PET瓶在熱灌裝飲料中的應用
由于PET瓶的安全性和經濟性較好，在果汁飲料及茶飲料成為飲料主流產品的今天得到了廣泛的應用。
一、 熱灌裝工藝對PET瓶的特殊品質要求
瓶子的耐熱性能要好。要克服熱液（高溫）對瓶子外形的影響：高溫使瓶子變軟、高溫和熱的液體使瓶內產生高壓。高溫下（85℃～90℃）容積收縮率控制在1%～1.5%之間較好。
瓶子要有耐受負壓的性能。要克服液體冷卻后瓶內產生負壓；瓶壁內縮（變扁、負壓收縮時瓶子側壁變形，呈橢圓等現象）。
二、 熱灌裝PET瓶的吹瓶方法
一步法： 生產出的瓶坯經結晶爐對瓶口結晶后，直接用高溫模具吹瓶成形。 優點：產量高，便于大規模生產。缺點：耐高溫性能較差，隨時間的延長耐高溫性能明顯下降，存放時間不能太長。
二步法： 生產出的瓶坯經結晶爐對瓶口結晶后，用二套模具完成熱灌裝的吹瓶成形。先用第一套較大容積的模具(低溫模)，對瓶坯進行拉伸吹瓶成超大容積的瓶子；再把瓶子送入加熱爐進行熱處理(消除因拉伸產生的內應力)；熱處理好后送入熱模(最終所需容積大小的模具)，對瓶子進一步熱處理(提高瓶身結晶度)、定形，最終吹成所需形狀和大小的瓶子。優點：瓶子耐高溫性能較好，存放時間長。缺點：產量低不適應大規模生產。
◆ 吹瓶過程的步驟：
（1) 先由供坯系統對瓶坯進行整理后輸送到瓶坯加熱爐。
（2) 瓶坯加熱爐在對瓶坯加熱的同時，在瓶坯自轉使其均勻受熱的同時，對瓶口進行冷卻，再由爐子風機對瓶坯吹風，使瓶坯的內、外壁受熱均勻。
（3) 由輸坯機械手把加熱好的瓶坯輸入吹瓶工位。
（4) 瓶坯進入吹瓶模具后，預吹氣進入對瓶坯進行環向拉伸；當拉伸桿到達模具底部時（十位），高壓氣進入模腔對瓶坯進一步拉伸，使瓶壁緊貼模壁。
（5) 高壓氣在模具內保持一定時間，一方面消除因瓶坯拉伸而產生的內應力。另一方面使瓶壁緊貼模壁以提高瓶身塑料的結晶度。
（6) 高壓吹氣結束后開始排氣，同時從中空拉伸桿中吹出高壓冷卻氣對瓶壁進行冷卻定形。在脫模的同時從底模吹出低壓氣以便脫模，如底模中無氣吹出，則會造成瓶底凸出及瓶子取不出等問題。
（7) 整個吹瓶過程結束，輸瓶機械手把瓶子從模具中取出，送入輸瓶風送流水線。
三、 生產過程中影響耐熱PET瓶品質的幾種主要因素
瓶坯：特性粘度≥0.81cm3/g，粘度降≤4%，存放時間不能超過3個月。色澤純潔、透明、無雜質、無異色、注點長度及周圍暈斑合適。 2. 加熱：在烘箱中由遠紅外燈管發出遠紅外線對瓶坯輻射加熱，由烘箱底部風機進行熱循環，使烘箱內溫度均勻。瓶坯在烘箱中向前運動的同時自轉，使瓶坯壁受熱均勻。烘箱的熱量由燈管開啟數量、整體溫度而設定，烘箱功率及各段加熱比共同控制。
預吹：拉伸桿下降的同時開始預吹氣，使瓶坯初具形狀。預吹位置、預吹壓力、吹氣流量是三個重要工藝因素。
模具溫度：模具的溫度控制在120℃～145℃，用來消除瓶胚拉伸產生的內應力，提高瓶身塑料結晶度以抵受高溫熱液，使瓶子不變形。 5. 環境：室溫、低溫（空調）狀態下為佳。
四、耐熱PET瓶子在生產工藝中出現的一般質量問題產生的原因及解決方法
瓶頸歪斜
油路堵塞 疏通模身油路
拉伸桿排氣孔堵塞 疏通拉伸桿吹氣孔
噴嘴密封圈損壞 更換噴嘴密封圈
中心點偏
預吹氣壓力太高 降低預吹氣壓力
預吹流量太大 減小預吹氣流量
預吹氣位置太早 推遲預吹氣位置
拉伸桿彎曲 更換拉伸桿
拉伸桿離底模間隙太大 調整拉伸桿間隙
瓶坯溫度太高 降低瓶坯設定溫度
瓶子底部變形
