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高密度聚乙烯(HDPE)制成的中空容器以其价廉、来源广、加工方便、经济安全、耐水性良好等特点应用较为广泛。但HDPE属于非极性高聚物，其溶解度参数与大多数烃类溶剂相近，对烃类溶剂的阻隔性能差，从而使它在贮存以苯、甲苯、二甲苯、汽油等烃类为溶剂的各类液体农药、油墨、涂料、化学试剂，存放燃料、油料等，以及用作飞机、汽车等的燃油箱材料时会出现渗漏严重、气密性差等问题。为了提高HDPE中空容器的阻隔性能，国内外做了大量的研究，先后出现了表面氟化或磺化、涂覆、多层共挤、与阻隔树脂层状共混改性等方法。其中表面氟化或磺化、涂层等技术的改性效果都不能令人满意。目前应用较多的是将聚乙烯与尼龙、聚乙烯与聚酯复合共挤出等方法，然而，采用复合共挤的加工设备复杂，两种组分层与层之间的不相容问题难以解决。层状共混技术是美国DuPont公司于1983年提出的，其后，日本、德国也申请了类似的专利。我国在这方面也做了大量的研究工作，但层状共混对设备、工艺控制的要求都较高，加工较难。
PA6是一种综合性能优良的工程塑料，具有极好的耐油性和耐化学药品性，对气体、苯、甲苯、汽油等烃类溶剂有极好的阻隔性能。但其熔体粘度小、强度低，难以直接吹塑成型制得中空容器。笔者以PA6为基体树脂加入自制的增韧增粘改性剂，采用双螺杆挤出机以机械共混的方法得到高阻隔性可吹塑的PA6专用料，取得了较满意的结果。该材料不仅力学性能好，加工工艺简单，加工条件易于控制，而且便于回收，成本低，是制备阻隔性容器的良好材料。
1 实验部分
1.1 主要原材料
PA6：工业晶，中国石化岳阳石油化工总厂；
HDPE：燕山石油化工公司；
EDPM：美国杜邦公司；
马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)：自制；
聚烯烃热塑性弹性体柄烯酸酯类共聚物(POE／ACR)：自制；
抗氧剂等助剂：市售。
1.2 试样制备
首先将一定量的PA6在真空干燥箱内于80～90℃干燥8～10h，按配方将PA6和增韧增粘改性剂等原料一并加入到高速混合机内进行混合，待混合均匀后将物料加入双螺杆挤出机中按设定的温度和螺杆转速进行挤出，料筒分段加热，温度为220―250℃，口模温度为220―230℃，螺杆转速为50r／min。
挤出料条经水冷后切粒，再放入80～95℃的真空干燥箱中干燥10～12h，将上述得到的粒料在注塑机上注塑成所需要的试样，料筒温度为190～240℃，喷嘴温度为220―230℃，注塑压力为95―100MPa。同时将粒料在吹瓶机上吹塑成500mL的瓶子。
2 结果与讨论
由于PA6的熔体粘度低、韧性差，在干态及低温状态下的冲击强度低，因此提高PA6的熔体粘度、增加熔体强度及韧性、提高缺口冲击强度是高阻隔容器吹塑专用料研究的关键。根据聚合物改性的基本方法和原理，加入增韧增粘改性剂进行共混改性是提高其熔体强度及韧性的最简单、最有效的方法和途径。选择HDPE、EPDM、POE／ACR作为增韧增粘改性剂进行对比试验。由于PA6与HDPE、EPDM的分子极性相差很大，相容性差，采用自制的PE-g-MAH作增容剂。
2.1 不同增韧增粘改性剂对PA6的增韧效果
HDPE、EPDM、POE／ACR这3种改性剂作为PA6的增韧增粘改性剂都是比较理想的。但是，不同增韧增粘改性剂的影响程度不同，POE／ACR对提高PA6熔体粘度及缺口冲击强度的效果都最好。这是由于PA6与POE／ACR形成了化学键，而HDPE、EPDM与PE-gM-AH增容剂之间没有形成化学键，分子之间的作用力小。
另外，通过试验发现改性剂加入量较少时，PA6对非极性烃类溶剂的渗透性有不同程度的降低，当改性剂含量增加至一定量时，渗透性加大，这主要是由于与PA6反应增大了其相对分子质量，而随着含量的加大，HDPE、EPDM、POE／ACR与非极性烃类溶剂有相似相容性所致。试验中还发现，HDPE的含量增加到一定量以后，渗透性突然下降，此时阻隔性为最好。这是由于在一定温度(约230℃)下，HDPE的熔体粘度要比PA6小，PA6变成了分散相，经拉伸形成了层状分布于HDPE中，而层与层之间形成了曲折的通道，大大延长了溶剂分子的渗透时间。
增韧改性效果不仅与增韧剂的含量有关，同时还与其分散程度有关，分散粒径越小效果越佳。从分散程度来看，由于POE／ACR为反应型改性剂，故比HDPE、EPDM的分散要好些。
表1 各种增韧增粘剂对PA性能的影响
各增韧增粘改性剂含量均为10％对PA6性能的影响如表1所示。从表1中的试验数据分析及综合各方面的因素，选择POE／ACR作为高阻隔容器吹塑专用料的增韧增粘改性剂。
2.2 POE／ACR对复合材料性能的影响
(1)熔体粘度及流变性能
图1示出复合材料的MFR随POE／ACR含量变化的曲线。从图1可以看出，复合材料的MFR随着POE／ACR含量的增加而明显下降。当POE／ACR的含量大于10％时，其MFR就相当低了。这是由于POE／ACR与PA6的端胺基发生了反应，从而提高了PA6的相对分子质量，使得MFR降低。
图 1: 复合材料的MFR随POE/ACR含量变化的曲线
通过毛细管流变仪对复合材料的流变性能进行研究，得出其粘度随剪切速率的变化曲线，如图2所示。从图2可看出，复合材料的粘度随剪切速率的增大而减小。当剪切速率低于50s-l时，复合材料的粘度较高。一般吹塑成型加工过程中的剪切速率较小，所以POE／ACR含量为10％左右时复合材料就有较高的熔体粘度，这有利于吹塑成型。
图 2: 复合材料的粘度随剪切速率的变化曲线
为了方便，采用渗透率间接研究复合材料的阻隔性。研究表明，渗透率越大，则阻隔性越差。以汽油和甲苯为溶剂来测定POE／ACR对复合材料阻隔性的影响。图3为不同FOE／ACR含量的复合材料在溶剂中的渗透率变化曲线。从图3可以看出，当POE／ACR含量为10％左右时，复合材料有较低的渗透率。这是由于POE／ACR与PA6发生了反应，从而增加了PA6的相对分子质量。另外，适量的POE／ACR还可改变PA6分子链的排列，使结构更紧密，从而降低了渗透率。当POE／ACR含量大于10％时，复合材料的渗透率又升高。这是由于POE／ACR本身的阻隔性不好的缘故，所以加入量过多时则会引起渗透率升高、阻隔性降低。
图 3: 复合材料在溶剂中的渗透率变化
(3)力学性能
图4为复合材料的拉伸性能随POE／ACR含量变化的曲线。由图4可以看出，POE／ACR含量为10％左右时，拉伸强度较高，断裂伸长率出现峰值。
图 4: 复合材料的拉伸性能随PE/ACR含量的变化
复合材料的缺口冲击强度随POE／ACR含量的变化曲线如图5所示。由图5可以看出，室温(25℃)下的缺口冲击强度随POE／ACR含量的增加而提高，但是在低温(－35℃)时，缺口冲击强度随POE／ACR含量的增加而先提高后降低，在含量为6.2％左右时出现拐点。
图 5: 复合材料的缺口冲击强度随POE/ACR含量的变化曲线
2.3 复合材料的优化配方及性能
根据上述试验结果，综合考虑MFR,流变性能、阻隔性能及力学性能等因素，最终确定POE／ACR在复合材料中的含量为10％左右时较好。并进行了吹塑500mL瓶子的试验。吹瓶机的料筒温度为220～250℃，口模温度为232―235C。通过对瓶子各项性能的测试分析，得出如表2所示的结果。从表2可以看出，复合材料对非极性溶剂的渗透率很小，有很高的阻隔性，而且MFR显著降低，熔体的粘度、力学性能显著提高，中空吹塑成型加工性能良好。从试验结果可以看出，得到了综合性能较优的高阻隔性、可吹塑成型的PA6复合材料。
3 结语
在PA6中加入约10％的POE／ACR时可以得到综合能较优的高阻隔性、可吹塑成型的PA6复合材料，该材料可以用作具有高阻隔性要求的吹塑容器，如农药、汽油储罐及包装瓶等，具有广阔的应用前景。 |
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早在20世纪70年代，聚烯烃（HDPE、PP）药用塑料瓶在国外就已得到应用。20世纪80年代中期，国内的天津力生制药厂和上海大明玻璃厂率先从国外引进了“注-吹”流水生产线用于生产药品包装塑料容器，从而推动了聚烯烃（HDPE、PP）药用塑料瓶在我国的生产和使用。本文对药用塑料容器的成型工艺、可选用的原料以及GMP规范和工艺流程等问题进行了介绍。
药用塑料瓶的常用生产工艺
1、 中空挤出吹塑（Extrusion-Blow molding）
中空挤出吹塑是利用挤出机连续地挤出空心管，然后用剪刀（人工）或切割装置（自动）将其切成小段后移到挤吹模具内吹制成型。其优点是：设备简单，投资小，成本价格低；缺点是：瓶口不平，密封性能差。此外，中空挤出吹塑工艺所适用的塑料原料是PE，常用的为LDPE,其阻透性能远远低于HDPE和PP，装药保质期短。
2、 二步法“注-吹”（Two steps injection-Blow molding）
