ขวดเครื่องดื่มเป็นขวด PET ดัดแปลงที่ผสมกับโพลีเอทิลีนแนฟทาเลต (PEN) หรือขวดคอมโพสิตของ PET และเทอร์โมพลาสติกโพลีอะริเลต จัดเป็นขวดทนความร้อนและทนต่อความร้อนได้สูงกว่า 85 องศาเซลเซียส ส่วนขวดน้ำจัดเป็นขวดสำหรับน้ำเย็น ไม่จำเป็นต้องทนความร้อน กระบวนการขึ้นรูปของขวดทนความร้อนคล้ายกับขวดสำหรับน้ำเย็น
1. อุปกรณ์
ปัจจุบัน ผู้ผลิตเครื่องเป่าขึ้นรูปขวด PET แบบแอคทีฟเต็มรูปแบบส่วนใหญ่นำเข้าจาก SIDEL ประเทศฝรั่งเศส, KRONES ประเทศเยอรมนี และ Fujian Quanguan ประเทศจีน แม้ว่าผู้ผลิตจะแตกต่างกัน แต่หลักการทำงานของอุปกรณ์นั้นคล้ายคลึงกัน และโดยทั่วไปประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก 5 ส่วน ได้แก่ ระบบป้อนแท่งวัสดุ ระบบทำความร้อน ระบบเป่าขวด ระบบควบคุม และเครื่องจักรเสริม
2. กระบวนการเป่าขึ้นรูป
กระบวนการเป่าขึ้นรูปขวด PET
ปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อกระบวนการเป่าขึ้นรูปขวด PET ได้แก่ พรีฟอร์ม การให้ความร้อน การเป่าขึ้นรูปเบื้องต้น แม่พิมพ์ และสภาพแวดล้อมในการผลิต
2.1 พรีฟอร์ม
ในการเตรียมขวดขึ้นรูปด้วยการเป่าขึ้นรูป เม็ด PET จะถูกฉีดขึ้นรูปเป็นพรีฟอร์มก่อน โดยมีข้อกำหนดว่าสัดส่วนของวัสดุรีไซเคิลต้องไม่สูงเกินไป (น้อยกว่า 5%) จำนวนครั้งในการรีไซเคิลต้องไม่เกินสองครั้ง และน้ำหนักโมเลกุลและความหนืดต้องไม่ต่ำเกินไป (น้ำหนักโมเลกุล 31000-50000 ความหนืด 0.78-0.85 cm³/g) ตามกฎหมายว่าด้วยความปลอดภัยด้านอาหารแห่งชาติ วัสดุรีไซเคิลต้องไม่นำมาใช้ในบรรจุภัณฑ์อาหารและยา พรีฟอร์มที่ฉีดขึ้นรูปสามารถใช้งานได้นานถึง 24 ชั่วโมง พรีฟอร์มที่ยังไม่ได้ใช้หลังจากให้ความร้อนแล้ว ต้องเก็บไว้นานกว่า 48 ชั่วโมงก่อนนำไปให้ความร้อนใหม่ ระยะเวลาการเก็บรักษาพรีฟอร์มต้องไม่เกินหกเดือน
คุณภาพของพรีฟอร์มขึ้นอยู่กับคุณภาพของวัสดุ PET เป็นอย่างมาก ควรเลือกวัสดุที่บวมตัวง่ายและขึ้นรูปง่าย และควรวางแผนกระบวนการขึ้นรูปพรีฟอร์มที่เหมาะสม การทดลองแสดงให้เห็นว่าพรีฟอร์มที่นำเข้าจากต่างประเทศที่ทำจากวัสดุ PET ที่มีความหนืดเท่ากันนั้นขึ้นรูปด้วยการเป่าได้ง่ายกว่าวัสดุที่ผลิตในประเทศ ในขณะที่พรีฟอร์มล็อตเดียวกันแต่ผลิตในวันที่ต่างกัน กระบวนการขึ้นรูปด้วยการเป่าก็อาจแตกต่างกันอย่างมาก คุณภาพของพรีฟอร์มเป็นตัวกำหนดความยากง่ายของกระบวนการขึ้นรูปด้วยการเป่า ข้อกำหนดสำหรับพรีฟอร์ม ได้แก่ ความบริสุทธิ์ ความโปร่งใส ปราศจากสิ่งเจือปน ไม่มีสี และความยาวของจุดฉีดและวงแหวนโดยรอบ
