PET เทียบกับ PP เทียบกับ PC ในเครื่องจักร ISBM: วิธีเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับงานบรรจุภัณฑ์ของคุณ

PET เทียบกับ PP เทียบกับ PC ในเครื่องจักร ISBM: วิธีเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับงานบรรจุภัณฑ์ของคุณ

คู่มือการเลือกวัสดุสำหรับวิศวกรบรรจุภัณฑ์และเจ้าของแบรนด์ในโคลอมเบีย ที่ต้องการเลือกเรซินให้เหมาะสมกับบรรจุภัณฑ์ ไม่ใช่เลือกบรรจุภัณฑ์ให้เข้ากับเรซินที่มีอยู่ในไซโล โพลิเมอร์สามชนิดหลักที่ใช้ในกระบวนการฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูป ได้แก่ PET, PP และ PC โดยแต่ละชนิดมีจุดเด่นที่แตกต่างกันในด้านความใส ความทนทานต่อความร้อน คุณสมบัติทางเคมี หรือต้นทุน

2. เหตุใดการเลือกเรซินจึงมีผลต่อเกือบทุกอย่าง

ผู้ซื้ออุปกรณ์ทุนส่วนใหญ่เริ่มต้นโครงการ ISBM โดยมุ่งเน้นที่ฮาร์ดแวร์เป็นหลัก เช่น จำนวนสถานี จำนวนแม่พิมพ์ ระบบขับเคลื่อนเซอร์โวหรือไฮดรอลิก ความเข้ากันได้ของแม่พิมพ์ และขนาดพื้นที่ใช้งาน สิ่งเหล่านี้มีความสำคัญ แต่เป็นการตัดสินใจในขั้นตอนถัดไป การตัดสินใจที่สำคัญที่สุดคือเรซิน เพราะ PET, PP และ PC มีพฤติกรรมที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงภายใต้กระบวนการฉีดขึ้นรูปยืดและเป่าขึ้นรูป ต้องการอุณหภูมิแม่พิมพ์ที่แตกต่างกัน ความหนาของผนังที่แตกต่างกัน รองรับฝาปิดที่แตกต่างกัน และผ่านการตรวจสอบความปลอดภัยด้านอาหารและเภสัชกรรมที่แตกต่างกัน ผู้ผลิตในโคลอมเบียที่ระบุเครื่องฉีดขึ้นรูปยืดและเป่าขึ้นรูป 4 สถานี ก่อนที่จะยืนยันเรซิน มักจะต้องเจรจาใหม่เกี่ยวกับรูปทรงของแม่พิมพ์และโปรไฟล์ของสกรูอีกครั้งเมื่อข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ได้รับการยืนยัน บทความนี้จึงทำงานในทางกลับกัน: ก่อนอื่นให้ทำความเข้าใจว่าโพลิเมอร์ทั้งสามชนิดคืออะไรและมีคุณสมบัติที่ดีที่สุดอย่างไร จากนั้นจับคู่ SKU ของขวดกับเรซิน และหลังจากนั้นจึงระบุแพลตฟอร์มเครื่องจักรและจำนวนแม่พิมพ์ PET เหมาะสำหรับความใส น้ำหนักเบา และต้นทุนการผลิตเครื่องดื่ม PP เหมาะสำหรับความร้อน ความทนทานต่อสารเคมี และขวดบรรจุอาหารปากกว้าง PC เหมาะสำหรับกระบวนการฆ่าเชื้อซ้ำ แรงกระแทก และเครื่องดื่มระดับพรีเมียมที่ไม่มีงบประมาณสำหรับ Tritan ไม่มีตัวเลือกใดดีกว่าตัวเลือกอื่นอย่างทั่วถึง เคล็ดลับอยู่ที่การรู้ว่าควรใช้ตัวเลือกใดในหน้าต่างใด

PET — วัสดุที่ให้ความใสและน้ำหนักเบา ใช้งานได้หลากหลาย

โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) คือเรซินที่ทำให้เครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปสมัยใหม่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ ช่วงอุณหภูมิการแปรรูปที่แคบระหว่างจุดหลอมเหลว (ประมาณ 270 °C) และจุดตกผลึก (ประมาณ 130 °C) คือช่วงที่การจัดเรียงตัวแบบสองแกนพัฒนาได้ดีที่สุด ทำให้ขวด PET มีคุณสมบัติที่รวมกันระหว่างความใส น้ำหนักเบา และความแข็งแรงในการแตกที่น่าทึ่ง ขวดน้ำดื่มขนาด 500 มล. สามารถลดน้ำหนักให้เหลือประมาณ 9 กรัมได้ด้วยเครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปซีรีส์ HGY ที่ปรับแต่งมาอย่างดี ซึ่งเป็นความสำเร็จที่ไม่มีพอลิเมอร์ชนิดอื่นใดเทียบได้ PET เป็นมาตรฐานสำหรับเครื่องดื่มอัดลม น้ำดื่ม น้ำผลไม้ ชาเย็น น้ำมันพืช ขวดบรรจุยาใส และผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางหลากหลายชนิดที่ผลิตด้วยเครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูป PET สามารถรองรับความคลาดเคลื่อนของคอขวดที่แคบ ทำงานด้วยเวลาต่อชุดแม่พิมพ์ระหว่างแปดถึงสิบสองวินาที และที่สำคัญสำหรับผู้ผลิตในโคลอมเบีย คือได้รับประโยชน์จากโครงสร้างพื้นฐานการรีไซเคิลในภูมิภาคที่จัดตั้งขึ้นแล้ว ซึ่งนำเกล็ด PET หลังการบริโภคไปใช้ในโครงการ rPET ข้อจำกัดในทางปฏิบัติ: PET ไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงกว่าประมาณ 65 °C ได้อย่างต่อเนื่องโดยปราศจากการปรับปรุงด้วยการบรรจุร้อนหรือการอบด้วยความร้อน และไม่สามารถทนต่อตัวทำละลายที่มีคลอรีนหรือด่างเข้มข้นได้ อย่างไรก็ตาม ภายในช่วงการใช้งานดังกล่าว ไม่มีวัสดุใดเทียบได้ในเรื่องต้นทุนต่อขวดที่มีน้ำหนักเบา