二步法“注-吹”实际上是指注射、吹塑分别由两台机器进行操作，俗称“二步法”。具体而言，第一步是由一台普通的注塑机注射成型管坯，此时，管坯的瓶头部分（瓶口、螺纹）已经成型；第二步是由人工将管坯放在蜂窝状的加热器或自动循环加热传送带上，经加热调温后，再将其移到吹瓶机内用压缩空气吹制成型。这种方法的优点是：设备比较简单，投资也比较少；瓶口整齐，密封性能良好；产品品种开发速度快，模具费用比较低。其缺点是：注射管坯与吹塑成型分步进行，使制品易被污染，难以保证产品通过菌检；产品的同一性差，不太适应大批量生产。
3、 一步法“注-吹”（One step injection-Blow molding）
一步法“注-吹”是指注射和吹塑在同一台机器上完成。根据不同的机种，通常分为三工位和二工位“注-吹”。
三工位“注-吹”制瓶机的三个工位以120°角成等边三角形分布，其中，第一工位为注射成型工位，第二工位为吹塑成型工位，第三工位为脱瓶工位。这三个工位可同时运行，不仅大大提高了生产效率，而且可与传送带连接，自动计数包装，真正实现了药用塑料瓶生产全过程的“无人手接触”，从而确保了产品的洁净卫生。
二工位“注-吹”制瓶机的两个工位可上下或前后排列，第一工位为注射成型工位，第二工位为吹塑成型工位。由于缺少一个专用的脱瓶及冷却工位，所以难以实现全自动计数包装（一般为散装人工计数）。同三工位制瓶机相比，其生产效率较低，生产周期较长。
一步法“注-吹”工艺的优点是：自动化程度高，机器的产能大；瓶口的平整度高，密封性极好。当选用HDPE/PP作为原料时，瓶子的壁厚比较均匀，阻透性能优良，使药品的保质储存期长。其缺点是：设备投资较大，模具复杂，系统配置要求较高，因此，不适合小品种、小批量的生产。但是，对于大批量生产而言，可得到高品质低成本的产品，经济效益较好。
目前，国内标准化的药用包装企业基本上都是采用一步法“注-吹”工艺设备，并以三工位设备为主。
国际上著名的“注-吹”成型设备制造厂家主要有美国的Wheaton公司和Jomar公司、德国的Battenfeld公司和Bekum公司、日本的ASB公司和青木固公司以及意大利的Uniloy Milacron公司，这些公司目前所生产的机型均采用一步法三工位的方式，其中，美国产品采用垂直螺杆结构，德国和意大利的产品采用卧式螺杆结构。
在国内，江苏维达机械有限公司自1989年开始，首家研制“三工位”一步法“注-吹”成型机，并于1991年将产品投向市场。目前，其生产规模达到每年100条生产线，带动了中国药品包装容器（特别是固体药物片剂、胶囊包装）生产技术的提高。
MSZ25注吹中空成型机
药用塑料瓶常用塑料原料
1、 聚烯烃
适合于制作药用塑料容器的聚烯烃类塑料原料包括：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）。其中，聚乙烯又包括：高密度聚乙烯（HDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）；聚苯乙烯包括高抗冲聚苯乙烯（GPPS-HIPS）。
2、 聚酯
聚酯类塑料原料主要有：聚对本二甲酸乙二醇酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚对萘二甲酸丁二醇酯（PEN）。
常用塑料原料的密度性能见表1。从表1可以看出：
· 固体药物的包装宜选用HDPE和PP，这2种材料具有优良的抗水蒸气渗透性能，可以有效地防止药物因吸潮而变质。但是，对于易氧化变质的药物，应慎用HDPE和PP材料。HDPE和PP材料通常是采用一步法“注-吹”工艺；
· LDPE的阻氧性能极差，不适合用作药用塑料瓶的原料，更不能灌装贮存期较长的药物；
· PET对水和氧气均具有优良的阻透性，且外观透明，是灌装液体药物（糖浆、口服液类）的理想原料，一般采用“注-拉-吹”工艺。
表1 常用塑料原料密度性能比较
注：水蒸气渗透率单位g/m2 24h MPa（0.025mm）JIS-Z-0208方法；氧气渗透率单位cm3 .m/m2 Mpa 24h 20℃ 65%RH（0.025mm）压力法
3、 着色剂与加工助剂
药瓶的着色剂通常选用二氧化钛TiO2（锐钛型或金红石型），TiO2的含量≥98%Wt，添加量为1.0%～1.5%Wt。
常用的加工助剂有润滑剂硬脂酸锌和聚乙烯蜡，它们均为白色粉末，添加量为0.1%～1%Wt。
近年来，为满足GMP及十万级净化的要求，一般将TiO2、硬脂酸锌、聚乙烯蜡与LDPE（高M•I）混合在一起制成浓缩母粒，可大大减少生产过程中的粉尘污染。典型的TiO2色母配方为：TiO2（特级）60%，硬脂酸锌8%，聚乙烯蜡10%，LDPE22%。
GMP规范及工艺流程的规划
药用塑料瓶生产企业不仅应选择性能可靠的“注-吹”成型机和精密的“注-吹”模具，还应对相应的GMP规范及工艺流程进行系统设计规划，主要内容包括：
1、中央空调系统（GMP标准厂房、十万级进化，GB/T16292-16294-1996）的主要指标：洁净度十万级，三级过滤（粗、中、高），顶送侧回方式。换气次数≥15次/h，温度T=26℃～28℃。
2、冷冻水系统：温度T=5℃～15℃，压力P≥0.2MPa，流量Q≥额定值。
3、冷却水系统：温度T≤28℃，压力P≥0.2MPa，流量Q≥额定值，采用喷淋冷却循环系统。
4、压缩空气系统：配置稳压罐、冷冻干燥器和自动排水阀，压力P≥1.0MPa，流量Q≥标定值，压缩空气温度可从65℃左右调节到20℃以下，以提高生产效率;二级过滤（40µ，5µ）,可保证产品洁净度。
5、模具温控器
· 水介质模温机：工作温度Tmax≥120℃，P≥0.4MPa，微处理器或PID控制。
· 油介质模温机：工作温度Tmax=30℃～300℃，P≥0.2MPa，PID或一次位式控制仪表。
通常，生产药用塑料瓶选用水介质模温机更为适宜，可以保证药瓶的质量，防止油介质泄露污染药瓶。
6、混料、加料、粉碎装置
· 采用定时器确保混料时间可控，时间过长或过短均难以达到最佳的混料效果；
· 最好采用顶层加料或自动真空吸料的方式加料，并选用浓缩母粒着色，防止车间内粉尘污染超标；
· 粉碎机应选用低噪音、高效率的旋转切刀（主要是粉碎瓶盖注塑流道料架及少量的废瓶），回料的添加量应合适（小于15%Wt），防止反复循环降解影响性能。不同牌号的原料回料必须分开处理，不能随意混用。一般，瓶用树脂M•I≤1.0，盖用树脂M•I>5。 |
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随着人们生活质量不断提升，塑料瓶和容器的生产一直保持快速增长的势头。意大利吹塑供应商能为终端用户提供因地制宜的解决方案，以完全满足消费品行业的具体要求。
Alkam
Alkam公司专门生产和供应吹塑机，用于生产5-25升冷水机专用瓶，平均产能每小时可达300-600件；其吹塑设备能与市面上大部分的两步式系列机型结合使用。公司以瓶装业领域的丰富经验为依托，将电动拉伸技术、吹塑机与电动螺杆式输送机相结合。
Alkam公司特别注重瓶坯加热环节。在传统的瓶坯加热工艺中，瓶坯厚度（高达10毫米）会发生大幅度变化，因此需使用塑化炉以使瓶坯进入加热循环，然后回到冷却循环，不断重复，直至达到所需温度为止。其后，通过闭环反馈使之保持恒定。与此同时，公司还正致力研究进入塑化炉的合适的空气量，以在辐射和对流热交换之间寻求平衡。
相对于加工厂商制造的聚碳酸酯容器（在灌装前需要进行大量处理和搬运工序），该公司的技术可使水瓶生产与瓶装厂生产同步进行。此方式带来的优势包括：改善卫生；减小空瓶存放空间；因应瓶装线实际需求而进行生产，使生产管理更加灵活；简化生产流程。与一步式系统相比，此吹塑系统的首次投资额更低，其平均产量却可提高两倍，大幅降低单位成本；同时，水瓶单位重量可减低50%，具体根据用户需求而定，从而进一步降低成本。
Automa
Automa公司最近推出了NSB 140机型；该机将注坯拉伸吹塑技术与四个“单步式”工位相结合。具体工序包括：瓶坯在第一工位中注塑；在第二工位中调节；在第三工位中拉坯吹塑；最后，已成型的容器从第四工位中卸出。NSB 140机型适合于生产产品质量要求极高的PER和PP容器。系统可确保产品厚度均匀，透明度高，“上限”机械阻力优良。中低产出时，必须经常更换模具。因为模具更换十分简便，该机在中低产出时尤其高效，仅需数小时即可完成。模具采用专业设计，适合于生产广口多腔容器（包装罐）。生产的容器可输送到出料口的皮带输送机。
Magic MP
Magic MP公司在最近的一次国际塑料展展出了三套全运行的系统，体现了公司在吹塑技术领域的领先地位。三种机型包括：EP-0.5-1/D电动式机型，作为3+3机型，配有三套机头，用于生产容量约150毫升的扁平形聚丙烯洗发水容器；EP-L5-8/D-XL电动式系统，为2+2机型，配有两套机头，模芯距离为220毫米，用于生产带柄3升聚丙烯容器；LS15/ND-P液压吹塑成型机，配有平带输送机、单一工位和三套机头，每次能生产三个5升高密度聚乙烯扁平容器。
Meccanoplastica
Meccanoplastica公司在全电动吹塑机生产领域积累了丰富的经验。对于重视降低能源消耗和最终产品成本的客户而言，全电动吹塑机确实是一种理想的解决方案。