底模油溫太高 降低熱油機油溫
底模吹氣閥損壞 更換底模吹氣閥
瓶坯底部溫度太高 降低瓶坯底部溫度
瓶底部褶皺
預吹氣壓力太小 增大預吹氣壓力
預吹氣流量太小 增大預吹氣流量
預吹氣太遲 提早預吹氣
硬頸
頸部加熱不足 增加頸部加熱量
預吹氣壓力太大 減小預吹氣壓力
預吹氣流量太大 減小預吹氣流量
預吹氣太早 延遲預吹氣
加熱爐位置太高 調整加熱爐位置
拉伸桿速度慢 檢修拉伸氣缸
合模線成形不良
模具補償密封圈損壞 更換補償密封圈
模具間隙調整不當 調整好模具間隙
灌前側壁變形
冷卻吹氣時間太短 延長冷卻吹氣時間
模身溫度太高 降低模身溫度
拉伸桿中無冷卻氣吹出 檢修拉伸桿吹氣系統
灌后側壁變形
模身溫度太低 提高模身熱油溫度
瓶坯設定溫度太低 提高瓶坯設定溫度
冷卻吹氣時間太長 減少冷卻吹氣時間
塑料分布不勻 調整吹瓶工藝使料分布均勻
熱油流量太小 疏通油路及清洗油路過濾網
收縮率大
模具溫度低 提高模具溫度
瓶坯溫度低 提高瓶坯設定溫度
冷卻吹氣時間太長 縮短冷卻吹氣時間
油路堵塞 疏通油路
直徑偏大或偏小
冷卻吹氣時間設定不當 調整冷卻吹氣時間
塑料分布不均勻 調整工藝使料分布均勻
五、PET瓶在熱灌裝線使用過程的常見問題及其解決方法
儲存和運輸條件及瓶子的儲存期。
由于PET具有吸濕性能，因此將PET（包括切片、瓶坯和瓶子）擺放在空氣中，它就會吸收空氣中的水分，擺放時間越長，吸水越多。而PET中的水分含量會直接影響到它的性能。對于熱灌裝瓶子，會影響到熱灌裝瓶子的耐熱溫度。水分含量越多，瓶子的耐熱溫度就越低。一般對于熱灌裝瓶來講，從瓶坯生產到灌裝飲料期間，擺放時間建議：
瓶子儲存期：>1L兩周內使用，<1L三周內使用；但近來越來越多的廠商使用了輕量瓶并連線生產，即吹即灌，瓶子貯存期在6小時內。即吹即灌的瓶子可灌裝95℃的熱液，吹后存放超過24小時以上的瓶子只能灌裝88℃的熱液。
瓶子的材料、儲存條件（室溫、相對濕度、儲存時間的長短），都會影響到熱灌裝瓶子的技術指標，即：生產瓶子時要根據以上不同的材料、儲存條件、客戶要求等，相應地調整吹瓶的工藝、技術參數等。 PET在通常濕度情況下，進行熔融塑化時會發生水解反應。高濕度含量常常導致立即反應，結果分子鏈斷裂、降解，分子量降低（也就是IV降低）。PET的機械性能與特性粘度IV有關，IV越低則PET的機械性能越差。
江南和沿海地區全年平均相對濕度為85%，部分地區春天和夏天相對濕度可高達90%以上，在高濕度環境下，PET會吸濕并達到最大的飽和濕度。
水分含量越高，則PET的IV值下降越大。某一型號PET在含水量為0.01%時，其特性粘度為0.73，含水量為0.02%時其特性粘度變為0.63。在180℃時由于干燥時間減少3/4小時，特性粘度下降0.10。
干燥時間越長則PET原料里水分越低，但過度干燥也會造成PET降解。當加熱至180℃時，對于最大初始水分含量0.3%的原料，水分下降至0.14%；干燥4小時可獲得0.004%的水分含量，這是瓶坯控制水分含量的上限。瓶口部分的分子內的水分會加快PET的結晶，而瓶身部分分子內的水分會影響分子鏈的排列。
耐熱性能不良。
◆ 熱灌裝瓶是這樣實現耐熱的：
(1) 用特別的模具設計來抵受瓶內負壓：
① 瓶身有長方形凹塊（在模具上可進出移動），用來吸收液體冷卻后瓶內產生的負壓。
② 瓶子設計，用頸、腰（凹環）來防止瓶子變成橢圓形。