2.2 การทำความร้อน
การให้ความร้อนแก่ชิ้นงานขึ้นรูปนั้นทำได้โดยใช้เตาอบ ซึ่งสามารถตั้งอุณหภูมิและปรับได้ด้วยตนเอง ภายในเตาอบ หลอดไฟอินฟราเรดระยะไกลจะส่งความร้อนไปยังชิ้นงานขึ้นรูป และพัดลมที่ด้านล่างของเตาอบจะช่วยกระจายความร้อนเพื่อให้อุณหภูมิภายในเตาอบสม่ำเสมอ ชิ้นงานขึ้นรูปจะหมุนไปพร้อมกันในแนวดิ่งภายในเตาอบ ทำให้ผนังของชิ้นงานขึ้นรูปได้รับความร้อนอย่างทั่วถึง
โดยทั่วไป การจัดวางหลอดไฟในเตาอบจะมีลักษณะเป็น "โซน" จากบนลงล่าง โดยมีส่วนปลายมากกว่าส่วนตรงกลาง ความร้อนของเตาอบถูกควบคุมโดยจำนวนช่องเปิดของหลอดไฟ การตั้งค่าอุณหภูมิโดยรวม กำลังไฟของเตาอบ และอัตราส่วนความร้อนของแต่ละส่วน ควรปรับช่องเปิดของหลอดไฟให้สอดคล้องกับขวดแก้วที่เป่าขึ้นรูปไว้ล่วงหน้า
เพื่อให้เตาอบทำงานได้ดียิ่งขึ้น การปรับความสูง แผ่นระบายความร้อน ฯลฯ เป็นสิ่งสำคัญมาก หากการปรับไม่ถูกต้อง อาจทำให้ปากขวดบวม (ปากขวดใหญ่ขึ้น) และหัวและคอขวดแข็ง (วัสดุคอขวดไม่สามารถดึงให้เปิดได้) ระหว่างการเป่าขึ้นรูป และข้อบกพร่องอื่นๆ
2.3 การเป่าลมล่วงหน้า
การเป่าลมก่อนขึ้นรูปเป็นขั้นตอนที่สำคัญมากในวิธีการเป่าขวดแบบสองขั้นตอน หมายถึงการเป่าลมก่อนขึ้นรูปที่เริ่มขึ้นเมื่อแท่งดึงลดลงในระหว่างกระบวนการเป่าขึ้นรูป เพื่อให้ชิ้นงานขึ้นรูปเริ่มเป็นรูปเป็นร่าง ในกระบวนการนี้ ทิศทางการเป่าลมก่อนขึ้นรูป แรงดันการเป่าลมก่อนขึ้นรูป และอัตราการไหลของการเป่าลม เป็นองค์ประกอบสำคัญสามประการของกระบวนการ
รูปทรงของขวดก่อนการเป่าขึ้นรูปเป็นตัวกำหนดความยากง่ายของกระบวนการเป่าขึ้นรูปและคุณภาพการใช้งานของขวด รูปทรงขวดก่อนการเป่าขึ้นรูปปกติจะเป็นทรงกระบอก ส่วนรูปทรงที่ผิดปกติ ได้แก่ ทรงระฆังคว่ำและทรงหูหิ้ว สาเหตุของรูปทรงที่ผิดปกติ ได้แก่ การให้ความร้อนเฉพาะจุดที่ไม่เหมาะสม แรงดันก่อนการเป่าหรือปริมาณลมเป่าไม่เพียงพอ เป็นต้น ขนาดของขวดก่อนการเป่าขึ้นรูปขึ้นอยู่กับแรงดันก่อนการเป่าและทิศทางการเป่า ในการผลิต ขนาดและรูปทรงของขวดก่อนการเป่าขึ้นรูปทั้งหมดในเครื่องจักรต้องเหมือนกัน หากมีความแตกต่าง ควรหาสาเหตุโดยละเอียด กระบวนการให้ความร้อนหรือการเป่าก่อนการเป่าสามารถปรับได้ตามสภาพของขวดก่อนการเป่าขึ้นรูป