以其JET60系列机型为例，生产过程中测得的电吸收率（electrical absorption）范围减少为9到12kW。专利型运行原理与注射循环相结合进行试管生产，通过挤吹成型机典型的吹塑工艺进行成品容器生产。卧式注射装置与三工位生产装置相结合。模芯固定台可旋转120°，可同时进行注塑、吹塑和成品部件取出。注塑模由变频无刷电动机驱动，并形成50吨锁模力，在注射、开模和锁模过程中确保最高的刚性。
Plastimac
Plastimac公司最近推出了两种新型全电动吹塑机系列。该设备整合了吹塑行业的先进技术。PB1E/S机型可生产容量达1升的包装瓶，其中，瓶盖在线性导轨上横向滑动。该吹塑机配有一个50毫米挤塑机和一套模芯距离为120毫米的双机头。该机配有多种附件，使之适合于优质包装瓶超高速生产。同时，该机还配有在线检验系统，能顶出存在缺陷的包装瓶，并根据发现的缺陷类型对其进行分类。
PB5E/DL作为全电动吹塑机，其模具单元为水平移动，用于生产容量达5升的容器。该机特别适用于多模腔生产，能提高机械可靠性，最大限度降低摩擦，降低维护成本和能耗，从而最大限度降低运行成本。实际上，PB5E/DL机型是当今市场耗能最低的5升吹塑机之一。该机模具便于操作和检修，调整简便，因此能实现快速生产切换。展出机型具有加长模具单元行程，配有80毫米挤塑机和三机头，能以每小时大约2300单位的速度生产容量为1升的HDPE/PP包装瓶。机头能确保严格的挤塑控制，并通过优化，可快速进行颜色更换。缺陷产品被送往造粒机，最终回用料与纯料和母料混合后返回到生产循环中。
ST Soffiaggio Tecnica
ST Soffiaggio Tecnica公司最近推出了用于生产聚丙烯工具箱的TA 500 L一体化吹塑机。该机主要特色包括：锁模力达400 kN；挤塑机螺杆直径为90毫米，长径比（L/D）为24；配有生产能力为260公斤/小时的5升储料机头和700×900毫米模具支撑面。各个系统均由公司自主制造，在不采用拉杆的前提下确保牢固的支承结构，这样，就可方便安装大型模具和辅助自动设备。MarkIV已使用该公司的四套系统，将用于汽车制造业生产。
Techne
最后介绍的是Techne的革新生产系统系列。该系列的突出特点包括：总体表面尺寸十分有限；停机检修时间极短；尺寸更换快速准确；颜色更换简单易行。公司的所有技术均自主开发；而此开发工作始于多模腔多层挤出模头的开发，后来扩展到技术先进的IML（模内贴标）系统。其后，公司开发了独具特色的双专利锁模技术；同样重要的是还有化学添加剂杀菌系统专利技术。另一具代表性的专利为其车间控制软件，用于统一管理车间生产运作。
Claudio Celata为Macplas杂志版人及意大利塑料橡胶机械设备和模具制造厂商协会（Assocomaplast）董事总经理 |
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在吹塑薄膜生产过程中，薄膜厚薄均匀度是一个很关键的指标，其中纵向厚薄均匀度可以通过挤出和牵引速度稳定性加以控制，而薄膜横向厚薄均匀度一般依耐于模头精密制造，且随着生产工艺参数变化而变化，为了提高薄膜横向厚薄均匀度，须引进自动横向厚薄控制系统，常用控制方法有自动模头（热膨胀螺丝控制）和自动风环，这里主要介绍自动风环原理与应用。
1.基本原理：
自动风环结构上采用双风口方式，其中下风口风量保持恒定，上风口圆周上分为若干个风道，每个风道由风室、阀门、电机等组成，由电机驱动阀门调整风道开口度，控制每个风道风量大小。
控制过程中，由测厚探头检测到薄膜厚薄信号传送到计算机，计算机把厚薄信号与当前设定平均厚度进行对比，根据厚薄偏差量以及曲线变化趋势进行运算，控制电机驱动阀门移动，当薄膜偏厚时，电机正向移动，风口关小；相反，电机反向移动，风口增大，通过改变风环圆周上各点风量大小，调整各点冷却速度，使薄膜横向厚薄偏差控制在目标的范围。
2.控制方案设计
自动风环是一种在线实时控制系统，系统被控对象为分布在风环上的若干个电机。由风机送来的冷却气流经风环风室恒压后分配到每个风道上，由电机驱动阀门作开合运动以调整风口及风量的大小，改变模头出料处膜坯的冷却效果，从而控制薄膜厚度，从控制过程看，薄膜厚度变化与电机控制量之间找不到明确关系，不同厚度薄膜以及阀门不同位置厚薄变化与控制量之间程非线性无规律变化，每调整一个阀门时对相邻点影响都很大，且调整有滞后性，使不同时刻之间又互相关联，对于这种高度非线性、强耦合、时变性和控制不确定性系统，其精确数学模型几乎无法建立，即使能建立数学模型，也非常复杂，难以求解，以致没实用价值，而传统控制对较确定控制模型控制效果较好，而对于高度非线性，不确定性，复杂反馈信息控制效果很差甚至无能为力。鉴于此我们选择了模糊控制算法。同时采用改变模糊量化因子方式更好适应系统参数的改变。
3.模糊控制结构原理及实施
模糊控制工作原理：
模糊控制过程中，根据厚度设定值s与反馈值y的偏差量e以及偏差量的变化率e’，按模糊控制算法运算，得出输出控制量u，再转换为电机控制脉冲，驱动阀门开口量，调整风量，控制薄膜厚薄度。
实际控制过程中，偏差量e及偏差量的变化率e’分别乘以量化因子Ke，Ke’得出模糊量E，E’再调用查表程序，从控制表中查出对应模糊控制量的输出值u，再乘以量化因子Ku得出实际控制量。
模糊控制量表是根据现场调试经验总结出来的控制规律，利用输入输出各量的隶属函数表，计算出不同的E、E’和U对应的模糊关系，并将它们关系合并，再经过合并运算，求出各种输入状态所对应的控制决策的隶属函数向量，然后由隶属函数最大原则进行判断，得出相应控制量模糊值U，当求出各种输入状态所对应模糊控制量输出值时，就可以得出模糊控制量表。
为了使薄膜不同工艺参数下能得到较好控制效果，量化因子Ke、Ke′、Ku根据系统参数改变而自动调节，在调试过程中，量化因子Ke、Ke′、Ku对控制系统性能指标影响规律如下：
a)Ke越大，稳态情况下误差较小，系统响应越快，但超调量会增加，甚至产生厚薄振动现象，Ke越小则反之；
b)Ke’越大，系统快速性能减低，反映较慢，超调量会减小，对偏差量的变化率灵敏度增加，Ke`越小则反之；
c)Ku越大，系统响应越快，超调量会增加，对输出的反映最为明显。
根据以上规律，为了顾及系统快速动态性能和静态精度，运行过程中依据对被控制对象偏差值大小，对量化因子Ke、Ke’、Ku进行动态修改，修改方法是预先对于不同偏差值的各个量化因子Ke、Ke’、Ku设置相应分段曲线，控制过程中通过偏差值对应找出Ke、Ke’、Ku，各条曲线是在生产过程中根据经验调整后得出。
控制过程中另一个难点是自动找点，厚度检测反馈信号与风环上风道是否对应将影响整个控制，每一次投入自动前都必须做一次自动找点，控制上是选择检测到曲线中变化比较平缓，且较能反映控制效果的那一段区域做为检测对象，将相邻3个风道风量调小，其中中间风道为全关闭状态，左右开口度为50％，经过几周扫描测量稳定后，检测出区域内最薄点，该点就是对应全关闭状态的风道，控制软件再根据检测出来的偏移量进行补偿，另外，自动找点还与旋转牵引旋转速度，旋转方向，以及测厚传感器旋转速度，旋转方向有关，软件对这些都要进行补偿。
4.系统组成
电气控制系统由旋转扫描式测厚传感器、计算机、工业控制器（PCC）、显示器、驱动器、控制器及电机、风道风口位置检测传感器等组成。
5．硬件简介
旋转扫描式测厚传感器采用电容式测厚仪，根据不同厚度薄膜介电常数不同原理进行测量，测量范围为0~200um，本系统采用计算机、PCC控制器。其中cpu采用CP380，CP476,步进控制采用高速I/O模块DO135，开关输入输出采用DM465模块，系统采用多cpu CAN网络总线结构，计算机与PCC之间采用以太网连接，PCC与扫描式测厚传感器之间采用PCD-LINK通讯方式传输数据，CP380主要进行数据采集运算处理，CP476，DO135主要完成步进电机驱动控制，计算机主要完成测厚传感器数据采集、运算、统计、历史数据记录，运行状态监控等。
经过多次试验、调试，自动风环研发获得成功，从使用情况上，可以使吹塑薄膜厚薄均匀都提高3~5%，平均极限偏差达到4%，取得较好控制效果。 |
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挤出吹塑过程可分为三个主要的步骤：型坯成型；夹持及吹胀型坯；冷却制品。对于厚度尺寸中等的制品，所需的冷却时间约占整个成型周期的60％，对于厚壁制品更是高达90%。冷却时间太长将降低生产效率；冷却时间太短，制品出模后与空气对流冷却的过程相对缓慢，导致制品各部分的收缩率有较大差异，最终制品的翘曲过大。不同的冷却速率会影响制品内部微观形态的演化以及最终残余应力的分布，从而影响制品的使用性能。对挤出吹塑冷却过程温度场进行数值模拟，可以分析制品不同部位温度随时间的变化以及制品壁厚分布，这对于合理设计冷却工艺，缩短开模时间，提高制品的合格率有着重要的意义。
本文采用有限元法对聚丙烯(PP)挤出吹塑冷却过程的温度场进行数值模拟，在有限元模型的基础上分析不同内冷方式、制品壁厚以及初始温度对制品温度场的影响。
1 数学模型
1.1基本方程
挤出吹塑的冷却过程热传递问题可用以下方程描述：
式中：ρ为密度；Cρ为比热容；为温度对时间的偏导，r为由于外界作用单位体积产生的热量；k为热导率；v为哈密顿运算子。
1.2边界条件
