Пэт преформа что это такое
ПЭТ преформы
ПЭТ преформа – это заготовка для изготовления ПЭТ бутылок или банок из полимера (полиэтилентерефталата) методом выдувного формования (оборудование для производства ПЭТ бутылок методом выдувного формирования).
Какие виды преформ бывают? Преформы можно классифицировать нескольким отличительным признакам.
В зависимости от сферы потребления преформ
В зависимости от емкости бутылки
Вес преформы напрямую влияет на объем бутылки, которую можно получить. Стандартное соотношение между весом преформы и емкостью получаемой бутылки представлено в таблице.
Вес преформы, граммы
Емкость бутылки, литры
В зависимости от конфигурации преформы
Качество формуемой бутылки в огромной степени зависит от результата разогрева преформы. Чем меньше толщина ее стенки, тем легче её прогреть. 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)
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 30-40 бар. Получить качественную бутылку из таких преформ можно лишь на высококачественных полуавтоматах выдува, либо ценой значительного снижения производительности, но и в этом случае брак неизбежен.
В зависимости от конфигурации горлышка
На рынке напитков в России преимущественно используются два стандарта горловины преформ: BPF (British Plastics Federation) и PCO (Plastic Closures Only).
Схемы остальных конфигураций преформ:
Так или иначе, вопрос выбора той или иной преформы для выдува бутылок решаются индивидуально, применительно к конкретным условиям производства и сбыты готовой продукции, с учетом технических особенностей используемого оборудования.
Производство ПЭТ — преформ
Преформа — это заготовка для пластиковых бутылок, получаемых методом раздува, основным материалом является полиэтилентерефталат (ПЭТ). Преформы производятся методом литья под давлением на специальных термопластавтоматах (ТПА), как правило, револьверного типа. Суть метода заключается в том, что расплав полимера-полиэтилентерефталата под давлением заполняет закрытую охлаждаемую горячеканальную форму, по конфигурации идентичную изготавливаемому изделию. Расплав полимера застывает в форме изделия, после чего форма раскрывается и готовая продукция ссыпается на транспортёр, либо в приёмный короб.
Наиболее широко востребованы преформы ПЭТ массой 39-42 г, хотя сейчас наметилась тенденция к использованию литформ для получения преформ массой 25-29 г. Из таких заготовок на следующих переделах получают методом раздува бутылки объемом 1.5-2,0 л.
Стадии производства преформ
Входной контроль
При входном контроле в производственной лаборатории определяются основные характеристики сырья по ГОСТ Р 51695-2000 «Полиэтилентерефталат. Общие технические условия»:
Сушка
При переработке полиэтилентерефталата влажность является критическим параметром. Сырьё необходимо сушить до содержания влаги 0,004% в специальных сушилках.
Литьё пэт преформ производится на специальных термопластавтоматах, максимально приспособленных для данного процесса. Они имеют отдельно цилиндр пластикации и цилиндр впрыска (на обычных термопластавтоматах эти функции совмещены), станции дополнительного охлаждения преформ. Машины могут быть оборудованы статическими смесителями.
Виды преформ
.jpg "Пэт преформа что это такое. Смотреть фото Пэт преформа что это такое. Смотреть картинку Пэт преформа что это такое. Картинка про Пэт преформа что это такое. Фото Пэт преформа что это такое")
Контроль качества производимой продукции
Контроль качества производимой продукции является многоступенчатым процессом, он начинается на складе при поступлении сырья и заканчивается на складе при отгрузке готовой продукции. При производстве преформ проводится постоянный контроль внешнего вида на отсутствие помутнений и линий напряжения и выборочный контроль размеров.
Упаковка
Упаковка преформ производится на участке упаковки в герметичные коробки.
Технологические схемы производства преформ
Производство преформ может быть организованно по одностадийной и двух стадийной схеме.
Одностадийная схема – изготовленные преформы в горячем виде, вместо станции охлаждения, подаются на выдув. Термопластавтомат по производству преформ совмещён с выдувной машиной.
