PET şişe için sıcak dolum teknolojisi nedir?

1. PET'in yapısı

PET, karbon, hidrojen ve oksijen olmak üzere üç elementten oluşan polietilen tereftalatı ifade eder. Moleküler yapısı aşağıdaki gibidir: PET genellikle tereftalik asit (PTA) veya dimetil tereftalatın (DMT) etilen glikol (EG) ile doğrudan esterifikasyonu veya transesterifikasyonu sonucu PET monomerleri üretilerek ve ardından katı hal polikondensasyonuyla oluşturulur. Kimyasal reaksiyon denklemi aşağıdaki gibidir:

nHOOC-C6H4-COOH nHOCH2CH2OH---CO-C6H4-COO CH2CH2-O-]n+nH2O

2. PET'in fiziksel özellikleri

PET, polimerizasyon yöntemlerine göre homopolimerize ve kopolimerize PET olarak ikiye ayrılır ve uygulama alanlarına göre tekstil PET, şişe sınıfı PET ve levha sınıfı PET olarak sınıflandırılır. Üfleme kalıplamada kullanılan PET, homopolimerler ve kopolimerler olarak ikiye ayrılır. Homopolimerlerin viskozitesi ve erime noktası kopolimerlere göre daha düşüktür; IV değerleri 0,75 ile 0,83 arasında değişirken, kopolimerlerin viskozitesi 0,75 ile 0,90 arasındadır. Genellikle, homopolimerler veya daha düşük IV değerine sahip kopolimerler, PET sıcak dolum şişelerinin üretiminde hammadde olarak kullanılır.

3. PET'in kimyasal özellikleri

3.1 Hidroliz reaksiyonuYüksek sıcaklık, yüksek basınç veya alkali koşullar altında PET hidrolize eğilimlidir, bu da PET moleküler polimer zincirinin kırılmasına, molekül ağırlığının azalmasına (yani IV'ün azalmasına) ve mekanik özelliklerin azalmasına neden olur.

3.2 Termal bozunma reaksiyonuPET, yüksek sıcaklıklarda ayrışma reaksiyonlarına eğilimlidir ve bu da asetaldehit ve karbondioksit oluşumuna neden olur. Bu nedenle, şişe üfleme işleminin yüksek sıcaklıktaki ısıyla ayarlama işlemi sırasında, asetaldehit konsantrasyonunun çok yüksek olmasını önlemek için sıcaklığın ayarlanmasına dikkat edilmelidir.

PET sıcak dolum şişeleri, 75°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda içecek üretimi için kullanılan sıcak dolum şişelerini ifade eder. Sıradan PET şişelere kıyasla, yüksek sıcaklık dayanımı, büzülme direnci ve vakum basıncına dayanıklılık özelliklerine sahiptirler. Günümüzde ısıya dayanıklı PET şişeler üretmenin en yaygın yöntemi, esas olarak PET şişelerin kristalleşmesini artırarak daha yüksek sıcaklıklara dayanmalarını sağlayan yüksek sıcaklıkta ısı ayarıdır. Genel olarak, kristalleşme derecesi ne kadar yüksekse, PET şişelerin ısı direnci o kadar iyi, su emilimi ise o kadar kötüdür ve bu da daha iyi koruma sağlar.

PET, farklı sıcaklıklarda farklı mekanik durumlar sergiler. 78°C'nin altında camsı bir yapı sergilerken, 78°C ile 245°C arasında yüksek elastik bir yapı sergiler ve 245°C'nin üzerinde viskoz bir akışkanlık hali sergiler. Camsı yapıda, PET molekülleri nispeten aktiftir ve moleküler zincirler hareket ederek düzenli bir şekilde sıralanarak kristal bir yapı oluşturabilir. PET'in kristalizasyon ısıtma işlemi için gereken sıcaklık genellikle 78 ila 220°C arasındadır.

