伸， 容易造成壁薄； 二是 瓶子的中心与瓶坯的浇口偏离。从机械原因来说， 可 能是注塑瓶坯的型芯偏心， 也可能是吹塑机的拉伸杆 偏心。从工艺上来说， 是吹塑拉伸时拉伸速度与吹气 时间匹配不当所致。实践表明， 放杆开始时间与吹气 开始时间之间应有一段时间间隔。若提前吹气会在瓶 颈处打折； 若间隔不当则会偏心。偏心的根本原因是 气流方向和速度在圆周上分布不均所致。 通常调节放杆速度、 吹气延迟时间以及吹气方向 等， 使这些工艺参数协调一致， 可以消除瓶壁壁厚不均 匀的现象。 ! " # " $ 瓶底抗开裂强度低 瓶坯成型时， 瓶坯底部的冷却时间最短， 而且靠近 热流道， 瓶底易形成晶核或直接形成晶体； 拉伸吹塑阶 段， 瓶底的拉伸程度低， 相对瓶身来说壁比较厚， 其散 热的速度慢， 形成大的球晶的可能性较大， 如果注塑瓶 坯阶段有大量晶核生成， 则结晶的可能性更大。一旦 形成不均匀的晶体， 会产生内应力， 从而导致强度低， 表现为跌落实验时从底部裂开或做碱水浸泡实验时出 现放射状开裂。 为消除上述各种开裂现象， 要在注塑瓶坯时增大 冷却效果 （要求同 $ % & % &） ； 并在吹瓶模底部开设冷却水 道。 ! " # " % 乙醛含量偏高 乙醛的存在将影响饮料的口味。乙醛是由于 !"# 分子的分解而产生的， 这个过程需要时间和温度， 时间 越长， 温度越高， 分解越严重。 !"# 分子在 ’() * 开始 分解。所以在瓶坯的成型过程中， 熔料温度高， 在料筒 内停留时间长， 会增加瓶子的乙醛含量。由于背压、 螺 杆转速以及注射速率的增加会使剪切程度增大， 分子 间的摩擦加大， 会产生大量的热， 这也是乙醛含量增加 的原因之一。在再加热阶段， 加热时间的长短和温度 的高低也影响瓶的乙醛含量。 所以 应 尽 量 缩 短 成 型 周 期， 将料筒温度控制在
常见质量缺陷及处理措施。 中图分类号：& ’!#! ( )
$%& 树脂自 +,/! 年在英国 010 公司开发成功以 来， 除了在纤维方面的应用以外， 就是在塑料包装方面 的广泛使用。与玻璃、 $%、 $2、 $31、 $4、 %32 等包装 材料相比， 力学性能优良、 加工方便、 $%& 具有无毒性、 质轻、 外观洁净透明、 成本低廉等特点， 从而使其在食 品、 饮料、 医疗以及化妆品等行业的应用呈大幅上升的 趋势； 尤其在饮料包装市场上的应用更加广泛， 如碳酸 饮料、 茶饮料的灌装大部分都是 $%& 瓶。总体而言， 即挤出吹塑和注射吹塑； $%& 瓶的成型方法有两大类， 后者又分为一步法和两步法。但对于不同品种、 不同 用途的瓶， 生产工艺差异较大， 从而造成 $%& 瓶的缺 陷也各不相同。本文将对普通 $%& 碳酸饮料瓶和目 前逐渐盛行的 $%& 热灌装饮料瓶易出现的缺陷进行 分析， 并提出工艺改进方法。
来盛装食用油、 调料等。这一类瓶子要求阻透性能较 好， 乙 醛 含 量 低， 灌 装 后 变 形 小。 如 上 海 地 方 标 准 规 定： 冷 灌 装 $%& 瓶 雾 度 小 于 （9*—!+—/"—," ） 6 乙醛含量 ; ) < +" 7 （有色 ! 8， .) : 后压力降 ; +/ 8 ， ， 在 !. = # 5 的条件下， 直径增大不大 瓶 ; +# < +" 7 6 ） 于标准的 # > / 8 。 热灌装 $%& 瓶除了冷灌装 $%& 瓶的大部分要求 外， 一个主要的物性要求是抗热变形能力。目前， 还没 有统一的标准， 只有各大公司自己的内控质量标准， 如 日本日精 24* 机械株式会社、 法国 4?:@A 公司等。一般 而言， 都要求 ./ 7 ," 5 灌装放置 #) B 后瓶子的体积收 用压盖机封上的瓶盖不松动， 缩率在 + 8 7 ! 8 以内； 即瓶口变形小， 密封性能不下降； 同时要求瓶体无明显 变形， 如向瓶壁内陷等现象。
时， 瓶子的透明度则下降而发暗。从生产工艺来看， 在 $%& 瓶坯的注塑过程和瓶坯的再加热拉伸吹塑过程中 都有增加结晶度的可能性。尤其对热灌装瓶， 必须有 一个热定型过程， 加之成型热灌装瓶的 $%& 树脂的粘 度相对低， 所以更易发生透光率下降的现象。 从实际经验来看， 瓶坯的结晶度越低， 对整个生产 流程来说更有利， 也比较好控制， 所以应该加强瓶坯注 塑模的冷却能力。通常的做法是将冷却水的压力增加 到 ) / + 0$1 以上， 冷却水的温度降低到 -) , 以下。对 两步法的再加热过程， 应该尽可能地缩短加热时间， 降 低加热温度。对用两步法生产热灌装来说， 它的热定 型过程是调节结晶度和松弛无定型部分的取向过程， 可适当提高定型温度来缩短定型时间， 以提高透光率。 另外在烘料时将温度控制在 -+) * -2) , 间， 时间控制 在 + * 2 #。 &")"! 瓶表面有白化现象 $%& 瓶局部结晶度过大会引起白化现象。此现象 产生有三个阶段， 即瓶坯注塑时白化、 瓶坯再加热时表 面结晶白化、 拉伸吹塑时取向结晶白化。 （ -） 瓶坯成型时的全部表面白化和再加热时全部 只是白 表面结晶白化的原因基本如同 3 / - / - 中所说， 化的结晶度比发暗的结晶度更高。但对于瓶坯表面的 局部结晶块的工艺成因却不尽相同。当模具的冷却效 果很好时， 可能形成规则或不规则的抛物线状的雾状 结晶。这主要是由于各型腔注塑速度、 压力、 温度协调 不一致的结果。高速、 高压注射时， 熔料与浇口发生剪 切， 产生热量， 熔体流动好， 迅速注满型腔， 并迅速得到 冷却。如果因为注塑压力小、 注塑速度低， 一级注射未 能注满型腔， 则一级注射的料流前锋会因为与模壁接 触不好而使温度降不到玻璃化温度以下， 从而形成大 量晶核； 在与二级注射的料流会合时， 会吸收二级注射 料流的热量而结晶雾化， 形状为规则的或不规则的抛 物面， 且抛物面的厚度有大有小。参考文献 ［ +］ 中介绍 说由于成型温度低而形成这种抛物面形状的雾化现 象， 适当提高温度是可以消除的， 但实践证明， 这种说 法不妥。如果一级注射的行程小到某一临界值， 提高 温度直到材料分解也无法消除这种抛物面形状的雾 化。 （!） 如果在上述情况下未白化， 则在再 加 热 阶 段 $%& 瓶坯在相应部位易生成块状结晶。另外由于瓶坯 再加热时内外温升不一样， 外高内低， 易使表面温度过 高而结晶成雾状白化。 （3） 在拉伸吹塑阶段， 由于拉伸太快或冷拉伸， 而 形成拉伸结晶白化 （有资料称这种发雾为 “珠光” ） 。
绝大部分用于饮料包装， 只有少部分用于盛装油品、 调 透明、 料、 洗涤剂之类。 $%& 瓶最基本的特点是无毒、 雾度低， 并具有一定的力学强度和耐化学 药 品 性 能。 但不同的待装物对 $%& 瓶有不同的性能要求。按灌 装温度条件来分， 可分为冷灌装 $%& 瓶和热灌装 $%& 瓶。
［#］ 冷灌装 $%& 瓶 主要用来盛装碳酸饮料， 另外用
& #$% 瓶的常见缺陷分析及生产工艺 ［& ’ (］ 上的处理措施
如前所述， 不同性能要求的 $%& 瓶有不同的生产 工艺， 所以由不同工艺条件生产的 $%& 瓶的缺陷也不 相同。 &") 冷灌装瓶 & " ) " ) 瓶体发暗 瓶体发暗主要是由于 $%& 材料分解和结晶度较 高引起的。当 $%& 处于无定型状态时， 它是透明的。 在 () * !+) , 之间， 在低温段易 $%& 材料将产生结晶， 形成晶核， 在高温段易生长成球晶， 在 -() , 左右结晶 速度最大； 结晶同粘度也有关系， 粘度越小， 高分子链 段重排阻力小， 结晶越容易； 同时结晶程度还与在结晶 温度区停留时间有关， 时间越长， 结晶度越大； 对厚壁 瓶坯， 中心部位散热慢， 易结晶； 瓶体结晶度高于 ") .
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完成。一步法又称热成型法， 这种方法成型的管坯在 注塑工位成型后， 直接送到下一个工位调节温度， 然后 转移到再下一个工位拉伸吹塑， 自动化程度高， 耗能 少； 而两步法则是在管坯生产后放置 !" # 以上， 再进行 加热、 拉伸吹塑， 自动化 程 度 低， 耗 能 也 高， 但设备简 单， 投资小， 使用和维修容易。 !"! 热灌装 #$% 瓶的成型工艺 热灌装 $%& 瓶的工艺是在冷灌装 $%& 瓶的工艺 基础上发展起来的。由于热灌装 $%& 瓶的特殊要求， 其一步法和两步法的成型工艺流程不再一致。热灌装 一步法要求在成型瓶坯 $%& 瓶的瓶口有特殊的要求， 时对瓶口作相应处理； 而两步法只要求在再加热前进 行处理即可。一般而言， 如果瓶口材料用 $’， 则可用 一步法和两步法成型， 成型时先成型瓶口后再用嵌件 注塑的方法或采用共注塑法生产出瓶口不再收缩的瓶 坯； 如果瓶口与瓶身都用 $%& 树脂， 则只能用两步法 加工 （这里的两步法与冷灌装 $%& 瓶的两步法定义的 内容不一致， 只是沿用而已， 因为这里所谓两步法生产 的热灌装 $%& 瓶的瓶口结晶定型是在独立的机器上 完成的） 。热灌装 $%& 瓶的一步法生产工艺流程为： $%& 树脂!干燥!共注塑或嵌件成型管坯 ! 管坯温度 调节!拉伸吹塑!高温热定型 ! 冷却定型 ! 制品取出 如果用上述一步法生成的管 !成品。对两步法而言， 坯， 则流程与一步法的流程基本一致； 但如果瓶口瓶身 则工艺过程为： 用同样的 $%& 树脂， $%& 树脂 ! 干燥 !瓶口结晶!管坯再加热 ! 拉伸吹塑 ! 高温热定型 ! 冷却定型 ! 制品取出 ! 成品。这也是目前做热灌装 $%& 瓶用得较多的方法。