Бутылки для напитков представляют собой модифицированные ПЭТ-бутылки, изготовленные из смеси полиэтиленнафталата (ПЭН), или композитные бутылки из ПЭТ и термопластичного полиарилата. Они относятся к термобутылкам и выдерживают температуру выше 85 °C; бутылки для воды относятся к холодным бутылкам, к термостойкости к ним не предъявляются требования. Процесс формования термобутылок аналогичен процессу формования холодных бутылок.
1. Оборудование
В настоящее время производители полностью активных машин для выдувного формования ПЭТ импортируют свою продукцию в основном из французской компании SIDEL, немецкой KRONES и китайской Fujian Quanguan. Хотя производители разные, принципы работы их оборудования схожи и, как правило, включают пять основных частей: систему подачи заготовки, систему нагрева, систему выдувания бутылок, систему управления и вспомогательное оборудование.
2. Процесс выдувного формования
Процесс выдувного формования ПЭТ-бутылок.
Важными факторами, влияющими на процесс выдувного формования ПЭТ-бутылок, являются заготовка, нагрев, предварительное выдувание, пресс-форма и условия производства.
2.1 Заготовка
При изготовлении бутылок методом выдувного формования ПЭТ-чипсы сначала формуются в заготовки методом литья под давлением. Необходимо соблюдать следующие требования: доля вторичного сырья не должна быть слишком высокой (менее 5%), количество циклов регенерации не должно превышать двух, а молекулярная масса и вязкость не должны быть слишком низкими (молекулярная масса 31000-50000, характеристическая вязкость 0,78-0,85 см³/г). Согласно Национальному закону о безопасности пищевых продуктов, вторичное сырье не должно использоваться для упаковки пищевых и фармацевтических продуктов. Заготовки, полученные методом литья под давлением, могут использоваться в течение 24 часов. Заготовки, не использованные после нагревания, должны храниться более 48 часов для повторного нагревания. Срок хранения заготовок не должен превышать шести месяцев.
Качество заготовки во многом зависит от качества ПЭТ-материала. Следует выбирать материалы, которые легко набухают и легко формуются, а также разработать рациональный процесс формования заготовок. Эксперименты показали, что импортные заготовки из ПЭТ с одинаковой вязкостью легче поддаются выдувному формованию, чем отечественные; при этом, даже при разных датах производства одной и той же партии заготовок, процесс выдувного формования может существенно отличаться. Качество заготовки определяет сложность процесса выдувного формования. Требования к заготовке включают чистоту, прозрачность, отсутствие примесей, отсутствие цвета, а также длину точки впрыска и окружающего ореола.
2.2 Отопление
Нагрев заготовки осуществляется в нагревательной печи, температура которой устанавливается вручную и регулируется активно. В печи инфракрасная лампа обеспечивает лучистый нагрев заготовки, а вентилятор в нижней части печи циркулирует тепло, поддерживая равномерную температуру внутри. Заготовки вращаются вместе при движении вперед внутри печи, благодаря чему стенки заготовок нагреваются равномерно.
Расположение ламп в печи обычно образует «зону» сверху вниз, с большим количеством краев и меньшим количеством середины. Нагрев печи регулируется количеством отверстий для ламп, общей настройкой температуры, мощностью печи и коэффициентом нагрева каждой секции. Отверстие трубки лампы следует регулировать в соответствии с предварительно выдутой бутылкой.
Для более эффективной работы печи очень важна регулировка ее высоты, охлаждающей пластины и т.д. Если регулировка выполнена неправильно, легко может возникнуть разбухание горлышка бутылки (увеличение его размера) и затвердевание головки и горлышка (невозможность раскрытия горлышка) во время выдувного формования, а также другие дефекты.
2.3 Предварительная продувка
Предварительное выдувание — очень важный этап в двухэтапном методе выдувания бутылок. Оно начинается, когда тяга опускается во время процесса выдувного формования, чтобы заготовка приняла нужную форму. В этом процессе важными элементами являются три параметра: направление предварительного выдувания, давление предварительного выдувания и поток воздуха.
Форма предварительно выдуваемой бутылки определяет сложность процесса выдувного формования и качество её функциональности. Нормальная форма предварительно выдуваемой бутылки — веретенообразная, а аномальные включают в себя форму, граничащую с раструбом, и форму ручки. Причиной аномальной формы может быть неправильный локальный нагрев, недостаточное давление или поток выдува и т.д. Размер предварительно выдуваемой бутылки зависит от давления и направления выдува. В производстве размеры и форма всех предварительно выдуваемых бутылок на всем оборудовании должны быть одинаковыми. При наличии различий необходимо выяснить причину. Нагрев или процесс предварительного выдува могут быть скорректированы в соответствии с условиями, характерными для предварительно выдуваемой бутылки.
Величина давления предварительного продува варьируется в зависимости от размера бутылки и производительности оборудования. Как правило, производительность велика, а давление предварительного продува мало. Оборудование обладает высокой производительностью и высоким давлением предварительного продува.
2.4 Вспомогательное оборудование и пресс-форма
Вспомогательное оборудование в основном относится к устройствам, поддерживающим постоянную температуру пресс-формы. Постоянная температура пресс-формы играет важную роль в обеспечении стабильности продукта. Как правило, температура корпуса бутылки высока, а температура дна бутылки низка. Для холодных бутылок, поскольку охлаждающий эффект на дне определяет степень ориентации молекул, лучше контролировать температуру в пределах 5-8 °C; температура на дне горячей бутылки значительно выше.
2.5 Окружающая среда
Качество производственной среды также оказывает значительное влияние на корректировку процесса. Стабильные температурные условия позволяют поддерживать стабильность процесса и стабильность продукта. Выдувное формование ПЭТ-бутылок, как правило, лучше проводить при комнатной температуре и низкой влажности.
3. Другие требования
Бутылка под давлением должна одновременно удовлетворять требованиям испытаний на прочность и испытаний на давление. Испытание на прочность предотвращает растрескивание и утечку молекулярных цепей во время контакта дна бутылки со смазкой (щелочью) при наполнении ПЭТ-бутылки. Испытание на давление предотвращает разрыв бутылки и обеспечивает контроль качества после взрыва под определенным давлением газа. Для удовлетворения этих двух требований толщина центральной точки должна контролироваться в определенном диапазоне. Общее условие: если центральная точка тонкая, испытания на прочность хорошие, но сопротивление давлению низкое; если центральная точка толстая, испытания на давление хорошие, но испытания на прочность плохие. Конечно, результаты испытаний на прочность также тесно связаны с накоплением материала в переходной зоне вокруг центральной точки, и их следует корректировать в соответствии с практическим опытом.
4. Заключение
Корректировка процесса выдувного формования ПЭТ-бутылок основывается на соответствующих данных. При недостаточных данных требования к процессу становятся очень жесткими, и даже сложно добиться получения бутылок, соответствующих требованиям.
Дата публикации: 09 мая 2020 г.