PP — ความร้อน เคมี และเศรษฐศาสตร์แบบเปิดกว้าง

โพลีโพรพีลีน (PP) เข้ามาเติมเต็มช่องว่างที่ข้อจำกัดด้านความร้อนของ PET กลายเป็นปัญหา PP สามารถใช้งานต่อเนื่องได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 100 °C โดยไม่เสียรูปทรง ทนต่อการบรรจุร้อนและการฆ่าเชื้อแบบรีทอร์ทในบางเกรด และทนต่อสารเคมีได้หลากหลายกว่า รวมถึงด่างอ่อนๆ และสารเคมีในครัวเรือนหลายชนิด เครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปที่ใช้ PP สามารถผลิตขวดบรรจุอาหารปากกว้างแบบทึบแสงหรือโปร่งแสงสำหรับผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร อาหารเด็ก อาหารเสริมชนิดผง ยาเม็ด และกระปุกครีมเครื่องสำอาง ความใสจะต่ำกว่า PET — PP มาตรฐานจะโปร่งแสงมากที่สุด แต่ PP เกรดใสจะช่วยลดช่องว่างลงได้ — และการควบคุมความหนาของผนังจะทำได้ยากกว่าเล็กน้อยเนื่องจากจลนศาสตร์การตกผลึกของ PP แตกต่างจาก PET เวลาในการผลิตต่อชุดโดยประมาณอยู่ที่ 10 ถึง 14 วินาที ขึ้นอยู่กับความหนาของผนัง นอกจากนี้ PP ยังมีน้ำหนักเบาดีเมื่อใช้เครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปที่ทันสมัย ​​แม้ว่าประโยชน์จากการจัดเรียงตัวแบบสองแกนจะน้อยกว่า PET เนื่องจากโครงสร้างโมเลกุลของ PP ไม่จัดเรียงตัวอย่างรุนแรงเท่า ในโรงงานผลิตเครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์เสริมอาหารในโคลอมเบีย ขวดปากกว้าง PP ที่ใช้คู่กับฝาปิดแบบเหนี่ยวนำเป็นมาตรฐานสำหรับผลิตภัณฑ์ผงและครีมที่ลูกค้าคาดหวังรูปลักษณ์และความรู้สึกที่แตกต่างจากขวด PET PP เป็นเสาหลักที่สองของกลุ่มผลิตภัณฑ์ ISBM สามโพลีเมอร์ และเครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปที่ทันสมัยที่ใช้ PP สามารถผลิตขวดปากกว้างที่ผู้ซื้อในอุตสาหกรรมอาหารและผลิตภัณฑ์เสริมอาหารในโคลอมเบียระบุได้อย่างไม่ลังเล

พีซี — ผู้เชี่ยวชาญด้านการฆ่าเชื้อและการลดแรงกระแทก

โพลีคาร์บอเนตเป็นเทอร์โมพลาสติกวิศวกรรมแบบอสัณฐานที่มีจุดอ่อนตัวใกล้ 150 °C มีความแข็งแรงทนทานต่อแรงกระแทกเป็นพิเศษ และมีความใสเหมือนแก้ว ในเครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูป (injection stretch blow moulding machine) โพลีคาร์บอเนตเหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ไม่เหมาะกับ PET เช่น ถังน้ำขนาด 5 แกลลอนที่ต้องผ่านการฆ่าเชื้อด้วยความร้อน ขวดนมเด็กแบบใช้ซ้ำได้ที่ต้องผ่านการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำซ้ำๆ ขวดบรรจุยาแบบหลายโดสที่ต้องผ่านการตรวจสอบด้วยเครื่องออโตเคลฟ และแก้วเครื่องดื่มระดับพรีเมียมที่ต้องการความใสเหมือนคริสตัลโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายสูงเหมือน Tritan อย่างไรก็ตาม ก็มีข้อเสียอยู่บ้าง คือ โพลีคาร์บอเนตมีราคาสูงกว่า PET ต่อกิโลกรัมอย่างเห็นได้ชัด มีข้อกำหนดด้านกฎระเบียบเกี่ยวกับ BPA ในหลายตลาดส่งออก และมีกระบวนการหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูงกว่า (ประมาณ 300 °C) ซึ่งต้องมีการออกแบบสกรูและกระบอกสูบอย่างระมัดระวัง เครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูป HGY650-V4 หรือ HGY250-V4 ที่ได้รับการกำหนดค่าอย่างดีเหมาะสำหรับถังขนาดใหญ่ ส่วนเครื่อง HGY-series ขนาดเล็กกว่าเหมาะสำหรับขวดนมเด็กและผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ ความทนทานต่อการทดสอบการตกกระแทกคือจุดเด่นที่แท้จริงของพลาสติก PC: ขวด PC สามารถทนต่อแรงกระแทกที่สูงกว่าขวด PET ซึ่งอาจทำให้ขวด PP แตกได้ สำหรับตลาดโคลอมเบียที่สินค้าชิ้นเดียวอาจต้องขนส่งข้ามภูมิภาคชายฝั่งที่มีอากาศร้อนชื้นและเมืองภายในประเทศที่มีอากาศเย็นกว่า ความแข็งแรงทนทานของพลาสติก PC มักเป็นเหตุผลที่เจ้าของแบรนด์ระบุให้ใช้พลาสติกชนิดนี้ในสายการผลิตเครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปใหม่ แม้ว่าจะมีต้นทุนสูงกว่าก็ตาม