挤出吹塑的冷却方法可分为内冷却和外冷却。内冷却是指使用冷却介质（在本文中内冷却介质为空气）通过热对流冷却吹塑制品内壁，故内壁的边界条件可用对流项表示；外冷却是指在模具壁内开设冷却系统，制品的热量通过模具传导至冷却通道，然后由冷却通道内的冷却介质（在本文中外冷却介质为水）将热量带走。严格意义上来说，制品外壁的边界条件为热传导，但是热传导问题涉及到接触热阻间题，难以建模，考虑到外壁的热量多由冷却水带走，将模具材料的热传导率转化为等效传热系数。
内外壁的边界条件：
式中：x=0与x=L制品的内外表面；ho、hn为制品内壁与外壁的传热系数；T0 、Tn为冷却空气与冷却水的温度。
2 数学模型的求解
2.1初始条件
在热分析过程中不考虑密度的变化，取PP的密度为840 kg/m3。 PP热导率随温度的变化，如图1所示。在本文研究的范围内热导率的变化不是很大，变化的范围为0.23 W/mk0.33 W/mk。但是当pp制品由粘流态转变成高弹态时，内能发生变化，内能的变化即为固化潜热。固化潜热在比热容图上表现出一峰值，由图2可以看出，PP的相变发生在90℃附近。
挤出吹塑冷却过程的微分方程在一般情况下都难以求出解析解，建立在有限元基础上的求解方法由于对边界条件的适应能力强，可以方便合理地描述模具形状，已成一种主要的数值解析方法。本文采用POLYFLOW有限元分析软件对上述数学模型进行求解。制品为100 ml轴对称的吹塑瓶，所以只需分析1/4部分即可。为了准确地求解厚度方向的温度场，将厚度方向的尺寸划为12等分，沿圆周方向的尺寸划为20等分，将1/4部分吹塑瓶划为6060个单元。外冷却水的温度（Tn）为20℃，内冷却空气温度（T0 ）为25℃。外冷却传热系数为(hn）1175 Wm-2K-1。分析不同内冷方式、壁厚以及初始温度对吹塑瓶温度场的影响时，考虑三种内冷却方式：自然对流、强制对流和增强式对流（即通过增强冷却空气的流动速率以进一步提高传热系数），相对应的传热系数（h0）为10 W m-2K-1 、100 W m-2K-1、250W m-2K-1；吹塑瓶的初始温.度（Ti）180℃、200℃、220 ℃；壁厚δ分别为2mm、3mm、4mm。
2.2材料参数
3 结果与讨论
3.1轴向截面上的温度场
图3为吹塑瓶在吹塑模中冷却30s后截面上的温度场的等值线图，图4为转角处的等值线局部放大图。由于内冷却传热系数低于外冷却传热系数，因此，吹塑瓶内壁的温度明显高于外壁的温度。内壁温度约为86℃，壁厚中部约为71℃，外壁温度约为30℃。从吹塑瓶厚度中部到外壁，温度梯度较大，但是由内壁至厚度中部这段距离内，温度变化不大，温度梯度值小。在瓶身部分没有形成局部过热的现象，等值线均为直线。在瓶颈与瓶底转角处，等值线构成一环形等值曲线，在这些区域温度与其附近区域的温度相比高出4℃-8℃。
在轴向方向，瓶身部分温度的等值线均较为平直，温度分布比较有规律。可以通过研究瓶身上某一高度壁厚方向温度随时间的变化来考察温度场的演化。选取距离瓶底40 mm处，考察其30s内温度场随时间变化的过程。图5中每一条直线表明时间间隔为5s时厚度方向的温度分布。在冷却开始至5s，内外壁的温度下降都比较大，外壁温度由180℃降至54℃，内壁的温度也下降至145℃。在5s-15s的冷却时间内各曲线间的间距较大，表明温度下降得比较多；从15s开始后曲线间距较小，这说明冷却效率较低，温度下降较少。随着冷却时间的增加，最高温度对应的壁厚位置向内壁接近。
对于PP料，由图2可以看出，其相变发生在92℃左右，可以认为当吹塑瓶温度低于90℃时，吹塑瓶的大部分热量已经通过模具冷却水和冷却空气带走，在图3的条件下进行温度场的模拟，冷却30s后吹塑瓶温度低于92℃。所以在考察初始温度、壁厚及内壁传热系数.三个因子对吹塑瓶温度分布的影响时，通过模拟在不同条件下距吹塑瓶底部40 mm处冷却30s后沿厚度方向的温度分布，以评估各因子对其温.度分布的影响。
3.2内壁传热系数对制品温度分布的影响
内冷却传热系数对于PP吹塑瓶温度分布影响非常显著。由图6可以看出，当内冷却传热系数由100Wm-2K-1增至250Wm-2K-1时，冷却30s后内壁的温度由84℃降至57℃。若内壁采用自然冷却方式，对吹塑瓶的冷却不利，当外壁冷至接近模具温度时，内壁还处于110℃左右。冷却水的传热系数虽然远大于内冷却空气的传热系数，但是PP传导率较低，距离外壁较远的材料的热量很难在短时间内传导至外壁，所以增强内壁传热系数可以大大提高冷却速率。
3.3初始温度对制品温度分布的影响
从图7可以看出，在不同初始温度下，吹塑瓶冷却30s后沿壁厚方向温度值的差别很小。吹塑瓶外壁的温度值相差最小，瓶壁中部相差较大。这是因为虽然初始温度从180℃增加到220℃，但是内外壁与吹塑瓶之间的温度梯度也相应增大，加快了热量的传递，造成初始温度由180℃增至220℃时对吹塑瓶温度分布的影响不是很明显。
3.4壁厚对制品温度分布的影响
图8表明壁厚的变化对吹塑瓶温度分布的影响很大。吹塑瓶外壁由于冷却水的对流冷却，温度相差较小；沿外壁至内壁，温度差值逐渐增大。当厚度由4 mm降至3 mm时，曲线间距较小，最高温度间的差值仅为17℃。但是当壁厚降至2 mm时，壁厚方向上的最高温度为42℃，与壁厚3mm和4mm吹塑瓶的最高温度差值达52℃和68℃。
4 结论
在建立挤出吹塑冷却过程的数学模型的基础上，应用POLYFLOW软件对PP吹塑瓶的冷却过程进行数值求解，分析了不同内冷传热系数、初始温度、壁厚对冷却过程的影响。在本文研究的范围内，各因子对吹塑瓶温度分布的影响依次为：壁厚＞内冷传热系数＞初始温度。从减小开模时间的角度考虑，在满足制品性能要求的基础上应尽量减小壁厚，提高内冷却传热系数。 |
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与品牌名称相比，Netstal PET-LINE系统更能够加工聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）以外的材料，并且这不仅限于那些来自于常见资源、用于容器生产的塑料（如聚丙烯）。目前，取自可再生原料（如玉米）的生物塑料的可使用性正处于研究阶段。第一种成功上市的生物塑料是从乳酸中提炼出来的聚乳酸（PLA）。
PLA是一种工业用生物可降解材料，是从玉米或其他每年再生一次的原料中提取出来的。PLA以极佳的透明度、高光泽度以及良好的阻隔性而著称，并且拥有类似于聚丙烯的氧气阻隔性。
基本上，PLA是利用植物在光合作用期间从空气中吸取的碳生产而成，并作为谷类淀粉储存。这种谷类淀粉以后可以分解成天然植物糖（葡萄糖）。在主要使用天然植物糖的碳成分时，天然植物糖会通过发酵、蒸馏和聚合过程转变为聚乳酸（PLA）。PLA拥有与传统热塑性塑料相似的特性。
PLA已获得纽约生物降解产品协会的认可。这意味着在温暖（50~60℃）潮湿且含有微生物的环境下，PLA可以在75~80天内分解。私人花园的堆制肥料不太适合此过程，因为想要达到所需的温度是不切实际的。
先前可用的材料仍然显示出令人不满意的蠕变效应，直到现在使用还仅限于非碳酸饮料。由于PLA还无法像PET那样很好地应用于瓶胚的生产，吹瓶过程数据并不一致。然而，伸展度大体相同，因而PET瓶胚的几何形状可用于初始阶段。这意味着用于PET的注塑系统可用于PLA的加工。
在初始引进阶段，PLA是相当昂贵的。此后，该材料的价格向PET靠拢。现在这两种材料的价格几乎相同。然而，价格日益增长的PET在经济效益方面越来越落后于价格相对稳定的PLA。与价格发展趋势和由此带来的需求上涨相关的另一问题将是材料的可得性。根据市场的需求情况，可能会出现材料供不应求的现象。PLA的加工基本上可以在标准的Netstal PET-LINE系统上执行。然而，应考虑PLA的诸多特征，它们会使加工程序发生长期变化。
PLA的加工特征
PLA的熔化温度为145~155℃，玻璃化温度为55~58℃，结晶温度为95~120℃。在熔融状态下，PLA很容易粘附到纤维、木材和金属上。在干燥过程中，还需要考虑温度明显低于PET的这一特性。
● 干燥过程
PET所用的现有干燥器将完全适用于PLA的干燥。但是，干燥系统不得被PET或任何其他材料污染，这一点至关重要。干燥温度在90~100℃左右，干燥时间不会比PET长。最多会产生100ppm的残留水分。
● 塑化过程
与干燥过程一样，塑化装置的温度曲线明显低于PET。因此，将给料段加热到180℃左右，将压缩和计量段加热到210~220℃左右。Netstal能够使用其标准的PET螺杆，利用其理想的形状减少加工PET时的乙醛积聚，确保最低的剪修率，实现最佳的均质化。被称为“侵入”的Netstal特殊程序为螺杆切割的卓越特性提供额外的支持。这意味着如果使用熔体储能器，螺杆便可以在基本稳定的条件下持续塑化——螺杆速度在整个循环中几乎保持稳定。这样的益处是显而易见的：由于条件稳定，产生的熔体非常平滑，而且均质性良好。这些非常重要，尤其是在使用液态添加剂方面。这些添加剂能够极其均匀地分布在熔体中，这对PLA非常有利。因为如果没有这些添加剂，PLA几乎无法形成空心物。
● 模具
