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摘要：近年来，热灌装饮料如茶、健康、运动型饮料大受消费者欢迎，PET热灌装瓶因其安全性、经济性较好而在我国饮料行业被广泛采用，前景十分广阔，文章主要探讨PET热灌装瓶吹瓶技术。
关键词：PET；热灌装瓶；吹瓶技术
前言：
PET热灌装采用PET热灌装原料，其IV要求≥0.81cm3/g。吹瓶机吹塑过程是一个双向拉伸的過程，在此过程中，PET链呈双向延伸、取向和排列，从而增加了瓶壁的机械性能，提高了拉伸、抗张、抗冲强度，并有很好的气密性。虽然拉伸有助于提高强度，但也不能过分拉伸，要控制好拉伸吹胀比：径向不要超过3.5～4.2，轴向不要超过2.8～3.1。瓶坯的壁厚不要超过4.5mm。
吹瓶是在玻璃化温度和结晶温度之间进行的，一般控制在90～120度之间。在此区间PET表现为高弹态，快速吹塑、冷却定形后成为透明的瓶子。在一步法中，此温度是由注塑过程中的冷却时间长短决定的，所以要衔接好注—吹两工位的关系。
1、PET的结构
PET是指聚对苯二甲酸乙二醇酯，由碳、氢、氧三种元素构成，分子结构式如下：
PET一般由对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT）与乙二醇）（EG）进行直接酯化反应或酯交换反应生成PET单体，再经过固相缩聚而形成的。化学反应方程式如下：
nHOOC-C6H4-COOH + nHOCH2CH2OH --缩合-→ [-CO-C6H4-COO-CH2CH2-O-]n + nH2O
2、PET的物理性能
PET按聚合方式分为均聚和共聚PET，按用途分类分为纺织用PET、瓶级PET和片材级PET。
用于吹塑的PET可分为均聚物和共聚物两种，均聚物粘度和熔点均比共聚物低，IV约在0.75—0.83之间，而共聚物在0.75—0.90之间，用于生产PET热灌装瓶的原料一般使用均聚物或IV较低的共聚物。
3、PET的化学性能
3.1水解反应
在高温、高压或碱性条件下PET容易发生水解反应，PET分子聚合链发生断裂，分子量降低，（即IV降低），机械性能降低。
3.2 热降解反应
PET在高温条件下易发生分解反应，分解为乙醛、二氧化碳。所以在吹瓶高温热定型时，应注意调节好温度，以免乙醛浓度太高。
4、PET热灌装瓶耐热原理
PET热灌装瓶指用于饮料温度在75℃以上的饮料热灌装生产的瓶子，与普通PET瓶相比，具有耐高温、抗收缩性、抗真空压力等特点。
目前，生产PET瓶耐热性最常见的方法是高温热定型法，这种方法主要是增加PET瓶的结晶化，以使其能抵受更高的温度。在一般情况下，结晶化程度越高，PET瓶耐热性越好，其吸水性也越差，因而可保存性也越良好。
PET在不同的温度下呈现出不同的力学状态，在78℃以下时，PET呈现玻璃态，在78～245℃之间，则呈现高弹态，超过245℃时，则是粘流态。在玻璃态时，PET分子较为活跃，分子链能进行运动，并进行有序排列，形成结晶态。
PET进行结晶化加温处理的所需温度一般在78～220℃之间，生产上主要采取一次吹和二次吹方式进行加温处理。二次吹方式是先将瓶胚吹至较大的体积，然后加热至200℃左右，再让它缩小，再定形吹成最终的瓶子形状。其优点是结晶化程度高，耐热性比一次吹方式好，但由于辅助器材体积庞大繁复，占地面积较多，而且所需热能较高，整体营运开支亦因而上升，所以目前我们采用一次吹方式，即采用SIDEL单轮吹瓶机生产。一次吹方式需把模具加热至100～170℃。当瓶胚被拉至热吹模具的形状时，结晶过程将持续数秒至10多秒。SBO系列所吹出来的热灌装瓶子瓶身结晶率一般超过30%，耐热温度最高可达到90℃。