3. วิธีการทำงาน — โพลีเมอร์แต่ละชนิดตอบสนองต่อแท่งยืดอย่างไร

ในเครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูป (injection stretch blow moulding machine) แท่งยืดจะเลื่อนลงในแนวแกน อากาศเป่าล่วงหน้าจะเริ่มการขยายตัวในแนวรัศมี และอากาศแรงดันสูงเต็มที่จะทำให้ขวดแนบสนิทกับผนังของแม่พิมพ์ นี่คือลำดับขั้นตอนบนกระดาษ แต่ในทางปฏิบัติแล้วเรซินทั้งสามชนิดตอบสนองแตกต่างกันอย่างมาก PET ซึ่งมีช่วงการตกผลึกที่แคบ จะให้ผลลัพธ์ที่ดีกับการยืดแบบสองแกนอย่างรุนแรง: อัตราส่วนการยืดในแนวแกนระหว่าง 2.5 ถึง 3.5 อัตราส่วนการยืดในแนวรัศมีระหว่าง 3.8 ถึง 4.5 และการยืดพื้นที่รวมมากกว่า 10 จะให้ความใสและความแข็งแรงที่ตลาดเครื่องดื่มคาดหวัง PP นั้นยืดหยุ่นกว่า แต่ให้ผลตอบแทนด้านการจัดเรียงตัวน้อยกว่า — อัตราส่วนการยืดในแนวแกนที่แนะนำอยู่ระหว่าง 1.8 ถึง 2.4 และอัตราส่วนในแนวรัศมีระหว่าง 2.5 ถึง 3.2 การผลักดันเกินช่วงเหล่านั้นจะทำให้ผนังซีดจางโดยไม่เพิ่มความแข็งแรง เนื่องจากโครงสร้างกึ่งผลึกของ PP ไม่จัดเรียงตัวอย่างรุนแรงเท่าที่ควร PC เป็นวัสดุที่ค่อนข้างอนุรักษ์นิยมที่สุด: อัตราส่วนแกนประมาณ 1.5 ถึง 2.0 และอัตราส่วนรัศมีใกล้ 2.5 ช่วยรักษาสภาพของพอลิเมอร์อสัณฐานให้อยู่ภายในขอบเขตการแข็งตัวของแรงดึงโดยไม่เกิดการเสื่อมสภาพจากความร้อน ดังนั้น การตั้งโปรแกรมความเร็วของแท่งยืดและเวลาการเป่าก่อนขึ้นรูปบน HMI ของเครื่องฉีดขึ้นรูปยืดเป่าจึงขึ้นอยู่กับชนิดของเรซิน และแม่พิมพ์ใหม่แต่ละอันที่เพิ่มเข้ามาในสายการผลิตจำเป็นต้องใช้เวลาอย่างน้อยสองวันในการปรับแต่งโปรไฟล์การยืดก่อนที่จะถึงขั้นตอนการผลิตที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว

4. ประเภทโครงสร้าง — จำนวนสถานีและเหตุผลของช่องว่าง

เรซินทั้งสามชนิดใช้โครงสร้างแท่นหมุนแบบเดียวกัน แต่จำนวนสถานีที่เหมาะสมที่สุดจะแตกต่างกันไป PET ทำงานได้ดีที่สุดกับเครื่องฉีดขึ้นรูปยืดเป่าแบบสี่สถานี ซึ่งรวมถึงสถานีปรับสภาพอุณหภูมิโดยเฉพาะ — เครื่อง HGY150-V4 หรือ HGY200-V4 ที่มีแม่พิมพ์ 4-8 ช่อง ครอบคลุมผลิตภัณฑ์เครื่องดื่มและเครื่องสำอางส่วนใหญ่ PP จะได้ประโยชน์จากระยะเวลาการระบายความร้อนที่นานขึ้นเล็กน้อย ดังนั้นโรงงานที่ผลิตขวดปากกว้าง PP มักจะระบุเครื่อง HGY200-V4-B หรือ HGY250-V4 แบบสี่สถานีที่มีแรงหนีบฉีดที่มากกว่า (300 kN) เพื่อรองรับผนังพรีฟอร์มที่หนากว่าซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของ PP การผลิตถัง PC ใช้เครื่อง HGY650-V4 ที่มีระยะชักแม่พิมพ์ด้านบน 1070 มม. และแรงหนีบฉีด 400 kN เนื่องจากรูปแบบขนาดห้าแกลลอนต้องการระยะการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งและกำลังการหนีบที่มากขึ้น เหตุผลเรื่องจำนวนโพรงแม่พิมพ์ก็แตกต่างกันเช่นกัน: แม่พิมพ์สำหรับเครื่องดื่มเชิงพาณิชย์สามารถใช้โพรงแม่พิมพ์ได้ 8 ถึง 12 โพรง ในขณะที่แม่พิมพ์สำหรับเครื่องดื่มเชิงพาณิชย์มักใช้ 6 ถึง 8 โพรงเนื่องจากข้อจำกัดของผนังพรีฟอร์ม และแม่พิมพ์สำหรับเครื่องดื่มเชิงพาณิชย์มักใช้ 1 ถึง 4 โพรง เนื่องจากมวลของพรีฟอร์มและความต้องการในการระบายความร้อนทำให้การใช้โพรงแม่พิมพ์ที่มากกว่านี้ไม่คุ้มค่า โครงสร้างเครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปเดียวกันสามารถใช้ได้กับเรซินทั้งสามชนิด — มีเพียงแม่พิมพ์ สกรู และรูปทรงเท่านั้นที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมผู้ซื้อจึงมองเห็นการลงทุนในอุปกรณ์เพียงครั้งเดียวที่สามารถตอบสนองความต้องการของตลาดหลายประเภท

