Изготовление ПЭТФ-бутылок

Технологический процесс изготовления бутылок может быть одно- и двухстадийным. В первом случае бутылка изготавливается непосредственно из ПЭТ-гранулята. Во втором, и он более распространенный, на первой стадии из сырья делается преформа, а уже непосредственно на предприятиях розлива из преформ делается бутылка. В любом случае при нагреве заготовки до температур выше температуры стеклования, жесткие связи аморфного состояния полимера ослабеваю и появляется возможность двухосевой ориентации молекулярных цепей путем вытягивания и раздува преформы. Физические и механические свойства получаемой таким образом бутылки зависят не только от толщины стенки сосуда, но также и от равномерности ориентации молекул материала. С увеличением степени растяжения, то есть с увеличением числа ориентированных молекул в аморфной массе, повышается механическая прочность и газонепроницаемость. Но одновременно с этим снижается устойчивость размеров бутылки к воздействию температуры.

Рис. 1 иллюстрирует работу машины при одностадийном способе изготовления бутылок, когда из гранул полиэтилентерефталата методом литья под давлением формируется заготовка, а затем из нее методом растяжения и выдува – бутылка. Оба процесса производятся последовательно в одном агрегате.

Рис.1. Технологические процессы изготовления ПЭТ-бутылок приодностадийном производстве на автоматической линии

Предварительно высушенный ПЭТ-гранулят пластицируется в цилиндре экструдера и впрыскивается в оформляющую полость литьевой формы (1). По окончании инжекционного цикла и выдержки под давлением производится охлаждение заготовки в форме (2). Затем форма открывается, и преформы перемещаются в зону стабилизации температуры (3), где охлаждаются их горловины до состояния потери пластичности. Далее преформы поступают на транспортер выдувной машины и проходят по нагревательному тоннелю (4), где материал преформ (кроме горлышек) нагревается до заданной температуры. Нагретые преформы после стабилизации температуры (5) поступают в пресс-форму. После ее закрытия происходят растягивание заготовки и выдув (6). Пресс-форма охлаждается, а вместе с ней охлаждается и изделие. После чего пресс-форма открывается, и готовые бутылки перемещаются в зону выгрузки (7).

Использование данной технологии оправдано на предприятиях с производительностью более 5000 бутылок в час. Во всех остальных случаях применяется двухстадийный процесс изготовления бутылок, когда заготовки и бутылки производятся на разных машинах и в принципе в разное время и в разных местах [4,5].

На рис. 2 показаны функциональная схема и состав оборудования для выдува бутылок из преформ.

Рис.2. Функциональная схема комплекта оборудования для выдува ПЭТ-бутылок из преформ

Станция разогрева предназначена для придания материалу преформ пластичности, достаточной для формования из них бутылок. Она включает в себя системы нагрева и перемещения. Преформы при разогреве двигаются вдоль ТЭНов и при этом равномерно вращаются. ТЭНы, разнесенные по высоте, образуют зоны управляемого разогрева, что позволяет работать с преформами разной геометрической конфигурации. Температура разогрева регулируется изменением величины приложенного к ТЭНам напряжения. В автоматических линиях станция разогрева компонуется совместно с агрегатом выдува в одном корпусе. В линиях полуавтоматического оборудования станции разогрева представляют собой автономное устройство, в котором загрузка преформ осуществляется вручную. Работник, извлекая для выдува пару прогретых преформ, на их место в освободившиеся ячейки помещает новые преформы [5].

Агрегат выдува предназначен непосредственно для формования бутылок. Он включает в себя кинематическую систему закрытия формы, запечатывания горла и вытягивания преформ, пневматическую систему привода, ресивер и систему воздухоподготовки. Основные операции рабочего цикла агрегата выдува условно показаны на рис. 3.

Рис.3. Основные операции процесса изготовления ПЭТ-бутылок и рабочий цикл агрегата выдува

Агрегат выдува снабжен сменными пресс-формами для формования бутылок разной вместимости (0,5; 1,0; 1,5;, 2,0л и т.д.) и дизайна [8]. При работе агрегата предварительно разогретая пара преформ помещается в раскрытую пресс-форму. После полного смыкания ее половинок (1) опускаются узлы запечатывания горла (2) и выдвигаются штоки, растягивающие преформы до дна бутылок (3). Вслед за этим в замкнутую полость преформы подается сжатый воздух, и растянутая в продольном направлении преформа раздувается в радиальном направлении, приобретая требуемую форму сосуда (4). Затем все механизмы агрегата возвращаются в исходное положение, а из раскрытой пресс-формы извлекаются готовые бутылки (5). Рабочее давление в пневматической системе агрегата 0,6Мпа.Выдув бутылок осуществляется воздухом под давлением от 1,2 до 4,0Мпа.

Компрессор обеспечивает агрегат выдува сжатым воздухом. Его производительность, рабочее давление и надежность во многом определяют эффективность работы всей линии. Компрессор поставляется вместе с ресивером – накопителем воздуха. Чем больше его объем, тем меньше вероятность появления перепадов давления при выдуве и тем стабильней работа оборудования. Система подготовки воздуха осуществляет его осушение и фильтрацию перед выдувом бутылок. Это необходимо для соблюдения санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к изготавливаемой таре.

Система охлаждения, входящая в состав комплекта для выдува пластиковых бутылок, чрезвычайно важна. Она обеспечивает в станции разогрева преформ стабилизацию температуры горлышек, а в агрегате выдува- охлаждение пресс-формы. При плохом охлаждении в первом случае появляются бутылки с деформированной резьбой, а во втором- готовые бутылки могут «растечься», то есть потерять нужные очертания и размеры уже при извлечении их из формы. Чтобы этого не произошло, к системе охлаждения подводят проточную воду или подключают специально спроектированный охладитель [5].

Полуавтоматическое оборудование имеет производительность 600-1200 бутылок в час. Загрузка преформ в станцию разогрева, перенос их в пресс-форму извлечение готовой продукции происходит в ручную.