ペットボトルの作り方

毎日使用しているペットボトルがどのように作られているのか疑問に思ったことはありますか？ペットボトルは現代社会の不可欠な部分となっており、毎年数十億が生産​​されています。飲み物からパーソナルケア製品まで、これらの汎用性の高いコンテナは、幅広いアプリケーションに使用されます。

この記事では、ペットボトルの魅力的な歴史を詳しく見て、私たちの日常生活におけるそれらの重要性を探ります。また、原材料から完成品まで、プラスチックボトルの製造プロセスの概要を説明します。

ペットボトルの進化

ポリエステルプラスチックの早期開発

ポリエステルプラスチックは1833年に出現しました。初期のバージョンは液体ワニスとして使用されました。 1941年までに、デュポン化学者はポリエステルの一種であるPETを開発しました。ペットがボトルの頼りになるプラスチックになるのに数十年かかりました。

ペットとペットボトルの開発における重要なマイルストーン

ペットの旅は20世紀初頭に始まりました。 1970年代はターニングポイントをマークしました。デュポンのナサニエルC.ワイスは、ブローモールディング方法を使用してペットボトルを発明しました。この革新は、不均一な壁や不規則な首のような問題に取り組み、業界に革命をもたらしました。

ボトル製造で使用されるプラスチックの種類

ペットボトルの作成に関しては、すべてのプラスチックが平等に作成されるわけではありません。さまざまな種類のプラスチックには、さまざまなアプリケーションに適したユニークなプロパティがあります。ボトル製造で使用される最も一般的なプラスチックを詳しく見てみましょう。

ポリエチレンテレフタレート（PET）

ペットは、ペットボトルを作るための人気のある選択肢です。軽量で、耐久性があり、透き通っています。これらのプロパティは、飲み物、食品、パーソナルケア製品の包装に最適です。

ペットボトルもリサイクル可能です。それらを溶かして新しいボトルや他の製品に再折りたたむことができます。これにより、無駄を減らし、リソースを節約できます。

高密度ポリエチレン（HDPE）

HDPEは、ボトル製造に使用されるもう1つの一般的なプラスチックです。その強さ、耐久性、化学物質に対する抵抗で知られています。これらの特性により、家庭用クリーナー、洗剤、工業製品の包装に適しています。

HDPEボトルもリサイクル可能です。それらは、新しいボトル、プラスチック製の木材、または遊び場の装備に変えることができます。この汎用性により、HDPEは多くのメーカーにとって人気のある選択肢になります。

塩化ポリビニル（PVC）

PVCは、ボトルの製造で時々使用される剛性プラスチックです。油と脂肪に対する明確さと抵抗性で知られています。これらの品質により、シャンプーやローションなどのパーソナルケア製品のパッケージ化に適しています。

ただし、PVCにはいくつかの欠点があります。特に熱や日光にさらされた場合、化学物質をボトルの内容物に浸出させることができます。これにより、多くのメーカーがより安全な代替品を支持してPVCを段階的に廃止するようになりました。

低密度ポリエチレン（LDPE）

LDPEは、絞りボトルを作るためによく使用される柔軟なプラスチックです。柔らかく、軽量で、さまざまな形に形作られやすいです。これらのプロパティは、簡単に分配する必要がある調味料、ソース、その他の製品をパッケージ化するのに理想的です。

ただし、LDPEにはいくつかの制限があります。 HDPEやPETなどの他のプラスチックほど強くも耐久性もありません。また、融点が低いため、特定のアプリケーションでの使用を制限できます。

ペットボトルの製造プロセス

これらのユビキタスなペットボトルがどのように作られているのか疑問に思ったことはありませんか？それは化学、工学、そしてちょっとした魔法を含む魅力的なプロセスです。プラスチックボトルの製造の世界に飛び込んで探索しましょう！