5. โครงสร้างการผลิต — การเปลี่ยนแปลงภายในตู้ขึ้นอยู่กับชนิดของเรซินที่ใช้

ภายในเครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูป (Injection Stretch Blow Moulding Machine) ส่วนประกอบหลักยังคงเหมือนกันสำหรับโพลิเมอร์ทั้งสามชนิด ได้แก่ ชุดฉีดที่มีวงแหวนทำความร้อนประหยัดพลังงานด้วยรังสีอินฟราเรดระยะไกลระดับนาโน, แคลมป์แบบขับเคลื่อนด้วยเซอร์โว, แกนปรับสภาพอุณหภูมิ, ก้านยืดแบบเซอร์โว, ช่องเป่าขึ้นรูปที่ทำจากสแตนเลส S136 ขัดเงา, วาล์วแรงดันสูงของ Parker, วาล์วควบคุมไฮดรอลิกของ YUKEN, มอเตอร์เซอร์โวของ Inovance หรือ Yaskawa และสกรูนำของ NSK สิ่งที่เปลี่ยนแปลงคือข้อกำหนดของสกรูและกระบอกสูบ PET ใช้การออกแบบสกรูแบบมาตรฐานที่มีอัตราส่วน L/D ประมาณ 22:1 และอัตราส่วนการบีบอัดใกล้เคียง 2.5:1 PP ต้องการ L/D ที่ยาวกว่าเล็กน้อย (24:1) พร้อมอัตราส่วนการบีบอัดที่สูงกว่าเพื่อหลอมโครงสร้างกึ่งผลึกอย่างสม่ำเสมอ PC ต้องการ L/D ที่สั้นกว่า (20:1) พร้อมโปรไฟล์การบีบอัดที่นุ่มนวลกว่าเพื่อหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพจากความร้อน และกระบอกสูบที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับการใช้งานต่อเนื่องที่ 330 °C เกรดเหล็กที่ใช้ทำโพรงแม่พิมพ์นั้นเหมือนกัน (สแตนเลส S136) ในทั้งสามแบบ แต่การจัดวางช่องระบายความร้อนแตกต่างกัน: โพรงแม่พิมพ์ PC ต้องการการระบายความร้อนที่เข้มข้นกว่า เนื่องจากอุณหภูมิหลอมเหลวที่สูงกว่าทำให้ต้องระบายความร้อนออกเร็วขึ้น ผู้ผลิตเครื่องฉีดขึ้นรูปยืดเป่าที่มีชื่อเสียงจะจัดส่งชุดสกรูและกระบอกที่เข้าชุดกันกับเครื่องฉีดขึ้นรูปยืดเป่าทุกเครื่องที่เสนอราคาสำหรับเรซินเฉพาะ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการตัดสินใจเลือกเรซินจึงสำคัญเป็นอันดับแรก

6. ระบบวัสดุ — กลุ่มวัสดุภายในเรซินแต่ละชนิด

เรซินหลักทั้งสามชนิดนั้น แท้จริงแล้วเป็นกลุ่มย่อยๆ PET ประกอบด้วย PET เกรดสำหรับขวดใหม่ (ที่ใช้กันทั่วไปในบรรจุภัณฑ์เครื่องดื่ม), rPET (รีไซเคิลจากวัสดุเหลือใช้หลังการบริโภค มักผสมในอัตราส่วน 25 ถึง 100 เปอร์เซ็นต์), PETG (ดัดแปลงด้วยไกลคอลสำหรับขวดเครื่องสำอางที่มีผนังหนาและทนต่อตัวทำละลายได้ดีกว่า) และ PCTG (PETG ที่ดัดแปลงเพื่อทนต่อแรงกระแทกสำหรับภาชนะเครื่องดื่ม) PP ประกอบด้วย PP โฮโมพอลิเมอร์ (แข็งกว่า ความใสต่ำกว่า), PP โคพอลิเมอร์แบบสุ่ม (ยืดหยุ่นกว่า ความใสดีกว่า) และ PP เกรดใสที่ช่วยลดช่องว่างความใสกับ PET สำหรับการใช้งานในขวดครีม PC ประกอบด้วย PC เกรดมาตรฐานทางแสง, PC เกรดทางการแพทย์ที่มีข้อกำหนดสารสกัดที่เข้มงวดกว่า และ – มากขึ้นเรื่อยๆ – Tritan และ PPSU ซึ่งเป็นทางเลือกที่ผู้ซื้อบรรจุภัณฑ์ใช้แทนเมื่อลูกค้าส่งออกต้องการข้อความปลอด BPA PLA และ PS ก็ปรากฏในขวดพิเศษบางประเภทเช่นกัน แม้ว่าจะอยู่นอกเหนือการสนทนาเกี่ยวกับพอลิเมอร์หลักสามชนิดนี้ก็ตาม โดยทั่วไปแล้ว เครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูป (Injection Stretch Blow Moulding Machine) ที่ใช้ทดแทนเครื่องรุ่นเก่า จะถูกกำหนดสเปคโดยใช้เรซินหลัก (โดยปกติคือ PET) และมีสกรูแบบเปลี่ยนเร็วสำหรับเรซินรอง เช่น PP หรือ PC วิธีการใช้ตัวเครื่องเดียวแต่รองรับเรซินได้หลายชนิด ทำให้เครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปที่ทันสมัยมีความน่าสนใจทางเศรษฐกิจสำหรับผู้ผลิตในโคลอมเบียที่มีลูกค้าหลากหลาย และนี่คือเหตุผลว่าทำไมใบเสนอราคาเครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปส่วนใหญ่ในปัจจุบันจึงรวมแพ็คเกจสกรูสำหรับเรซินรองไว้ด้วยโดยอัตโนมัติ