在通常情况下，可以使用加工PET所用的现有模具。PLA的伸展度类似于PET，而密度为1.25g/cm3，比PET低。带有喷嘴关闭销的热流道系统适用于PLA。但是，应当询问模具制造商：热流道在温度降至220℃左右（因流道板的热膨胀减少所致）时运行是否会造成泄漏。
在熔融条件下，如果模具表面非常冷，则PLA容易分离出乳酸。只有温度高于25℃时才可以避免这种情况发生。因此，模具温度不能降至25℃以下，这一点非常重要。这种温度不可避免地会延长周期时间，而这可以通过强型后冷却过程再次缩短。强型后冷却过程是所有Netstal PET-LINE系统不可缺少的一部分。
● 后冷却
由于模具温度较高（25℃），并且周期时间要尽可能短，所以瓶胚在脱模后极易被刮伤，并且往往会直接粘附。在独特的Netstal PET-LINE系统后冷却过程中，对瓶胚表面的冷却是极其有效的：在第一个循环阶段，瓶胚停留在带有定制冷却套且经冷却的可拆卸夹持器中；在随后四个循环阶段，停留在后面的冷却块（同样配有定制冷却套）中。可拆卸夹持器和冷却块可以冷却到比模具低得多的温度。各自采用的冷却套可用于与加工相关的收缩阀针。这意味着可拆卸夹持器的冷却套和冷却块上的冷却套不必一致。除了对瓶胚进行强冷却外，还应在可拆卸夹持器中对其进行校准，以避免各种各样的变形。冷却后的效果是瓶胚表面非常冷、比较硬且持久耐用。
合理利用添加剂
PLA等生物聚合物本身的性质会使成型的瓶胚或容器带有黄色。然而，如果使用了所谓的“防黄”添加剂，这种添色现象便会大大减少。通过液态染料给PLA染色也不是毫无问题的。许多生产商可提供最适宜与生物塑料混合且耐褪色的特殊添加剂。
为了应对PLA的低IR吸收值，以改善吹风机的热吸收能力，已经研制出了一种带有碳粒子的特殊添加剂。可用于生物塑料再加热的这种添加剂可以根据客户要求进行生产，并且显著减少瓶胚褪色现象。
PLA也容易粘附到其他表面上。例如，ColorMatrix提供了“eze”生物产品系列，用于改变聚合物的表面能，从而改善摩擦性能，降低加工成本。在与ColorMatrix联合开展的试验中，Netstal成功采用并加工了各种添加剂，吹塑而成的瓶子在质量和外观上都比较理想。Netstal PET-LINE系统以稳定的工艺过程和生产程序适用于PET瓶胚的生产，在加工PLA时，也无须对该系统进行其他改造。 |
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对于塑料瓶而言，最大程度地节约材料，除了可针对瓶体本身之外，瓶颈和瓶盖的设计都是不可忽视的组成部分，但尤其重要的是不要忘记在改变瓶颈设计的同时保证或改进瓶型对现有生产线的适应性，必须考虑到与现有的预成型设备、吹塑设备和罐装设备最大程度的兼容。
短瓶颈技术
为了尽可能降低PET瓶的材料成本，众多公司陆续推出各自的短瓶颈技术。大量的技术让加工商常常无所适从：应该选择哪一种为我所用？但有一点是显而易见的：在选择瓶型时节约材料并不是唯一需要考虑的因素。
首先短瓶颈表面与现有的瓶颈结构最大的兼容非常重要，这将直接影响现有的预成型工具、吹塑模具以及罐装和封盖生产线。
瓶盖设计专家瑞士Eschlikon的Corvaglia 设计的短瓶颈是目前唯一保持了防盗环到顶端（tamper band）距离与改进前一致的短瓶颈。这意味着现有的夹紧装置可以直接应用于新瓶的罐装。而且，PCO Corvaglia 的高度也与三头螺纹的26.8mm“Alaska”瓶嘴一致。在同一条生产线上，从现有的Alaska瓶切换到PCO Corvaglia所需的工作非常简单。
瓶盖的密封性能也是不可忽视的一个重要方面。在热带国家，可能路面状况很差，对于填充了大量CO2的软饮料或矿泉水要求瓶盖具有优异的密封性能。PCO Corvaglia是唯一在短瓶颈上完成两圈以上螺纹的瓶型设计，其密封性能显然不是其他的瓶颈结构，如有的只有一圈螺纹所可以相提并论的。此外，PCO Corvaglia表面可以适应不同规格的瓶型以及不同形式的瓶盖。
对于加气饮料，打开瓶盖时内部压力的释放也应该是一个受控的过程，必须避免瓶盖飞出伤害消费者。在此，PCO Corvaglia的744°单头螺纹又一次表现出其优越性。而其他的短瓶颈结构一般都少于两圈螺纹，而且采用两头或三头螺纹存在更大的喷出风险。
节约材料
与标准的PCO28相比，PCO Corvaglia短瓶颈每个瓶颈可以节约1.5gPET原料。另外，瓶盖可以节约0.7-1.2g的原料。Corvaglia能够提供三种应用PCO Corvaglia瓶颈的瓶盖设计。最轻的一款只有1.8g，用于不加气的水或饮料；2g和2.3g的瓶盖用于加气饮料，其中2.3g用于加气较多的饮料。以当前的原材料价格计算，使用这一技术在瓶子和瓶盖上节约的原料量大约每1000个瓶子可以节约2.9-3.5欧元。
装盖设备可以全效生产
由于防盗环和螺纹的短距离设计，只有PCO Corvaglia可以使用PCO 28或PCO 19的瓶颈的防盗环设计。而其他的短瓶颈设计通常都会受到某些限制，例如，为了不影响封盖性能需要使用折叠的防盗环等。 |
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我国PET饮料瓶塑料成形机随着饮料、啤酒、酒类等行业的发展，其应用前景广阔。但是，我国市场上高效性能的PET饮料瓶塑料成型机，基本上是进口产品。国产的PET饮料瓶塑料成形机跟不上市场的需求。
1.“一步法”注拉吹中空塑料成型机
“一步法”注拉吹中空塑料成型机是PET饮料瓶的主要生产设备。“一步法”注拉吹中空塑料成型机把注射型坯、加热型坯、拉伸型坯与吹塑、成型制品脱模等工序在同一台设备上连续进行的高效设备。“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”注拉吹中空塑料成型机，以日本日精为代表的“四工位”注拉吹中空塑料成型机。“三工位”与“四工位”主要区别是，“三工位”是把注射型坯与加热型坯在一个工序上完成，“四工位”是把注射型坯与加热型坯在二个工序上完成。现在，我国使用的注垃吹中空塑料成型机基本上都是日本青木固和日本日精的设备，这值得每一家中空设备生产厂家深思。注拉吹中空塑料成型机有其自己的特点，是其它吹瓶机不能替代的。国外厂商看好中国市场，据他们估计，饮料包装行业，中国市场还需要不少于800台“一步法”注拉吹中空塑料成型机。
1.1 目前我国“一步法”注拉吹中空塑料成型机的研制概况
我国塑料机械厂“一步法”研究开发注拉吹中空塑料成型机已有近十年的历史，走的是日本青木固式“三工位”及日本日精式“四工位”机型的道路，据了解，我国有不少于四个塑料机械厂投入研究开发，但是至今还没有一个塑料机械厂能生产出达到制品质量要求的注拉吹中空塑料成型机，在2003年上海第六届亚太国际橡胶工业展览会上展出的两台注拉吹中空塑料成型机成形的制品的质量达不到质量标准，早期投入开发的塑料机械厂基本上都放弃了这项目的研制。现在新投入开发出的注拉吹中空塑料成型机，在主机的机械机构和控制等方面有所进步，但在模具方面还不成熟。衡量注拉吹中空塑料成型机的质量标准，模具达不到要求，就不能吹出达到质量标准的制品，所以，就目前我国的注拉吹空塑料成型机总体技术水平来看，仍处于研制阶段，还达不到商品化的要求。
1.2 研制存在问题分析
经过近十年的研制，为什么我国的注拉吹中空塑料成型机还达不到商品化水平。究其原因，作者认为主要以下原因：
1.2.1 开发思路误区
只重主机开发，忽视模具开发。注拉吹中空塑料成型机是主机与模具两者结合的设备，从主机与模具两者对整机的重要性来说，主机只占整机的40%，而模具占整机的60%，主机开发成功，并不等于整机开发成功，只有主机与模具两者共同开发成功，才能说注拉吹中空塑料成型机开发成功。日本青木固式“三工位”及日本日精式“四工位”机型的技术关键是模具，而我们的一些塑料机械厂在开发注拉吹中空塑料成型机过程中，没有正确认识到主机与模具两者之间的关系，只重视开发主机，而没有把开发模具放在更重要的位子，失败的原因主要在此。
1.2.2 模具技术水平达不到要求
注拉吹中空塑料成型机的模具不同于注射成型模具，有其自己的特点。注拉吹中空塑料成型机的模具中，关键是注射型胚的模具，模具的材料对其性能有特殊要求，热胀冷缩系数小，传热效率高，热传导率高，模具的结构为热流道形式。从目前看我国的模具技术水平来看，还不能开发制造出达到质量标准的注拉吹中空塑料成型机的模具，据了解，有的模具厂对注拉吹中空塑料成型机的模具采用哪一种材料还不了解，怎么能开发出模具?模具厂缺少投入，使模具技术水平得不到发展。据了解。国外开发制造注拉吹中空塑料成型机的模具厂，自己都有注拉吹中空塑料成型机，开发的模具反复在主机上试验，直至达到要求。而国内没有一家模具厂为研制注拉吹中空塑料成型机的模具而购注拉吹中空塑料成型机作为模具的试制设备。
1.2.3 主机厂与模具厂缺少合作
注拉吹中空塑料成型机的研制，主机厂与模具厂必需共同开发，各担风险，这是国外开发注拉吹中空塑料成型机成功的经验。例如，日本青木固和日本日精公司，都有为他们配套的模具厂，由主机厂提出要求，模具厂进行研制然后交用户使用。而我们有的主机厂本身对注拉吹中空塑料成型机的模具还很不了解的情况下，为节约研制成本，自己制造模具，结果，不但成形制品达不到质量标准，而且使主机的形象生产了不良的影响。
1.3 研制的方向
