בקבוקי משקה הם בקבוקי PET משופרים מעורבבים עם פוליאתילן נפתלט (PEN) או בקבוקים מרוכבים של PET ופוליארילט תרמופלסטי. הם מסווגים כבקבוקים חמים ויכולים לעמוד בחום מעל 85 מעלות צלזיוס; בקבוקי מים הם בקבוקים קרים, ללא דרישות עמידות בחום. תהליך העיצוב של הבקבוק החם דומה לבקבוק קר.
1. ציוד
כיום, יצרני מכונות הניפוח הפעילות המלאה של PET מייבאים בעיקר מ-SIDEL הצרפתית, KRONES הגרמנית ופוג'יאן קואנגואן הסינית. למרות שהיצרנים שונים, עקרונות הציוד שלהם דומים, וכוללים בדרך כלל חמישה חלקים עיקריים: מערכת אספקת בילט, מערכת חימום, מערכת ניפוח בקבוקים, מערכת בקרה ומכונות עזר.
2. תהליך יציקת ניפוח
תהליך יציקת בקבוקי PET.
גורמים חשובים המשפיעים על תהליך יציקת בקבוקי PET הם שלב העיצוב המקדים, החימום, הניפוח המקדים, התבנית וסביבת הייצור.
2.1 תבנית מקדימה
בעת הכנת בקבוקים ביציקה, שבבי ה-PET עוברים תחילה יציקה בהזרקה לפרום. נדרש ששיעור החומרים המשניים הממוחזרים לא יהיה גבוה מדי (פחות מ-5%), מספר זמני ההחזרה לא יעלה על כפול, ומשקל מולקולרי וצמיגות לא יהיו נמוכים מדי (משקל מולקולרי 31000-50000, צמיגות פנימית 0.78-0.85 סמ"ק/גרם). על פי חוק בטיחות המזון הלאומי, אין להשתמש בחומרי החזרה משניים לאריזות מזון ותרופות. ניתן להשתמש בפרום ביציקה בהזרקה עד 24 שעות. יש לאחסן פרום ביציקה שלא נוצל לאחר החימום יותר מ-48 שעות לחימום חוזר. זמן האחסון של פרום ביציקה לא יעלה על שישה חודשים.
איכות התבנית הקדם-צורתית תלויה במידה רבה באיכות חומר ה-PET. יש לבחור חומרים שקל להתנפח ולעצב בקלות, ולתכנן תהליך יציקה סביר לתבנית הקדם-צורתית. ניסויים הראו כי תבנית קדם-צורתית מיובאת העשויות מחומרי PET בעלי צמיגות זהה קלה יותר ליציקה בניפוח בהשוואה לחומרים מקומיים; בעוד שאותה אצווה של תבנית קדם-צורתית יש תאריכי ייצור שונים, תהליך היציקה בניפוח עשוי להיות שונה באופן משמעותי. איכות התבנית הקדם-צורתית קובעת את רמת הקושי של תהליך היציקה בניפוח. הדרישות לתבנית הקדם-צורתית הן טוהר, שקיפות, היעדר זיהומים, היעדר צבע, אורך נקודת ההזרקה וההילה שמסביב.
2.2 חימום
חימום התבנית המוכנה מראש מתבצע על ידי תנור החימום, אשר הטמפרטורה שלו נקבעת ידנית ומותאמת באופן פעיל. בתנור, שפופרת מנורת האינפרא אדום הרחוק מודיעה כי קרינת האינפרא אדום הרחוק מחממת את התבנית המוכנה מראש, והמאוורר בתחתית התנור מפיץ את החום כדי להבטיח טמפרטורה אחידה בתוך התנור. התבנית המוכנה מראש מסתובבת יחד בתנועה קדימה בתנור, כך שקירות התבנית המוכנה מראש מחוממים באופן אחיד.
מיקום המנורות בתנור הוא בדרך כלל בצורת "אזור" מלמעלה למטה, עם יותר קצוות ופחות אמצע. חום התנור נשלט על ידי מספר פתחי המנורה, הגדרת הטמפרטורה הכוללת, עוצמת התנור ויחס החימום של כל מקטע. יש לכוונן את פתח צינור המנורה בשילוב עם הבקבוק המנופח מראש.
