Eén continue cyclus

ISBM combineert preforminjectie, axiaal en radiaal strekken en blaasvormen in één ononderbroken machinecyclus. Het resultaat is een biaxiaal georiënteerde verpakking met superieure helderheid, barrière-eigenschappen en mechanische sterkte in vergelijking met alternatieven die door extrusieblaasvormen worden vervaardigd.

Eénstaps versus tweestaps

Bij ISBM in één stap wordt de voorvorm geïnjecteerd en opgeblazen terwijl deze nog thermisch actief is, waardoor herverwarmingsenergie en het risico op verontreiniging tijdens opslag van de voorvorm worden geëlimineerd. Bij processen in twee stappen worden de voorvormen gekoeld en opgeslagen voordat ze opnieuw worden verwarmd. Dit is efficiënt bij zeer grote volumes, maar niet optimaal voor hoogwaardige verpakkingen of diverse materiaalportfolio's.

Waarom biaxiale oriëntatie belangrijk is

Door het polymeer zowel in de axiale als in de omtreksrichting uit te rekken, worden de moleculaire ketens tegelijkertijd in twee vlakken uitgelijnd. Deze biaxiale oriëntatie verhoogt meetbaar de treksterkte, de gasbarrière-eigenschappen, de optische helderheid en de valbestendigheid – de reden waarom biaxiaal georiënteerd PET wereldwijd de boventoon voert in de verpakking van dranken en farmaceutische producten.

Harsdroging en plasticering

Voordat het vormproces begint, moeten de ruwe PET-, PETG-, PC-, PP- of Tritan-korrels grondig worden gedroogd. PET is sterk hygroscopisch – als het vochtgehalte in de trommel meer dan 50 ppm bedraagt, treedt hydrolytische afbraak op tijdens het smelten, waardoor het molecuulgewicht afneemt en troebele, structureel verzwakte voorvormen ontstaan. Een kristallisatiedroger op 160 tot 175 graden Celsius gedurende vier tot zes uur is de standaard voor PET.

Zodra de hars droog is, wordt deze in de extruderschroef gevoerd. Deze gebruikt mechanische afschuiving en geleidende warmte van cilinderverwarmers om het polymeer geleidelijk te smelten en te homogeniseren. De uniformiteit van dit smeltproces bepaalt direct de helderheid en structurele integriteit van elke container die daarna wordt geproduceerd.

Voorinjectie

Het gesmolten polymeer wordt onder hoge druk via het hot runner-systeem in de gesloten matrijs gespoten, waardoor de voorvorm ontstaat – een dikwandig, reageerbuisvormig tussenproduct. De matrijshelften moeten door de injectie volledig gesloten blijven om de injectiedruk te weerstaan. Onvoldoende kracht veroorzaakt braamvorming op de scheidingslijn en maatafwijkingen in de schroefdraad van de flessenhals.

In de EP-HGY50-V3-EVDe injectieklemkracht bedraagt ​​50 kN, geschikt voor cosmetische verpakkingen met één holte. In de EP-HGY200-V4 Dit loopt op tot 300 kN voor grote farmaceutische matrijzen met meerdere holtes. De temperatuur van de hot runner moet zonegeregeld worden om te voorkomen dat koude deeltjes als insluitingen in de wand van de afgewerkte fles verschijnen.

Gelijktijdig strekken en blazen

Dit is de bepalende bewerking. Een rekstang daalt axiaal door de hals van de voorvorm, terwijl tegelijkertijd perslucht onder hoge druk – 2,0 tot 3,5 MPa in alle Ever-Power machines – de voorvorm radiaal tegen de blaasvormholte opblaast. Door deze gecombineerde werking worden de polymeerketens op moleculair niveau in beide richtingen georiënteerd.