1.3.1 模具
模具是注拉吹中空塑料成型机的研制重点。研制注拉吹塑料成型机模具的重点是研制注射型坯的模具，注射型坯的模具的研制重点是模具的材料、热流道喷嘴及热流道的设计、温度的控制系统。目前在我国注拉吹中空塑料成型机的模具达不到技术水平的情况下，主机厂可与国外有关模具厂合作。只要模具达到应用的水平，配上我们的主机，可以说，注拉吹中空塑料成型机能够走向市场。
1.3.2 主机
主机性能已达到基本性能要求，但与日本青木固和日本日精公司的设备有差距。研制重点是：
转盘运转高速及定位稳定性。转盘运行及定位性能影响成形的效率。注拉吹中空塑料成型机是高速成型设备，转盘高速运转是高速成型不可缺少的一个组成部分。转盘运转必须达到这样的要求，起步高速旋转，在离下一工位约100mm处，突然减速进行慢速旋转，至定位点无前后摆动无冲击稳妥定位。从各厂已开发的主机运行情况来看，盘高速运转速度不够，转盘在每一个工位定点处定位时有前后摆动现象，往往需摆动几次后才能定位，影响了生产效率，解决这一问题的关键是提高液压及电气的控制水平与控制精度。
1.3.3 吹塑合模机构。
日本青木固公司吹塑合模机构已用齿轮齿条高效高速同步合模机构，该合模机构的原理类同挤吹中空成型机的齿轮齿条同步合模机构，该合模机构对中性能重复精度高，而我们仍用已淘汰的低效、无自动对中性能的单方向合模机构或两模板在压力油作用下同时运行的合模机构，走国际上同类机制造厂走过的老路，齿轮齿条同步合模机构比单方向合模机构运行时间减少30%，比两模板在压力油作用下同时运行的合模机构能耗减少一半。
1.3.4 高速高效高品质低能耗
注拉吹中空塑料成型机的主要优点就是运行速度快，高效就是运行效率高，高品质就是成形制品的精度及透明度等品质高，低能耗就是成型制品的能耗低。高速高效高品质低能耗，是主机和模具综合技术水平的体现，是我们进一步努力的目标。目前，我国的注拉吹中空塑料成型机的周期运转时间，在不考虑制品质量情况下，成形600ml—模六件的PET瓶，运转周期时间比国际上同类机要慢约60%，降低了生产效率，增加了能耗。“三工位”由于不需要在吹塑过程中重新加热型坯，所以比“四工位”能耗低。日本青木固SB111-250LL-50S—模四腔3工位，循环时间仅为4S，8.5S就成形四个重26.2g瓶口直径为60mm的0.5L的瓶子。
2. “一步半法”注拉吹中空塑料成型机
“一步半法”成型机同“一步法”注拉吹中空塑料成型机的主要区别是，在型坯注塑和拉伸之间有一段较长的过渡时间，即把常规注射型坯设备同一步法拉吹中空成型设备组合成综合式注拉吹中空塑料成型机，优点是，降低了模具的要求，再加热拉伸吹塑对型坯进行双向拉伸提高PET瓶子的取向结晶度，使其可在87℃热灌装。从目前我国研制的综合水平来看，“一步半法”注拉吹中空塑料成型机，适合国情，具有从主机到模具的研究和制造能力。研制的重点是如何提高生产率。
3 拉吹中空塑料成型机
拉吹中空塑料成型机是把已成形的型坯进行加热后拉伸吹塑成形。拉吹中空塑料成型机根据其成型工序可分为：把加热型坯与拉伸吹塑成型放在两台设备上进行的“二步法”，把加热型坯与拉伸吹塑成型放在一台设备上进行的“一步法”。“二步法”的拉吹中空塑料成型机，在我国已非常成熟，也是许多小型企业生产碳酸饮料瓶的主要设备，投资成本少，主要缺点是生产效率低。一步法拉吹中空塑料成型机在我国已研制成功，今后，“一步法”拉吹中空塑料成型机将取代“二步法”的拉吹中空塑料成型机。
3.1 “一步法”拉吹中空塑料成型机研制的方向
3.1.1 提高成形速度
“一步法”拉吹中空塑料成型机主要优点是成形速度快，所以，提高成形速度是其努力追求的主要目标。法国Sidler公司，其型号为SBO-24KC。拉伸吹塑模具的腔数为48，成型0.5LPET瓶产量达到60000个/h。提高成形速度的关键是：优化加热系统以减少时间，提高瓶坯的运转输送传动速度，提高瓶坯快速稳定定位的性能，缩短模具开合和吹塑压紧头升降时间，增加成形腔数。
3.1.2 瓶坯质量检测装备
瓶坯质量检测装备，国内还是空白。“一步法”拉吹中空塑料成型机所用的瓶坯大多数是外购的，因此瓶坯的质量决定了成品的成型率。提高成型率的前提，必须对瓶坯的质量进行检测。德国Krones研制出了一种瓶坯质量检测装置，能检测瓶坯的同心度、内径等质量，每小时可检测72000个瓶坯，该装置可安装在自动堆垛台之后，也可以安装在Contiform中空塑料成型机的横进给轮上。
3.2 联机作业中空塑料成型生产线
联机作业中空塑料成型生产线是指将瓶坯的加热拉伸吹塑成型、原料的灌装、贴标、包装等多道工序集于一次完成，尤其使灌充不需要对瓶进行再清洗，不需要空气输送带，灌充可在封闭无污染的环境中进行。例如，日本Placo公司把吹塑成型、制品、飞边切除(口部、内孔为模内冲切，底部由装在模具下部的冲裁机构切除)组成一体，用以生产矿泉容器。
3.3 瓶坯的注射成型设备
瓶坯的注射成型是拉吹中空塑料瓶的基础。目前，我国瓶坯的注射成型设备，只能生产单层瓶坯，并且生产效率低。
发展的方向
提高单层瓶坯的生产效率。制约生产效率的主要因素不是注塑机而是模具，瓶坯模具的研究开发及制造大大落后于国际水平，热流道技术及运用过不了关，先进的瓶坯模具都为进口设备。国际上，单层PET瓶坯的注塑模具的模腔数在二年前已达到了144腔，而我们还在20腔上徘徊不前。
多层共注射瓶坯设备。
多层复合瓶是发展的方向，发展多层瓶坯设备是前提。我们在这方面基本上还是空白，国际上发展很快。Kortec公司在2003年NPE展览会上展示了一种144腔的“Ultra”共注射模具，和加拿大Husky公司的注塑机相配合，生产碳酸饮料瓶用的多层型坯，产量为35000/h走在世界前列，值得我们学习研究。多层共注射瓶的吹塑成型与单层PET瓶的吹塑成型基本差不多，可用单层拉吹中空设备进行。
4 结语
本文对我国PET瓶塑料成型机的现状和发展作了论述，充分说明了我国PET瓶塑料成型机大有发展前景，同时，我们应当看到，我国PET瓶塑料成型机与工业发达国家的差距较大，要做的工作很多，在消化吸收国外先进技术的同时，积极开发适应市场需要及具有潜在发展前景的设备。多层共注射瓶坯设备。
多层复合瓶是发展的方向，发展多层瓶坯设备是前提。我们在这方面基本上还是空白，国际上发展很快。Kortec公司在2003年NPE展览会上展示了一种144腔的“Ultra”共注射模具，和加拿大Husky公司的注塑机相配合，生产碳酸饮料瓶用的多层型坯，产量为35000/h走在世界前列，值得我们学习研究。多层共注射瓶的吹塑成型与单层PET瓶的吹塑成型基本差不多，可用单层拉吹中空设备进行。 |
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PET在饮料包装领域的应用推动了饮料包装业的高速发展。与此同时，饮料包装业的发展也为PET的应用提供了发展空间。严格控制PET注坯及吹瓶工艺是保证PET瓶的外观与其经济性的关键。
PET的特性
PET是乙二醇和对苯二甲酸缩合的产物，是饱和的热塑性聚合物。PET分子有线性和半结晶状态。
生产PET最简单的过程，就是对苯二甲酸与乙二醇反应形成单体（酯化），然后缩聚成长链聚合物PET。聚合度随温度和压力而变化。
PET与很多塑料一样，加工过程中有三态变化，即玻璃态、高弹态、粘流态。其中涉及到三个温度转变：玻璃化温度Tg、结晶温度Tc、熔点Tf。
从无定型玻璃态到橡胶态的转变叫玻璃化转变，它表示长链段开始运动。外部加热可以增加分子（链节）自由度，在玻璃态凝固的分子现在可以移动了。玻璃态转变依赖于PET的形态。当特性粘度（IV）高时结晶较明显，分子链的自由度受到限制，同时Tg较高。
随着温度的升高逐步产生局部球晶，导致局部分子链因分子间力而重排，即结晶。对PET而言，最大结晶度约55%，该极限是由芳香环重排缓慢造成的，所以说该芳香环妨碍晶区的形成。
如果T＜Tc，PET的粘度妨碍链段向有序运动（不许结晶）；T＞Tc，热作用妨碍无定形区的形成（趋向结晶）。
熔点Tf即所有晶体解体时的温度。
PET干燥
水解
固体PET极易从空气中吸湿。储存时，PET会吸湿直至与环境条件饱和。饱和值可高达0.6%重量份。通常，PET在供应商处发货时，其含水率低于0.1%重量份。为了获得最好的产品性能，有必要把含水率降低到0.004%，最好熔化前是30ppm。
树脂中若含有水分，即使很低也会引起一系列的反应：
当温度高于PET熔点（约250℃）时，水会很快地引起聚合物降解（由于水的降解导致化学链被切断），这样就会降低分子量，降低表观粘度及相关的物理性能。事实上，水解在较低的温度下（如150℃）就开始发生，但是速度较低，其速度随温度升高而升高。在干燥和成型条件下，IV的降低不能大于0.02dl/g。粘度太大的下降，会导致结晶速度增加，对瓶坯的透明度不利，并导致瓶子的机械性能下降，承载强度和冲击强度下降。
热降解
温度对干燥PET的影响很复杂，它不仅影响水气的扩散速度，还对干燥时的化学过程有影响，所以最终会影响树脂的性能。考虑潜在的水解和热过程是非常必要的，如前所述，伴着IV的下降，水解的速度在150℃以上时加快，因为热转变过程比扩散过程快，干燥时温度过早提高是不利的。