Двухстадийная схема – производство преформ и выдув бутылок между собой не связаны. Преформы производятся отдельно. А затем по мере надобности подаются на выдув.
Одностадийная схема позволяет экономить энергию, кроме того, нет нужды в упаковочных материалах. Однако эти преимущества съедаются недостатками, обусловленными неравномерным спросом на продукцию:
-при производстве преформ по одностадийной схеме производительность выдувного оборудования ограничивается производительностью термопластавтомата.
-требуются значительные дополнительные площади под склад сырья и производственное оборудование.
-затруднительно организовать оптимальную загрузку оборудования, так как велика вероятность его перегрузки в сезон, либо простоя в межсезонье.
При двухстадийной схеме предприятие не испытывает дефицита в преформах, т.к. их можно приобрести заранее (как правило в межсезонье они дешевле) и хранить на складе. Двухстадийная схема в максимальной мере реализовывает свои преимущества на специализированных заводах.
Что такое ПЭТ преформы
ПЭТ тара — одно из самых универсальных и экономичных решений для разлива жидкой пищевой и непищевой продукции. Для производства таких бутылок необходима специальная заготовка — преформа из того же полиэтилентерефталата (ПЭТ).
Для изготовления преформы используется термопластоавтомат — специальная инжекционно-литьевая машина, а также оборудование для подготовки сырья — полимерного гранулята.
Этапы изготовления ПЭТ преформ
Преформы изготавливаются методом литья под давлением в соответствии с ТУ 2297-001-69382110-2012.
Высушивание ПЭТ гранул
На первом этапе осуществляется сушка сырья — гранулята полиэтилентерефталата. Перед плавлением в полимере должна быть сведена к минимуму остаточная влага (уровень должен быть ниже 40 ppm). В противном случае из-за ее остатков в готовой преформе могут возникнуть пузырьки, что на стадии выдува может привести к образованию трещин в стенках бутылки. Температура, рекомендуемая для высушивания, — +180 °С.
Посредством вакуумного загрузчика гранулят из мешка дозированно подается в бункер, где особым образом, с помощью барабана-адсорбера, перемещается при высокой температуре, находясь в нем не менее 4 часов (каждая порция). Подача осуществляется таким образом, что бункер является заполненным непрерывно.
Пластикация гранулята
Высушенные гранулы перемещаются в экструдер, где осуществляется их расплав и пластикация с помощью шнека. Все зоны экструдера оснащены температурными контроллерами, при этом температура плавления должна быть максимально низкой из допустимых для расплава (примерно 250 °С).
Таким образом достигается однородная консистенция материала и поддерживается допустимый уровень ацетальдегидов в составе. Перегрев (более 250 °С) недопустим, поскольку влечет за собой повышение такого уровня, деградацию структуры материала и значительное ухудшение качества (хрупкость, непрозрачность и т. д.) готового изделия.
Инжекция расплава
По завершении расплава однородная масса подается через узел смыкания в пресс-форму. Через горячеканальную систему расплавленный полимер разливается по многочисленным гнездам пресс-формы. В них под высоким давлением (подпрессовкой) в течение определенного времени осуществляется формование изделий.
Охлаждение и выгрузка
После выдержки в гнездах полученные преформы раскрываются и поступают в плиту охлаждения, где постепенно охлаждаются до нужной температуры. Из робота охлаждения готовые остывшие преформы сбрасываются на конвейер (транспортер) либо в приемный короб.
Основные параметры литья при изготовлении преформ
1200-1400 бар (высокое)
При меньшей скорости получают поверхность изделий более высокого качества
Лучшее качество поверхности преформ получают высоким давлением (50-70% давления литья)
Короткое, рекомендуемое — 1/5 в сравнении с временем охлаждения
Размер остаточной подушки
Зависит от объема дозирования — чем больше объем, тем больше подушка
Зависит от температуры расплава, толщины и температуры стенки преформы. Должно быть таким, чтобы остывшее изделие без труда извлекалось из пресс-формы.
