Le bottiglie per bevande sono bottiglie in PET modificato, miscelato con polietilene naftalato (PEN), oppure bottiglie composite di PET e poliarilato termoplastico. Sono classificate come bottiglie per bevande calde e possono resistere a temperature superiori a 85 °C; le bottiglie per acqua sono bottiglie per bevande fredde e non richiedono particolari requisiti di resistenza al calore. Il processo di formatura delle bottiglie per bevande calde è simile a quello delle bottiglie per bevande fredde.
1. Attrezzatura
Attualmente, i produttori di macchine per lo stampaggio a soffiaggio attivo di PET importano principalmente da SIDEL (Francia), KRONES (Germania) e Fujian Quanguan (Cina). Sebbene i produttori siano diversi, i principi di funzionamento delle loro apparecchiature sono simili e generalmente comprendono cinque parti principali: sistema di alimentazione del billetta, sistema di riscaldamento, sistema di soffiaggio delle bottiglie, sistema di controllo e macchinari ausiliari.
2. Processo di stampaggio a soffiaggio
Processo di stampaggio a soffiaggio di bottiglie in PET.
I fattori importanti che influenzano il processo di stampaggio a soffiaggio delle bottiglie in PET sono la preforma, il riscaldamento, il pre-soffiaggio, lo stampo e l'ambiente di produzione.
2.1 Preforma
Nella preparazione di bottiglie stampate per soffiaggio, i granuli di PET vengono prima stampati a iniezione in preforme. È necessario che la percentuale di materiale secondario recuperato non sia troppo elevata (inferiore al 5%), che il numero di cicli di recupero non superi il doppio e che il peso molecolare e la viscosità non siano troppo bassi (peso molecolare 31000-50000, viscosità intrinseca 0,78-0,85 cm³/g). Secondo la legge nazionale sulla sicurezza alimentare, i materiali secondari recuperati non devono essere utilizzati per imballaggi alimentari e farmaceutici. Le preforme stampate a iniezione possono essere utilizzate fino a 24 ore. Le preforme non utilizzate dopo il riscaldamento devono essere conservate per più di 48 ore prima di poter essere riscaldate nuovamente. Il tempo di conservazione delle preforme non può superare i sei mesi.
La qualità della preforma dipende in larga misura dalla qualità del materiale PET. È opportuno selezionare materiali che si gonfino facilmente e siano facili da modellare, e mettere a punto un processo di stampaggio della preforma adeguato. Gli esperimenti hanno dimostrato che le preforme importate, realizzate con materiali PET a parità di viscosità, sono più facili da soffiare rispetto a quelle prodotte in patria; inoltre, anche lotti di preforme con date di produzione diverse possono presentare differenze significative nel processo di soffiaggio. La qualità della preforma determina la difficoltà del processo di soffiaggio. I requisiti per la preforma sono purezza, trasparenza, assenza di impurità e colore, nonché lunghezza del punto di iniezione e dell'alone circostante.
2.2 Riscaldamento
Il riscaldamento della preforma avviene tramite un forno, la cui temperatura è impostata manualmente e regolabile attivamente. All'interno del forno, un tubo a infrarossi emette raggi infrarossi che riscaldano la preforma per irraggiamento, mentre una ventola posta sul fondo del forno distribuisce il calore per uniformare la temperatura interna. Le preforme ruotano insieme durante il movimento in avanti all'interno del forno, garantendo un riscaldamento uniforme delle loro pareti.
La disposizione delle lampade nel forno segue generalmente una configurazione a "zona" dall'alto verso il basso, con una maggiore concentrazione alle estremità e una minore al centro. Il calore del forno è controllato dal numero di aperture per le lampade, dall'impostazione della temperatura generale, dalla potenza del forno e dal rapporto di riscaldamento di ciascuna sezione. L'apertura del tubo della lampada deve essere regolata in base alla bottiglia pre-soffiata.
Per ottimizzare il funzionamento del forno, è fondamentale regolare correttamente l'altezza, la piastra di raffreddamento, ecc. Se la regolazione non è corretta, si possono verificare difetti come il rigonfiamento del collo della bottiglia (il collo della bottiglia si allarga), l'indurimento della testa e del collo (il materiale del collo non può essere estratto) durante lo stampaggio a soffiaggio e altri problemi.
