De productie van PET-preforms is een van de veeleisendste takken van het kunststofspuitgieten. Op dezelfde machine lopen 48, 72 of zelfs 144 vormholtes tegelijk; de cyclustijd wordt in seconden gemeten, en de kleinste afwijking in het vochtgehalte van de grondstof is direct terug te zien in de productkwaliteit.
In deze gids leggen we uit waar preformproductie afwijkt van standaard spuitgieten, waar u op moet letten bij de keuze van een machine en waarom drogen vóór alle andere parameters gaat.
Waarin verschilt PET van standaard spuitgieten?
| Standaard spuitgieten | PET-preform | |
|---|---|---|
| Aantal vormholtes | 1 – 16 typisch | 48 – 144 |
| Cyclustijd | 15 – 60 s | 8 – 15 s |
| Matrijstemperatuur | 40 – 120 °C | 5 – 15 °C (koud) |
| Droogtolerantie | Flexibel | Verplicht en nauw |
| Kwaliteitscriterium | Maatvoering, oppervlak | Maatvoering, oppervlak + IV, AA, helderheid |
Het opvallendste verschil is de matrijstemperatuur: de preformmatrijs wordt bewust koud gehouden. Het doel is dat PET in amorfe (transparante) toestand stolt voordat het kristalliseert. Een preform die langzaam afkoelt, kristalliseert; hij wordt troebel en bros en laat zich in de rekblaasfase niet goed blazen.
1. Drogen — gaat vóór al het andere
PET is hygroscopisch: het bindt het vocht uit de lucht chemisch. Wordt vochtig PET verwerkt, dan treedt hydrolyse op — de polymeerketen breekt en de IV-waarde (intrinsieke viscositeit) van het materiaal daalt.
De gevolgen van IV-verlies zijn onomkeerbaar:
- De preform wordt troebel en verliest zijn helderheid
- De wanddikte verdeelt zich tijdens het blazen ongelijkmatig
- De drukbestendigheid van de fles daalt, met kans op barsten bij koolzuurhoudende dranken
- Er verschijnen zilverstrepen op het oppervlak
Droogcondities
| Parameter | Waarde |
|---|---|
| Droogtemperatuur | 160 – 180 °C |
| Droogtijd | 4 – 6 uur |
| Dauwpunt | −40 °C |
| Beoogd vochtgehalte | onder 0,005% (50 ppm) |
Deze condities zijn met een gewone hete lucht droger niet te halen. Er is een droge lucht droger (desiccant) in hogetemperatuuruitvoering nodig — de EasyDry HT-serie is precies voor dit bereik ontworpen (50 – 170 °C).
Het kritieke punt: Gedroogd PET mag op weg naar de machine geen vocht opnemen. Het moet via een gesloten leiding van de droger naar de machine worden gevoerd; gedroogd PET dat in een open trechter staat, neemt binnen enkele uren het vocht weer op. Daarom is een centraal transportsysteem op preformlijnen geen voorkeur maar een noodzaak.
Meer over dit onderwerp: Kunststofgranulaat drogen en hygroscopische kunststoffen
2. AA-waarde (acetaldehyde)
Bij het verwerken van PET op hoge temperatuur komt acetaldehyde vrij. Deze stof geeft water een zoetige smaak; bij de productie van waterflessen is de AA-waarde een van de belangrijkste kwaliteitscriteria.
Factoren die de vorming van AA verhogen:
- Een hogere smelttemperatuur dan nodig
- Te veel afschuiving in de schroef — een verkeerd schroefontwerp of een te hoog toerental
- Materiaal dat lang in de cilinder verblijft
- Dode zones en stilstaand materiaal in de hotrunner
Daarom gebruiken preformmachines een PET-specifieke schroefgeometrie en een nauwkeurige temperatuurregeling. Bij toepassingen voor waterflessen ligt het doel meestal onder 3 ppm.
3. Sluitkracht en aantal vormholtes
Omdat de preformmatrijs veel vormholtes heeft, loopt het totale geprojecteerde oppervlak snel op:
Benodigde sluitkracht = geprojecteerd oppervlak van één preform × aantal vormholtes × factor voor de matrijsbinnendruk
Voor preforms wordt de factor aan de hoge kant genomen (0,6 – 0,8 ton/cm²), omdat de dunne, lange vloeiweg een hoge inspuitdruk vraagt.
Een indicatief bereik in de praktijk:
| Aantal vormholtes | Typische sluitkracht |
|---|---|
| 24 – 32 vormholtes | 250 – 350 ton |
| 48 vormholtes | 350 – 450 ton |
| 72 vormholtes | 450 – 550 ton |
| 96 vormholtes en meer | 550 – 650 ton en meer |
De uiteindelijke waarde hangt af van het preformgewicht en het halstype; ga uit van het geprojecteerde oppervlak dat de matrijzenbouwer opgeeft.
