众所周知，PET包装瓶可由“一步（注拉吹）法”与“两步（拉伸吹塑）法”制得。但是，对于这两种方法各有何异同及优势？如何控制瓶胚和瓶子的壁厚均匀性？如何实现PET瓶的高阻隔性？PET瓶的吹制设备与灌装线的无缝结合技术有何优势等问题，我们并不是十分了解。对此，本刊特别邀请了PET吹瓶设备的供应商代表或专家来对这些问题进行探讨，希望对大家能有所帮助。 　　对于成型PET包装瓶而言，“一步（注拉吹）法”与“两步（拉伸吹塑）法”在工艺上有何异同？这两种工艺对各自所需的设备（包括模具）又都提出了哪些要求？ 　　李克平先生：大家都知道PET瓶的生产工艺是先注塑PET瓶胚，再将瓶胚加热经过高压吹塑成型，这就是所谓“两步法”。而“一步法”则是将两步法的第一步“瓶胚注塑”和第二步“吹瓶”通过一个转台连续执行，并在同一台设备上实现注和吹。 　　高杰先生：在PET瓶的成型工艺中，能在一台设备中完成从PET料到瓶子的生产全过程的方法被称为“一步法”，而在注塑机（注射瓶胚）和吹瓶机这两台设备中完成上述过程的方法则被称为“二步法”。 　　张友根先生：在加工成型PET瓶时，不管是采用“一步法”还是“二步法”，它们都是通过注射型胚、加热型胚、拉伸型胚、吹塑成型、制品脱模这五道工序来完成的。有所不同的是，“一步法”是指用同一台设备来连续完成上述全部五道工序，而“二步法”则是指用两台或三台设备完成这些工序，且其过程是不连续的，可先注胚，然后再集中进行下面的工序。 　　“一步法”注拉吹中空塑料成型机根据成型工序可分为以日本青木固为代表的“三工位”和以日本日精为代表的“四工位”两种机型。“三工位”与“四工位”的主要区别在于，“三工位”是把注射型胚与加热型胚放在一道工序上完成，“四工位” 则是把注射型坯与加热型坯放在二道工序上完成。“一步法”工艺对模具有着很高的技术要求，“三工位”对模具的要求又要比“四工位”高，而且“一步法”所需的模具也更为复杂，通常一套模具需三组或四组模具组合而成，从而导致每套模具的价格居高不下。目前我国的“一步法”成型模具基本上都是进口的。 　　相对于“一步法”，“二步法”对模具的技术要求要低得多。 “二步法”又可分成两种形式，一种是把型胚的加热和拉伸放在同一设备中进行，另一种是把型胚的加热与拉伸分别放在两台设备中进行。前一种形式的程度及生产率较高，设备投资大，后一种形式主要的优点是设备投资小，对模具的技术要求不高，一般普通生产商也能投资得起，因而用此方法生产的PET瓶在价格上具有很大的优势。 　　“一步法”与“两步法”相比较，它们各自具有的优势是什么？ 　　李克平先生：“两步法”的优点为： 　　●瓶胚生产和吹瓶生产可分开投资。对于中小型灌装厂来说，他们无需购置PET瓶胚注塑生产线，只需购置吹瓶机和灌装线设备并把二者直接连接起来即可，瓶胚则外购，吹出瓶子直接上线灌装。 　　●产量大。“两步法”大型设备，不管是瓶胚生产还是吹瓶生产的单机产能都能超过每小时一万瓶到几万瓶。捷飞特(Gefit)公司的PET吹瓶机的产能可达到6000~10000瓶/小时。 　　●灵活性强。对于大型企业来说，“两步法”设备也很灵活，他们可以专门建设瓶胚、瓶盖生产车间或厂。这样就能把瓶胚和瓶盖统一分配到各个灌装厂，各个灌装厂再配有与其生产线相匹配的吹瓶机即可进行吹瓶和灌装。 　　●乙醛含量低。合格的瓶胚注塑设备所生产的PET瓶胚的乙醛含量不会超过5ppm。 　　一步法的优点为： 　　●适合小批量生产。 　　●由于其产能的局限性，适合于瓶型种类多、产量小的厂家使用。