ขนาดของแรงดันก่อนการเป่าขึ้นรูปจะแตกต่างกันไปตามขนาดของขวดและกำลังการผลิตของอุปกรณ์ โดยทั่วไปแล้ว หากกำลังการผลิตสูง แรงดันก่อนการเป่าขึ้นรูปก็จะต่ำ ในขณะที่อุปกรณ์ที่มีกำลังการผลิตสูงจะมีแรงดันก่อนการเป่าขึ้นรูปสูง
2.4 เครื่องจักรเสริมและแม่พิมพ์
เครื่องจักรช่วยควบคุมอุณหภูมิส่วนใหญ่หมายถึงอุปกรณ์ที่ใช้รักษาอุณหภูมิของแม่พิมพ์ให้คงที่ การรักษาอุณหภูมิของแม่พิมพ์ให้คงที่นั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาเสถียรภาพของผลิตภัณฑ์ โดยทั่วไป อุณหภูมิที่ตัวขวดจะสูง และอุณหภูมิที่ก้นขวดจะต่ำ สำหรับขวดเย็น เนื่องจากผลของการระบายความร้อนที่ก้นขวดเป็นตัวกำหนดระดับการจัดเรียงตัวของโมเลกุล จึงควรควบคุมอุณหภูมิให้อยู่ที่ 5-8 องศาเซลเซียส และสำหรับขวดร้อน อุณหภูมิที่ก้นขวดจะสูงกว่ามาก
2.5 สิ่งแวดล้อม
คุณภาพของสภาพแวดล้อมการผลิตมีผลกระทบอย่างมากต่อการปรับกระบวนการ สภาวะอุณหภูมิที่คงที่สามารถรักษาเสถียรภาพของกระบวนการและเสถียรภาพของผลิตภัณฑ์ได้ โดยทั่วไปแล้ว การเป่าขึ้นรูปขวด PET จะได้ผลดีกว่าที่อุณหภูมิห้องและความชื้นต่ำ
3. ข้อกำหนดอื่นๆ
ขวดทนแรงดันควรผ่านมาตรฐานการทดสอบความเค้นและการทดสอบแรงดันไปพร้อมกัน การทดสอบความเค้นมีจุดประสงค์เพื่อป้องกันการแตกร้าวและการรั่วไหลของโมเลกุลในระหว่างการสัมผัสระหว่างก้นขวดกับสารหล่อลื่น (ด่าง) ในระหว่างการบรรจุขวด PET ส่วนการทดสอบแรงดันมีจุดประสงค์เพื่อป้องกันไม่ให้ขวดแตกหลังจากการบรรจุภายใต้แรงดันก๊าซที่กำหนด เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดทั้งสองนี้ ความหนาของจุดศูนย์กลางควรถูกควบคุมให้อยู่ในช่วงที่กำหนด โดยทั่วไปแล้ว หากจุดศูนย์กลางบาง การทดสอบความเค้นจะดี แต่ความต้านทานแรงดันจะต่ำ หากจุดศูนย์กลางหนา การทดสอบแรงดันจะดี แต่การทดสอบความเค้นจะต่ำ แน่นอนว่าผลการทดสอบความเค้นยังเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการสะสมของวัสดุในบริเวณรอยต่อรอบจุดศูนย์กลาง ซึ่งควรปรับตามประสบการณ์จริง
4. บทสรุป
การปรับกระบวนการเป่าขึ้นรูปขวด PET นั้นขึ้นอยู่กับข้อมูลที่เกี่ยวข้อง หากข้อมูลไม่ดี ข้อกำหนดของกระบวนการจะเข้มงวดมาก และอาจทำได้ยากจนสามารถเป่าขึ้นรูปขวดที่มีคุณภาพได้
วันที่โพสต์: 9 พฤษภาคม 2020