2.3 Pre-soffiaggio
Il pre-soffiaggio è una fase molto importante nel metodo di soffiaggio delle bottiglie in due fasi. Si riferisce al pre-soffiaggio che inizia quando la barra di trazione si abbassa durante il processo di soffiaggio, in modo che la preforma prenda forma. In questo processo, l'orientamento del pre-soffiaggio, la pressione del pre-soffiaggio e il flusso di soffiaggio sono tre elementi di processo importanti.
La forma della bottiglia pre-soffiata determina la difficoltà del processo di soffiaggio e la qualità funzionale della bottiglia stessa. La forma normale di una bottiglia pre-soffiata è a fuso, mentre forme anomale includono la forma a campana o a manico. La causa di una forma anomala può essere un riscaldamento locale inadeguato, una pressione o un flusso di soffiaggio insufficienti, ecc. Le dimensioni della bottiglia pre-soffiata dipendono dalla pressione e dall'orientamento del soffiaggio. In produzione, le dimensioni e la forma di tutte le bottiglie pre-soffiate dell'intera attrezzatura devono essere uniformi. In caso di differenze, è necessario individuarne le cause dettagliate. Il processo di riscaldamento o di pre-soffiaggio può essere regolato in base alle caratteristiche della bottiglia pre-soffiata.
L'entità della pressione di pre-soffiaggio varia in base alle dimensioni della bottiglia e alla capacità dell'attrezzatura. Generalmente, una capacità elevata corrisponde a una pressione di pre-soffiaggio bassa. Un'attrezzatura con elevata capacità produttiva e alta pressione di pre-soffiaggio è ideale per le aziende con elevate capacità produttive.
2.4 Macchinari ausiliari e stampi
Per macchine ausiliarie si intendono principalmente le apparecchiature che mantengono costante la temperatura dello stampo. La temperatura costante dello stampo gioca un ruolo importante nel mantenimento della stabilità del prodotto. Generalmente, la temperatura del corpo della bottiglia è elevata, mentre quella del fondo è bassa. Per le bottiglie fredde, poiché l'effetto di raffreddamento sul fondo determina il grado di orientamento molecolare, è preferibile controllare la temperatura tra 5 e 8 °C; al contrario, la temperatura sul fondo delle bottiglie calde è molto più elevata.
2.5 Ambiente
Anche la qualità dell'ambiente di produzione ha un impatto significativo sulla regolazione del processo. Condizioni di temperatura stabili possono garantire la stabilità del processo e del prodotto. Lo stampaggio a soffiaggio di bottiglie in PET generalmente funziona meglio a temperatura ambiente e bassa umidità.
3. Altri requisiti
La bottiglia a pressione deve soddisfare contemporaneamente i requisiti del test di stress e del test di pressione. Il test di stress serve a prevenire la rottura e la perdita della catena molecolare durante il contatto tra il fondo della bottiglia e il lubrificante (alcalino) durante il riempimento della bottiglia in PET. Il test di pressione serve a evitare che la bottiglia, dopo essere stata riempita con gas a una determinata pressione, si rompa. Per soddisfare queste due esigenze, lo spessore del punto centrale deve essere controllato entro un certo intervallo. In generale, se il punto centrale è sottile, il test di stress è buono, ma la resistenza alla pressione è scarsa; se il punto centrale è spesso, il test di pressione è buono, ma il test di stress è scarso. Naturalmente, i risultati del test di stress sono strettamente correlati anche all'accumulo di materiale nella zona di transizione intorno al punto centrale, che deve essere regolato in base all'esperienza pratica.
4. Conclusion
La regolazione del processo di stampaggio a soffiaggio delle bottiglie in PET si basa sui dati corrispondenti. Se i dati sono inadeguati, i requisiti di processo diventano molto stringenti e può risultare persino difficile stampare a soffiaggio bottiglie conformi.
Data di pubblicazione: 9 maggio 2020