7. การตกแต่งพื้นผิว — ความใส ความเงางาม และสัมผัสที่มองเห็นได้

ลักษณะของผลิตภัณฑ์บนชั้นวางขายปลีกนั้นแบ่งออกได้อย่างชัดเจนตามชนิดของเรซิน PET ที่เป่าขึ้นรูปบนแม่พิมพ์สแตนเลส S136 ขัดเงา จะดูใสเหมือนคริสตัลและมีผิวมันเงาสูง ซึ่งเป็นมาตรฐานอ้างอิงสำหรับความใสของเครื่องดื่มและเครื่องสำอาง และเป็นเหตุผลที่ PET ยังคงครองตลาดขวดเซรั่มและโทนเนอร์ระดับพรีเมียมในแผนกเครื่องสำอางของโคลอมเบีย PP จะโปร่งแสงเป็นปกติ มีผิวมันเงาแบบซาตินที่ดูนุ่มนวลและด้านกว่า บางครั้งเจ้าของแบรนด์เลือกใช้ PP โดยเฉพาะเพราะความแตกต่างทางด้านภาพนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขวดครีมและขวดผงเสริมอาหารที่ต้องการลักษณะขุ่นหรือทึบแสง PP เกรดใสช่วยลดช่องว่างลงได้ แต่แทบจะไม่สามารถเทียบเท่าความใสของ PET ที่ความหนาของผนังเท่ากันได้ PC ให้ความโปร่งใสเหมือนคริสตัล ซึ่งอาจเหนือกว่า PET ในภาชนะเครื่องดื่มที่มีผนังหนา เนื่องจากพอลิเมอร์อสัณฐานนี้ไม่มีความขุ่นมัวแบบผลึก ข้อเสียคือจะมีสีเหลืองอ่อนๆ ในความหนาของผนังที่มากกว่า 3 มม. ซึ่งผู้ผลิตจะชดเชยด้วยสารเพิ่มความสว่างทางแสงในเรซิน ขั้นตอนการขัดเงาแม่พิมพ์นั้นเหมือนกันในเรซินทั้งสามชนิด คือการขัดเงาแบบกระจกบนสแตนเลส S136 แต่เรซินจะเป็นตัวกำหนดสิ่งที่ผู้ซื้อเห็น การระบุเรซินที่ไม่เหมาะสมกับแบรนด์สินค้าที่ต้องการนั้นเป็นความผิดพลาดที่พบบ่อยในโครงการผลิตชิ้นส่วนพลาสติกขึ้นรูปด้วยการฉีดและเป่าขึ้นรูปเป็นครั้งแรก และการปรึกษาหารือกับวิศวกรกระบวนการของซัพพลายเออร์ก่อนลงนามในใบสั่งซื้อมักจะช่วยป้องกันการแก้ไขแม่พิมพ์ที่มีราคาแพงซึ่งเกิดจากความไม่ตรงกันได้

8. เกรดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม — เหมาะสำหรับอาหาร ยา การรีไซเคิล และปราศจาก BPA

