热灌装工艺对PET瓶的特殊品质要求

一、热灌装工艺对PET瓶的特殊品质要求

1. 瓶子的耐热性能要好。要克服热液（高温）对瓶子外形的影响：高温使瓶子变软、高温和热的液体使瓶内产生高压。高温下（85℃～90℃）容积收缩率控制在1%～1.5%之间较好。

2. 瓶子要有耐受负压的性能。要克服液体冷却后瓶内产生负压；瓶壁内缩（变扁、负压收缩时瓶子侧壁变形，呈椭圆等现象）。

二、热灌装PET瓶的吹瓶方法

生产出的瓶坯经结晶炉对瓶口结晶后，用二套模具完成热灌装的吹瓶成形。

先用第一套较大容积的模具(低温模)，对瓶坯进行拉伸吹瓶成超大容积的瓶子；再把瓶子送入加热炉进行热处理(消除因拉伸产生的内应力)；热处理好后送入热模(最终所需容积大小的模具)，对瓶子进一步热处理(提高瓶身结晶度)、定形，最终吹成所需形状和大小的瓶子。

吹瓶过程的步骤：

(1) 先由供坯系统对瓶坯进行整理后输送到瓶坯加热炉。

（2) 瓶坯加热炉在对瓶坯加热的同时，在瓶坯自转使其均匀受热的同时，对瓶口进行冷却，再由炉子风机对瓶坯吹风，使瓶坯的内、外壁受热均匀。（3) 由输坯机械手把加热好的瓶坯输入吹瓶工位。

（4) 瓶坯进入吹瓶模具后，预吹气进入对瓶坯进行环向拉伸；当拉伸杆到达模具底部时（十位），高压气进入模腔对瓶坯进一步拉伸，使瓶壁紧贴模壁。（5) 高压气在模具内保持一定时间，一方面消除因瓶坯拉伸而产生的内应力。

另一方面使瓶壁紧贴模壁以提高瓶身塑料的结晶度。

（6) 高压吹气结束后开始排气，同时从中空拉伸杆中吹出高压冷却气对瓶壁进行冷却定形。在脱模的同时从底模吹出低压气以便脱模，如底模中无气吹出，则会造成瓶底凸出及瓶子取不出等问题。

