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做座药用PET瓶的加工与成型2

发布时间:2021-10-09 01:37:28 阅读: 来源:发簪厂家

药用PET瓶的加工与成型(2)

药用PET瓶的成型方法

PET瓶的成型方法有挤出吹塑与注射吹塑工艺成型两种方式,拉伸吹塑又有一步法与两步法之分,在一步法成型中,型坯的成型、冷却、加热、拉伸与吹塑和瓶体的取出均在一台机器上依次完成,两步法则采用挤出或注射成型型坯,并使型坯冷却到室温,成为半成品,然后把型坯送入再加热并在拉伸吹塑机器中成为瓶体。即型坯的成型、拉伸与吹塑分别在两台机器上完成。一步法注射吹塑PET瓶,注吹设备中需要有两副模具即注塑型坯模和吹塑模具。而注塑型坯模主要由型坯模腔及芯棒构成,其各部位尺寸参数选用的正确与否是瓶体能否成型的关键,因此很有必要将模具型坯尺寸参数结合成型工艺进行合理选取。

(1)PET瓶的高度与其颈部螺纹直径之比值可确定型坯与芯棒的长径比(L/D)。

芯棒长径比一般取值原则是不超过10比l,这是因为在型坯模具中芯棒为悬臂梁,且在充模时受高注射压力的作用。长径比选值较大时其芯棒弯曲较大,容易造成型坯壁厚分布不均匀,但是能通过程序来控制熔体的充模速度或在充模过程中,用滑动顶针暂时固定芯棒头端以使芯棒对中,此时芯棒的长径比可取大值。型坯高度是参考瓶体的高度乘以高度系数所得,一般为瓶体高度的92%-95%。为保证型坯有好的透明度,熔体充入型坯模后,要快速将温度降至145℃以下,但要比聚酯材料的玻璃化温度(82℃)高些,且越接近玻璃化温度,吹塑瓶的透明度就越高。型坯模具冷却水温低至10℃-35℃,为了快速冷却型坯,还要采取液体或气体对芯棒连续进行内冷却,其中冷气可使芯棒有更一致的温度分布,其空气压力一般在1MPa左右。

(2)型坯注射时的熔体温度

熔体温度是PET型坯成型要注意的重要参数之一,从设备方面考虑,螺杆设计对PET的熔融、混合的均匀与熔体温度有较大影响。PET注射要采用低剪切、低压缩比(约2/1)的螺杆,进料段取得长些,过渡段与计量段取得短些。设备的机筒温度对熔体温度影响较大,提高机筒温度会降低PET熔体的特性粘度,机筒温度对型坯透明度有明显影响,提高机筒温度可改善型坯的透明度。例如当机筒温度为280℃时,对应熔体温度为2中国贸促会研究院国际贸易研究部主任赵萍表示90℃,可保证型坯有最佳的透明度,而机筒温度进一步提高并不能进一步改善透明度,机筒温度较低时,适当提高螺杆转速以及浇口温度,可小量地改善型坯的透明度,但由于熔体通过热流道系统的时间较短,其温度对型坯透明度改善的程度较小。提高注射压力也即注射速率时,熔体通过喷嘴时会产生较高的剪切热,明显提高熔体温度,在较低的机筒温度下就可成型透明型坯。保压压力较高时会提高型坯模具内熔体冷却时的结晶速率,降低型坯的透明度,尤其是在机筒温度较低时。在实际生产过程中,对某一给定的聚酯树脂与成型设备,可这样来确定合适的熔体温度:先逐渐降低温度,至型坯开始出现雾状,然后提高温度,刚好能成型透明型坯的温度为合适的熔体温度。

注射吹塑瓶坯中(即聚酯瓶的树脂中)含有乙醛,会使被装入药品、尤其是液体药品,容易产生化学反应,所以对瓶坯乙醛含量须加以控制,一般要求是小于10ppm,降低瓶坯乙醛含量是聚酯瓶生产工艺优质化的一项重要课题,型坯的乙醛含量与熔体的温度及停留时间有关;溶体温度低于265℃时,乙醛含量与时间成线性关系,熔体温度高于265℃时,两者成指数关系。由于型坯中乙醛含量馗机筒温度成线性增加,支管与浇口温度的提高也会少量地增加乙醛含量,但提高流道温度时乙醛含量的增加幅度较小,这是因为熔体通过热流道系统的时间要比其在机筒内停留的时间短。设备的螺杆转速在较低值下增加对型坯中的乙醛含量没有影响,但转速进一步提高时,产生的剪切热会提高熔体温度,增加乙醛含量。增加背压会提高熔体温度,从而增加乙醛含量,因此在保证聚酯原料的塑化均匀的前提下,要尽可能的降低背压。注射压力增加时要提高熔体温度,但因熔体通过喷嘴的时间较短,这样乙醛含量只有少量的增加,而保压压力与型坯模具温度对乙醛含量没有影响。

总上所述,机筒温度对聚酯型坯的乙醛含量有明显的影响,螺杆转速、注射速率、背压与热流道温度对乙醛含量的影响较小,因此提高注射速率、降低机筒温度可成型透明度高、乙醛含量低的型坯。在充模的初始时间内采用高注射压力,以稳定充模过程,然后以低压力注射,可取得较好效果。所以成型聚酯型坯时,熔体温度的选取要适当,以保证型坯的透明度,同时能控制乙醛的产生,熔体温度一般取280℃。

