ПЭТ бутылки: история, свойства, технология производства Часть 5
"Классическая" форма
для ПЭТ-бутылки
Состоит из трех частей: двух боковых стенок,
открывающихся в вертикальной плоскости, и базы,
двигающейся вверх и вниз. Как только преформа
занимает соответствующее положение, форма
закрывается. Подвижная база (дно) двигается вверх,
а стенки замыкаются вокруг нее. Все это
происходит одновременно: три составные части
соединяются накрепко. В то же самое время
растягивающий стержень начинает свое движение
вниз. Поскольку он занимает положение,
необходимое для начала растяжения преформы, в
тот момент, когда форма захлопывается, рабочий
цикл занимает меньше времени и потери тепла
сокращаются. Преформа растягивается в
вертикальной плоскости и предварительно
выдувается под давлением в 25 бар. Бутылка на этой
стадии выдувается до 80-90% своего полного размера.
Поскольку очень важно не повредить горлышко,
машины снабжены специальными насадками, через
которые подается воздух. Они выполнены в форме
колокола и предохраняют горлышко и прилегающую к
нему часть от повреждений. Затем подается
высокое (40 бар) давление, и на этой стадии бутылка
приобретает свою окончательную форму.
Прижимаясь к холодным стенкам формы, бутылка
охлаждается, становится достаточно жесткой и,
таким образом, уже готова немедленно покинуть
форму, когда та откроется. Во избежание
искривления стенок давление внутри бутылки
стабилизируется до открытия формы.
"Отдых"
После охлаждения и во время хранения ПЭТ-бутылки
немного сжимаются, поэтому машина контролирует
степень охлаждения бутылки путем подогрева
формы. Это делается для того, чтобы материал "отдыхал"
и бутылки в дальнейшем сжимались менее
интенсивно. Это позволяет свести к минимуму
разницу в размерах между бутылками, выпущенными
в разное время, что имеет значение при розливе:
различие в размерах наполняемых бутылок может
вызвать непредвиденные затруднения в работе
разливочного оборудования. В машинах, где такая
функция предусмотрена, транспортировщик форм
изолируется для сохранения энергии. SBM-машины
выпускаются в многочисленных разновидностях, в
том числе и с ротационным механизмом, имеют от 6
до 24 форм для выдува бутылок и выпускают на
каждую форму в среднем 1 200 бутылок в час.
Максимальная производительность машины с 24
формами - 33 600 бутылок в час. Производительность,
само собой, зависит от размера выдуваемой
бутылки, поскольку на изготовление большей
бутылки требуется больше времени. Обычная SBM-машина
способна производить бутылки емкостью от 0,25 л до
2,5-3 л без дополнительного переоборудования.
Быстрая смена форм
В машине, которую мы выбрали в качестве примера,
как и в большинстве SBM-машин, используются
стандартные трехчастные формы, которые
монтируются на транспортировщик форм и могут
быть быстро заменены другими, предназначенные
для выпуска других бутылок. Вытягивающий
стержень контролируется с помощью шаблона, и
глубина его хода легко изменяется в зависимости
от глубины формы. По подсчетам, SBM-машина с 10
формами может быть переналажена на выпуск другой
разновидности бутылки в течение 30 минут тремя
техниками. В течение этого времени проводится
смена всех необходимых настроек. Даже если
предполагается выпускать совершенно иную
бутылку с другой формой горлышка, переналадка не
займет больше часа.
Контроль
Работа всех важнейших элементов как описанной
выше ротационной машины, так и "линейной"
машины, таких, как отделение выдува,
нагревательное колесо, транспортер преформ и
механизм, подающий нагретые преформы из
нагревательной камеры в отделение для выдува
бутылок, должна быть четко синхронизирована с
помощью единой системы контроля. Необходимо
также, чтобы каждый из этих элементов мог быть
снят независимо от других для обслуживания и
переналадки. Этот механизм особенно важен для
ротационных машин. Управление машиной
производится с помощью сенсорной панели. В
современных машинах, как правило, установочные
параметры для разных типов бутылки хранятся в
памяти и могут быть немедленно активизированы
простым нажатием кнопки. Естественно, в процессе
эксплуатации оборудование немного
разлаживается, но параметры нагрева и выдува
автоматически приводятся в нормальный режим.
