Все ли Вы знаете о ПЭТ-преформах и для чего они нужны

28.05.202028.05.2020 avtor

Масса выбираемой ПЭТ-преформы в первую очередь регламентируется объемом формуемой бутылки и требованиями к прочностным и барьерным характеристикам ее стенок. Совершенно очевидно, что при фиксированном весе преформы толщина стенки бутылки будет тем больше, чем меньше ее объем, и наоборот. В зависимости от степени насыщения содержимого бутылки углекислым газом, процент содержания которого в газированных напитках колеблется от 2 до 10 г на 1л, толщину стенок бутылок увеличивают от 0,25мм (для слабогазированных минеральных и фруктовых вод, не предназначенных для длительного хранения) до 0,36-0.38мм (для сильногазированных напитков) [2,3]. Для выдува 2-х литровой бутылки для сильногазированных напитков необходима преформа массой не 48, а 52г.

3. По своей конфигурации преформы делятся на 3 группы:

• универсальные
• толстостенные
• укороченные

Универсальная преформа наиболее распространена. Она характеризуется ровной поверхностью цилиндрического тела без значительных расширений. При массе 42г ее длина составляет 148мм, толщина стенки — 3мм.

Качество формуемой бутылки в огромной степени зависит от результата разогрева преформы. А прогреть ее бывает тем легче, чем меньше толщина ее стенки. С этой точки зрения, толщина 2,6мм лучше, чем 3,0мм. Однако уменьшение толщины стенки преформы до менее чем 3,0мм связано с большими технологическими трудностями ее изготовления (необходимо существенное увеличение температуры в камере дозирования и на соплах, а также увеличение числа оборотов экструдера на 10-15%). Именно поэтому тонкостенные преформы выпускаются редко, а если и поступают в продажу, то их стоимость гораздо выше универсальных.

Толстостенная преформа (с толщиной стенки до 4,5мм) в изготовлении технологически проще. Однако для качественного формования бутылок такие преформы требуют более длительного нахождения в зонах разогрева, ПЭТ тара то есть их использование приводит к снижению производительности. А для многих типов машин, прежде всего с печами погружного типа, эти преформы вовсе непригодны, так как длительное нахождение в зонах разогрева (более 15 минут) приводит к тому, что материал наружной поверхности преформы перегревается и теряет прозрачность, а ее внутренняя поверхность остается холодной и недостаточно пластична для беспроблемного выдува бутылок.

С укороченными преформами дело обстоит еще хуже. Они просты в изготовлении и удобны при транспортировке (при прочих равных условиях в упаковочный ящик помещается их на 30-40% больше укороченных преформ, чем универсальных), но пригодны лишь для раздува на мощном оборудовании с давлением воздуха 40бар. Получить качественную бутылку из таких преформ на полуавтоматах можно только ценой значительного снижения производительности, но и в этом случае брак неизбежен.

4. В зависимости от конфигурации горла различают преформы/бутылки со стандартом:

• BPF/PCO (для газированных напитков и минеральной воды, пива)
• Oil (для растительного масла)
• Bericap (для напитков, воды)
• «38» (для соков, молочной продукции)

На рынке напитков в России преимущественно используются два стандарта горловины преформ: BPF (British Plastics Federation) и PCO (Plastic Closures Only).
Стандарт BPF получил наибольшее распространение в северной части Европы, в том числе в восточной ее части и в странах бывшего СССР; PCO — в США. Британская Федерация Пластика – организация, в обязанности которой входит разработка и утверждение тех или иных стандартов, касающихся пластмассовых изделий, в том числе и упаковки. Так в Европе стандарт BPF получил большее распространение, нежели чем PCO. Оба этих стандарта выполняют важную функцию – газоудержание. С точки зрения уровня газоудержания оба стандарта практически идентичны. Но преимущество стандарта PCO состоит в том, что он легче BPF. Экономия ПЭТ при переходе с BPF на PCO составляет от 1 до 2 грамм.
Вопрос выбора той или иной преформы для выдува бутылок решаются применительно к конкретным условиям производства и сбыты готовой продукции, с учетом технических особенностей используемого оборудования.

ПЭТ – пр-преформеформа с формальных позиций – полуфабрикат, и поэтому на преформу не существует государственного стандарта. Достаточно утверждения фирмы-производителя о соответствии преформы техническим условиям, которые производитель сам себе разрабатывает и сам себе утверждает. К счастью, существуют международные стандарты, и, для того, чтобы понять, что такое высококачественная преформа, следует более подробно рассмотреть процесс ее получения.

ПЭТ — преформы производят методом литья под давлением. Процесс изготовления преформ включает следующие этапы.

1. подготовка сырья (сушка ПЭТ);
2. процесс гомогенизации (получение однородного расплава ПЭТ);
3. отливка преформ;
4. охлаждение и выгрузка изделий.

