У большинства бутылок из PET (для безалкогольных напитков и воды), которые мы видим на полках супермаркетов, диаметр горлышка 28-33 мм, если мерить по внешней кромке, в то время как у бутылок для соков, как правило, диаметр горлышка 43 мм. Бутылка с диаметром горлышка более 43 мм рассматривается как емкость с широким горлом.
По мере увеличения диаметра горлышка изменяется несколько параметров. Когда горлышко изготавливается традиционным способом с помощью литьевой машины, в рамку машины одновременно можно вставить меньше гнезд и приходится использовать машины более крупного размера для того, чтобы получить то же количество преформ по сравнению с производством бутылок с узким горлом. У большинства машин наибольшие возможные размеры гнезда рассчитаны на производство горлышек диаметром до 30 мм. Более крупные машины двигаются медленнее, что прибавляет к технологии еще и более длительный рабочий цикл. Все это справедливо, если преформы изготавливаются с помощью одноступенчатой или двухступенчатой технологии. Машины с одноступенчатой технологией предпочтительны для производства заготовок с широким горлом, поскольку преформы остаются во вставках формы, где они прочно удерживаются. При условии, что фиксатор инжектора и цилиндр выдувной машины достаточно велики, с технологией для широкогорлых емкостей все обстоит просто. Недостатком является то, что машины для больших объемов крупнее и ими труднее управлять, а также то, что не существует стандартной машины, на которой можно производить более 30 миллионов емкостей в год.
Ситуация в области двухступенчатых технологий, где более высокая производительность является нормой, значительно сложнее.
Для создания многих широкогорлых преформ используется конус с большим углом от горлышка до основания. Это приводит к 'гнездованию', нежелательному процессу, при котором основания преформ вставляются друг в друга, что затрудняет впоследствии разделение преформ при их подаче в машину для выдувания с повторным разогревом. Другая проблема возникает во время повторного нагревания. Горлышки должны быть защищены от инфракрасных нагревателей машины для выдувания, поскольку они могут разорваться или принять овальную форму, если они будут иметь температуру, близкую или превышающую температуру перехода в стеклообразное состояние. Это достигается с помощью размещения планок по обеим сторонам преформ чуть повыше горлового опорного кольца (также называемого горловым кольцом). По мере того, как увеличивается диаметр горла, все меньшая его часть может быть защищена планками. Кроме того, центробежное растягивающее напряжение на горло в выдувной форме увеличивается пропорционально квадрату диаметра, так что горлышко с диаметром 56 мм подвергается в четыре раза большему центробежному растягивающему напряжению, чем горлышко диаметром в 28 мм. Все это привело к тому, что производители установок стали искать новые пути защиты и охлаждения бутылок с большими горлышками, во время их вращения перед инфракрасными нагревателями. Не вызывает сомнения, что все это увеличивает затраты и усложняет технологию. Кроме того, стандартный 50 мм шаг выдувной машины недостаточно велик для чего бы то ни было, превосходящего 43 мм, и поэтому используется особое (и более дорогое) оборудование.
Обобщая вышеизложенное, можно сказать, что производство бутылок с горлом, превышающим 43 мм на установке для формования с раздувом и вытяжкой с повторным разогревом, несомненно, возможно, но затратно и сложно. С учетом использования большого объема полезной площади слишком дорого производить емкости с широким горлом на установке литьевого формования.
Технология выдувания с подрезанием позволяет решить эти проблемы, но имеет, при этом, свои сложности. Основной характерной чертой данной технологии является то, что горло формируется при выдувании с повторным разогревом, а не на литьевой машине. Поскольку преформа должна быть герметизирована относительно окружающей среды, и закреплена на стержне, горло можно сформировать только путем добавления куполообразной конструкции. При реализации вспомогательного технологического процесса используется специальный купольный режущий станок для его отделения. В результате зачастую образуется значительное количество отрезанных фрагментов, которые необходимо перемалывать и снова запускать в производство. Перемалывающие устройства производят чешуйки, которые имеют тенденцию застревать при подаче из сушилки во входное отверстие экструдера (примерно чуть более 20%). Продажа чешуек неэкономична, и потому не рассматривается как вариант. У этой проблемы несколько решений. Можно использовать вибрационное устройство для встряхивания смеси чистого материала и чешуек. Если у производителя работает несколько машин, но только одна или две из них производят емкости с широким горлом, можно перераспределить перемолотые отходы между несколькими машинами, и, тем самым, снизить их процентное содержание. Все это подразумевает, что машины литьевого формования и выдувного формования расположены вместе, а это не всегда бывает так. В таких случаях необходима транспортировка отрезанных куполообразных фрагментов и перемолотых чешуек к литьевой установке, а это сопряжено с определенными затратами и эксплуатационными сложностями. Другое решение подразумевает возвращение чешуек в твердое состояние в гранулах, это позволяет вообще избежать всех проблем с чешуйками, но, разумеется, такой подход потребует дополнительных затрат.
С учетом наличия таких проблем технология выдувания с подрезанием дает целый ряд преимуществ:
- более высокая кавитация литья при использовании технологии литьевого формования;
- либо использование существующих преформ, устраняя, тем самым, дорогостоящую обработку литья;
- или снижение затрат на обработку, поскольку вставки формы изготавливаются очень просто;
- использование стандартных выдувных машин повторного нагревания с большой производительностью;
- использование стандартной технологии выдувного формования с меньшим количеством затруднений;
- получение экономии смолы за счет легких горлышек.
В целом, использование технологии выдувания с подрезанием может дать существенную экономию средств, примерно от 5 до 10 долл. на 1000 бутылок, что делает ее очень привлекательной для владельцев брэндов.
Но прежде чем Вы решитесь создавать Ваш следующий проект с использованием технологии выдувания с подрезанием, обращаем Ваше внимание на некоторые трудности, о которых Вы, возможно, хотите знать заранее:
- при производстве многослойных бутылок, края отрезанного горла отслаиваются после отрезания, этого можно избежать, но только если исключить дополнительный слой в области горла;
- пыль и фрагменты, оставшиеся от подрезания, могут попасть внутрь емкости;
- отрезанные края могут быть слишком острыми, чтобы потребители могли пить прямо из бутылки;
- необходимость обучения персонала на новом типе оборудования, а также его высокая стоимость.
В этой связи очень важно, чтобы со всеми партнерами, участвующими в оценке стоимостных показателей, работали опытные инженеры, для обоснования применения технологии выдувания с подрезанием и определения возможной экономии затрат, которая является основной причиной использования данной технологии.
 На рисунке показан процесс изменения емкости: преформа (слева), выдувная емкость, готовая емкость, два отрезанных фрагмента на переднем плане и полностью готовый комплект (справа).
Оттмар Брандау, http://www.omnexus.com |