③ 用瓶底設計（一般為花瓣形）來抵受應力或二氧化碳壓力（常溫灌裝高溫殺菌類瓶子采用凹底設計）。
(2) 用熱油機高溫油提高模溫（模具溫度在120℃～145℃），用來消除瓶坯拉伸產生的內應力，提高瓶身塑料結晶度，以抵受高溫熱液，使瓶子不變形。
◆ 改善瓶子耐熱性能的措施：
① 選擇合理的瓶坯與瓶子設計。最優化的瓶坯形狀設計與瓶子模具設計有助于改善瓶子的壁厚分布狀況，避免在瓶身不同區域產生扭曲或收縮變形；
② 瓶坯注射冷卻時間控制。嚴格控制瓶坯注射冷卻時間，讓瓶坯盡早脫模。這樣即可縮短成型周期并提高產量，又可因較高的殘余溫度而誘發球狀結晶。球狀結晶的晶體直徑極小(僅0.3mm～0.7mm)，并不影響透明度；
③ 嚴格控制注射和拉坯-吹瓶工藝參數以及各區域溫度分布，避免殘余應力在PET玻璃化溫度（>75℃）下釋放而導致瓶子變形。
④吹瓶模調溫技術的運用。通常用熱油循環法給吹瓶模加溫，吹瓶模調溫共有三種循環： 瓶身熱油循環。將吹瓶模加熱至120℃～145℃。這樣，瓶坯與吹瓶模腔間的溫度差減小，促發進一步結晶。延長吹瓶保壓時間，使瓶壁與型腔長時間接觸并有充足時間來提高瓶身結晶度，達到35%左右，但又不破壞透明度。100℃以下的模溫對瓶身結晶度的影響極小，因為瓶身結晶發生在100℃以上。 瓶底冷卻水循環。瓶子底部保持低溫（10℃～30℃），避免未經拉伸的瓶底部分過度結晶而發白。 瓶頸調溫（選用）。非結晶瓶口部分從注塑模脫模后一直處于完全冷卻狀態。非結晶瓶口多數采用加強瓶口設計（增加瓶口壁厚），從而改善封口性能，避免壓蓋過程中瓶口變形。通常，灌裝后瓶口橢圓度控制在0.2mm以內，螺紋外徑收縮率低于0.6%。
⑤ 循環吹氣技術。當采用熱吹瓶模時，如何控制瓶子脫模后變形至關重要。吹瓶模開模前吹入空氣并排空循環，對瓶身進行冷卻并定形，從而控制脫模后的變形量。循環冷卻空氣的進氣通過與初吹、二次吹相同的通道，但從拉坯桿頭部小孔經拉坯桿內排氣。循環吹氣時間約為0.5秒～2秒。因此，耐熱瓶制瓶機的高壓空氣消耗量比普通瓶制瓶機高得多。
容量波動較大。
雙軸拉伸PET瓶具有一定的收縮率，最大收縮率約為2%左右，影響PET瓶容量的因素主要有以下幾個方面：
(1) 模具的影響 PET瓶的容量主要受模具尺寸和形狀影響。每一種瓶型模具尺寸通常是固定不變的。不同形狀的瓶子在設計其收縮率時會有所不同，瓶身上加強筋越少、瓶厚度越薄則瓶的收縮率越大。
(2) 環境因素的影響 環境溫度和濕度對瓶子的容量影響較大，環境溫度越高，濕度越大則瓶的容量收縮越大。
(3) 生產工藝的影響 形狀復雜的瓶子吹瓶時要求有較高的吹瓶壓力，如吹瓶壓力不足，則瓶成型不良，容量會偏小；模具溫度偏高也會造成容量偏小。
(4) 瓶子的自然收縮 由于PET瓶會自然收縮，瓶模具尺寸在設計時應設計成可調形式（加減墊片）。以1.5LPET瓶為例，剛生產的瓶子平均容量為1508ml左右，室溫下存放3天后，瓶容量會減少5ml～6ml；隨著瓶存放時間延長瓶子容量還會縮小并難以控制。目前，越來越多的生產線采用連線吹瓶，即吹即灌，避免瓶子（容量與耐熱性能）的衰減問題。
(5) 灌裝方式的影響 不同的灌裝方式，對容量控制的影響也有較大差別。定量灌裝方式對容量影響最小，自重式灌裝對容量影響最大，對1.5LPET瓶，最多可能差別20 ml～25ml。所以，要解決瓶子的容量問題，可適當調整模具（墊片），控制生產工藝，改善倉儲條件，最重要的是應盡可能縮短瓶子的儲存期。