4. Plastificeercapaciteit — het echte knelpunt
Bij preformproductie wordt de machine meestal niet door de sluitkracht beperkt maar door de plastificeercapaciteit (kg/u). 96 vormholtes vullen in een cyclus van 8 seconden betekent dat de schroef in die tijd het benodigde materiaal moet smelten en klaarzetten.
De berekening is eenvoudig:
Benodigde capaciteit per uur (kg/u) = shotgewicht (g) × 3.600 / cyclustijd (s) / 1.000
Voorbeeld: 48 vormholtes × 25 g = 1.200 g shot, cyclus van 10 seconden → 432 kg/u.
De plastificeercapaciteit van de machine moet boven deze waarde liggen; werken op de grens verhoogt het schroeftoerental, wat op zijn beurt de afschuifwarmte en de AA-waarde verhoogt.
5. Schroef en spuitunit
Een PET-schroef verschilt van een standaardschroef:
- L/D-verhouding van 22 – 24 — voor voldoende smelten en homogeniteit
- Lage compressieverhouding — voorkomt te veel afschuifwarmte
- Barrière- of PET-specifieke geometrie
- Groot inspuitvolume, om het shot voor alle vormholtes in één keer te leveren
De smelttemperatuur wordt meestal in het bereik 275 – 295 °C gehouden. De bovengrens van de temperatuur wordt bepaald door de AA-waarde, de ondergrens door het risico op onvolledige vulling en invriezen. Waarden per materiaal: Tabel met verwerkingswaarden van materialen
6. Hotrunner en matrijs
In een preformmatrijs met 96 vormholtes is elke spuitneus een afzonderlijke temperatuurzone. Een afwijking in één zone beïnvloedt elke preform uit die vormholte — en dat wordt pas in de blaasfase opgemerkt.
Op deze schaal is de keuze van de regelunit cruciaal: individuele bewaking en alarmen per zone zijn onmisbaar. De JETmaster TP-serie voorziet in deze behoefte in het bereik van 24 – 240 zones.
Aan de matrijskant is de balans van de koelcircuits doorslaggevend. Bij een temperatuurverschil tussen vormholtes lopen preformgewichten en wanddiktes uiteen. Tempereerapparaten houden deze balans constant.
7. Doseren van kleur en additieven
Bij preformproductie zijn de percentages voor kleur (blauwe tint, UV-barrière) en additieven zeer laag — meestal in het bereik van 0,1 – 1%. Bij zulke kleine percentages vertaalt een afwijking bij volumetrisch doseren zich direct in kleurverschillen.
Gravimetrische doseersystemen elimineren deze afwijking omdat ze op gewicht meten; bovendien brengen ze het masterbatchverbruik terug tot het niveau dat werkelijk nodig is.
8. De DKM PET-serie
De DKM PET-serie bestaat uit machines van de derde generatie die zijn ontworpen voor preformproductie:
| Model | Sluitkracht |
|---|---|
| DKM-250PET | 2.500 kN |
| DKM-350PET | 3.500 kN |
| DKM-450PET | 4.500 kN |
| DKM-550PET | 5.500 kN |
| DKM-650PET | 6.500 kN |
Gemeenschappelijke kenmerken van de serie: een PET-schroef met L/D 24, een lage AA-waarde dankzij PID-temperatuurregeling, een hoge plastificeercapaciteit en een ruime doorlaat tussen de trekstangen, geschikt voor meervoudige matrijzen.
Checklist
Controleer bij het opzetten van een preformlijn in deze volgorde:
1. Drogercapaciteit — dekt die uw verbruik per uur bij een verblijftijd van 4 – 6 uur? 2. Dauwpunt — wordt het gemeten en wordt −40 °C gehaald? 3. Gesloten toevoerleiding — bereikt het gedroogde materiaal de machine zonder vocht op te nemen? 4. Plastificeercapaciteit — ligt die boven de kg/u-waarde die u hebt berekend? 5. Sluitkracht — is de berekening aantal vormholtes × geprojecteerd oppervlak gemaakt? 6. Aantal hotrunnerzones — dekt dat alle spuitneuzen van de matrijs? 7. Matrijskoeling — is het temperatuurverschil tussen de vormholtes gemeten? 8. Doseernauwkeurigheid — wordt er gravimetrisch gedoseerd bij additieven in lage percentages?
Voor de keuze van machines en randapparatuur voor uw preformlijn kunt u ons team voor technische ondersteuning raadplegen.
Zodra sluitkracht en aantal vormholtes voor de preformproductie duidelijk zijn, kunt u verder naar de machinekant: de PET-specifieke serie en alternatieve sluitkrachten staan bij de series kunststofspuitgietmachines.