(3)注塑型坯与瓶体吹胀比的取值

注射吹塑小容积的聚酯瓶时,工艺成型过程中,型坯主要发生轴向拉伸,轴向拉伸越小,吹胀比(指瓶体直径与型坯直径之比)越大,瓶壁厚分布不均匀的可能性也越大,易造成瓶肩与瓶身或瓶身与瓶底过渡区域的曲线部位壁厚不均匀。小容量瓶体吹胀比一般取l.5-l.8之间。对横截面为椭圆形的瓶体,若其椭圆比即椭圆长短轴的长度之比小于1.5比l时,采用横截面为圆形的型坯可成型。椭圆比不超过2比l时,可采用横截面为圆形的芯棒与椭圆形的型坯模腔来成型型坯。椭圆比大于2比1时,一般要求芯棒与型坯模腔均设计成椭圆形。椭圆比增加,型坯模具的设计难度与制造成本均提高,一般不应超过3比1。

(4)注塑型坯口部及颈部尺寸

型坯口部直径及螺纹尺寸应与瓶口尺寸螺纹相统一,并能与瓶盖的螺纹尺寸相匹配。因目前对此无统一的国家标准,故根据瓶体盛装物来决定瓶口部的尺寸。确定型坯颈部尺寸与吹塑模具型腔尺寸时,还应考虑瓶体成型后的收缩,PET瓶在型坯内的吹胀气压为与山西炬华科技公司不断拓展合作领域l.2MPa,采用水温在℃冷却水冷却吹塑模具,以使型坯吹胀后得以快速冷却。

(5) 瓶体注吹成型芯棒的功能及其作用

注射吹塑成型所使用的芯棒的作用及功能主要有五个方面:(l)确定成型型坯的形状与瓶体颈部的内径,(2)在机械转位过程中带走型坯或瓶体 ;(3)芯棒内设置有气道与空气出入口,输送压缩空气以吹胀型坯;(4)芯棒内部可通循环液体或空气,以调节型坯温度;(5)2、实验标准是指 ISO、ASTM、DIN、GB、BS、JIS等芯棒尾部处靠近配合面开设深0.10毫米的凹槽,使型坯端部楔入槽内,避免从型坯成型工位转至吹塑工位的过程中,型坯因其弹性收缩导致的颈部螺纹错位,凹槽起到密封作用,减少吹胀过程中压缩空气的泄漏。

(6)芯棒长度与直径的选值

芯棒长度和直径主要由型坯来确定,芯棒体直径要比瓶体颈部内径小些,以便于瓶体脱模,不过芯棒直径应在瓶颈内径范围内尽可能地取大值,以避免造成过大的吹胀比。芯棒同轴度应在直径0..08毫米内,瓶口部位芯棒直径尺寸是以瓶口外径和瓶口厚度而定,取值范围一般是瓶口芯棒直径等于瓶口外径减去两倍的瓶口壁厚。

(7)芯棒底部与型坯底部之间距离尺寸的确定

这一距离尺寸即为型坯底部厚度,它的尺寸取值合理与否,直接影响瓶底部的厚度是否符合要求。一般使用的计算方法为:型坯底部的厚度(B)等于瓶底的最小厚度(T)加上0.1倍的瓶重量。芯棒体选用的材料为合金工具钢,硬度为HRC。比模具颈圈的硬度稍低。与熔体接触的芯棒表面要沿熔体流动方向抛光,并镀硬铬,以易于熔体充不大于载荷示值的 0.5%;模和型坯的脱模。在PET瓶的吹塑与脱模工位,气体继续在芯棒内环流,以保证芯棒有较一致的温度分布。芯棒各段的温度取值为:头部(对应型坯颈部)取45℃-55℃,

中部(对应型坯体)取40℃-50℃尾部取23℃-35℃。在型坯注射工位,因为熔体温度高,芯棒温度处于上述范围的上限,芯棒转至脱模工位时的温度因内冷而降至下限。在脱模工位顶出瓶体后,从外部对芯棒头部进行风冷,以降低芯棒的温度。

(8)PET瓶注射吹塑工艺参数取值

PET瓶在注射吹塑时要控制好熔体温度,使其处于275℃-285℃范围内,这些温度比多数注射吹塑级聚合物的温度高约50℃。热流道系统要采用流线型、对称式设计,避免死角。喷嘴用锁闭式结构,外表面要加热。为保证型坯有高的透明性,熔体充入型坯模具后要快速冷却至145℃以下,但要比其玻璃化温度(82℃)高些,且越接近玻璃化温度,吹塑瓶的透明度就越高,可拓宽加工范围。型坯模具冷却水温要低至10℃-35℃,以快速冷却型坯。还要采用液体或气体对芯棒连续进行内冷却。其中气冷可使芯棒轴向有更一致的温度分布,还不会出现象液冷那样的泄漏问题。芯棒内冷气压一般为1MPa。最好采用液体/气体组合冷却方式,PET型坯的吹胀气压约为1.2MPa。采用致冷水温度为5℃-10℃,以便冷却吹塑模具,也使型坯吹胀后得到快速冷却。

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