同样，即使大部分水气可以抽走，但是过高的温度（如高过180℃）将导致热降解和热氧化（在空气干燥系统中），这样，聚合物链断裂，还释放出副产品物质，导致物理性能下降。
副产品中有AA成份，物理性能的改变会在瓶坯上表现出来，如雾状结晶、IV的下降、产品发黄等。
PET干燥机的干燥原理和基本性能
在带干燥剂床的干燥器中，空气先被吸收湿气的干燥剂吸湿，一个热空气鼓风机将干燥的热空气压至斗中。回风又通过干燥剂干燥循环，被加热后，干燥剂释放出水气，冷却后又吸收湿气。所以，必须将两条分离的气路最小化，并有干燥剂存在。
PET干燥机系统简图
在该闭环系统中，干燥机组件要用密封管连接至料斗。主料斗圆柱形的长径比约2：1，必须绝热，保证能量。干的热空气流过充压的料斗和分流芯（分流芯是保护料道和空气流道的）， 料斗的顶部关闭，有一根回风管通到干燥机的组件，在环路上的过滤器保证干燥剂不被污染。鼓风机将空气鼓至干燥剂床，在那里干燥，直接进入加热筒，最后进入料斗。同时，一只独立的风机和加热器对干燥剂进行再生。
当再生后的干燥剂冷却下来后，又被切换到干燥系统中去干燥空气流。
常见问题
有效的操作系统应该是干燥条件容易达到、故障最少，但下述区域必须控制：
1、空气过滤器
例行的过滤器清洁是必须的。过滤器保护干燥剂床不受灰尘污染。要十分小心，不要损伤过滤器，否则，干燥剂床的效率将受到影响，导致干燥器的效率下降。
2、冷水器故障
如果阻塞或机械不灵，冷水机失效，将限制干燥剂的再生能力，导致高露点，不干燥。
3、加热器失效
空气加热器失效将导致：不能达到正确的干燥温度或不能达到正确的干燥剂再生温度。
4、周围空气的进入
较干燥空气而言，周围空气很潮湿。如果让周围空气进入干燥器或切片处理系统，将影响露点和干燥效率。所以，如果干燥器的组件被拆下修理，必须小心地安装，有合适的密封圈，并检测是否泄漏。
5、干燥机的工艺控制
必须仔细控制两个关键参数：空气干燥温度和空气干燥露点。温度和露点检查必须有规律地进行。
可靠干燥过程中的关键条件
1. 正确的干燥温度：切片温度必须达到170～180℃，理想的是在干燥器出口处测量175℃。
2. 正确的除湿温度：不能超过190～200℃，在干燥器入口处测量。
3. 正确的除湿空气露点：露点不能高于-30℃，最好是低于-40℃，在干燥器出口处测量。
4. 合适的除湿空气流速：大部分干燥器的能力是约1立方英尺/小时/磅切片，这是最低需要。很明显，气流必须是在正确的温度和露点下。
5. 切片滞留时间（干燥时间）：PET的绝对滞留时间推荐不小于4小时，最好是6～8小时。这是通过理论计算出来的。
6.特别注意：要遵守干燥器制造商的操作说明。
干燥机的计划维护
每日检查：
·干燥空气的露点控制器；
·合适干燥温度的检查；
·检查后冷却器前后的回风温度；
·检查料斗里的料位，即加载操作；
·清洁回风过滤器，其它过滤器。
每周检查：
·检查气流的露点；
·检查再生空气温度；
·清洁后冷却器的过滤器，确保有合适的水流到达冷却器；
·检查是否有泄漏；
·更换旧管、破损管。
注意：干燥是最重要的工艺步骤，不按正确标准满足工艺要求就不能解决以后过程中的问题。
成功干燥PET的关键是：
仔细留心，良好的维护，遵守干燥器制造商和树脂供应商的建议。
PET瓶坯的成型
瓶坯成型过程中，最好的条件是以尽可能低的温度、尽可能短的时间，快速均匀并完全熔融，最大限度保持IV少下降，尽可能少产生AA，尽可能透明。与之相关的工艺条件有：
温度
成型温度是指料筒、热流道的温度。成型过程中的热量只有30%是来自外部加热，70%是来自于内摩擦热，所以除了合适的加热外，还要用好剪切热。
注射和保压
注射是为克服流道中的阻力，将熔料填充到模具中。对瓶坯来说，最好有三段速度和压力，依次递减。
注射速度太慢，剪切不够，充满前就冷却了，造成产品不饱满或欠注；太快，模腔内排气不及，导致充不满，缩水，AA高。
保压有两个重要作用：防止熔料倒流和确保在压力下冷却（提高冷却效果）。太高会造成充填过量及胀模等，内应力会较高，还可能结晶。太低会造成缩水，瓶坯变形（冷却不够），浇口问题如针孔，气泡等，因为浇口处冷却速率下降。保压时间也要合适，太短也会造成针孔，拉丝等。
释压
释压是为了降低热流道内的压力，防止浇口堵塞，针阀动作不灵活等。但太过则会造成缩水、拉丝、针孔等。
背压
背压是在油马达带动螺杆旋转过程中液压系统通过螺杆施加给熔料的捏合力。作用：加强PET的塑化，消除气泡。刚开机时可以调到0，等瓶坯出齐后慢慢往上加，加到瓶坯中无气泡或疤点时的背压是合适的背压。过高剪切作用就太强，会出现成型不良、堵浇口、热解等问题。
缓冲区
缓冲区是每次注射完毕后螺杆头前面的余量，过少会造成成型不良，过多会造成PET分解。一般是从少往大慢慢调，到瓶坯不发雾或结晶时的量为合适。
冷却
PET不透明，而瓶坯之所以透明，靠的就是冷却。冷却不好将降低瓶坯的冷却速率，会导致缩水、瓶坯变形和影响循环时间，为避免此情况，要做好：水质处理，定期清理水道，检查水流量及水压，型芯及型腔的拆洗等。
PET瓶坯型常见问题与解决方案
吹瓶
吹瓶过程
吹塑过程是一个双向拉伸的过程，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（如青木吹瓶机），所以要衔接好注—吹两工位的关系。
吹塑过程中有：拉伸—一次吹—二次吹，三个动作的时间很短，但一定要配合好，特别是前两步决定了料的总体分布，吹瓶质量的好坏。因此要调节好：拉伸起始时机、拉伸速度、预吹起始和结束时机，预吹气压力，预吹气流量等，如有可能，最好能控制瓶坯总体的温度分布，瓶坯内外壁的温度梯度。
在快速吹塑、冷却过程中，瓶壁内有诱导应力产生。对充气饮料瓶来说，它可抗内压，有好处，但对热灌装瓶来说就要保证在玻璃化温度以上让它充分释放。
常见问题与解决方案
1. 上厚下薄：延后预吹时间，或降低预吹压力，减少气流量。
2. 下厚上薄：与上述相反。
3. 瓶颈下有皱折：预吹太晚或预吹压力太低，或此处坯冷却不好。
4. 底发白：瓶坯太冷；过分拉伸；预吹太早或预吹压太高。
5. 瓶底有放大镜现象：瓶底料太多；预吹太迟，预吹压太低。
6. 瓶底里面有皱折：底部温度太高（浇口处冷却不好）；预吹太晚预吹压力太低，流量太小。
7. 整个瓶混浊（不透明）：冷却不够。
8. 局部发白：过度拉伸，此处温度过低，或预吹太早，或碰到拉伸杆了。
9. 瓶底偏心：与瓶坯温度、拉伸、预吹、高压吹等都可能有关系。降低瓶坯温度；加快拉伸速度；检查拉杆头与底模间的间隙；延后预吹，减小预吹压力；延后高压吹；检查瓶坯是否偏心。 |
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PET吹瓶
PET吹瓶过程中的节能
Krones作为PET瓶全套解决方案的业界领先者之一，对于PET瓶加工不同环节的节能控制均有深刻的体会。
加热中节能
在拉伸吹塑工艺中，首先，最好间隔一定时间就更换灯；其次，需要检查灯与型坯的距离，从而可将加热用的能量费用减少。研究表明：旧灯（使用约11,000小时后）比新灯多耗费高达30%的能量，因此，对灯的经常性检查和及时更换是明智的。第二个节省费用的要素是灯与型坯间的距离。在Krones新提出的灯的案例中，灯是紧靠着型坯放置的。这种新的塑化炉标准，可以促使在加热过程中减少近10%的能量消耗。
将吹塑工艺成本消费减至最小
在吹塑过程中，减少死角空间体积也可减少相关消费成本。根据加工工程学，将500ml到250ml容器的阀区和吹塑喷嘴体积缩小不会产生任何缺陷，因为用于流动的横截面面积仍是相同的。这个区域的缩小是Contiform机械的一个标准特徵，而且对于已经安装的拉伸吹塑设备也可以进行更新。将必须充满压缩气体的容积缩小，气体消耗成本可节省7%以上（在500ml容器时可高达25%），这一点取决于相关容器的尺寸。
空气再利用
在吹塑中另一个显著减少成本的做法是利用Air Wizard来再利用空气，这包括3或4个阶段。如果将最后吹塑的空气再用于预先吹胀中，能量成本可减少约9%。如果这一再利用不仅仅用于预先吹胀中，还用于拉伸的话，能源节省可达到22%。如果反覆利用的空气再回喂到操作空气网络中，能源节省可以达到30%。如果将再利用空气直接回喂到压缩机中，一年能量成本甚至可以减少40%。
操作Contiform机械的客户，从S系列开始，
都可以通过更新减少死角空间体积，明显地减少操作费用
PET瓶重量越来越轻
在PET瓶生产过程中，降低瓶子的重量不只意味着原料成本的降低，同时在加工过程中各种能源的消耗也可以显著降低。
一年前，PET Engineering公司生产出10克的单次服务瓶。今天，该公司为Brau Beviale又提供了一个更轻的解决方案：一个100ml的瓶子只有5g重。这个专为乳类和功能性饮料设计的新容器，是PET Engineering公司与合作伙伴，加拿大的赫斯基注塑技术公司、美国的Invista公司和Sleever International联合设计的。这一工艺使得耗费的原材料明显减少，且某些产品需要的高性能抗氧化剂需求也得到优化。
该产品是一个高性能的瓶子，具有很好的视觉冲击力，且通过采用合适衬套就能很容易地实现定制化生产。这一单剂量瓶相对于现在巿场上的相似容器来说，重量轻了2g左右，从而降低了生产费用，并减少容器对环境的影响。