（7) 整个吹瓶过程结束，输瓶机械手把瓶子从模具中取出，送入输瓶风送流水线。

三、生产过程中影响耐热PET瓶品质的几种主要因素

1. 瓶坯：特性粘度≥0.81cm3/g，粘度降≤4%，存放时间不能超过3个月。

色泽纯洁、透明、无杂质、无异色、注点长度及周围晕斑合适。

2. 加热：在烘箱中由远红外灯管发出远红外线对瓶坯辐射加热，由烘箱

底部风机进行热循环，使烘箱内温度均匀。瓶坯在烘箱中向前运动的同时自转，使瓶坯壁受热均匀。烘箱的热量由灯管开启数量、整体温度而设定，烘箱功率及各段加热比共同控制。

3. 预吹：拉伸杆下降的同时开始预吹气，使瓶坯初具形状。预吹位置、

预吹压力、吹气流量是三个重要工艺因素。

4. 模具温度：模具的温度控制在120℃～145℃，用来消除瓶胚拉伸产生

的内应力，提高瓶身塑料结晶度以抵受高温热液，使瓶子不变形。

5. 环境：室温、低温（空调）状态下为佳。

四、耐热PET瓶子在生产工艺中出现的一般质量问题产生的原因

及解决方法

瓶颈歪斜

1. 油路堵塞疏通模身油路

2. 拉伸杆排气孔堵塞疏通拉伸杆吹气孔

3. 喷嘴密封圈损坏更换喷嘴密封圈

中心点偏

1. 预吹气压力太高降低预吹气压力

2. 预吹流量太大减小预吹气流量

3. 预吹气位置太早推迟预吹气位置

4. 拉伸杆弯曲更换拉伸杆

5. 拉伸杆离底模间隙太大调整拉伸杆间隙

6. 瓶坯温度太高降低瓶坯设定温度

瓶子底部变形

1. 底模油温太高降低热油机油温

2. 底模吹气阀损坏更换底模吹气阀

3. 瓶坯底部温度太高降低瓶坯底部温度

瓶底部褶皱

1. 预吹气压力太小增大预吹气压力

2. 预吹气流量太小增大预吹气流量

3. 预吹气太迟提早预吹气

硬颈

1. 颈部加热不足增加颈部加热量

2. 预吹气压力太大减小预吹气压力

3. 预吹气流量太大减小预吹气流量

4. 预吹气太早延迟预吹气

5. 加热炉位置太高调整加热炉位置

6. 拉伸杆速度慢检修拉伸气缸

合模线成形不良

1. 模具补偿密封圈损坏更换补偿密封圈

2. 模具间隙调整不当调整好模具间隙

灌前侧壁变形

1. 冷却吹气时间太短延长冷却吹气时间

2. 模身温度太高降低模身温度

3. 拉伸杆中无冷却气吹出检修拉伸杆吹气系统灌后侧壁变形

1. 模身温度太低提高模身热油温度

2. 瓶坯设定温度太低提高瓶坯设定温度

3. 冷却吹气时间太长减少冷却吹气时间

4. 塑料分布不匀调整吹瓶工艺使料分布均匀

5. 热油流量太小疏通油路及清洗油路过滤网收缩率大

1. 模具温度低提高模具温度

2. 瓶坯温度低提高瓶坯设定温度

3. 冷却吹气时间太长缩短冷却吹气时间

4. 油路堵塞疏通油路

直径偏大或偏小

1. 冷却吹气时间设定不当调整冷却吹气时间

2. 塑料分布不均匀调整工艺使料分布均匀

五、PET瓶在热灌装线使用过程的常见问题及其解决方法

1. 储存和运输条件及瓶子的储存期。

由于PET具有吸湿性能，因此将PET（包括切片、瓶坯和瓶子）摆放在空气中，它就会吸收空气中的水分，摆放时间越长，吸水越多。而PET中的水分含量会直接影响到它的性能。对于热灌装瓶子，会影响到热灌装瓶子的耐热温度。水分含量越多，瓶子的耐热温度就越低。

瓶子储存期：>1L两周内使用，<1L三周内使用。

瓶子的材料、储存条件（室温、相对湿度、储存时间的长短），都会影响到热灌装瓶子的技术指标，即：生产瓶子时要根据以上不同的材料、储存条件、客户要求等，相应地调整吹瓶的工艺、技术参数等。

PET在通常湿度情况下，进行熔融塑化时会发生水解反应。高湿度含量常常导致立即反应，结果分子链断裂、降解，分子量降低（也就是IV降低）。PET 的机械性能与特性粘度IV有关，IV越低则PET的机械性能越差。

在高湿度环境下，PET会吸湿并达到最大的饱和湿度水分含量越高，则PET 的IV值下降越大。某一型号PET在含水量为0.01%时，其特性粘度为0.73，含水量为0.02%时其特性粘度变为0.63。在180℃时由于干燥时间减少3/4小时，特性粘度下降0.10。

干燥时间越长则PET原料里水分越低，但过度干燥也会造成PET降解。当加热至180℃时，对于最大初始水分含量0.3%的原料，水分下降至0.14%；干燥4小时可获得0.004%的水分含量，这是瓶坯控制水分含量的上限。瓶口部分的分子内的水分会加快PET的结晶，而瓶身部分分子内的水分会影响分子链的排列。

2. 耐热性能不良。

热灌装瓶是这样实现耐热的：

(1) 用特别的模具设计来抵受瓶内负压：

①瓶身有长方形凹块（在模具上可进出移动），用来吸收液体冷却后瓶内产生的负压。

②瓶子设计，用颈、腰（凹环）来防止瓶子变成椭圆形。

③用瓶底设计（一般为花瓣形）来抵受应力或二氧化碳压力（常温灌装高温杀菌类瓶子采用凹底设计）。

(2) 用热油机高温油提高模温（模具温度在120℃～145℃），用来消除瓶坯拉伸产生的内应力，提高瓶身塑料结晶度，以抵受高温热液，使瓶子不变形。

改善瓶子耐热性能的措施：

①选择合理的瓶坯与瓶子设计。最优化的瓶坯形状设计与瓶子模具设计有助于改善瓶子的壁厚分布状况，避免在瓶身不同区域产生扭曲或收缩变形；

②瓶坯注射冷却时间控制。严格控制瓶坯注射冷却时间，让瓶坯尽早脱模。这样即可缩短成型周期并提高产量，又可因较高的残余温度而诱发球状结晶。球状结晶的晶体直径极小(仅0.3mm～0.7mm)，并不影响透明度；

③严格控制注射和拉坯-吹瓶工艺参数以及各区域温度分布，避免残余应力在PET玻璃化温度（>75℃）下释放而导致瓶子变形。