Система контроля постоянно следит за работой
машины, сигнализируя оператору о любых сбоях.
Удаление бракованных преформ также
осуществляется автоматически, причем проводится
без остановки машины. Если вследствие удаления
преформы форма остается пустой, давление в нее не
подается, как и в том случае, когда форма
закрылась неправильно. Сенсорная контрольная
система может быть электронными средствами
защищена от доступа посторонних.
Транспортировочные линии для бутылок
Итак, бутылка изготовлена и, таким образом,
готова к дальнейшему использованию - розливу. ПЭТ-бутылки
очень легки и поэтому, не будучи заполненными
содержимым, неустойчивы. Естественно, это
свойство было принято во внимание
производителями оборудования при проектировке
линий, подающих порожнюю тару на розлив. Легкий
вес бутылок позволяет переносить их при розливе
за кольцо на горлышке, что минимизирует
необходимость корректировки оборудования,
поскольку высота налива может быть просчитана от
горлышка бутылки до хомута на горлышке, а это
расстояние остается неизменным на всех бутылках
данной партии. Кроме того, пустые бутылки можно
перемещать не только с помощью обычных
транспортировочных линий, но и с помощью воздуха.
В последнем случае неустойчивость бутылки не
создает проблем. Пустые бутылки перемещаются по
рельсам с низким трением, будучи "поддерживаемы"
воздушным потоком за кольцо на горлышке. Рельсы
имеют такую форму, что воздух может проходить
вдоль них. Струя воздуха приподнимает кольцо на
горлышке легкой ПЭТ-бутылки и задает
транспортируемой таре необходимое направление.
Преимуществом этого метода транспортировки
является то, что бутылка не входит в контакт с
боковинами транспортировочной ленты. Сегодня
такой метод транспортировки применяется на
большей части выпускаемого и эксплуатируемого
оборудования.
ПЕРЕРАБОТКА ПЭТ-БУТЫЛОК
В Европе
вторичная переработка ПЭТ-бутылок поставлена на
государственную основу. Для стран СНГ утилизация
использованной ПЭТ-тары является экологической
проблемой. Хотя ПЭТ-бутылка является
экологически чистой, при сжигании
полиэтилентерефталат выделяет большое
количество канцерогенов. Более безопасным и
намного более выгодным выходом является
переработка использованной ПЭТ-тары. В Англии на
сегодняшний день перерабатывается 70% ПЭТ-бутылок,
в Германии - 80-85%, в Швеции - 90-95% (это самый высокий
показатель в Европе). Принцип государственного
регулирования переработки ПЭТ-тары состоит в том,
что ее производители платят специальный налог, в
который заложена стоимость будущей переработки.
Из этих денег государство финансирует
утилизацию. Постройка одного завода по
утилизации может обойтись до ?50 миллионов.
Процесс переработки включает в себя
механическую утилизацию (дробление) и химическую
утилизацию (размельченные части разлагаются на
свои составные части). Каждый из полученных
компонентов проходит стадию очистки. Завершает
процесс получения вторичного ПЭТа
гранулирование. Полученный гранулят имеет более
низкую вязкость, чем первичный, то есть качество
его уже более низкое. Такой ПЭТ-гранулят находит
применение в различных областях - при
производстве преформ допускается добавление до
5-10 % вторичного сырья, также из него получается
неплохое сырье для текстильной промышленности,
изготовления черепицы, европоддонов, ваты. Из
вторичного ПЭТа, после добавки в него
стекловолокна, производят абразивные круги для
шлифования и полировки. Компания "Ford"
отливает крышки моторов для грузовых
автомобилей, а "Toyota" - панели, бамперы, двери
для автомобилей из полимерных композиций,
содержащих переработанный ПЭТ.
На постсоветской территории ПЭТ-бутылка в
массовом порядке не утилизируется. Пока делались
только отдельные попытки выпускать из
вторичного ПЭТа тротуарную плитку и были
разработаны (но не воплощены в жизнь) технологии
по производству из переработанного
полиэтилентерефталата различных утеплителей и
строительных материалов.