这个容器设计最关键的是瓶坯的设计，由Husky公司和PET Engineering公司联合进行，从而使重量减至最小，而维持优秀的技术性能。
这个新的单剂量瓶设计成两种版本：一种是用PET树脂，另一种用的是PolyShield PET树脂。
由于乳饮料单剂量瓶的优异性能和降低的生产成本，该瓶将有望取代巿场上广泛使用的HDPE瓶。
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吹塑是制造中空热塑性制品的常用方法，主要产品是筒膜和中空容器。吹塑机可以通过加温使预成型制品塑化，然后进入模具吹制成型，这种方法主要用于高速高产量的PET瓶和BOPP瓶生产，即二步法工艺；吹塑也可以与注塑工艺相结合成为注拉吹一体机，这也是生产PET中空容器的常用方法；吹塑工艺还可与挤出工艺相结合，挤出吹塑设备的适应范围更广泛，能够生产的产品也更为丰富，产品包括多层复合薄膜和各类聚烯烃中空容器，广泛用于食品、医药和化妆品行业。
注吹拉一体设备依靠进口
一步法和二步法吹塑成型工艺，主要用于PET和BOPP中空容器成型。两者各有特点，都在广泛使用。二步法更适合集中生产瓶坯、分散吹制瓶子的瓶厂生产模式；而一步法设备更适应饮料企业的在线生产。因此，目前中国二步法设备主要用户是像紫江、中富这样的专业PET瓶生产厂，而一步法设备主要是康师傅、娃哈哈这样的饮料生产企业。
PET吹瓶机按瓶坯加热时的输送方式分为旋转型和直线型两种。旋转式吹瓶机产能高，速度快，设计复杂，售价也较高。典型的旋转式吹瓶机是西得乐的SBO系列，其SBO24型吹瓶机每小时产量达到2万多瓶。目前中国的达意隆也成功地开发出了旋转式吹瓶机，生产速度达到每小时8000瓶以上。直线型吹瓶机的典型代表是日本的ASB和AOKI，一般来说，这种机械设计相对简单，但产量上会形成瓶颈，很难超过6000瓶/小时。香港环宝集团东莞鸿佳机械厂开发的BOPP瓶吹瓶机，也是采用直线型设计。
温度控制与塑化均匀度直接相关，是吹塑产品成败的关键。模具和热流道的设计与精度，也决定产品质量的优劣。
目前中国用于PET瓶生产的注拉吹设备基本是进口产品的天下，特别是在高速和大容积产品的生产上，国产设备还无法抗衡。值得一提的是，目前能够生产大容量PET热灌装瓶吹瓶机的厂商很少，似乎只有ASB的多次吹瓶工艺获得了满意的效果。
随着冷无菌灌装工艺的兴起，新一轮的吹瓶机市场争夺战又将拉开。目前西帕的一步法吹瓶机已经在北京汇源果汁厂站稳脚跟，但并不表示二步法的吹瓶机便没有了机会。
国产挤吹设备满足国内需求
挤吹中空容器生产设备对材料的适应性更强，可生产PE、PS、PVC、PC等多种材质的容器，产品的应用领域也更广。市场上3/4的吹塑制品是由挤出吹塑法制造的。挤吹法既可生产几毫升的眼药水瓶，也可加工1000L以上的托盘或吨装桶。
目前中国挤吹中空容器生产设备已经完全可以满足需要。例如，雅琪公司的挤吹设备已经形成设备序列，可生产200L以下各种规格的吹塑容器，并且开发了模内贴标挤吹成型机，产品广泛用于化妆品和滑润油等领域。又如汕头金明塑胶设备有限公司和陕西秦川开发的大容积吹塑设备也已经占领了大部分国内市场。
不过，目前中国开发的挤吹设备从功能上还不够完善，特别是一些具有多种复合功能的设备还不能生产，如广泛用于液体药品包装的制瓶-灌装-封口三合一设备。
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将塑胶原料加入料斗中，靠粒子本身的重量从料斗进入螺杆与料筒，螺杆旋转的斜棱面对塑料产生与斜棱面相垂直的推力，将塑料粒子向前推压，同时在料筒外部加热下而逐步使塑胶粒子溶化,熔融的塑料经机头过滤去杂质从模头口杯出来，流出的型坯经模具合模后,再向软化的热型坯中充气,使其紧贴到封闭模具的冷却表面,被吹胀的型坯凝固冷却后,形成中空塑胶制品(吹塑产品)。
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一、塑料瓶
化妆品包装材料分为主体容器及辅助材料.
主体容器通常有:塑料瓶、玻璃瓶、软管、真空瓶。辅助材料通常有：彩盒、处箱、中箱、
1、塑料瓶的材质通常为PP，PE、K料、AS、ABS、压克力、PET等。
2、通常用于化妆品类容器壁较厚的膏霜瓶、瓶盖、瓶塞、垫片、泵头、防尘罩为注塑成型；PET吹瓶为两步成型、管胚为注塑，成品包装为吹瓶。其它如容器壁较薄的乳液瓶、洗涤瓶为吹瓶。
3、PET材料为环保材料，具有高阻隔性，质轻、不碎特性、耐化学反抗性，透明性极强，可做成珠光、有色、磁白、透明，在装啫喱水方面应用广泛。瓶口一般为标准的16#、18#、22#、24#口径，可配上泵头使用。
4、压克力材质为注塑瓶，抗化学性较差，一般不能直接装膏体，需配内胆阻隔，灌装不易太满，防止膏体进入到内胆与压克力瓶之间，以免发生龟裂，运输当中包装要求较高，因划伤后看上去特别明显，通透性高，感观上壁特厚，但价格相当贵。
5、 AS、ABS：AS透明度较好于ABS，且韧性较好。
二、 玻璃瓶
1、 玻璃瓶用于化妆品上主要分为：护肤品（膏霜、乳液）、香水、精油、指甲油几大类容量较小，大于200ml容量很少用于化妆品上。
2、 玻璃瓶又分为广口瓶、窄口瓶，固体状膏体一般用广口瓶，宜配电化铝盖或塑料盖子，瓶盖可作色彩喷油等效果；乳化液或水剂类膏体一般用窄口瓶，宜配用泵头，要注意防止弹簧和滚珠生锈，现多数泵头配的是玻璃珠，通常要作料体测试适用试验，如配盖子需配内塞，水剂配小孔同内塞，较稠乳液则配大孔内塞。
3、 玻璃瓶选材较为一致，造型较多，加工工艺丰富，与瓶盖搭配多样化，常见的瓶形有圆柱形，椭圆形、扁形、棱形、锥形等，厂家常会开发系列瓶形。瓶身工艺上有喷涂、透明、磨砂、半透明调色，丝印、烫金、烫银等。
4、 丝印：玻璃瓶丝印通常有两种，一种是高温油墨丝印，其特点是不易脱色，色泽较沉哑，紫色调色较难出效果，另一种是低温油墨丝印，色泽较艳，对油墨的要求较高，否则易脱落，且在瓶子消毒方面要注意。
三 软管
1、软管分为单层、双层、五层软管，分别在防压、防渗透和手感方面均有区别，如五层管由外层、内层、两个粘合层，另有阻隔层。特点：具有极好的气体阻隔性能，能有效防止氧气和异味气体的渗入，同时防止内容物香味及有效成份的渗出。
2、双层管较为常用，属中低档的也可用单层，软管口径为13#—60#多种口径，当选定某种口径的软管时，以不同的长度标示不同的容量特征，容量3ml—360ml可任调，为了美观协调，60ml以下常用35#以下的口径，100ml、150ml通常用35#—45#口径，150ml以上容量则需用45#以上口径。
3、工艺上分为圆形管、椭圆管、扁形管、超扁管。扁形管、超扁管较其它管工艺复杂些，也是近几年出的新型管，所以价格相应较贵。
4、软管盖形状多样，一般分为平头盖，圆头盖，高盖，掀盖，超扁盖，双层盖，球形盖，唇膏盖，塑盖同样可以多种工艺上的处理，烫金边，银边，有色盖、透明、喷油，电镀等，尖嘴盖及唇膏盖通常配有内塞。软管盖为注塑品，软管为拉管，大部分软管厂家自身不生产软管盖。
5、有的产品需灌装后才封尾，封尾大至分为：直纹封尾、斜纹封尾、伞型封尾、星点封尾、异型封尾，封尾时可以要求在封尾处打印出所需的日期码。
6、软管可做有色管、透明管、有色或透明磨砂、珠光管，且有哑光与亮光之分，哑光看似高雅但易脏，有色管与管身大面积印刷的区别，可从尾部的切口处判断，切口处为白色的为大面积印刷管，用的油墨要求高，否则易脱落且受折后会开裂和露出白痕。
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我国化妆品包装材料的主导方向，一般意义上的“化妆品”实际上包括了护肤品、美容美发用品和香水等几大类。据中国香料香精化妆品工业协会的有关人员介绍，各种眼霜、夜霜、SOD蜜及防晒霜等均可归入护肤品之列，洗发水、护发素、染发水、唇膏、眉笔、指甲油等化妆用品则可归为美容美发用品，而香水总是可以自成一家。化妆品作为一种时尚消费品，它需要优质的包装材料，以提升其身价。目前，几乎各种材质在化妆品包装上均有使用，而玻璃、塑料、金属三种材料是当前主要使用的化妆品包装容器材料，纸盒则常用作化妆品的外包装。“不断研制新材料和新的加工技术，追求新的造型，一直是业内在化妆品包装容器方面的开发重点。”一位长期从事材料包装研究的技术工程师对记者说，“现在，材料的应用范围已不仅仅局限于玻璃瓶、塑料瓶，新材料的应用也已成为化妆品行业推出新产品、完善现有产品的一种方式了。”他介绍说，以大家熟知的P&G(宝洁)为例，其去年推出的“激爽”沐浴品牌的瓶体材质就一改以往的硬塑料质感，而选择了更加人性化的软性硬度塑料包装，“这样，在无形中，就增加了这一款产品的亲和度。”言外之意，“激爽”的成功推出，与其包装材料的选择不无关系。同样，宝洁的另一品牌———“潘婷”，在现有强势品牌的基础上，又在外包装图案和材质改进上下了不少功夫，力求将“老”品牌注入新鲜活力。而这也意味着，时尚、醒目、活力、趣味的外包装设计与新瓶型的采用，将成为日后化妆品厂家决胜终端的手段之一。在护肤品领域，耐用、精美的外包装更是层出不穷。
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