כדי לשפר את תפקוד התנור, כוונון הגובה, לוח הקירור וכו' חשוב מאוד. אם הכוונון אינו נכון, קל להתנפח פתח הבקבוק (פתח הבקבוק גדול יותר) וליצור קשיחות ראש וצוואר (לא ניתן למשוך את חומר הצוואר) במהלך הניפוח ופגמים אחרים.
2.3 קדם-ניפוח
ניפוח מקדים הוא שלב חשוב מאוד בשיטת ניפוח הבקבוקים הדו-שלבית. הוא מתייחס לניפוח מקדים שמתחיל כאשר מוט המשיכה יורד במהלך תהליך הניפוח, כך שהתבנית המקדימה מקבלת צורה. בתהליך זה, כיוון הניפוח המקדים, לחץ הניפוח המקדים וזרימת הניפוח הם שלושה מרכיבים חשובים בתהליך.
צורת הבקבוק לפני הניפוח קובעת את הקושי של תהליך הניפוח ואת איכות תפקוד הבקבוק. צורת הבקבוק לפני הניפוח הרגילה היא צורת ציר, והצורות החריגות כוללות צורת פעמון תת-צדדית וצורת ידית. הסיבה לצורה החריגה היא חימום מקומי לקוי, לחץ ניפוח מקדים או זרימת ניפוח לא מספקים וכו'. גודל הבקבוק לפני הניפוח תלוי בלחץ הניפוח המקדים ובכיוון הניפוח המקדים. בייצור, יש לשמור על גודל וצורה משותפים של כל בקבוקי הניפוח המקדים בציוד כולו. אם יש הבדל, יש למצוא סיבות מפורטות. ניתן להתאים את תהליך החימום או הניפוח המקדים בהתאם לתנאי הבקבוק לפני הניפוח.
גודל לחץ טרום הניפוח משתנה בהתאם לגודל הבקבוק ולקיבולת הציוד. באופן כללי, הקיבולת גדולה ולחץ טרום הניפוח קטן. לציוד כושר ייצור גבוה ולחץ טרום ניפוח גבוה.
2.4 מכונת עזר ותבנית
מכונת עזר מתייחסת בעיקר לציוד ששומר על טמפרטורת תבנית קבועה. לטמפרטורה הקבועה של התבנית תפקיד חשוב בשמירה על יציבות המוצר. באופן כללי, טמפרטורת גוף הבקבוק גבוהה וטמפרטורת תחתית הבקבוק נמוכה. עבור בקבוקים קרים, מכיוון שאפקט הקירור בתחתית קובע את מידת האוריינטציה המולקולרית, עדיף לשלוט בטמפרטורה של 5-8 מעלות צלזיוס; והטמפרטורה בתחתית הבקבוק החם גבוהה בהרבה.
2.5 סביבה
לאיכות סביבת הייצור יש גם השפעה גדולה יותר על התאמת התהליך. תנאי טמפרטורה יציבים יכולים לשמור על יציבות התהליך ויציבות המוצר. יציקת בקבוקי PET בדרך כלל טובה יותר בטמפרטורת החדר ולחות נמוכה.
3. דרישות נוספות
בקבוק הלחץ צריך לעמוד בדרישות של מבחן מאמץ ומבחן לחץ יחד. מבחן המאמץ נועד למנוע סדקים ודליפות של שרשרת המולקולות במהלך המגע בין תחתית הבקבוק לחומר הסיכה (אלקליין) במהלך מילוי בקבוק ה-PET. מבחן הלחץ נועד למנוע מילוי הבקבוק. בקרת איכות לאחר התפוצצות בגז לחץ מסוים. כדי לספק את שני הצרכים הללו, יש לשלוט בעובי נקודת המרכז בטווח מסוים. התנאי הכללי הוא שנקודת המרכז דקה, מבחן המאמץ טוב ועמידות הלחץ ירודה; נקודת המרכז עבה, מבחן הלחץ טוב ומבחן המאמץ ירוד. כמובן, תוצאות מבחן המאמץ קשורות קשר הדוק גם להצטברות חומר באזור המעבר סביב נקודת המרכז, ויש להתאים אותה בהתאם לניסיון מעשי.
4. סיכום
התאמת תהליך יציקת הניפוח של בקבוקי PET מבוססת על הנתונים המתאימים. אם הנתונים גרועים, דרישות התהליך מחמירות מאוד, וקשה אפילו לעצב את הבקבוקים המתאימים באמצעות ניפוח.
זמן פרסום: 9 במאי 2020