Timing is cruciaal. Als de voorblaaslucht arriveert voordat de strekstang zijn onderste limiet bereikt, wordt het materiaal naar de hals geperst en wordt de basis gevaarlijk dun. Als de strekstang te ver doorschiet zonder luchtsteun, ontstaat er spanningsverkleuring in de basis. Ever-Power PLC's voeren deze processen met millisecondenprecisie uit, instelbaar via het touchscreen zonder mechanische tussenkomst.

Koeling, drukverlaging en uitstoting

Zodra de container de matrijs vult, begint het koelproces. Het matrijsoppervlak wordt op een temperatuur van 5 tot 15 graden Celsius gehouden door gekoeld water dat door interne kanalen circuleert. Onvoldoende contacttijd met de koelvloeistof veroorzaakt thermische vervorming bij het lossen van de fles, wat leidt tot ovaliteitsvariaties en problemen met de bodem die de kwaliteitscontrole niet doorstaan.

Na afkoeling, via hogedrukluchtkanalen, opent de matrijs en transporteert een afvoerarm de afgewerkte fles naar de uitloopband. Bij de eentraps spuitgietmachine voor rekblazen gebeurt dit gelijktijdig met het spuiten van de volgende voorvorm en het conditioneren van een andere, waardoor een volledig parallelle productiecyclus ontstaat zonder stilstand tussen de spuitcycli.

Polyethyleentereftalaat

PET is de meest gebruikte hars in het rekblaasvormproces. Het materiaal biedt uitzonderlijke helderheid, een hoge zuurstofbarrière en sterke mechanische eigenschappen. Het smalle blaastemperatuurbereik van 95 tot 115 graden Celsius vereist nauwkeurige temperatuurregeling op zoneniveau. Geschikt voor dranken, bakoliën, farmaceutische siropen en producten voor persoonlijke verzorging.

PET-glycol-gemodificeerd

PETG kan bij lagere temperaturen worden verwerkt, heeft een breder verwerkingsvenster en levert een glasachtige helderheid zonder kristallisatie. Ideaal voor luxe cosmeticaverpakkingen, hoogwaardige voedselverpakkingen en verpakkingen voor medische hulpmiddelen waar optische helderheid een primaire merkeis is en complexe vormen vereist zijn.

BPA-vrij copolyester

Van nature BPA-vrij met uitzonderlijke chemische bestendigheid en breukvastheid. De temperatuurgevoeligheid van Tritan vereist een machine met vier stations en nauwkeurige conditionering. Het materiaal bij uitstek voor babyflessen, herbruikbare sportcontainers en medische verpakkingen waar zowel BPA-vrije certificering als optische helderheid vereist zijn.

Polypropyleen

Uitstekende chemische bestendigheid, lage dichtheid en magnetronbestendig profiel. PP vereist een zeer smal verwerkingsvenster en profiteert aanzienlijk van conditionering in vier stappen. Toepassingen zijn onder andere yoghurtbakjes, verpakkingen voor persoonlijke verzorgingsproducten en warmgevulde voedselverpakkingen die aan de FDA-voorschriften moeten voldoen.

Polycarbonaat

Verwerking bij aanzienlijk hogere temperaturen dan bij PET, waardoor nauwkeurige controle van de smelttemperatuur nodig is om vergeling te voorkomen. Produceert containers met een uitstekende slagvastheid en optische helderheid voor waterkoelerflessen, herbruikbare containers en speciale optische toepassingen. De conditioneringsfase met 4 stations is essentieel voor een foutloos eindproduct.

Door middel van hogedruklucht die via Parker-ventielen wordt aangevoerd, wordt de voorvorm tegen de koude matrijswand gevuld. Onvoldoende druk leidt tot onvolledige flesvorming en oppervlaktedefecten.

Gekoeld water van 8 tot 12 graden Celsius circuleert door de blaasvorm, wat de koelsnelheid en de cyclustijd bepaalt. Een constante watertemperatuur is essentieel voor een reproduceerbare flesvorm.