การจัดระดับด้านสิ่งแวดล้อมและข้อกำหนดทางกฎหมายเป็นจุดที่เรซินทั้งสามชนิดแตกต่างกันอย่างชัดเจนที่สุด PET ได้รับการอนุมัติให้ใช้สัมผัสกับอาหารภายใต้ระเบียบข้อบังคับที่ 683 ปี 2012 ของ INVIMA สำหรับโคลอมเบีย ระเบียบข้อบังคับที่ 10/2011 ของสหภาพยุโรปสำหรับยุโรป และระเบียบข้อบังคับที่ 21 CFR 177 ขององค์การอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา (FDA) สำหรับสหรัฐอเมริกา นอกจากนี้ยังได้รับประโยชน์จากระบบการรีไซเคิลในระดับภูมิภาคที่จัดตั้งขึ้นอย่างดีผ่านสหกรณ์รวบรวม PET PP ได้รับการอนุมัติให้ใช้สัมผัสกับอาหารในระดับเดียวกัน และที่จริงแล้วเป็นที่นิยมมากกว่าสำหรับการใช้งานบรรจุร้อนในผลิตภัณฑ์อาหารซึ่ง PET ไม่สามารถใช้ได้ ระบบการรีไซเคิลของ PP มีขนาดเล็กกว่าแต่กำลังเติบโตในละตินอเมริกา PC นั้นโดยหลักการแล้วเป็นเกรดอาหาร แต่ถูกตรวจสอบอย่างเข้มงวดเนื่องจาก BPA – ตลาดส่งออกบางแห่งจำกัดการใช้ PC ในการสัมผัสอาหารหรือผลิตภัณฑ์สำหรับเด็ก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไม Tritan และ PPSU จึงถูกระบุมากขึ้นเรื่อยๆ ว่าเป็นทางเลือกที่ปราศจาก BPA บนแพลตฟอร์มเครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปเดียวกัน สำหรับบรรจุภัณฑ์ขั้นต้นของยา ลำดับความสำคัญจะแตกต่างออกไป: เรซินทั้งสามชนิดสามารถผ่านมาตรฐาน ISO 15378 GMP ได้ เมื่อมีการจัดเตรียมห้องปลอดเชื้อและเอกสารประกอบอย่างครบถ้วน แม้ว่าสายการผลิต ISBM ที่ใช้ระบบไฟฟ้าทั้งหมดจะทำให้การจัดทำเอกสารการตรวจสอบความถูกต้องง่ายขึ้นอย่างมาก ไม่ว่าจะเป็นเรซินชนิดใดก็ตาม ผู้ผลิตในโคลอมเบียที่ให้บริการตลาดที่มีข้อกำหนดทางกฎหมายหลายแห่งจะเก็บใบรับรองเกรดเรซินทั้งสามชนิดไว้ในแฟ้ม เพื่อให้สามารถเคลื่อนย้ายระหว่างตลาดได้อย่างราบรื่น

9. สภาวะการทำงาน — การใช้พลังงานและช่วงเวลาการทำงานของระบบ

การผลิต PET ด้วยเครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูป (injection stretch blow moulding machine) ต้องใช้จุดหลอมเหลวที่ 270 °C แรงดันลม 2.0 ถึง 3.5 MPa น้ำหล่อเย็น 0.4 ถึง 0.6 MPa และอุณหภูมิ 20 ถึง 25 °C และเวลาในการผลิตต่อชุดแม่พิมพ์ 8 ถึง 12 วินาที ส่วน PP ที่ใช้เครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปเดียวกัน จะใช้จุดหลอมเหลวที่ต่ำกว่าที่ 230 °C แรงดันลมต่ำกว่าเล็กน้อย (2.0 ถึง 3.0 MPa) ใช้ระบบน้ำหล่อเย็นแบบเดียวกัน และเวลาในการผลิตต่อชุดแม่พิมพ์ 10 ถึง 14 วินาที เนื่องจากกระบวนการตกผลึกที่ช้ากว่า ขณะที่ PC ต้องการคุณสมบัติที่หลากหลายที่สุด: จุดหลอมเหลว 300 °C แรงดันลมที่ 3.0 ถึง 3.5 MPa การระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว (บางครั้งใช้น้ำเย็นต่ำกว่า 15 °C สำหรับแม่พิมพ์) และเวลาในการผลิตต่อชุดแม่พิมพ์ 12 ถึง 18 วินาที เนื่องจากพอลิเมอร์อุณหภูมิสูงใช้เวลานานกว่าในการแข็งตัวต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะแก้ว (glass-transition temperature) กำลังมอเตอร์ที่ติดตั้งในซีรีส์ HGY ยังคงเท่ากัน (34.8 กิโลวัตต์ใน HGY50-V3-EV จนถึง 75.7 กิโลวัตต์ใน HGY650-V4) แต่กำลังของวงแหวนทำความร้อนจะถูกปรับให้เหมาะสมกับเรซิน — 10 กิโลวัตต์สำหรับ PET, 15 กิโลวัตต์สำหรับ PP และ PC อุณหภูมิห้องทำงานที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเรซินทั้งสามชนิดอยู่ระหว่าง 18 ถึง 32 องศาเซลเซียส โรงงานในโคลอมเบียที่ตั้งอยู่ในพื้นที่ชายฝั่งที่มีความชื้นสูงของบาร์รังกียา บางครั้งจะเพิ่มระบบลดความชื้นเพิ่มเติมในเครื่องอบเรซินที่ป้อนเข้าเครื่องฉีดขึ้นรูปยืดเป่า ในขณะที่โรงงานในโบโกตาซึ่งอยู่ห่างจากชายฝั่งแทบจะไม่จำเป็นต้องใช้ระบบนี้

10. ลักษณะความล้มเหลวทั่วไป — สิ่งที่เรซินแต่ละชนิดทำผิดพลาดเมื่อการปรับแต่งไม่ถูกต้อง

