吹瓶拉伸吹塑解析

吹瓶拉伸吹塑解析
目前市场上拉伸吹塑的塑料产品很多，尤其是各式各样的饮料瓶等的生产工艺大部分都是拉伸吹塑成型。

文章从制瓶方法拉伸吹塑工艺过程、材质特性等方面分析。

哪些关键因素影响制瓶质量，并分析如何去解决相应问题。

标签：拉伸吹塑；轴向、径向拉伸；IV值固有粘度
引言
目前市场上拉伸吹塑的塑料产品很多，尤其是我们的生活中常用的日用品，例如各式各样的饮料瓶、液体油瓶、化妆品瓶、药品瓶等，这些塑料瓶的生产工艺大部分都是拉伸吹塑成型。

拉伸吹塑成型的产品与不是拉伸吹塑成型的产品不同之处：除产品形状固定外，还能达到其内部微观状态有序排列，科学改善塑料容器的许多物理性能。

实践证明，通过双向拉伸成型后，产成品的柔韧、耐高温、阻透、防变形等性能均有显著提高。

经过拉伸后的产成品壁薄而均匀，既能节约原材料，又可以降低产品成本。

1 拉伸吹塑概述
1.1 拉伸吹塑原理
拉伸吹塑通常是纵轴与横轴两方向吹塑，PET材质的瓶坯在热高温状态下通过气缸或伺服电机沿纵轴定距离拉伸，同时用高压压缩空气沿横轴径向吹胀拉伸瓶坯，在模具空间内快速成型，加工成包装容器的一种方法。

PET材料在均匀加热状态下，将原先非结晶或结晶的聚合物分子定向，并同时冷却固定定型。

拉伸吹塑是材料的双轴定向，吹塑容器的性能和定向程度密切相关。

提高容器阻渗透性、透光性、耐溶剂性，减少壁厚。

1.2 拉伸吹塑成型过程
第一步：将PET粒子经过干燥除湿后，再通过高温熔融，塑料熔融塑化，注塑或挤塑成瓶坯；第二步：瓶坯再均匀受热达到合适的拉伸温度；第三步采用气缸或伺服电机纵向拉伸；或采用压缩空气横向膨胀；最后将模具内成型的中空容器用循环空气冷却至室温脱模。

1.3 拉伸吹塑方法
拉伸吹塑的方法按成型方法分为：挤出拉伸与注射拉伸吹塑两种方法。

大体积的包装容器普遍采用挤出拉伸吹塑工艺，小体积的包装容器一般较多采用注射拉伸吹塑；按成型工序分为：一步法拉伸吹塑成型和二步法拉伸吹塑成型；按综合方法可分为：一步法注塑拉伸吹塑、一步法挤塑拉伸吹塑、二步法注塑拉伸吹塑、二步法挤塑拉伸吹塑。

2 PET材料拉伸吹塑制品工艺
拉伸吹塑制品材料有PET、PP、PVC、PC、POM、PAN等，其中PET最常用。

PET吹塑成型的产品优点是成品壁厚均匀而且薄；自由吹胀塑性好；有良好的通透性、阻渗性、柔韧性；分解有害物质少，符合食品包装要求。

PET吹瓶的工艺对原物料粒子的温度湿度、拉伸时间和速度、冷却要求都比较高。

PET的最佳拉伸（取向）温度Tsin=105℃，取向温度范围85-115℃。

温度过高容易出现高温发白，瓶子外观呈现乳白色，取向不充分；温度过低容易出现低温变白，外观似珍珠白，影响透明效果，但取向效果良好，可是耐热性变低，容器受热后体积收缩变化大。

在拉伸比方面，轴向拉伸比比值BL=拉伸后长度值/拉伸前长度值，正常值大约在2.5左右；径向拉伸比值BD=拉伸后直径值/拉伸前直径值，正常值大约在4左右；总拉伸比B=BL×BD。

拉伸比值太大会出现应力发白，外观成丝状珍珠白。

拉伸比值大，拉伸强度会提高，冲击强度也提高，跌落强度也增强，还能提高阻止内外气体渗透容器的能力。

拉伸应变的时间（速率）：从拉伸开始到完全吹塑成形所用的时间。

如果拉伸时间太长，分子取向变松驰（取向不好），如果拉伸时间太短，瓶子会出现裂缝等缺陷。

保证有效合理的拉伸、应变时间，才会生产合格产品。

冷却时间（速率）：从完全成形到离开模具所用的时间。

应采用较大的冷却速率，将取向的分子保持下来，并有助于缩短成型周期。

冷却时间的大小与模具温度、结构、材料、及制品的壁厚、质量等因素有关。

如果冷却时间短则取向分子结构的松驰较小（强度好），同时取向程度也较高。

故吹瓶时的冷却水水温要低，压力要大，流量要大，冷却时间才能减短，冷却速率才高，生产效率才高；从拉伸吹塑制品上取径向和轴向切片测量其拉伸强度，可估计制品的取向程度，一般情况，经取向后的拉伸强度近似等于未取向时的拉伸强度乘以对应的拉伸比。

