ПЭТ-преформы

Содержание:

1. Что такое преформы
2. Из чего делают
3. Классификация преформ
4. Преимущества преформ
5. Оборудование
6. Этапы производства преформ
7. Применение
8. Как выбрать преформу

Удобная и легкая полиэтиленовая тара пользуется большим спросом в пищевой и химической промышленности, медицине, фармацевтике, косметологии, прочих отраслях.

Технология производства ПЭТ-тары позволяет изготавливать емкости различных форм, объемом от 0,05 до 200 литров.

Для производства бутылок и прочих емкостей методом выдувного формования используют заготовки, называемые преформами.

Что такое преформы

Преформы представляют собой полые заготовки в виде пробирок или цилиндров.

Изделия состоят из трех частей:

1. Горловины с резьбой, предназначенной для крепления крышек, колпачков и других закрывающих устройств.
2. Стенок, которые при выдувании формируют конфигурацию и вместимость будущих изделий.
3. Днища, предназначенного для устойчивого размещения емкости на горизонтальной поверхности.

Преформы используются для массового производства бутылок для воды, напитков, косметических средств, медицинских препаратов, емкостей для промышленных нужд.

Их достоинства — в низкой себестоимости, высокой скорости изготовления, широких возможностях для автоматизации процесса.

При изготовлении тары следует предусмотреть надежную фиксацию крышки, исключающую протекание и повреждение продукта. Форма и геометрия резьбы играют ключевую роль в обеспечении надежной фиксации.

Конструкция заготовки. 

Из чего делают преформы

Преформы изготавливают из полиэтилентерефталата (ПЭТ), являющегося термопластичным полимером.

Материал получают из сырья на основе нефтепродуктов в результате взаимодействия терефталевой кислоты и этиленгликоля. Процесс включает полимеризацию, в результате которой образуется гранулированный ПЭТ, из которого затем формируют заготовки.

Синтетический пластик обладает рядом уникальных свойств, благодаря им он подходит для упаковочных емкостей:

• высокая прозрачность, внешний вид;
• хорошая механическая прочность, стойкость к ударам;
• малый вес, простота получения;
• экологическая безопасность, возможность вторичной переработки;
• химическая устойчивость к большинству кислот и щелочей.

Кроме чистого ПЭТ, используют добавки и стабилизаторы, улучшающие эксплуатационные характеристики изделий.

Полученная преформа служит основой для дальнейшего выдувания готовой тары нужного размера и формы.

Классификация преформ

Преформы для изготовления пластиковых емкостей классифицируются по различным параметрам.

По назначению

Они применяются для емкостей различного вида жидкостей:

• безалкогольных и слабоалкогольных напитков;
• минеральной воды, пива, кваса;
• молока и кисломолочных продуктов;
• соков и сокосодержащих напитков;
• алкогольной продукции;
• товаров бытовой химии;
• пищевых и технических масел;
• товаров медицинского назначения.

ПЭТ емкости подходят для хранения химикатов, лакокрасочной продукции, других технических веществ.

Ассортимент изделий.

По весу

Вес преформы определяется толщиной стенок и объемом конечного изделия.

Стандартное соотношение веса заготовки и емкости готовой бутылки представлено в таблице.

Вес преформы, граммов	Объем изделия, литров
15-17	0,33
16-20	0,5
23-25	1,0
25-33	1,5
25-48	2,0
60-87	5,0
140-160	10,0
400-500	19
500-770	30

Указанные в таблице параметры не являются эталонными. 

По толщине стенки преформы

Толщина стенки преформы оказывает значительное влияние на механические свойства и долговечность готового изделия:

• тонкостенные — со стенкой менее 1 мм используются для производства небольших бутылок для воды, соков, других негазированных напитков;
• универсальные — с толщиной стенки до 3 мм, применяются при изготовлении стандартных пластиковых бутылок для газированных и негазированных напитков. Обладают достаточной прочностью и долговечностью, подходят для длительного хранения продуктов;
• толстостенные — отличаются толщиной более 3 мм. Предназначены для больших емкостей, канистр, баков. Обеспечивают повышенную прочность, устойчивость к воздействиям.

Выбор правильных параметров позволит минимизировать отходы, снизить затраты на изготовление конечного изделия.

Одна из важнейших задач при разработке конструкции преформы — достижение оптимального баланса между толщиной стенки и массой преформы. Это обеспечивает минимизацию расходов на сырье и повышение энергоэффективности производства.

Виды преформ.

По материалу

Для создания преформ используется чистый полиэтилентерефталат, или ПЭТ с добавками (например, для улучшения барьерных свойств):

• обычный ПЭТ — подходит для общего использования и является стандартом для производства бутылок для воды, соков и большинства напитков. Он прозрачен, прочен и пригоден для контакта с пищевыми продуктами;
• барьерный ПЭТ содержит специальные добавки, повышающие защитные свойства материала против проникновения газов и паров. Такой ПЭТ используется, когда необходима повышенная степень сохранности аромата и вкуса продукта, например, для пива или вина;
• антиоксидантный ПЭТ — содержит добавки, снижающие окисление, продлевающие срок годности продукта. Может применяться для упаковки натуральных соков, масел, других деликатных продуктов.