เรซินแต่ละชนิดมีรายการข้อบกพร่องเฉพาะตัวที่วิศวกรกระบวนการผลิตในโรงงานคุ้นเคยดี PET จะเกิดคราบขาวเมื่อแท่งยืดตามแนวแกนเคลื่อนที่เร็วเกินไปสำหรับอุณหภูมิของชิ้นงานขึ้นรูป เกิดฝ้าจากการตกผลึกเมื่ออยู่ในสถานีปรับสภาพอุณหภูมินานเกินไป และเกิดรอยบุ๋มที่ช่องระบายอากาศเมื่อช่องระบายอากาศในโพรงถูกอุดตันบางส่วนด้วยสารปลดปล่อย PP จะมีปัญหาเรื่องการกระจายตัวของผนังที่ไม่สม่ำเสมอหากแรงดันเป่าเพิ่มขึ้นเร็วเกินไป ความใสลดลงหากโพรงเย็นเกินไปในขณะเป่า และเกิดรอยไหม้บนรอยต่อเมื่อสกรูตัดผ่านเนื้อโลหะหลอมเหลว PC มีปัญหาที่รุนแรงที่สุด: การเสื่อมสภาพทางความร้อนทำให้เกิดการเปลี่ยนสีเป็นสีเหลืองน้ำตาลหากกระบอกเป่าอยู่ในอุณหภูมิของโลหะหลอมเหลวระหว่างการหยุดการผลิต รอยแตกร้าวจากความเครียดจะปรากฏขึ้นเมื่อ PC สัมผัสกับตัวทำละลายอะโรมาติกหรือเบสเข้มข้นระหว่างการทำความสะอาด และรอยเส้นไหลจางๆ จะปรากฏบนพื้นผิวโพรงหากเส้นผ่านศูนย์กลางของช่องทางเข้าเล็กเกินไปสำหรับความหนืดของโลหะหลอมเหลว ผู้ปฏิบัติงานที่มีประสบการณ์สามารถวินิจฉัยเรซินทั้งสามประเภทได้จากข้อมูล HMI บนเครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูป แทนที่จะต้องถอดชิ้นส่วนเครื่องจักร ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการวินิจฉัย HMI จากระยะไกลจึงเป็นคุณสมบัติที่ลูกค้าชาวโคลอมเบียร้องขอเป็นพิเศษจากผู้จำหน่ายเครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปในระหว่างการประเมินทางเทคนิค

11. ข้อดีสำคัญ 5 ประการของแพลตฟอร์ม ISBM แบบหลายเรซิน

12. หลักการทำงานของเครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูป (Injection Stretch Blow Moulding Machine)

วงจรการทำงานภายในเครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปขั้นตอนเดียวที่ทันสมัยนั้น มีลำดับที่เหมือนกันสำหรับเรซินทั้งสามชนิด แม้ว่าค่าพารามิเตอร์จะแตกต่างกันดังที่ได้กล่าวไว้ในส่วนเงื่อนไขการทำงาน ขั้นตอนที่หนึ่ง การฉีด: เม็ดเรซินแห้งจะถูกป้อนจากถังอบแห้งแบบดูดความชื้นเข้าไปในชุดสกรูและกระบอกที่ให้ความร้อน เรซินหลอมเหลวจะถูกวัดปริมาณ และกระบอกฉีดจะส่งเม็ดเรซินเข้าไปในช่องขึ้นรูปภายใต้แรงดันการหนีบที่ตั้งโปรแกรมไว้ ขั้นตอนที่สอง การรักษาอุณหภูมิและการตัดส่วนท้าย: แท่นหมุนจะเลื่อนชิ้นงานขึ้นรูปไปยังสถานีปรับสภาพ ซึ่งแกนและกระบอกควบคุมจะปรับอุณหภูมิให้เท่ากันระหว่างผิวและแกนของชิ้นงานขึ้นรูป เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดฝ้าจากการตกผลึกที่อาจเกิดขึ้นได้ ขั้นตอนที่สาม การเป่าขึ้นรูป: ชิ้นงานขึ้นรูปมาถึงช่องเป่าขึ้นรูป แท่งยืดแบบเซอร์โวจะลงมาด้วยความเร็วเฉพาะของเรซิน อากาศเป่าก่อนเริ่มการขยายตัวในแนวรัศมี และอากาศแรงดันสูงเต็มที่จะทำให้ขวดเสร็จสมบูรณ์โดยดันเข้ากับช่องสแตนเลส S136 ที่ขัดเงา การจัดเรียงตัวแบบสองแกนจะเกิดขึ้นในสายโซ่โพลีเมอร์ และความหนาของผนังสุดท้ายจะคงที่เมื่อขวดเย็นตัวลงโดยดันเข้ากับช่องที่เย็นตัวลง ขั้นตอนที่สี่ การนำออก: แม่พิมพ์เป่าขึ้นรูปเปิดออก ตัวจับยึดจะนำขวดที่เสร็จแล้วไปยังสายพานลำเลียง และช่องว่างที่ว่างเปล่าจะหมุนกลับไปยังตำแหน่งฉีดขึ้นรูป วิศวกรที่ดูวิดีโอการฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปจะเห็นจังหวะการหมุนของแท่นหมุนที่เหมือนกันไม่ว่าจะเป็นเรซินชนิดใดก็ตาม สิ่งที่เปลี่ยนแปลงคือเครื่องมือและพารามิเตอร์บนเครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูป

