Бутылки для напитков представляют собой модифицированные ПЭТ-бутылки, смешанные с полиэтиленнафталатом (ПЭН), или композитные бутылки из ПЭТ и термопластичного полиарилата. Они классифицируются как бутылки для горячих продуктов и выдерживают температуру выше 85 °C; бутылки для воды относятся к холодным бутылкам, и требования к термостойкости не предъявляются. Процесс формования горячей бутылки аналогичен процессу формования холодной бутылки.
1. Оборудование
В настоящее время производители полнофункциональных выдувных машин для ПЭТ-пластика импортируют преимущественно французские компании SIDEL, немецкие KRONES и китайские компании Fujian Quanguan. Несмотря на различия в производителях, принцип работы их оборудования схож и, как правило, включает пять основных компонентов: систему подачи заготовки, систему нагрева, систему выдува 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 преформа, нагрев, предварительное выдувное формование, форма и производственная среда.
2.1 Преформа
При изготовлении бутылок методом выдувного формования ПЭТ-гранулят сначала литьём под давлением в преформы. Необходимо, чтобы доля вторичных материалов, используемых для переработки, была не слишком высокой (менее 5%), количество циклов переработки не превышало двух, а молекулярная масса и вязкость не были слишком низкими (молекулярная масса 31000–50000, характеристическая вязкость 0,78–0,85 см3/г). Согласно Национальному закону о безопасности пищевых продуктов, вторичные материалы не должны использоваться для упаковки пищевых продуктов и фармацевтических препаратов. Преформы, изготовленные методом литья под давлением, могут использоваться в течение 24 часов. Неиспользованные после нагрева преформы должны храниться не менее 48 часов для повторного нагрева. Срок хранения преформ не должен превышать шести месяцев.
Качество преформы во многом зависит от качества ПЭТ-материала. Следует выбирать материалы, которые легко разбухают и легко формуются, а также разрабатывать рациональный процесс формования преформ. Эксперименты показали, что импортные преформы из ПЭТ-материалов одинаковой вязкости легче поддаются выдувному формованию, чем отечественные; хотя преформы одной и той же партии имеют разную дату производства, технология выдувного формования также может существенно различаться. Качество преформы определяет сложность процесса выдувного формования. Требования к преформе: чистота, прозрачность, отсутствие примесей, отсутствие цвета, а также длина точки впрыска и окружающего её ореола.
2.2 Отопление
Нагрев преформы осуществляется в нагревательной печи, температура которой задаётся вручную и активно регулируется. В печи инфракрасная лампа излучает инфракрасное излучение, которое нагревает преформу, а вентилятор в нижней части печи обеспечивает циркуляцию тепла, обеспечивая равномерную температуру внутри печи. Преформы вращаются вместе в поступательном движении печи, обеспечивая равномерный нагрев стенок преформ.
Лампы в печи обычно располагаются в форме «зоны» сверху вниз, с большим количеством ламп по краям и меньшим количеством в середине. Нагрев печи регулируется количеством отверстий для ламп, общей температурой, мощностью печи и степенью нагрева каждой секции. Отверстие в трубке лампы следует регулировать в соответствии с предварительно выдуваемой бутылкой.
Для лучшей работы печи очень важна регулировка её высоты, охлаждающей пластины и т. д. Неправильная регулировка может привести к вздутию горлышка бутылки (горлышко бутылки становится шире), а также к затвердеванию головки и горлышка (горлышко невозможно вытащить) во время выдувного формования, а также к другим дефектам.
2.3 Предварительная продувка
Предварительное выдувание — очень важный этап двухэтапного метода выдува бутылок. Предварительное выдувание начинается с опускания тягового стержня в процессе выдувного формования, что позволяет преформе принять форму. В этом процессе ориентация, давление и расход воздуха являются тремя важными элементами процесса.
Форма бутылки, полученной после предварительного выдува, определяет сложность процесса выдувного формования и качество функционирования бутылки. Нормальная форма бутылки, полученной после предварительного выдува, — веретенообразная, а нестандартные формы включают в себя форму колокола и форму ручки. Причиной нестандартной формы является неправильный локальный нагрев, недостаточное давление предварительного выдува или поток выдува и т. д. Размер бутылки, полученной после предварительного выдува, зависит от давления предварительного выдува и ориентации предварительного выдува. В процессе производства размер и форма всех бутылок, полученных после предварительного выдува, на всем оборудовании должны быть одинаковыми. Если есть различия, необходимо подробно объяснить причины. Процесс нагрева или предварительного выдува можно скорректировать в соответствии с условиями предварительного выдува бутылки.
Давление предварительного выдува варьируется в зависимости от размера бутылки и производительности оборудования. Как правило, производительность высокая, а давление предварительного выдува низкое. Оборудование отличается высокой производительностью и высоким давлением предварительного выдува.
2.4 Вспомогательная машина и форма
Вспомогательное оборудование в основном относится к оборудованию, поддерживающему постоянную температуру пресс-формы. Постоянная температура пресс-формы играет важную роль в поддержании стабильности продукта. Как правило, температура корпуса бутылки высокая, а температура дна бутылки низкая. Для холодных бутылок, поскольку охлаждающий эффект дна определяет степень ориентации молекул, лучше поддерживать температуру в диапазоне 5–8 °C; температура дна горячей бутылки значительно выше.
2.5 Окружающая среда
Качество производственной среды также оказывает большое влияние на корректировку процесса. Стабильные температурные условия позволяют поддерживать стабильность процесса и стабильность продукта. Выдувное формование ПЭТ-бутылок, как правило, лучше всего проводить при комнатной температуре и низкой влажности.
3. Другие требования
Бутылка давления должна одновременно удовлетворять требованиям стресс-теста и испытания под давлением. Стресс-тест предназначен для предотвращения растрескивания и утечки молекулярной цепи при контакте между дном бутылки и смазкой (щелочью) во время наполнения ПЭТ-бутылки. Испытание давлением предназначено для предотвращения наполнения бутылки. Контроль качества после разрыва определенным газом под давлением. Чтобы удовлетворить эти два требования, толщина центральной точки должна контролироваться в определенном диапазоне. Общее условие заключается в том, что центральная точка тонкая, стресс-тест хороший, а сопротивление давлению плохое; центральная точка толстая, испытание давлением хорошее, а стресс-тест плохой. Конечно, результаты стресс-теста также тесно связаны с накоплением материала в переходной области вокруг центральной точки, которое должно быть скорректировано в соответствии с практическим опытом.
4. Заключение
Корректировка процесса выдувного формования ПЭТ-бутылок осуществляется на основе соответствующих данных. Если данных недостаточно, требования к процессу становятся очень строгими, и выдувное формование бутылок, соответствующих требованиям, может быть даже затруднительным.
Время публикации: 09 мая 2020 г.