3 吹塑拉伸常见问题分析
塑料瓶通常都是由高压压缩空气吹出来的，吹瓶方法通常分为一步法和两步法，二者区别在于一步法是指在同一机器里用PET粒子加热注成瓶坯、加热的瓶坯再通过拉伸吹塑成成品瓶子；两步法通常由注塑瓶坯机器注好瓶坯，中间有时间间隔，再到另外一台吹瓶机加热瓶坯，拉伸吹塑成型。

瓶坯的二步法生产的型坯加热方法：红外线加热器，石英管，射频三种。

PET瓶坯的加热方式：既移动又连续旋转，以将其均匀加热，坯颈部用冷却板和吹风保护，不被加热。

通常吹瓶过程中容易出现瓶子被吹破、底部积料、底部中心偏心、瓶身个别部位偏薄、瓶脖子歪、瓶身局部发白等问题。

如何分辨是吹制的问题还是瓶胚本身的问题？现在我们从瓶子本身不良状况查找问题：
3.1 瓶子被吹破的原因分析
（1）胚坯加热温度不够，没有通透；（2）拉伸杆没有拉伸到位；（3）拉伸杆速度慢；（4）温度保护上下限值设置得过高。

解决办法是生产速度不变的时候增加输出功率百分比，功率输出百分比不变的情况下减少产量，也就是降低
速度。

（5）合模后排气，将拉伸杆手动推到模底与模底接触，调节并扭紧限位螺母，或检查拉伸气缸气压和内部密封是否内漏。

（6）将拉伸气缸上的节流阀调大到合适值。

（7）将下限温度调低，一般加热PET瓶胚设置为85-95℃，上限可设置到125-130℃。

3.2 底部积料，就是瓶底有很厚的料聚在一起原因分析
（1）一般为延时吹气时间太长，或一次气吹气时间太长；（2）瓶胚底部没有热软，与其余位置比温差较大。

解决办法有两种：一是缩短延时吹气的时间，一般值为0.3秒，可根据瓶子情况调整。

二是用手捏胚管，看看底部是否很硬，如果硬则增加对应瓶坯底部灯管的功率输出百分比。

3.3 底部不正原因分析
（1）为拉伸杆速度太慢；（2）延时吹气时间不够；（3）瓶胚偏心严重。

解决办法：a.将拉伸气缸上的节流阀调大；b.加大延时吹气时间；c.测量胚管的偏心度。

（偏心较大时，加温到一定程度胚管会变得弯曲）。

3.4 瓶身偏簿的原因分析
如果瓶底中心位是正中的，瓶坯偏心的可能性较大，或制瓶坯的瓶坯机冷却水道脏堵，冷却不均，或者是加热瓶坯的在个别地方没有旋转，造成加热不均。

解决办法是换其他瓶坯机生产的瓶坯试机，建议维修瓶坯机冷却水道。

3.5 瓶子发白原因分析
第一种情况是如果加热温度太高，瓶子周身或局部为陶瓷白状态。

第二种情况是加热温度不够，导致瓶坯没有热辐射透，瓶子周身或局部为珍珠状白。

解决办法是调节加热输出功率百分比，做出相应高低调整，根据瓶子不同的情况，分析哪些地方出问题，如吹破的瓶子、偏心或其它问题。

4 结束语
查看部分或所有同一问题的瓶子，看是不是同一个吹模腔号，或是不是同一个注塑腔号，是在注塑腔的同一位置还是在吹模腔的同一位置，如果是在注塑腔的同一位置，比如每次都是2号瓶坯有问题，则表示制2号瓶坯腔出现问题，如果每次都是2号吹模腔有问题，则要从2号模具与其它吹模模具的区别来查找问题。

看每个不良品有没有共同特点。

从这些共同点去发现和区分到底是什么地方的问题。

再进行“对症解决”，共性问题从材质方面去分析。

参考文献
[1]中国行业研究网.http：///doc/70310/484088.html.
[2]周正华.PET瓶的生产应用现状及发展前景[J].合成技术及应用，2001，3.
[3]中国塑胶人才网.http：//.。