飲料ボトルは、ポリエチレンナフタレート（PEN）を混合した改質PETボトル、またはPETと熱可塑性ポリアリレートの複合ボトルです。これらはホットボトルに分類され、85℃以上の熱に耐えることができます。一方、ウォーターボトルはコールドボトルに分類され、耐熱性に関する要件はありません。ホットボトルの成形工程はコールドボトルと同様です。
1. 装備
現在、PETフルアクティブブロー成形機のメーカーは、主にフランスのSIDEL社、ドイツのKRONES社、中国の福建全観社から輸入しています。メーカーは異なりますが、設備の原理は似ており、一般的にビレット供給システム、加熱システム、ボトルブローシステム、制御システム、補助機械の5つの主要部分で構成されています。
2. ブロー成形プロセス
PETボトルのブロー成形工程。
PET ボトルのブロー成形プロセスに影響を与える重要な要素は、プリフォーム、加熱、予備ブロー、金型、生産環境です。
2.1 プリフォーム
ブロー成形ボトルを製造する際、PETチップはまず射出成形によってプリフォームに成形されます。この際、回収される二次原料の割合が高すぎてはならず（5%未満）、回収回数は2回を超えてはならず、分子量と粘度は低すぎてはならない（分子量31000～50000、固有粘度0.78～0.85cm3/g）。国家食品安全法に基づき、二次回収原料は食品および医薬品の包装に使用してはならない。射出成形されたプリフォームは24時間まで使用可能です。加熱後、使い切らなかったプリフォームは、48時間以上保管し、再加熱する必要があります。プリフォームの保管期間は6ヶ月を超えてはなりません。
プリフォームの品質は、PET材料の品質に大きく依存します。膨潤しやすく成形しやすい材料を選択し、適切なプリフォーム成形プロセスを確立する必要があります。実験によると、同じ粘度のPET材料で作られた輸入プリフォームは、国産材料よりもブロー成形しやすいことが示されています。同じバッチのプリフォームでも製造日が異なると、ブロー成形プロセスも大きく異なる場合があります。プリフォームの品質は、ブロー成形プロセスの難易度を決定します。プリフォームに求められる要件は、純度、透明性、不純物の無さ、無色、そして注入点と周囲のハローの長さです。
2.2 加熱
プリフォームの加熱は加熱炉によって完了します。加熱炉の温度は手動で設定され、自動的に調整されます。炉内では、遠赤外線ランプ管がプリフォームを放射加熱し、炉底のファンが熱を循環させて炉内の温度を均一に保ちます。プリフォームは炉内で前進しながら同時に回転するため、プリフォームの壁面が均一に加熱されます。
オーブン内のランプの配置は、一般的に上から下にかけて「ゾーン」状に配置します。端の方が多いほどランプが多く、中央の方が少ないです。オーブンの温度は、ランプの開口部の数、全体の温度設定、オーブンの出力、そして各セクションの加熱比率によって制御されます。ランプ管の開口部は、プレブローボトルに合わせて調整する必要があります。
オーブンの性能を向上させるには、オーブンの高さや冷却プレートなどの調整が非常に重要です。調整が適切でないと、ブロー成形時にボトル口が膨らむ（ボトル口が大きくなる）ことや、ヘッドとネックが硬くなる（ネック材が引き抜けなくなる）などの不良が発生しやすくなります。
2.3 事前吹き付け
プレブローは、二段ボトルブロー成形法において非常に重要な工程です。これは、ブロー成形工程中にドローバーが下降し、プリフォームが成形される際に開始されるプレブローを指します。この工程では、プレブローの向き、プレブロー圧力、そしてブローフローという3つの重要な工程要素が重要です。
プレブローボトルの形状は、ブロー成形工程の難易度とボトル機能の品質を決定します。正常なプレブローボトルの形状は紡錘形で、異常なものにはサブベル形やハンドル形などがあります。異常な形状の原因は、不適切な局所加熱、プレブロー圧力またはブロー流量不足などです。プレブローボトルのサイズは、プレブロー圧力とプレブロー方向に依存します。生産においては、設備全体のプレブローボトルのサイズと形状を共通に保つ必要があります。差異がある場合は、詳細な原因を調査する必要があります。プレブローボトルの状態に応じて、加熱またはプレブロー工程を調整することができます。
予圧の大きさはボトルのサイズと設備の容量によって異なります。一般的に、容量が大きいほど予圧は小さくなります。設備の生産能力が高いほど、予圧も高くなります。
2.4 補助機械と金型
補助機械とは、主に金型温度を一定に保つ設備を指します。金型温度の一定化は、製品の安定性を維持する上で重要な役割を果たします。一般的に、ボトル本体の温度は高く、ボトル底部の温度は低くなります。冷えたボトルの場合、底部の冷却効果が分子配向の程度を決定するため、5～8℃の温度制御が適切です。一方、高温のボトルの場合は、底部の温度はさらに高くなります。
2.5 環境
生産環境の質もプロセス調整に大きな影響を与えます。安定した温度条件は、プロセスの安定性と製品の安定性を維持します。PETボトルのブロー成形は、一般的に室温と低湿度の条件でより良好に行われます。
3. その他の要件
圧力ボトルは、応力試験と圧力試験の両方の要件を満たす必要があります。応力試験は、PETボトルの充填中にボトル底と潤滑剤（アルカリ性）が接触する際に分子鎖の亀裂や漏れを防ぐためのものです。圧力試験は、ボトルの充填を避けるためのものです。特定の圧力ガスに破裂した後の品質管理。これらの2つのニーズを満たすには、中心点の厚さを一定の範囲内に制御する必要があります。一般的な条件は、中心点が薄いと応力試験は良好で耐圧性が悪いです。中心点が厚いと圧力試験は良好で応力試験が悪いです。もちろん、応力試験の結果は、中心点周辺の遷移領域における材料の蓄積とも密接に関係しており、実際の経験に応じて調整する必要があります。
4. 結論
PETボトルのブロー成形工程の調整は、対応するデータに基づいて行われます。データが不十分な場合、工程要件は非常に厳しくなり、合格したボトルをブロー成形することさえ困難になります。
投稿日時: 2020年5月9日