Üretimde, birincil ve ikincil üfleme yöntemleri çoğunlukla ısıtma işlemi için kullanılır. İkincil üfleme yöntemi, preformu önce daha büyük bir hacme üfler, ardından yaklaşık 200°C'ye kadar ısıtır, sonra büzüştürür ve son olarak son şişe şeklini alması için üfler. Avantajı, birincil üfleme yöntemine göre yüksek kristalizasyon derecesi ve daha iyi ısı direncidir. Ancak, büyük ve karmaşık yardımcı ekipmanlar nedeniyle, kapladığı alan büyüktür ve gereken ısı enerjisi yüksektir, bu da genel işletme giderlerinde artışa neden olur. Bu nedenle, şu anda üretim için Vfine sıcak dolum şişe üfleme makinesini kullanan birincil üfleme yöntemini kullanıyoruz. Birincil üfleme yöntemi, kalıbın 90-170°C'ye ısıtılmasını gerektirir. Preform, sıcak üfleme kalıbının şekline gerildiğinde, kristalleşme süreci birkaç saniyeden 10 saniyeden fazla sürer. Vfine şişe üfleme makinesi tarafından üflenen şişe, maksimum 93°C ısı direnci sıcaklığına ulaşabilir.

4.1 Şişenin kristalleşme oranını artırın Üretim sürecinde, şişenin kristalleşme oranını artırmak esas olarak ısı ayarlama sıcaklığını artırmaya ve kristalleşme süresini uzatmaya bağlıdır. Kristalleşme oranı, PET'in su emme oranı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Kristalleşme oranı ne kadar yüksekse, şişe aynı sıcaklık ve nem koşullarında o kadar az su emer.

4.2 Havadaki nem emilimini azaltır. Nem emme özelliği sayesinde, havaya yerleştirilen PET (talaşlar, preformlar ve şişeler dahil) havadan nem emer. Ne kadar uzun süre kalırsa, o kadar fazla su emer. PET'teki nem içeriği, performansını doğrudan etkiler. Sıcak dolum şişelerinde, şişenin ısıya dayanıklılık sıcaklığını etkiler. Nem içeriği ne kadar yüksekse, şişenin ısıya dayanıklılık sıcaklığı o kadar düşük olur. Genel olarak, sıcak dolum şişelerinde, preform üretiminden içeceklerin dolumuna kadar, şişenin ısıya dayanıklılığı büyük ölçüde nem içeriğine bağlıdır. Bu nedenle, saklama koşulları oldukça katıdır.

5. Sıcak dolum şişelerinin üretim süreci

PET sıcak dolum şişelerinin üretim prensibi temelde sıradan PET şişelerle aynıdır, ancak üretim süreci ve üretim koşulları çok daha karmaşıktır. Şu anda firmamız çoğunlukla tek seferlik üfleme ve çift eksenli germe yüksek sıcaklıkta ısıl fiksasyon üretim sürecini benimsemiştir. Başlıca üretim süreci aşağıdaki gibidir: Sıcak dolum şişelerinin üretimi, sıradan PET şişelere kıyasla kalıp ısıtma, hava soğutma ve iki aşamalı germe gibi ek adımlar içerir, bu da şişe üfleme sürecinin karmaşıklığını artırır. Aynı zamanda, şişe üfleme işlemi sırasında şişeler için gereken daha uzun kristalleşme süresi nedeniyle, üfleme hızları da sıradan PET şişelere göre çok daha yavaştır. Ürün performansının şişe üfleme üretim hızıyla yakından ilişkili olduğu unutulmamalıdır. Genel olarak, hız ne kadar yavaşsa, ürün performansı o kadar iyidir.

5.1 Başlıca proses parametreleri şunlardır:

5.1.1 Üfleme hızı

Örnek olarak 0,5 L sıcak dolum şişesini ele alalım, her şişe üfleme makinesinin üfleme hızı: boşluk başına 500-700'dür.

5.1.2 Kalıp sıcaklığı

Kalıp sıcaklığı: 110-160℃ (birinci nesil) 130-170℃ (ikinci nesil) Alt kalıp sıcaklığı: 70-120℃

5.1.3 Preformun ısıtma prensibi

Isıtma fırınının ayarlanabilir alanındaki ışık tüplerinin yüzdesini artırmayı ve çalışan ısıtma tüplerinin sayısını azaltmayı deneyin. Preformun sıcaklığındaki artış, şişe üfleme sırasında oluşan stresi azaltmaya ve ısı direncini artırmaya yardımcı olacaktır.

5.1.4 Kapasite ayarlaması

Kapasite büyüklüğü kalıp sıcaklığı, şişe üfleme süresi, hava soğutma süresi ve kalıp imalatı ile ilgilidir. Örneğin, kapasite çok küçükse kalıp sıcaklığı düşürülebilir, şişe üfleme sonlandırma kamı ileri hareket ettirilebilir, hava soğutma süresi artırılabilir ve kalıp gövdesinin kapasite takozları çıkarılabilir.