一种瓶型用一台设备，每台设备的产量一般不超过6000瓶/小时。 　　●由于有的“一步法”吹瓶机利用注塑的余热而省去对瓶胚的再加热，因此使用该法的能耗较低。 　　高杰先生：“一步法”是在瓶胚注塑后冷却到约110℃时再对瓶胚做拉吹动作。其好处是省电（省掉再加热）及不经人手，减少了污染。缺点是生产效率低，更换瓶型的时间长、费用高，一次性资金投入高；“二步法”的优点是生产效率高，更换瓶型的时间短、费用少，一次性资金投入少。其缺点是能耗高。 　　张友根先生：“一步法”注拉吹中空塑料成型机的主要优点就是低能耗和生产出的瓶子的精度及透明度高，这是主机和模具综合技术水平的体现。“三工位”由于不需要在吹塑过程中重新加热型胚，所以其能耗就更低了。 　　“二步法”的那种把型胚的加热拉伸放在同一设备中进行的机型的最大优势是生产率高。例如，法国Sidel公司的型号为SBO-24DC的吹瓶机使用48腔的模具来成型0.5L PET瓶，其产量可达到60000个/小时；使用SIG公司提供的Ecomax10/2“一步法”中空成型机，每小时只能生产出2000个瓶子，而采用该公司的“二步法”设备，每小时则能生产出40000个瓶子。 　　另外，由于“二步法”是通过对瓶胚的二次加热再进行双向拉伸吹塑的，从而提高了PET瓶的结晶度，使其可耐受87℃的热灌装温度。而“一步法”在这方面的效果就差一些。由于“二步法”比“一步法”对模具的技术要求要低得多，因而其模具的投资也要小得多，特别是那种把型胚的加热拉伸放在两台设备中进行的“二步法”机型，其模具费用很低，适合那些要求产品品种开发快以及资金有限的小厂家。 　　无论是“一步法”还是“两步法”，控制好PET瓶的厚度及厚度的均一性都是成型的关键。请分别从工艺设备和在线检测两个层面来谈谈如何控制瓶子的厚度及厚度的均一性。 　　李克平先生：对于PET瓶壁厚的均一性，首先要取决于第一步的瓶胚模具的质量、精度和性能。多腔PET瓶胚模具的每一个模芯和每一个模腔都要保证高度同心，这样才能生产出壁厚均一的瓶胚，从而为第二步的吹瓶打好基础。在吹瓶工序中，首先要对瓶胚进行加热，此时要控制好温度，只在需要加热的部分加热，这是因为加热质量的好坏直接影响到吹瓶的效果。接下来就是吹瓶，吹瓶要分连续的两步，第一步是预吹拉伸，以使瓶胚在瓶模中得到均匀的拉长和扩张，紧接着就是第二步的高压吹塑定型。这个过程中的每一个工艺环节都会影响瓶子的质量和瓶壁的均一性。因此，只有高质量、高性能、高可靠性的制胚机和吹瓶机才能生产出高质量的PET瓶。至于在线检测，只是一个补救措施，将不合格的瓶胚及时剔除，避免出现废品或少出废品。 　　高杰先生：PET瓶的壁厚及材料的分布对于PET瓶来说是最为重要的指标，目前虽然可以在线检测瓶子的椭圆度、高度、壁厚、透明度等指标，但是该种设备不仅十分昂贵，而且也只起到辅助控制的作用。要想从根本上解决瓶子壁厚分布不均的问题，就必须从瓶胚加热这个环节入手。因为从工艺角度来说，只有对加温这个环节有了透彻地了解，才能控制好瓶子的厚度及达到理想的塑料分布。PET瓶的拉伸变化率要求内壁比外壁需要更大的拉伸强度，这就意味着内壁比外壁需要更高的二次加热温度，胚壁越厚，这种温度差就越大。 　　达意隆公司根据瓶胚内外壁在加热时所应具有的这种特性，对吹瓶机的瓶胚加热灯管进行了以下的优化设计，从而为最后能够生产出壁厚及材料分布合格的PET瓶打下了很好的基础。 图1 达意隆公司对其吹瓶机的瓶胚加热灯管进行了优化设计，从而为最后能够生产出壁厚及材料分布合格的PET瓶打下了很好的基础。