تولید بطری پلاستیکی :

ساخت بطری های پلاستیکی به صورت مرحله ای انجام می شود. به طور معمول ، بطری های پلاستیکی مورد استفاده برای نگهداری آب آشامیدنی و سایر نوشیدنی ها از پلی اتیلن ترفتالات (PET) ساخته می شوند ، زیرا مواد هم محکم و هم سبک هستند. از پلی اتیلن (PE) در فرم با چگالی بالا برای ساخت بطری های پلاستیکی سفت و سخت مانند بطری های شوینده و در فرم با چگالی کم برای ساخت بطری های فشرده استفاده می شود. از پلی پروپیلن (PP) برای بطری های قرص و مانند آن استفاده می شود. از پلی کربنات (PC) برای بطری های آب قابل تعویض و ظروف قابل استفاده مجدد مشابه استفاده می شود. برای درک فرآیند تولید ، لازم است ابتدا ترکیبات PET ، PE ، PP و PC و چگونگی تأثیر این مواد در ساخت بطری های پلاستیکی بررسی شود.

PET (پلی اتیلن ترفتالات)

پلی اتیلن ترفتالات یک پلیمر ترموپلاستیک است که بسته به ترکیب دقیق مواد می تواند مات یا شفاف باشد. همانند اکثر پلاستیک ها ، PET از طریق هیدروکربن های نفتی و از طریق واکنش بین اتیلن گلیکول و اسید ترفتالیک تولید می شود. برای تولید بطری های پلاستیکی ، ابتدا PET پلیمریزه می شود تا زنجیره های مولکولی طولانی ایجاد شود.

پلیمریزاسیون به خودی خود می تواند فرایندی پیچیده باشد و بسیاری از ناسازگاریهای بین یک گروه از PET تولید شده با دیگری را به خود اختصاص دهد. به طور معمول ، در طی پلیمریزاسیون دو نوع ناخالصی تولید می شود: دی اتیلن گلیکول و استالدئید. اگرچه دی اتیلن گلیکول به طور کلی در مقادیر کافی برای تأثیر بر PET تولید نمی شود ، استالدئید نه تنها می تواند در طی پلیمریزاسیون بلکه در طی فرایند تولید بطری نیز تولید شود. مقدار زیادی استالدئید در PET که برای تولید بطری استفاده می شود می تواند طعم عجیب و غریب به نوشیدنی بدهد.

پس از تولید پلاستیک ، مراحل تولید بطری می تواند آغاز شود. برای اطمینان از مناسب بودن PET برای استفاده ، پس از ساخت آزمایشات زیادی انجام می شود تا نفوذ ناپذیر بودن بطری ها توسط دی اکسید کربن باشد (که برای بطری های حامل نوشابه مهم است) عوامل دیگر مانند شفافیت ، براقیت ، مقاومت در برابر خرد شدن ، ضخامت و مقاومت در برابر فشار نیز به دقت کنترل می شوند.

 LDPE / HDPE (پلی اتیلن با چگالی کم و زیاد)

از ترموپلاستیک دیگر ، پلی اتیلن برای تولید بطری های شیر و آب ، بطری های مواد شوینده ، بطری های کچاپ و غیره استفاده می شود . قالب آن باد شود و امروزه همچنان از آن برای ساخت بطری های قابل فشردن استفاده می شود ، زیرا دارای شکل پذیری بالایی در مقایسه با HDPE است ، اما مقاومت کمتری دارد HDPE برای انواع مختلف بطری های قابل ریختن استفاده می شود. این ماده به شکل طبیعی آن معمولاً سفید یا سیاه است و وقتی به ابعاد بطری های شیر و مانند آن رقیق می شود ، شفاف می شود. تأمین کنندگان می توانند فرمولاسیون را برای افزایش مقاومت در برابر پارگی ، شفافیت ، شکل پذیری ، قابلیت چاپ یا پارامترهای دیگر تنظیم کنند.

پلی اتیلن از یک مونومر منفرد ، اتیلن تشکیل شده است و آن را به یک هوموپلیمر تبدیل کرده است . LDPE آمورف است در حالیکه HDPE بلوری است که عامل شکل پذیری بیشتر LDPE و سختی بالاتر HDPE است.  پلی اتیلن گرانتر از پلی پروپیلن است – ارزانترین نوع ترموپلاستیک – گرچه این دو کاربرد بسیاری دارند.

پلی پروپیلن  PP (Polypropylene):

رزین پلی پروپیلن یک پلیمر معمولاً مات ، با چگالی کم و دارای ویژگی های ترموفرمینگ و قالب گیری تزریقی عالی است. برای بطری ها، این ماده در وهله اول با پلی اتیلن رقابت می کند و می تواند برای کاربردهای شفاف قابل شفاف سازی باشد ، در حالی که پلی اتیلن فقط می تواند شفاف باشد ، برای مثال در کوزه های شیر. پلی پروپیلن نمی تواند با وضوح نوری پلیمرها مانند پلی کربنات مطابقت داشته باشد ، اما عملکرد آن بسیار خوب است. ویسکوزیته پایین آن در دمای ذوب باعث می شود تا برای کاربردهای اکستروژن و قالب سازی، از جمله قالب گیری بادی مناسب باشد.

