Краткий обзор использования ПЭТ для изготовления банок

Бутылки ПЭТ для воды, сладких напитков или масла стали для людей в Роcсии частью повседневной жизни. То, что из этого полимера можно изготавливать и банки почти любой формы и любого размера, пока мало кто знает, тем более что в магазинах их почти нет.

Для упаковывания пищевых продуктов в основном используют банки из стекла. Это логично, так как в России стекольная промышленность может предложить широкий ассортимент банок. Кроме того, стекло имеет одно важное свойство, которым обычный ПЭТ не обладает, - это термостойкость. Обычный ПЭТ выдерживает температуру до 50 °С и негоден для пастеризации или стерилизации. Можно, конечно, использовать поликарбонат или ПЭН (полиэтиленнафталат), но эти полимеры значительно дороже, чем ПЭТ.

Когда же речь идет об упаковке пищевых продуктов при температуре до 50 °С, то ПЭТ благодаря своим уникальным механическим и химическим свойствам, таким, как легкость, прочность, прозрачность и инертность, все чаще заменяет стекло.

Существуют два метода изготовления ПЭТ-бутылок: двухстадийный метод, т. е. изготовление заготовки (преформы) и выдув на двух отдельных машинах, одностадийный метод, то есть изготовление преформы и выдув осуществляются на одной машине. Банки в 99 % случаев изготавливаются на одностадийных машинах. Это обусловлено тем, что преформа под банку имеет из-за большого диаметра горлышка коническую форму.

На одностадийных машинах можно производить как бутылки, так и банки. Машины выполняют следующие основные функции: изготовление преформ, термообработка преформ, выдув, выброс.

Изготовление преформ
Осушенные ПЭТ-гранулы поступают в инжекционный цилиндр температурой около 160 °С. В цилиндре происходит дальнейший их нагрев до температуры плавления (250 °С). Шнек внутри цилиндра обеспечивает равномерное перемешивание расплава и инжекцию его через блок горячих каналов в пресс-форму. Пресс-форма в зависимости от массы заготовки (преформы) и диаметра горлышка может иметь от одного до двенадцати гнезд. Через тонкие каналы в корпусе пресс-формы подается холодная вода (10-15 °С), чтобы быстро охладить заготовку до температуры ниже 80 °С. Это необходимо, чтобы ПЭТ остался в аморфной фазе и сохранил свою прозрачность.

Термообработка преформ
Эта стадия очень важна для получения качественной банки. Для достижения нужного распределения материала по высоте и периметру банки необходимо иметь не только оптимальную форму преформы, но и правильный температурный профиль внутри нее. Во время растяжения-выдувания более горячие зоны преформы растягиваются легче, чем более холодные, значит, стенка банки в более горячих зонах будет более тонкая. Точной термообработкой каждой преформы создается оптимальный температурный режим вдоль ее длины и между наружной и внутренней поверхностями.

Для термообработки преформ используются в основном следующие способы:
• электрически обогреваемые пуансоны и матрицы для повышения температуры внутренней и наружной поверхностей;
• пуансоны и матрицы, обогреваемые или охлажденные маслом, для повышения или снижения температуры преформы по зонам;
• комбинации из вышеуказанных способов.

Выдув
Банка получает свою конечную форму так называемым двухосным растяжением-выдуванием. Выдвижной стержень растягивает преформу до днища закрытой формы, затем подается сжатый воздух, который выдувает преформу до тех пор, пока она не занимает всю полость. При этом происходит ориентация цепей молекул ПЭТ в двух направлениях: вдоль оси банки и по периметру. Благодаря этой ориентации банка получает свою превосходную прочность.
Подача воздуха, как правило, производится в два этапа: первичный выдув при более низком давлении и основной выдув при максимальном давлении (до 25 атм). На последней стадии открываются резьбовые полуматрицы, которые держат преформу/банку за горлышко во время всего цикла изготовления, и готовые банки падают или на конвейер, или в транспортную тару для отгрузки заказчику.

Выброс
НА последней стадии открываются резьбовые полуматрицы, которые держат преформу/банку за горлышко во время всего цикла изготовления, и готовые банки попадают или на конвейер, или в транспортную тару для отгрузки заказчику.

Одним из лидеров в области выпуска одностадийных машин является японская фирма "Nissei ASB", которая 20 лет назад разработала этот метод, нашедший широкое применение в области производства ПЭТ-тары. Эти машины имеют прочный механизм замыкания, так как из-за большого диаметра горлышка давление на верхнюю часть пресс-формы намного выше, чем при инжекции преформ для бутылок со стандартным горлышком 28 мм.

По материалам журнала "Тара и Упаковка"