De klemkracht moet groter zijn dan de scheidingskracht die ontstaat door de injectiedruk. Ever-Power machines hebben een klemkracht variërend van 50 kN voor cosmetische toepassingen tot 400 kN in de EP-HGY650-V4.

Voor PET wordt bij een ASR van 2,0 tot 2,5 in combinatie met een ringrekverhouding van 3,5 tot 4,5 een optimale biaxiale oriëntatie bereikt. Afwijkingen hiervan verminderen de barrièrewerking en de mechanische sterkte.

Alle Ever-Power ISBM-machines werken op standaard 3-fasen industriële stroom van 370 tot 400 V, compatibel met Europa, Australië, het Midden-Oosten en de meeste wereldwijde markten.

Variatie in wanddikte

Oorzaak: Niet-uniforme temperatuur van de voorvorm tijdens het strekken. Dünnere gedeelten laten zien waar de voorvorm warmer was. Komt het meest voor bij asymmetrische vormen op machines met drie strekstations.

Oplossing: Schakel over naar een machine met 4 stations en onafhankelijke conditionering, of bekijk de temperatuurkaart van de hot runner-zone om een ​​meer uniforme voorvormtemperatuur te bereiken vóór het blazen.

Stressverbleking

Oorzaak: De temperatuur van de voorvorm is te laag tijdens het blazen. Het polymeer oriënteert zich onder zijn glasovergangstemperatuur, waardoor microholtes ontstaan ​​die licht verstrooien en een witte waas produceren.

Oplossing: Verhoog de conditioneringstemperatuur in stappen van 2 graden. Controleer of het koelwater van de spuitgietmatrijs niet te veel warmte aan de voorvorm onttrekt voordat deze de blaasstation bereikt.

Bewolkte basis

Oorzaak: PET-basis die te lang boven het kristallisatiebereik van 90 tot 160 graden Celsius wordt bewaard, kristalliseert binnen dit bereik en verliest permanent zijn transparantie.

Oplossing: Verkort de cyclustijd om de blootstelling van de voorvorm te minimaliseren. Verhoog de koelwaterstroom in de spuitgietmatrijs om het basisgedeelte sneller af te koelen.

Flits op halsdraden

Oorzaak: De klemkracht van de injectie is onvoldoende om de halsringinzetstukken gesloten te houden tegen de injectiedruk. Gesmolten polymeer ontsnapt en stolt als braam, waardoor de dop niet goed sluit.

Oplossing: Controleer of de gemeten klemkracht overeenkomt met de specificaties van de machine. Controleer de slijtage van de inzetstukken van de halsring en overweeg of de viscositeit van de hars tussen de verschillende batches is veranderd.

Volledig servogestuurd versus hydraulisch: hoeveel energie verbruikt ISBM?

Traditionele hydraulische ISBM-machines draaien continu met een variabele plunjerpomp, die olie onder constante druk circuleert, ongeacht of de machine injecteert, blaast, koelt of pauzeert. De energie die tijdens het koelen wordt verbruikt – tot wel 40 procent van de totale cyclustijd – leidt tot aanzienlijke energiekosten bij een productie van 24 uur per dag, 7 dagen per week.

De volledige servosystemen die in de EP-HGY50-V3-EV en EP-HGY150-V4-EV worden gebruikt, vervangen de centrale pomp door individuele elektrische servomotoren die alleen stroom verbruiken wanneer ze actief beweging genereren. Tijdens de afkoelfase daalt het energieverbruik van de servomotor tot bijna nul.

Onder standaard fabriekstestomstandigheden realiseren Ever-Power volservomachines consequent een energiebesparing van 30 tot 40 procent ten opzichte van traditionele hydraulische machines. Dit vertaalt zich in tienduizenden dollars aan jaarlijkse besparingen per machine in markten met een hoog elektriciteitsverbruik, zoals Duitsland, Australië en het Verenigd Koninkrijk.