4.1 提高瓶子的结晶率
在生产过程中，提高瓶子的结晶率主要依靠提高热定形温度和延长结晶时间。
结晶率对PET吸水率的影响很大，结晶率越高，则在相同的温度、湿度条件下，瓶子所吸收的水分就越少。
4.2 减少吸收空气中的水分
由于PET具有吸湿性能，因此将PET（包括切片，瓶胚和瓶子）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，对于热灌装瓶子来讲，即会影响到热灌装瓶的耐热温度，水分含量越多，瓶子的耐热温度就越低。一般对于热灌装瓶来讲，从瓶胚生产到灌装饮料，瓶子耐热性主要取决于其含水量，因此，对储存条件要求十分严格。
5、热灌装瓶生产工艺
PET热灌装瓶的生产原理与普通PET瓶子基本相同，但生产工艺和生产条件则复杂得多，目前我公司主要采用一次吹双向拉伸高温热定型法生产工艺，以下是其主要生产工艺：
由以上工艺可见，热灌装瓶的生产比普通PET瓶增加模具加热、风冷定型、两次延伸等环节，增加了吹瓶工艺的复杂性，同时由于瓶子在吹瓶过程中需要较长的结晶时间，是以其吹瓶速度也比普通PET瓶要慢得多。在此说明的是，产品性能与吹瓶生产速度有密切关系，一般地说，速度相对越慢，产品性能相对越好。
5.1 主要工艺参数如下：
5.1.1 吹瓶速度
以0.5L热灌装瓶为例各吹瓶机的吹瓶速度：
5.1.2 模具温度
模身温度：140-160℃（第一代）150-170℃（第二代）
底模温度：70-85℃
注：如果模温大于90℃时，瓶子脱模困难；一般控制在85℃以下
5.1.3 瓶胚加热原则
尽量提高加热炉可调区光管的百分比，减少工作加热光管的数量 瓶胚温度的提高将有助于减少吹瓶时应力的产生和耐热性能的提高
5.1.4 容量调节
容量的大小与模具温度、吹瓶时间、风冷时间和模具制造有关。比如，容量太小时，可以降低模具温度、移前吹瓶终止凸板、增加风冷时间，也可以拆去模身容量垫片。
经验：模具温度升降1℃ ?容量增减 1～2ml
5.1.5 高度调节
高度调节与容量调节近似，与模具温度、吹瓶时间、风冷时间和模具制造有关。高度太高时，可以提高模具温度、移后吹瓶终止凸板，减少风冷时间，也可以拆去模身高度垫片。
其它工艺参数可参照普通PET吹瓶工艺流程。
5.2 吹塑工艺
5.2.1 瓶胚加热条件
a. 红外加热炉
SBO二代设备加热炉
标准瓶胚加热炉具有高度加热潜能
线性加热炉的特点
瓶胚受热一致
瓶胚受热精确
b. 温度保持一致
所有瓶胚最初的受热温度相同
所有瓶胚加热过程相同
独特的加热通道
灯管/瓶胚距离稳定不变
瓶胚在受热过程中始终自转
闭环控制
所有瓶胚受热过程相同
c. 温度十分精确
高强度加热潜能 SBO一代：全部2000瓦
第1 加热区为3000瓦（SBO二代）
第2至9加热区为2500瓦（SBO二代）
高效加热
分为9个区域对瓶胚不同部位进行加热
瓶胚受热部位热量分布精确
加热区间距累进式排列
對各种胚型可进行优化加热
由能量控制加热
根据瓶胚和瓶子的规格进行优化加热
6、总结：
6.1 对热灌装设备要求的描述：
优化的瓶胚和瓶子设计
优化的热定型工艺及有效地降低应力
工艺的高精确度及一致性
瓶子的性能卓越
灵活性：可用于生产不同品种