По типу поверхности

Заготовки для бутылок могут быть гладкими или ребристыми.

• Гладкие — имеют ровную поверхность, без выступающих ребер жесткости, декоративных элементов. Конструкция предпочтительна там, где важна минимальная цена и отсутствие особых требований к внешнему виду.
• Ребристые — имеют ребра жесткости, обеспечивающие дополнительную прочность, повышающие сопротивляемость деформации.

Иногда на поверхность преформ наносят специальное покрытие, придающее ей дополнительные свойства, такие как защита от ультрафиолетового излучения, антистатические свойства или способность удерживать запахи.

По конструкции горловины

В зависимости от конфигурации горлышка преформы подразделяются на следующие стандарты:

• PCO 1810 и PCO 1810 имеют одинаковый диаметр (28 мм), но различную высоту горлышка. Используются для газированных и негазированных безалкогольных и слабоалкогольных напитков, соков, питьевой воды, кваса.

 

Горловина стандарта PCO 1810 и PCO 1881. 

• Bericap — имеют диаметр горловины 38 и 48 мм, могут применяться для молока, сливок, питьевой воды, автомобильных жидкостей, бытовой химии.
• BPF — с диаметром горловины 28 мм — для упаковки кваса, пива, других безалкогольных напитков.

 

Горловина стандарта BPF. 

• DIN — универсальные емкости с размером горлышка от 18 до 28 мм. Используются в медицине, косметологии, пищевой и химической промышленности.
• VNF — упаковка, предназначенная для розлива спиртосодержащих жидкостей (до 96%) и алкогольных напитков.
• OIL — тара для пищевых, автомобильных и промышленных масел. Специальная конструкция горловины обеспечивает защиту от протечек и окисления.

Кроме того, существуют специальные заготовки с широким горлом и коротким телом, используемые для изготовления банок.

Заготовка баночная.

По диаметру горла

• 28 мм — наиболее распространённый размер, подходящий для средних и больших ёмкостей, таких как бутылки для воды, соков и лимонадов;
• 18-20 мм — компактный вариант, предназначенный для малых объёмов, таких как косметические средства, лекарства и детское питание.

Нестандартные размеры могут использоваться производителями для удовлетворения специфических требований клиентов или для повышения конкурентоспособности своей продукции.

По типу резьбы

• Резьба Fine Thread — имеет мелкий шаг и небольшой угол наклона витков, что обеспечивает надёжное крепление крышки и минимальное усилие при откручивании. Используется преимущественно для бутылок с напитками;
• резьба Coarse Thread — характеризуется крупным шагом и большим углом наклона витков, обеспечивая быстрое закручивание и раскручивание крышки. Часто применяется в пищевой и химической промышленности;
• резьба Continuous Thread — представляет собой непрерывную спиральную линию, позволяющую фиксировать крышку на любом участке витка. Широко используется в продуктах с длительным сроком хранения.

Правильный выбор конструкции горлышка гарантирует герметичность емкости, сохранность содержимого, минимизирует риск утечки, упрощает дальнейшую логистику и продажу продукции.

Классификация позволяет выбрать оптимальный вариант заготовки для конкретного продукта и различных производственных условий.

Преимущества преформ

Преформы обладают рядом преимуществ перед традиционными методами производства бутылок непосредственно из гранул пластика:

1. Экономическая эффективность. Создание предварительных заготовок позволяет сократить расходы на изготовление тары, повысить объем выпускаемой продукции.
2. Универсальность. Из одного типа преформ можно получить изделия разных форм и габаритов.
3. Снижение затрат на складирование и транспортировку. Заготовки занимают значительно меньше места, чем готовые емкости.
4. Возможность автоматизации производства. Автоматизированные системы позволяют минимизировать участие человека в технологическом процессе, снижая риск ошибок и повышая производительность труда.
5. Соответствие экологическим нормам. Изделия подлежат вторичной переработке, способствуют развитию экономики замкнутого цикла.

Использование заготовок при производстве ПЭТ-тары позволяет сократить количество отходов, снизить негативное воздействие на окружающую среду.

Преформы можно изготавливать в местах производства и складирования термопластичного сырья, а выдув бутылок — вблизи линий разлива.

Оборудование

Основное оборудование и приспособления для производства заготовок включает:

• линии грануляции и полимеризации — для получения гранул ПЭТ из сырья;
• центрифуги — для удаления влаги из гранул перед обработкой;
• фильтры — для очистки расплава от примесей;
• экструзионные машины или термопластавтоматы — для изделий из гранул;
• измерительные и тестовые приборы — для контроля качества;
• линии упаковки и транспортировки готовых изделий.

