procédé de soufflage des bouteilles en plastique PET

Les bouteilles en PET moulées par soufflage peuvent être divisées en deux catégories : les bouteilles sous pression, telles que celles remplies de boissons gazeuses ; et les bouteilles sans pression, telles que celles remplies d’eau, de thé, d’huile alimentaire, etc.

Les bouteilles pour boissons chaudes sont fabriquées soit à partir de PET modifié au polyéthylène naphtalate (PEN), soit à partir d'un composite PET et polyarylate thermoplastique. Classées comme bouteilles isothermes, elles résistent à des températures supérieures ou égales à 85 °C. Les bouteilles d'eau, quant à elles, sont destinées aux boissons froides et ne nécessitent aucune résistance à la chaleur. Le procédé de moulage est similaire pour les bouteilles isothermes et les bouteilles pour boissons froides.

Équipement

Actuellement, les fabricants de PET automatiquemachine de moulage par soufflageElles sont principalement importées de France (SIDL, KRONES et Fujian Quanguan). Bien que les fabricants diffèrent, le principe de fonctionnement de l'équipement reste similaire et comprend généralement cinq parties principales : un système d'alimentation en ébauches, un système de chauffage, un système de soufflage, un système de contrôle et des machines auxiliaires.

Processus de moulage par soufflage

Procédé de moulage par soufflage des bouteilles PET.

Les facteurs importants qui affectent le processus de moulage par soufflage des bouteilles PET sont l'ébauche de la bouteille, le chauffage, le pré-soufflage, le moule et l'environnement de production.

2.1 Bouteille vierge

Lors de la préparation de bouteilles par soufflage, les premières ébauches de bouteilles sont moulées par injection à partir de PET. La proportion de matériau recyclé secondaire ne doit pas être trop élevée (moins de 5 %), le nombre de recyclages ne doit pas excéder deux, et la masse moléculaire et la viscosité ne doivent pas être trop faibles (masse moléculaire de 31 000 à 50 000, viscosité caractéristique de 0.78 à 0.85 cm³/g). Conformément à la législation nationale sur la sécurité alimentaire, aucun matériau recyclé secondaire ne doit être utilisé pour les emballages alimentaires et pharmaceutiques. Les ébauches de bouteilles moulées par injection doivent être stockées pendant au moins 24 heures avant utilisation. Après chauffage, les ébauches non utilisées doivent être stockées pendant au moins 48 heures avant d'être réchauffées et utilisées. La durée de stockage des ébauches de bouteilles ne doit pas excéder six mois.

Les qualités de la préforme dépendent largement de celles du PET utilisé, qui doit être choisi pour sa facilité de soufflage et de mise en forme. Un procédé de formage de préforme adapté doit être mis au point. Des expériences ont montré qu'à viscosité égale, les ébauches de PET issues de matières premières importées sont plus faciles à souffler que celles issues de matières premières locales. De plus, pour des ébauches d'un même lot, la qualité du soufflage peut varier considérablement selon la date de production. La facilité du soufflage dépend des qualités des ébauches : elles doivent être pures, transparentes, exemptes d'impuretés et de colorants étrangers, et présenter une longueur de point d'injection et une zone de halo appropriées.

chauffage 2.2

Le chauffage des préformes est assuré par un four dont la température est réglée manuellement et ajustée automatiquement. Le four est chauffé par des lampes infrarouges lointaines qui émettent un rayonnement infrarouge lointain sur les ébauches de bouteilles. Un ventilateur situé au fond du four assure la circulation de la chaleur afin d'homogénéiser la température. Les ébauches avancent et tournent simultanément dans le four, ce qui permet un chauffage uniforme de leurs parois.

La disposition des lampes dans le four, de haut en bas, forme généralement une « zone », avec une plus grande concentration aux extrémités et une moindre au centre. La chaleur du four est régulée par le nombre de lampes allumées, la température générale, la puissance du four et le rapport de chauffe de chaque zone. L'ouverture des lampes doit être ajustée en fonction du pré-soufflage des bouteilles.

Pour que le four fonctionne mieux, sa hauteur, sa plaque de refroidissement et d'autres réglages sont très importants ; s'ils ne sont pas correctement réglés, le moulage par soufflage risque de provoquer un gonflement du goulot de la bouteille (le goulot de la bouteille devient plus grand), un col dur (le matériau du col ne peut pas être étiré) et d'autres défauts.

2.3 Pré-soufflage

Le pré-soufflage est une étape cruciale du procédé de soufflage en deux étapes. Il consiste à insuffler de l'air simultanément à la descente de la tige d'étirage lors du moulage par soufflage, afin de donner à l'ébauche de bouteille sa forme initiale. La position, la pression et le débit de pré-soufflage sont trois facteurs essentiels de ce procédé.

La forme de la bouteille avant soufflage détermine la facilité du processus de soufflage et les performances de la bouteille. Les formes normales des bouteilles avant soufflage sont fusiformes, tandis que d'autres, plus atypiques, peuvent être en forme de cloche ou avec une anse. Ces formes atypiques sont dues à un chauffage local inadéquat, une pression de pré-soufflage insuffisante ou un débit de soufflage insuffisant. La taille de la bouteille avant soufflage dépend quant à elle de la pression et de la position de pré-soufflage. En production, il est essentiel de garantir l'homogénéité de la taille et de la forme de toutes les bouteilles avant soufflage. En cas de différences, il convient d'en identifier les causes et d'ajuster le chauffage ou le processus de pré-soufflage en conséquence.

La pression de pré-soufflage varie en fonction des spécifications de la bouteille et de la capacité de l'équipement ; généralement, plus la capacité est grande, plus la pression de pré-soufflage est faible ; plus l'équipement a une capacité de production élevée, plus la pression de pré-soufflage est élevée.

2.4 Machine auxiliaire et moule

La machine auxiliaire désigne principalement l'équipement permettant de maintenir une température constante dans le moule. Le maintien d'une température constante dans le moule est essentiel à la stabilité du produit. Généralement, la température du corps de la bouteille est élevée, tandis que celle du fond est basse. Pour les bouteilles froides, le refroidissement du fond influençant le degré d'orientation moléculaire, il est préférable de maintenir la température entre 5 et 8 °C ; en revanche, la température du fond des bouteilles chaudes est beaucoup plus élevée.

2.5 Environnement

Le soufflage des bouteilles PET est généralement plus performant à température ambiante et à faible humidité.

Autres exigences

Les bouteilles sous pression doivent satisfaire aux exigences des tests de contrainte et de résistance à la pression. Le test de contrainte est un contrôle qualité intrinsèque visant à prévenir la fissuration et les fuites au fond des bouteilles PET dues à la dégradation de la chaîne moléculaire lors du contact avec un lubrifiant (alcalin) pendant le remplissage. Le test de résistance à la pression, quant à lui, vise à prévenir l'éclatement de la bouteille après remplissage avec un gaz sous une certaine pression. Pour répondre à ces deux exigences, l'épaisseur au centre doit être maîtrisée. En règle générale, plus le centre est fin, meilleur est le test de contrainte mais moins bonne résistance à la pression ; inversement, plus le centre est épais, meilleure est la résistance à la pression mais moins bonne. Bien entendu, les résultats du test de contrainte dépendent également de l'accumulation de matière dans la zone de transition autour du centre ; il convient donc d'ajuster ces résultats en fonction de l'expérience.

Remarques finales

Le procédé de soufflage des bouteilles en PET est adapté au matériau utilisé ; si celui-ci est de mauvaise qualité, les exigences du procédé sont très élevées, au point qu'il est difficile de produire une bouteille conforme aux normes.