Экструзионно-выдувное формование: Второе рождение

Тара и упаковка, 2000, № 1, с. 28 - 30.

     Бутылки из полимеров изготавливают методом выдувного формования двумя разными способами. В первом случае, который называют экструзией с раздувом (ЭР) (рис. 1, а), полимер расплавляют до состояния густого меда в специально подогреваемых шнековых насосах - экструдерах, выдавливают из него полый цилиндр - трубную заготовку (рис. 1, б), которая поступает в форму. Расплавленный полимер раздувается воздухом и остывает на холодных стенках пресс-формы. В другом случае - инжекционно-выдувного формования (ИВ) (рис. 1, в) - сначала методом литья под давлением изготавливают заготовку в виде пробирки - преформу. Преформу нагревают до состояния эластичной резины, помещают в пресс-форму и в резиноподобном состоянии раздувают сжатым воздухом. Далее готовое изделие остывает на холодных стенках пресс-формы. Исторически экструзионно-выдувное формование бутылок возникло раньше второго способа. Однако в последнее десятилетие метод инжекционно-выдувного формования значительно потеснил первый, и даже некоторые крупные фирмы прекратили выпуск оборудования для экструзионно-выдувного формования. Но в самое последнее время, буквально в последние год-два, наблюдается резкий рост интереса к этому методу производства пластмассовых бутылок. Статья представляет собой попытку объяснить, почему это происходит. Каковы особенности и области применения этого метода и каковы тенденции развития производства бутылок из пластмасс методом экструзионно-выдувного формования в России.

     Введем коэффициент капитальных затрат (ККЗ) - отношение стоимости оборудования к его часовой производительности. При близкой цене сырья и прочих равных условиях оборудование окупается тем быстрее, чем выше его производительность. Десять лет назад полиэтилентерефталат (PET) - полимер, из которого делают подавляющее количество преформ, стоил в 5 раз дороже полиэтилена, полипропилена  и других полимеров, и поэтому тогда большинство бутылок  из полимеров производили методом экструзионно-выдувного формования. Но именно тогда были удешевлены методы синтеза PET и построены мощные заводы по его производству. Машиностроители отреагировали мгновенно - сразу же началось производство оборудования для литья преформ и выдува бутылок из PET. Эти высокопроизводительные агрегаты  способны производить до 40 тыс. преформ в час и выдувать в час до 24 тыс. бутылок. Коэффициент капитальных затрат в случае выдува бутылок из преформ стал ниже, чем ККЗ для экструзионно-выдувного формования. Четыре-пять лет назад началось интенсивное развитие  производств ИВ и в России. Построено несколько мощных заводов по производству преформ. Из-за дешевизны рабочей силы в России выгодно поставить пять-шесть очень дешевых полуавтоматов для выдува, чем один дорогостоящий автомат. Поэтому быстро возникли фирмы - производители таких полуавтоматов. Крупнейшая из них - "Продвижение". Но, как правило российский потребитель приобретает один выдувной полуавтомат со средней производительностью выдува 600 бутылок в час. Эта величина соответствует средним показателям производительности экструзионно-выдувных агрегатов. По коэффициенту капитальных затрат оборудование такой мощности для ЭР проигрывает аналогичному оборудованию для ИВ в 1.5 -2 раза, но этот недостаток сторицей окупается благодаря более широким возможностям метода ЭР. Для того, чтобы аргументировать это утверждение, рассмотрим более подробно процесс выдува бутылок методом ЭР  в сравнении с методом ИВ (рис. 1).

Рис. 1, а. Схема экструзионно-выдувного формования: 1 - пресс-форма; 2 - трубная головка; 3 - трубная заготовка

Рис. 1, б. Схема получения трубной заготовки: 1 - тело трубной головки; 2 - мундштук; 3 - дорн; 4 - трубная заготовка 

Рис. 1, в. Схема инжекционно-выдувного формования: 1 - пресс-форма; 2 - преформа; 3 - шток

Рис. 2. Способы экструзионно-выдувного формования: а - выдув сверху; б - выдув снизу; в - выдув иглой

Оценка свойств термопластичных полимеров, применяемых при производстве бутылок (баллы)