Подготовка сырья во многом определяет качество будущей преформы, поэтому может считаться самым важным процессом при производстве преформ. Температура переработки 280°-300° С. При таких температурах возможна термодеструкция полиэтилентерефталата. Это значит, что ПЭТ теряет свои замечательные механические свойства. Это уже не специальный полимер для производства бутылок. Говоря научным языком, это сырье с пониженной молекулярной массой.

Бутылка, изготовленная из деструктированного ПЭТ, имеет желтоватый имеет желтоватый оттенок и повышенную хрупкость. Особенно это сказывается при транспортировке: при тряске по российским дорогам у таких бутылок, иногда отваливаются и лопаются донышки. Значительно увеличивается склонность изделий к деструктивному старению под действием кислорода и ультрафиолета – гарантийные сроки хранения сокращаются в десятки раз.

Мало того, при термодеструкции возможно выделение весьма вредных веществ, которые мигрируют в жидкость, налитую в бутылку, а также отравляют рабочих и близко живущих жителей при производстве преформ https://mp-pet.ru.
Катализатором термодеструкции является вода. Причем при деструкции ПЭТ снова выделяется вода. Доказано, что, для того чтобы избежать термодеструкции, ПЭТ необходимо высушивать до содержания влаги, меньше 0,03-0,04 мас.%. Такое низкое содержание влаги недостижимо при обычных приемах сушки полимеров, например в сушильных шкафах. В России уже давно существует производство ПЭТ-преформ, где сырье сушат с помощью комплексных установок, этапы работы которых рассмотрены ниже.

Загрузчик имеет собственное дозирующее устройство, с помощью которого гранулы ПЭТ порционно подаются в бункер таким образом, чтобы он всегда был заполнен сырьем. Сырье перемещается в бункер сверху вниз так, чтобы во время пребывания каждой порции в бункере было не менее четырех часов.
Снизу в бункер через выходное сопло подается подогретый нагревателем воздух. Отобрав влагу от сырья, воздух через фильтр и холодильник попадает в адсорбер-осушитель и затем снова в бункер.

Адсорбирующий барабан лежит на плите которая разделена на три части. Во время работы осушителя барабан медленно вращается. В зоне №1 из воздуха отбирается влага, она поглощается барабаном-адсорбером. Барабан выполнен из специально разработанного пористого материала, который свободно пропускает через себя воздух и в то же время способен поглощать влагу из проходящего воздуха. Зона №1 отбирая влагу из воздуха медленно переходит в зону №2. Скорость вращения барабана очень низкая и составляет 1 об/10мин.. В этой зоне барабан-адсорбер разогревается горячим потоком воздуха до +160° — +180°С. В этот момент влага переходит в парообразное состояние и вместе с потоком горячего воздуха выбрасывается наружу. После нагрева барабан поворачиваясь переходит в зону №3. В третьей зоне барабан охлаждается холодным потоком воздуха, температура которого +1° — +10°С. В рабочем контуре датчики непрерывно измеряют степень сухости воздуха — точку росы.
Процесс гомогенизации. Когда сырье прошло стадию сушки, оно поступает через бункер в шнек. Конструкция шнека оптимизирована для получения однородного расплава ПЭТ при температуре 280 – 300 С.

Отливка преформ. Полученная в процессе гомогенизации однородная масса поступает в пресс – форму. Здесь происходит непосредственно изготовление преформ. Пресс-форма представляет собой плиту, состоящую, как правило, из двух частей: горячей холодной. Горячая часть содержит каналы, по которым однородная масса ПЭТ поступает в холодную часть. Холодную часть также можно разделить на две части: подвижная и не подвижная. Неподвижная часть – это гнезда, в которые поступает расплавленный ПЭТ. Подвижная – пальцы, которые входят в гнезда и формируют толщину стенки и длину будущей преформы.

Охлаждение и выгрузка преформ. Преформу при ее производстве следует охлаждать быстро, так, чтобы ПЭТ не успел закристаллизоваться и затвердел, т.е. перешел в стеклообразное состояние, сохранив аморфную, некристаллическую структуру, которую он имел в расплавленном состоянии. В противном случае, будет невозможно выдуть бутылку из преформы. С точки зрения технологического процесса, охлаждение преформ происходит в холодной части пресс-формы. После охлаждения преформ, происходит их выгрузка. Выгрузка может производиться по-разному. В первом случае, в составе пресс-формы может быть третья часть, прикрепленная к ней перпендикулярно. Сразу после готовности преформ данный робот автоматически подходит и забирает преформы. Такой подход позволяет значительно сократить время цикла, тем самым повысив производительность оборудования. Однако данная технология запатентована и применяется только на оборудовании фирмы Husky. Второй подход, когда готовые преформы сдувают мощным потоком воздуха в некую емкость.