Параметры, по которым различаются преформы
Существует ряд параметров, по которым данные заготовки отличаются друг от друга.
По области применения
В первую очередь преформы классифицируются по сфере использования. То или иное назначение будущей тары диктует определенные стандартные параметры (см. ниже) для этой заготовки по массе, толщине стенок, конфигурации и т. д. В ряду продукции, определяющей критерии выбора той или иной разновидности преформы:
По конфигурации
Различают универсальные, укороченные и толстостенные преформы. Наиболее распространенны универсальные модели — цилиндрические с непрерывной ровной поверхностью одного диаметра. Размерное соотношение в стандартных универсальных преформах: при массе 42 г длина 148 мм, толщина стенки — 3 мм.
В толстостенных моделях толщина стенки может достигать 4,5 мм. Технология их изготовления не сложнее, но трудность заключается в том, что требуется значительно больше времени для разогрева ПЭТ, что напрямую влияет на производительность.
Укороченные преформы, напротив, более сложны в изготовлении и требуют очень высокотехнологичного и дорогостоящего оборудования.
По массе
Масса зависит от объема преформы. Так, например, масса преформы для бутылки 0,33 л составляет 20 г, а для тары от 3 до 3,5 л она составит 87 г. Также она зависит от толщины стенок будущей бутылки.
К примеру, стенки бутыли для сильногазированной воды, как правило, толще, чем тары для негазированной воды или сока (соответственно 0,36 и 0,25 мм), таким образом, при равном объеме первая бутыль будет весить больше.
Иными словами, здесь прослеживается еще одна зависимость — от степени насыщения жидкости углекислым газом. Чем его больше (от 2 до 10 г на 1 л), тем толще стенки бутылки и тем больше ее масса.
В виде таблицы стандартное соотношение выглядит следующим образом.
Производство ПЭТ-преформ
Преформы
Кроме 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. Допустимые концентрации вредных веществ, выделяющихся при производстве преформ, представлены в таблице.
Допустимые концентрации вредных веществ, выделяющихся при переработке полиэтилентерефталата:
| Миграция в модельные среды в готовых изделиях, мг/л | В воздухе рабочей зоны, мг/м 3 | В атмосферном воздухе населенных мест, мг/м 3 | ||
| макс. разовая | средне-суточная | |||
| Ацетальдегид | 0.2 | 5 | 0.01 | 0.01 |
| Диметилтерефталат | 0.5 | 0.1 | 0.05 | 0.01 |
| Кислота терефталевая | — | 0.1 | 0.01 | 0.001 |
| Кислота уксусная | — | 5 | 0.2 | 0.06 |
| Углерода оксид | — | 20 | 5 | 3 |
Общая степень растяжения преформы при производстве бутылок порядка десяти (произведение степени растяжения вдоль и поперек оси). Это означает, что любой дефект, который имеет преформа (пятно, царапина, облой в местах стыковки формообразующих частей и т.п.), переходят на бутылку в десятикратном масштабе. Поэтому международные стандарты строго регламентируют требования к качеству поверхности и микродефектам преформ. Не должно быть видимых глазу включений, непроплавов, царапин. Образующийся при литье облой обламывается при укладке преформ и под действием электростатических сил прилипает к поверхности преформы, а затем, подплавляясь при выдуве бутылки, уродует поверхность изделия. Поэтому величина облоя должна быть минимальной. Для того чтобы эти требования выполнить, необходимо изготавливать пресс-формы с высокими размерной точностью и качеством поверхностей.
Предварительная сушка необходима только при неблагоприятном хранени, длительность сушки составляет 4-5 час.
Параметры процесса литья:
Скорость впрыска: поверхность прессованных изделий лучше при меньшей скорости впрыска.
Давление выдержки (подпрессовки): высокое улучшает качество поверхности, применять 50-70% давления литья.
Время выдержки (подпрессовки): рекомендуется небольшое время выдержки до 20% от времени охлаждения.