Hoe matrijsontwerp de uitkomst van het ISBM-proces beïnvloedt

Zelfs een perfect geconfigureerde machine met ideaal geconditioneerd polymeer zal nog steeds defecte verpakkingen produceren als de matrijs slecht is ontworpen. Bij spuitgieten met rekblaasvormen in één stap werken twee afzonderlijke gereedschapselementen na elkaar: de spuitgietmatrijs, die de geometrie van de voorvorm en de nauwkeurigheid van de halsdraad bepaalt, en de blaasmatrijs, die de uiteindelijke externe vorm en oppervlakteafwerking van de verpakking bepaalt.

Spiegelgladde blaasvormholtes produceren hoogglanzende verpakkingen; satijnglanzende holtes zorgen voor een matte uitstraling. Een ongelijke wanddikte in de voorvorm vertaalt zich direct in een ongelijke wanddikte in de uiteindelijke verpakking. Ever-Power ontwerpt en produceert op maat gemaakte ISBM-matrijzen in één stap In eigen huis, waarbij elke matrijsgeometrie nauwkeurig wordt afgestemd op het injectievolume, de rekverhoudingen en de productiehars van de machine.

Bekijk de opties voor aangepaste mallen

Farmaceutische verpakkingen

Siroopflessen, oogdruppelflacons, tabletverpakkingen en neussprayflessen vereisen een nauwkeurige schroefdraad in de hals, een hoge barrière tegen vocht en zuurstof, en een hygiënisch proces in één stap dat het risico op besmetting minimaliseert. ISBM in PET of PP voldoet aan al deze eisen in één compacte machine.

Luxe cosmetica

Prestigieuze huidverzorgings- en parfummerken eisen dikwandige potten en flessen die de esthetiek en het gewicht van glas nabootsen. PETG, verwerkt op machines met vier stations, produceert cosmetische verpakkingen met een wanddikte van meer dan 4 mm, een glasachtige transparantie en complexe ovale of asymmetrische profielen die onmogelijk zijn met eenvoudigere apparatuur.

Potten voor eten en kruiden

PET-potten voor pindakaas, honing, specerijen en bakolie vereisen een superieure zuurstofbarrière en structurele integriteit om stapelen in de winkel te doorstaan. De biaxiale oriëntatie in het ISBM-proces vermindert de zuurstofdoorlaatbaarheid aanzienlijk, waardoor de houdbaarheid langer is dan die van spuitgegoten PP-potten met een vergelijkbare wanddikte.

Baby- en zuigelingenproducten

Zuigflessen vereisen BPA-vrije materialen, optische helderheid, breukvastheid en een nauwkeurige schroefdraad in de hals voor standaard siliconen spenen. Tritan en PP op ISBM-machines met vier stations voldoen aan al deze eisen. Het gesloten éénstaps proces minimaliseert besmetting in vergelijking met een tweestaps productieproces met opslag van voorvormen.

Drankverpakkingen

Producenten van niche- en premiumdranken gebruiken ISBM in één stap voor een superieure materiaalverdeling in complexe flesvormen en de mogelijkheid om hoogwaardige kunststoffen zoals PETG te verwerken voor een onderscheidende presentatie in de schappen bij gemiddelde volumes, waar machines in twee stappen te complex en inflexibel zouden zijn.

Chemische en huishoudelijke producten

Essentiële oliën, reinigingsconcentraten, wasverzachters en landbouwchemicaliën vereisen verpakkingen met een uitstekende chemische bestendigheid en een lekvrije sluiting. Biaxiaal georiënteerde PET-verpakkingen geproduceerd door ISBM vertonen een aanzienlijk verbeterde weerstand tegen spanningsscheuren en een nauwkeurige halsdraadgeometrie in vergelijking met spuitgegoten alternatieven.

Alle genoemde technische parameters hebben betrekking op gemeten prestatiegegevens van Ever-Power-machines onder standaard fabriekstestomstandigheden. Voor datasheets en advies over machineconfiguratie kunt u contact opnemen met [email protected] of bezoek onze contactpagina.