6.2 一般预吹压力控制在7bar～13bar之间，如果延伸棒延伸未到底部就吹，容易出现偏底，应将预吹向后调整；如果延伸棒已延伸了，但预吹太迟，这时瓶底部材料太多或吹不胀，这时应该适当将预吹向前调整。
关键词：PET；热灌装瓶；吹瓶技术
前言：
PET热灌装采用PET热灌装原料，其IV要求≥0.81cm3/g。吹瓶机吹塑过程是一个双向拉伸的過程，在此过程中，PET链呈双向延伸、取向和排列，从而增加了瓶壁的机械性能，提高了拉伸、抗张、抗冲强度，并有很好的气密性。虽然拉伸有助于提高强度，但也不能过分拉伸，要控制好拉伸吹胀比：径向不要超过3.5～4.2，轴向不要超过2.8～3.1。瓶坯的壁厚不要超过4.5mm。
吹瓶是在玻璃化温度和结晶温度之间进行的，一般控制在90～120度之间。在此区间PET表现为高弹态，快速吹塑、冷却定形后成为透明的瓶子。在一步法中，此温度是由注塑过程中的冷却时间长短决定的，所以要衔接好注—吹两工位的关系。
1、PET的结构
PET是指聚对苯二甲酸乙二醇酯，由碳、氢、氧三种元素构成，分子结构式如下：
PET一般由对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT）与乙二醇）（EG）进行直接酯化反应或酯交换反应生成PET单体，再经过固相缩聚而形成的。化学反应方程式如下：
nHOOC-C6H4-COOH + nHOCH2CH2OH --缩合-→ [-CO-C6H4-COO-CH2CH2-O-]n + nH2O
2、PET的物理性能
PET按聚合方式分为均聚和共聚PET，按用途分类分为纺织用PET、瓶级PET和片材级PET。
用于吹塑的PET可分为均聚物和共聚物两种，均聚物粘度和熔点均比共聚物低，IV约在0.75—0.83之间，而共聚物在0.75—0.90之间，用于生产PET热灌装瓶的原料一般使用均聚物或IV较低的共聚物。
3、PET的化学性能
3.1水解反应
在高温、高压或碱性条件下PET容易发生水解反应，PET分子聚合链发生断裂，分子量降低，（即IV降低），机械性能降低。
3.2 热降解反应
PET在高温条件下易发生分解反应，分解为乙醛、二氧化碳。所以在吹瓶高温热定型时，应注意调节好温度，以免乙醛浓度太高。
4、PET热灌装瓶耐热原理
PET热灌装瓶指用于饮料温度在75℃以上的饮料热灌装生产的瓶子，与普通PET瓶相比，具有耐高温、抗收缩性、抗真空压力等特点。
目前，生产PET瓶耐热性最常见的方法是高温热定型法，这种方法主要是增加PET瓶的结晶化，以使其能抵受更高的温度。在一般情况下，结晶化程度越高，PET瓶耐热性越好，其吸水性也越差，因而可保存性也越良好。
PET在不同的温度下呈现出不同的力学状态，在78℃以下时，PET呈现玻璃态，在78～245℃之间，则呈现高弹态，超过245℃时，则是粘流态。在玻璃态时，PET分子较为活跃，分子链能进行运动，并进行有序排列，形成结晶态。
PET进行结晶化加温处理的所需温度一般在78～220℃之间，生产上主要采取一次吹和二次吹方式进行加温处理。二次吹方式是先将瓶胚吹至较大的体积，然后加热至200℃左右，再让它缩小，再定形吹成最终的瓶子形状。其优点是结晶化程度高，耐热性比一次吹方式好，但由于辅助器材体积庞大繁复，占地面积较多，而且所需热能较高，整体营运开支亦因而上升，所以目前我们采用一次吹方式，即采用SIDEL单轮吹瓶机生产。一次吹方式需把模具加热至100～170℃。当瓶胚被拉至热吹模具的形状时，结晶过程将持续数秒至10多秒。SBO系列所吹出来的热灌装瓶子瓶身结晶率一般超过30%，耐热温度最高可达到90℃。