PC (پلی کربنات):

پلی کربنات ها توسط پلیمریزاسیون بیس فنول A (C15H16O2) و فسژن (COCl2) تولید می شوند. این ماده در مقایسه با سایر پلیمرهای تولید کننده بطری ماده پرهزینه ای است ، بنابراین استفاده از آن در درجه اول به بطری های قابل استفاده مجدد پیشرفته مانند بطری های پرستاری یا آنهایی که در کولرهای آبی یا در آزمایشگاه وجود دارد محدود می شود. این ماده از ویژگی های نوری و استحکام بسیار خوبی برخوردار است ، و آن را برای بطری هایی مناسب است که باید محتوای آنها را با شفافیت شیشه نشان دهد اما همچنین باید بتواند با استفاده از تکرار و گاهی اوقات خشن ، کنار بیاید. این ماده در برابر شستشوی مکرر مقاومت می کند و قابلیت اتوکلاو دارد.

فرآیند تولید بطری پلاستیکی:

اولین مرحله از فرایند تولید بطری مرحله ای معمول ، قالب گیری تزریقی است. گلوله های پلاستیکی در بشکه دستگاه قالب گیری تزریقی پلاستیک می شوند ، جایی که پلاستیک در اثر حرارت و عمل برشی پیچ خوراکی ذوب می شود. سپس پلاستیک در قالب چند حفره ای تزریق می شود و در آنجا شکل لوله های نازک و طولانی را می گیرد. این لوله ها که parison نامیده می شوند ، معمولاً شامل گردن ها و نخ های تشکیل شده ای هستند که برای بسته شدن بطری هایی که هنوز نمی آیند استفاده می شود. زندانهای PET یا فرمهای اولیه به راحتی از طریق بطریهای کاملاً تشکیل شده ، به تأسیسات بطری منتقل می شوند.

در طی فرآیند حرارت دهی مجدد ، پاریسون ها درون یک فیدر بارگیری می شوند و از طریق یک دستگاه غیرشکننده اداره می شوند ، که جهت تغذیه دستگاه قالب گیری ضربات جهت گیری شده است. زندان ها با عبور از کنار بخاری های کوارتز گرم می شوند و سپس وارد قالب می شوند. در اینجا ، یک میله فولادی نازک ، به نام سنبه ، به داخل گردن پاریسون می رود که در آن پریسون را با هوای بسیار تحت فشار پر می کند ، و قالب گیری ضربه کششی آغاز می شود: در نتیجه هوا تحت فشار ، گرما و فشار ، پاریسون دمیده و به صورت محوری و شعاعی در قالب کشیده می شود ، جایی که شکل بطری به خود می گیرد. این فرآیند تولید بطری دو محوره محور می کند که مانع CO2 ایده آل برای حاوی نوشیدنی های گازدار را فراهم می کند.

قالب باید نسبتاً سریع خنک شود ، به طوری که مولفه تازه شکل گرفته به درستی تنظیم شود. چندین روش خنک کننده ، مستقیم و غیر مستقیم وجود دارد که می توانند قالب و پلاستیک را به طور موثر خنک کنند. آب می تواند از طریق لوله های اطراف قالب ، که به طور غیر مستقیم قالب و پلاستیک را خنک می کند ، تجمع یابد. روشهای مستقیم شامل استفاده از هوای تحت فشار یا دی اکسید کربن به طور مستقیم بر روی قالب و پلاستیک است.

هنگامی که بطری (یا در ساخت مداوم بطری ها) خنک شد و جا افتاد ، آماده برداشتن از قالب است. اگر از فرآیند قالب گیری مداوم استفاده شده باشد ، باید بطری ها را با برش دادن پلاستیک بین آنها جدا کنید. اگر از فرآیندی غیر مداوم استفاده شده باشد ، گاهی اوقات پلاستیک اضافی می تواند در حین ساخت به داخل قالب نفوذ کند و به اصلاح نیاز دارد. بعد از بیرون آوردن بطری از قالب و پاک کردن پلاستیک اضافی ، بطری های پلاستیکی آماده حمل یا پر شدن هستند.

سایر فرایندهای تولید بطری ، شکل گیری محوطه ها و قالب گیری ضربه را در یک فرآیند مداوم واحد ترکیب می کنند. یکی از این ماشین ها دستگاه اکستروژن مداوم است که در آن یک اکسترودر به طور مداوم پاریسون تولید می کند. در فرآیند قالب گیری اکستروژن ، پاریسون به صورت عمودی تشکیل می شود و ضخامت دیواره آن با تغییر اندازه روزنه که از طریق آن پاریسون خارج می شود ، تغییر می کند. نیمی از قالب را از روی پارکینگ معلق می بندیم و آن را به ایستگاه قالب گیری بادی که در آن بطری تشکیل شده است منتقل می کنیم مانند مرحله دوم فرآیند RBM که در بالا توضیح داده شد.

متغیر بودن ضخامت دیواره مشکل عدم یکنواختی پاریسون حلق آویز را حل می کند زیرا وزن قسمت تشکیل شده در غیر این صورت قسمت گرم و هنوز شکل دهنده بالای آن را می کشد. بنابراین ضخامت دیواره با تشکیل پاریسون افزایش می یابد تا ضخامت یکنواختی در طول سازند ایجاد شود.

فرآیند تولید دیگر دستگاه قالب گیری برگشتی است. این ماشین ها پیچ را به صورت خطی درون بشکه انژکتور حرکت می دهند تا یک گلوله جمع شود. سپس پیچ شات را به سمت مندل فشار می دهد تا پریسون ایجاد شود و پس از آن به روش معمول شکل می گیرد. از چنین دستگاه هایی معمولاً برای ایجاد کوزه شیر اداره شده HDPE در همه جا استفاده می شود که در اصل توسط شرکت Uniloy در دهه 1960 تولید می شد.

در این مقاله بحث مختصری در مورد روند تولید بطری های پلاستیکی و مواد مورد استفاده برای ساخت بطری های پلاستیکی ارائه شده است.