Время охлаждения: должно быть настолько длительным, чтобы литое изделие остыло до беспроблемного извлечения из прессформы; определяется толщиной стенок изделия, температурой стенок прессформы, температурой расплава материала.
Обороты шнека: высокие, должны быть подобраны таким образом, чтобы пластикация закончилась минимально раньше времени охлаждения.
Противодавление: 30-100 бар (3-10 бар по манометру термопластавтомата).
Превышение температуры более 290°С приводит к разложению полимера.
Литье преформ
На реальном производстве
Тот же комплекс на выставке К2019
Литье крышек К2019
, как выбрать изготовителя прессформы для литья пластмасс
Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на
Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на
Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий
Технология производства и критерии качества ПЭТ преформ
Кроме 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. Допустимые концентрации вредных веществ, выделяющихся при производстве преформ, представлены в таблице.
Концентрации вредных веществ
Допустимые концентрации вредных веществ, выделяющихся при переработке полиэтилентерефталата:
| Вредное вещество по ГОСТ 12.3.030 | Миграция в модельные среды в готовых изделиях, мг/л | В воздухе рабочей зоны, мг/м3 | Наличие в атмосферном воздухе прилегающих населенных пунктах (максимально разовая), мг/м3 | В атмосферном воздухе прилегающих населенных пунктов (среднесуточная), мг/м3 |
|---|---|---|---|---|
| Ацетальдегид | 0.2 | 5 | 0.01 | 0.01 |
| Диметилтерефталат | 0.5 | 0.1 | 0.05 | 0.01 |
| Кислота терефталевая | — | 0.1 | 0.01 | 0.001 |
| Кислота уксусная | — | 5 | 0.2 | 0.06 |
| Углерода оксид | — | 20 | 5 | 3 |
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.
Сырье засасывается из мешка вакуумным загрузчиком. 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.
Полиэтилентерефталат – кристаллизирующийся полимер
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. С точки зрения физики стекло – та же жидкость, только величина его вязкости столь огромна, что и за сотни лет не удается заметить деформаций стеклообразных сред под действием напряжений. С ростом температуры вязкость падает настолько, что полимер приобретает способность деформироваться за разумные промежутки времени. На этом и основан способ получения бутылок из преформ – достаточно разогреть преформу до температуры порядка ста градусов, чтобы за секунды из нее можно было выдуть бутылку.
Но в расплавленном состоянии величина вязкости ПЭТ очень низкая – подвижность очень велика и полимер может успеть частично перейти в термодинамическое более выгодное состояние. Визуально это видно по поведению отдельных участков преформы, особенно в области конца сферической части, у литника. Температура плавления кристаллов ПЭТ около 250°С и при температуре производства бутылок кристаллические участки преформ деформироваться – формироваться в бутылку не могут. В составе оборудования должен быть мощный холодильник. Он позволяет охлаждать пресс-формы с максимальной интенсивностью и получать максимальную величину кристалличности в изделии. Поэтому существуют международные стандарты, регламентирующие допустимую величину степени кристалличности в преформе. Диаметр пятна кристалличности в области литника не должен быль более 6 мм.
Общая степень растяжения преформы при производстве бутылок порядка десяти (произведение степени растяжения вдоль и поперек оси). Это означает, что любой дефект, который имеет преформа (пятно, царапина, облой в местах стыковки формообразующих частей и т.п.), переходят на бутылку в десятикратном масштабе. Поэтому международные стандарты строго регламентируют требования к качеству поверхности и микродефектам преформ. Не должно быть видимых глазу включений, непроплавов, царапин. Образующийся при литье облой обламывается при укладке преформ и под действием электростатических сил прилипает к поверхности преформы, а затем, подплавляясь при выдуве бутылки, уродует поверхность изделия. Поэтому величина облоя должна быть минимальной. Для того чтобы эти требования выполнить, необходимо изготавливать пресс-формы с высокими размерной точностью и качеством поверхностей.