13. วัสดุ: PET, PP, PC และวัสดุที่เกี่ยวข้อง

เครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปซีรีส์ HGY ที่ทันสมัย ​​สามารถผลิตพลาสติกได้หลากหลายชนิด ได้แก่ PET, PETG, PP, PPSU, PC, Tritan, PCTG, PLA, PS และ ABS แต่สามชนิดแรกครองส่วนแบ่งการตลาดมากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ PET ยังคงเป็นมาตรฐานสำหรับเครื่องดื่มและเครื่องสำอาง เนื่องจากไม่มีเรซินชนิดอื่นใดที่มีอัตราส่วนความใสต่อน้ำหนักต่อต้นทุนเทียบเท่า PETG เหมาะสำหรับงานที่ต้องการผนังหนาหรือทนต่อตัวทำละลาย ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของขวดเซรั่มและโทนเนอร์เครื่องสำอางระดับพรีเมียม PP เหมาะสำหรับขวดปากกว้างแบบทึบแสงหรือโปร่งแสงในราคาเรซินที่ต่ำกว่า และทนต่อความร้อนได้ดีกว่า PET PPSU ทนต่อการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนซ้ำๆ สำหรับขวดนมเด็กและภาชนะทางการแพทย์ที่ใช้ซ้ำได้โดยไม่เหลือง PC เหมาะสำหรับถังน้ำขนาด 5 แกลลอนและแก้วน้ำที่ทนต่อแรงกระแทกสูง โดยมี Tritan เป็นสารทดแทนที่ปราศจาก BPA ในกรณีที่หน่วยงานกำกับดูแลกำหนด PCTG ให้ความใสที่ปรับปรุงแล้วสำหรับแก้วน้ำที่ต้องทนต่อการตกกระแทก PLA สนับสนุนพันธสัญญาของแบรนด์พลาสติกชีวภาพ ส่วน PS และ ABS ตอบโจทย์งานเฉพาะกลุ่ม ส่วนประกอบหลักของเครื่องจักรได้รับการกำหนดมาตรฐานสำหรับเรซินทั้งสิบชนิด ได้แก่ มอเตอร์เซอร์โว Inovance และ Yaskawa วาล์ว Parker ระบบควบคุมไฮดรอลิก YUKEN สกรูนำ NSK และแม่พิมพ์สแตนเลส S136 ซึ่งช่วยรักษาความสม่ำเสมอในการจัดหาชิ้นส่วนที่โรงงานในโคลอมเบียใช้ในการผลิตแบบสามกะอย่างต่อเนื่อง เครื่องฉีดขึ้นรูปยืดเป่ารุ่นใหม่ในกลุ่ม HGY ยังคงสืบทอดการเปลี่ยนเครื่องมือขึ้นรูป ASB และ Aoki ตามกำหนดการความเข้ากันได้ที่บันทึกไว้ ดังนั้นผลิตภัณฑ์ฉีดขึ้นรูปยืดเป่าที่โรงงานจัดส่งในวันแรกของการใช้งานจึงตรงกับตัวอย่างที่ได้รับการอนุมัติระหว่างการยอมรับจากโรงงาน แตกต่างจากเซลล์ฉีดขึ้นรูปเป่าแบบดั้งเดิมที่จำกัดเฉพาะโพลีโอเลฟินส์ โครงสร้างเครื่องฉีดขึ้นรูปยืดเป่าเดียวกันนี้สามารถใช้กับ PET, PP, PC, PETG, PPSU และ Tritan ได้โดยใช้ชุดสกรูที่เหมาะสม ผู้ปฏิบัติงานสามารถอ้างอิงวิดีโอการเป่าขึ้นรูปที่บันทึกไว้สำหรับสูตรเรซินแต่ละสูตรที่จัดเก็บไว้ใน HMI และคำว่า "การฉีดขึ้นรูปยืด" (อีกหนึ่งวิธีการสะกดที่ใช้ในเอกสารทางเทคนิคภาษาอังกฤษบางฉบับ) หมายถึงกระบวนการเดียวกันกับที่อธิบายไว้ในที่นี้ แม้แต่เครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปสีเทา ซึ่งเป็นตัวเลือกสีที่ลูกค้าบางรายร้องขอเพื่อให้ตรงกับรหัสสีของโรงงานภายในองค์กร ก็ยังให้ประสิทธิภาพที่เหมือนกันกับเรซินทั้งสามชนิดที่กล่าวถึงในบทความนี้

14. ตัวอย่างการใช้งานตามประเภทของเรซิน

กลุ่มการใช้งานทั้งสี่กลุ่มด้านล่างนี้แสดงถึงการผลิต ISBM เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ในโคลอมเบียและภูมิภาคลาตินอเมริกาโดยรวม โดยแบ่งตามชนิดของเรซินที่แต่ละกลุ่มนิยมใช้

เวิร์คช็อป

15. ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องและศูนย์บริการจัดหาอุปกรณ์เสริมครบวงจร

นอกเหนือจากเครื่องฉีดขึ้นรูปและเป่าขึ้นรูปแล้ว เรายังจัดหาส่วนประกอบเสริมที่เข้ากันได้ซึ่งผสานรวมเข้ากับสายการผลิตขวดโดยตรง เช่น ข้อต่อแบบแข็งที่มีความแม่นยำสูงสำหรับการเชื่อมต่อเพลาเซอร์โว ชุดเกียร์และมอเตอร์สำหรับระบบหมุนและสายพานลำเลียง และชุดเพลา PTO สำหรับระบบป้อนเรซิน รูปแบบการจัดหาแบบครบวงจรหมายความว่าโรงงานในโคลอมเบียจะได้รับข้อมูลจำเพาะทางไฟฟ้าและเครื่องกลที่ประสานงานกันเพียงรายการเดียว พร้อมรายการชิ้นส่วนที่เข้ากันได้ การติดตั้งใช้งานที่คล่องตัว และการขนส่งอะไหล่แบบรวมศูนย์ผ่านความสัมพันธ์กับซัพพลายเออร์รายเดียวกันกับที่สั่งซื้อเครื่องจักรหลัก

คำถามที่พบบ่อย