Современные модели оснащаются автоматическими системами контроля температуры, давления, скорости подачи материала.

Выбор оборудования зависит от объемов производства, требований к качеству и бюджета предприятия.

Существуют инжекционно-выдувные машины, сочетающие процессы инжекции (литья заготовок под давлением) и выдувного формования готовых емкостей.

Термопластавтомат. 

Этапы производства

Процесс создания ПЭТ тары включает следующие этапы:

1. Подготовка сырья. Сырьем для производства являются гранулы полиэтилентерефталата (ПЭТ-гранулят). Измельченные гранулы предварительно высушиваются в сушильных агрегатах. Это необходимо для удаления влаги, которая может повлиять на качество будущих изделий, образование полостей внутри стенок.

2. Расплавление и гомогенизация. Подготовленное сырьё загружается в приемный бункер ТПА, откуда с помощью шнека перемещается в узел пластификации, где нагревается до температуры около 280°C и плавится до вязкого состояния.

3. Формование преформ. Подготовленный расплав направляется в инжекционную машину, где под большим давлением, через мундштук, расплав впрыскивается в закрытую пресс-форму. Полимер равномерно распределяется по стенкам формы, в точности повторяя ее внутренние очертания. Это важный этап, определяющий геометрические параметры и толщину стенок готового изделия.

4. Охлаждение и стабилизация. Преформа должна быстро охладиться до необходимой температуры, чтобы сохранить свою форму. Быстрое охлаждение предотвращает образование пузырьков воздуха внутри изделия и гарантирует стабильность размеров. Заготовка выдерживается под давлением заданное программой время. После остывания форма размыкается, готовое изделие выталкивается наружу с помощью автоматического выталкивателя. Шнек  возвращается в начальную позицию, литьевая форма смыкается для следующего цикла.

5. Обрезка и финальная обработка. Излишки материала вокруг верхней части преформы удаляются специальными ножницами или лазером. После этого изделие очищают от пыли и остатков материала.

6. Контроль качества. Заготовка проверяются на герметичность, цвет, наличие дефектов. Измеряется толщина стенок, вес, другие характеристики. Любое отклонение от стандартов ведет к отбраковыванию изделий.

7. Упаковка и хранение. Готовые преформы упаковываются в специальные коробки, отгружаются на склад или непосредственно потребителю.

Автоматическая система управления обеспечивает точное дозирование сырья, скорость впрыска и температуру расплава, другие параметры.

Применение преформ

Преформы находят свое применение практически во всех отраслях промышленности, где необходимы легкие, прочные и экономичные решения для упаковки.

Основные области их использования:

• пищевая промышленность — пластиковые бутылки для питьевой воды, соков, газировки, молока, йогурта, других напитков.
• косметология — флаконы, баночки для шампуней, кремов, гелей для душа, прочей парфюмерии;
• фармацевтика — контейнеры для упаковки таблеток, сиропов, растворов, других лекарственных препаратов;
• производство бытовой химии — емкости для моющих средств, чистящих порошков, прочих товаров бытового назначения;
• машиностроение — тара для технических масел, автомобильной косметики.

Легкие прочные ПЭТ-емкости соответствуют требованиям стерильности и герметичности, обеспечивая защиту содержимого от внешней среды, сохраняя свежесть товара длительное время.

Схема выдувного формования бутылок. 

Как выбрать преформу

Критерии выбора преформ зависят от множества факторов, включая назначение конечного изделия, особенности производственного процесса, бюджет проекта.

Несколько важных факторов, которые стоит учитывать:

1. Толщина стенок. Показатель определяет вес, жесткость, устойчивость к механическим повреждениям. Чем толще стенка, тем выше сопротивление деформации и нагрузка, которую выдержит готовая тара. Однако увеличение толщины повышает расход материала и удорожает производство.

2. Тип горловины. Следует выбирать конструкцию, обеспечивающую герметичность и удобство использования конечного продукта.

3. Качество поверхности. Чистые и гладкие емкости улучшают визуальное восприятие содержимого, облегчают последующую обработку (например, печать этикеток). Наличие неровностей или дефектов может привести к браку и увеличению затрат на доработку.

4. Назначение продукта: для напитков (вода, соки) следует выбирать преформы подходящей формы с требуемой толщиной стенки; для химии или косметики — учитывать химическую стойкость; для продуктов, требующих защиты от кислорода и влаги, выбирайте заготовки с улучшенными барьерными характеристиками.

5. Объемы производства. Убедитесь, что поставщик способен обеспечить необходимые объемы товара в требуемые сроки. Изделия должны соответствовать государственным стандартам, иметь сертификаты качества. Особенно это актуально для индустрии фармацевтики и пищевого производства. Оцените стоимость преформ, их влияние на себестоимость продукции. Убедитесь, что выбранные заготовки совместимы с имеющимся формовочным оборудованием.

Выбор надежного поставщика — гарантия своевременных поставок качественной продукции.