一、前言
聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET ),具有(1)優良氣體阻隔性,(2)耐壓性、耐蠕變性,(3)耐衝擊性,(4)透明性、表面光澤性,(5)本身無臭及保香性,(6)食品衛生上的安全性,且美觀、成型容易,已被廣泛應用在食品容器上。
二、PET的特性
PET是高分子聚合物,最重要的特性是它的分子重量,分子重量是PET分子鏈的平均分子數目,分子鏈連結的數目越長則PET的物性好。PET為結晶樹脂,比重約1.4,融點為245度,成型溫度約在290~315度之間。
一般用在製造容器的PET塑粒必須注意以下的特性:(1)分子量,(2)乙醛含量,(3)二甘醇含量,(4)羧基,(5)共聚合物百分比,(6)熔點,(7)玻璃轉移點,(8)結晶度。
三、PET原料乾燥
PET是吸濕性材料,若含水率太高,在高溫加工下會產生水解,使PET分子鏈斷裂及熱分解產生乙醛,物性及機械性質降低,結晶速率加快,在瓶胚射出時會使瓶胚部分結晶白化,影響產品的品質。在瓶胚射出成型之前,PET粒必須先乾燥至含水率在005%以下,如此才能製造出良好的非結晶透明瓶胚。
乾燥機乾燥PET粒是利用除濕後的高溫空氣,在料斗內循環。乾燥的空氣,其露點溫度必須在-29度和-40度之間。乾燥機的溫度設定在177度和182度之間,乾燥大約四小時。
四、射出延伸中空成型
基本原理:首先射出成型加工製出瓶胚,這是將熔膠射入模穴,然後迅速冷卻,使瓶胚溫度低於結晶溫度的範圍,製成透明的瓶胚。第二步驟是將瓶胚加熱,使其高於玻璃轉移點溫度,然後延伸、吹氣和冷卻成型。
加工方法:分為一段式和兩段式兩種。一段式是射出和吹氣在同一台機器完成,射出成型的瓶胚冷卻到低於結晶溫度範圍,但仍保持在熱彈性的狀態,最後吹氣成瓶。兩段式是由射出成型機和中空成型機兩台機器完成,首先由射出成型機製成瓶胚後,將瓶胚冷卻至凝固溫度脫膜取出,冷卻到室溫,待要吹瓶時,再送入中空成型機將瓶胚加熱至吹瓶溫度,然後吹氣、冷卻成型。
五、PET瓶胚的射出成型製程條件
PET瓶胚除了可用擠出成型製程外,大部分均用射出成型製作瓶胚。在整個瓶胚製程設備中,除了射出成型機,還包括熱澆道模具、酯粒除濕乾燥機、模具冷卻冰水機、瓶胚取出機械手臂、瓶胚輸送帶及射出環境控制空調除濕機等,而各個機具均是要配合射出機的作動,所以射出成型機扮演瓶胚製程中最重要的角色。一般射出機主要的製程控制參數有:(1)螺桿轉速,(2) 射出壓力,(3)射出速度,(4)料管溫度,(5)射嘴溫度,(6)保壓,(7)拉鬆退,(8)開關模速度,(9)冷卻時間,(10)循環時間。每個參數均攸關射出產品的品質,因此參數的控制很重要,為達到良好的製程參數,所以射出機的性能須配合製程需要而加以設計。
六、螺桿設計
PET射出機的螺桿設計對瓶胚射出製程很重要,一般的螺桿用於PET的射出時品質較差,容易產生問題,所以PET射出機須有其專用的螺桿,因PET為熱敏感性材料,高溫時容易使分子鏈斷裂使分子量降低,產生乙醛,降低瓶胚的品質,而在料管內主要靠螺桿旋轉壓縮,使酯粒產生剪切熱而融化,若螺桿壓縮產生的剪切熱過大,則PET熱裂解就可能發生,所以PET射出螺桿須為低剪切設計,且能融化結晶的PET酯粒為目標。太高的壓縮比或太短的壓縮長度會造成大的剪切;而太低壓縮比的螺桿所產生的剪切熱不足,可能無法完全融化酯粒,使瓶胚結晶白霧化,且無法完全排除料管內的空氣,易使瓶胚產生氣泡。
七、結論
射出機的性能須配合製程需求加以設計改良,而適當的螺桿設計是影響塑化品質的重要因素,是瓶胚射出製程的重要關鍵,也是今後研究的重要課題。