4.1 提高瓶子的结晶率
在生产过程中，提高瓶子的结晶率主要依靠提高热定形温度和延长结晶时间。
结晶率对PET吸水率的影响很大，结晶率越高，则在相同的温度、湿度条件下，瓶子所吸收的水分就越少。
4.2 减少吸收空气中的水分
由于PET具有吸湿性能，因此将PET（包括切片，瓶胚和瓶子）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，对于热灌装瓶子来讲，即会影响到热灌装瓶的耐热温度，水分含量越多，瓶子的耐热温度就越低。一般对于热灌装瓶来讲，从瓶胚生产到灌装饮料，瓶子耐热性主要取决于其含水量，因此，对储存条件要求十分严格。
5、热灌装瓶生产工艺
PET热灌装瓶的生产原理与普通PET瓶子基本相同，但生产工艺和生产条件则复杂得多，目前我公司主要采用一次吹双向拉伸高温热定型法生产工艺，以下是其主要生产工艺：
由以上工艺可见，热灌装瓶的生产比普通PET瓶增加模具加热、风冷定型、两次延伸等环节，增加了吹瓶工艺的复杂性，同时由于瓶子在吹瓶过程中需要较长的结晶时间，是以其吹瓶速度也比普通PET瓶要慢得多。在此说明的是，产品性能与吹瓶生产速度有密切关系，一般地说，速度相对越慢，产品性能相对越好。
5.1 主要工艺参数如下：
5.1.1 吹瓶速度
以0.5L热灌装瓶为例各吹瓶机的吹瓶速度：
5.1.2 模具温度
模身温度：140-160℃（第一代）150-170℃（第二代）
底模温度：70-85℃
注：如果模温大于90℃时，瓶子脱模困难；一般控制在85℃以下
5.1.3 瓶胚加热原则
尽量提高加热炉可调区光管的百分比，减少工作加热光管的数量 瓶胚温度的提高将有助于减少吹瓶时应力的产生和耐热性能的提高
5.1.4 容量调节
容量的大小与模具温度、吹瓶时间、风冷时间和模具制造有关。比如，容量太小时，可以降低模具温度、移前吹瓶终止凸板、增加风冷时间，也可以拆去模身容量垫片。
经验：模具温度升降1℃ ?容量增减 1～2ml
5.1.5 高度调节
高度调节与容量调节近似，与模具温度、吹瓶时间、风冷时间和模具制造有关。高度太高时，可以提高模具温度、移后吹瓶终止凸板，减少风冷时间，也可以拆去模身高度垫片。
其它工艺参数可参照普通PET吹瓶工艺流程。
5.2 吹塑工艺
5.2.1 瓶胚加热条件
a. 红外加热炉
SBO二代设备加热炉
标准瓶胚加热炉具有高度加热潜能
线性加热炉的特点
瓶胚受热一致
瓶胚受热精确
b. 温度保持一致
所有瓶胚最初的受热温度相同
所有瓶胚加热过程相同
独特的加热通道
灯管/瓶胚距离稳定不变
瓶胚在受热过程中始终自转
闭环控制
所有瓶胚受热过程相同
c. 温度十分精确
高强度加热潜能 SBO一代：全部2000瓦
第1 加热区为3000瓦（SBO二代）
第2至9加热区为2500瓦（SBO二代）
高效加热
分为9个区域对瓶胚不同部位进行加热
瓶胚受热部位热量分布精确
加热区间距累进式排列
對各种胚型可进行优化加热
由能量控制加热
根据瓶胚和瓶子的规格进行优化加热
6、总结：
6.1 对热灌装设备要求的描述：
优化的瓶胚和瓶子设计
优化的热定型工艺及有效地降低应力
工艺的高精确度及一致性
瓶子的性能卓越
灵活性：可用于生产不同品种
6.2 一般预吹压力控制在7bar～13bar之间，如果延伸棒延伸未到底部就吹，容易出现偏底，应将预吹向后调整；如果延伸棒已延伸了，但预吹太迟，这时瓶底部材料太多或吹不胀，这时应该适当将预吹向前调整。