PETの重合

段階的な説明

1. それはすべて、エチレングリコールとテレフタル酸から始まります。これらの2つの化学物質は、PET（ポリエチレンテレフタレート）の構成要素です。

2. 化学物質は混合され、原子炉で加熱されます。温度は約530°F（277°C）に達します。

3. 高熱と圧力の下で、化学物質は反応します。それらはペット分子の長い鎖を形成します。

4. その後、ペットは冷却され、小さなペレットにカットされます。これらのペレットは、ボトル製造の原料です。

関連する化学反応

• エチレングリコールとテレフタル酸を組み合わせたプロセスは、凝縮重合と呼ばれます。

• 化学物質が反応すると、水分子が放出されます。これが凝縮反応と呼ばれる理由です。

• 反応は真空で起こります。これは、水を追い出し、ペットを純粋に保つのに役立ちます。

プリフォームの作成

プリフォームとは何ですか？

• プリフォームは、ペットボトルの幼児期です。それらは、小さく、テストチューブ型のペットです。

• 首の首が付いたペットボトルを見たことがあるなら、その首はプレフォームの一部でした。

プリフォームの作成方法

1. ペットペレットは、濃厚でシロップ状の液体に溶けるまで加熱されます。

2. この溶融ペットは、プリフォーム型に注入されます。

3. 型は急速に冷却され、ペットをプレフォームの形に固めます。

4. プリフォームは金型から排出され、次の段階に向けて準備ができています。

ペットボトルの一般的な成形方法

ペットボトルにはあらゆる形とサイズがあります。謙虚な水のボトルからシャンプー容器の複雑な輪郭まで、それぞれが正確なエンジニアリングの産物です。このプロセスの中心には、それぞれが独自の強みとアプリケーションを備えたさまざまな成形方法があります。

押出ブローモールディング（EBM）

プロセス説明：

• 溶融プラスチックはパリソンと呼ばれる中空のチューブに押し出されます

• パリソンは型で捕獲され、空気で膨らんでいます

• 膨らんだパリソンが型の形をとり、ボトルを形成します

利点と制限：

• EBMは高速で効率的で、大量生産に最適です

• ハンドルやその他の複雑な形状のあるボトルを作成できます

• ただし、他の方法よりも精度が低くなります

EBMに適した樹脂：

• ポリエチレン（PE）はEBMの最も一般的な選択肢です

• ポリプロピレン（PP）およびポリ塩化ビニル（PVC）も使用されます

噴射ブローモールディング（IBM）

ワンステップと2段階の射出成形：

• ワンステップIBMでは、プレフォームが作られ、1つの連続プロセスでボトルに吹き込まれます

• 2段階のIBMは、プリフォームの作成とボトルの吹き付けを分離します

• 2段階では、プレフォームの保管と輸送が可能になります

利点と欠点：

• IBMは、一貫した壁の厚さと正確な首を持つボトルを生産します

• 小さくて詳細なボトルを作るのに適しています

• しかし、それはEBMよりも遅く、大きなボトルにはそれほど適していません

IBMのアプリケーション：

• IBMは、多くの場合、医療用ボトルや化粧品ボトルに使用されます

• また、ネジトップボトルのように非常に正確なスレッドを必要とするボトルにも使用されています

ストレッチブローモールディング（SBM）

プロセスの概要：

• プレフォームが加熱され、ロッドで伸びます

• 同時に、高圧空気はプレフォームを膨らませます

• ストレッチと吹き声は、ボトルに均一な厚さと強度を与えます

SBMの利点：

• SBMは、透明で強力な軽量ボトルを生産しています

• ストレッチングはプラスチック分子を整列させ、ボトルの特性を高めます

SBMと互換性のある樹脂：

• ポリエチレンテレフタレート（PET）は、SBMの主要な樹脂です

• ペットの明快さと強さは、炭酸飲料ボトルに最適です

射出成形

射出成形容器の特性：

• 射出成形は、正確で詳細なボトルを生成します

• キャップ、蓋、その他の剛性部品に使用されます

• 射出成形ボトルはしばしば厚い壁を持ち、不透明です

射出成形に使用される樹脂：

• ポリプロピレン（PP）は一般的に射出成形されています

• 高密度ポリエチレン（HDPE）も使用されます

多層ボトルの共抽出

最新のボトル吹きテクノロジー：

• 共抽出は、異なるプラスチックの複数の層を組み合わせています

• 各層は、酸素障壁やUV保護などの特定の特性に寄与します

多層ボトルの利点：

• 多層ボトルは、製品の貯蔵寿命を延長できます

• また、ボトルの強さと外観を高めることもできます

アプリケーションと潜在的な用途：

• 多層ボトルは、飲食物の包装に使用されます

• それらは、光や酸素に敏感な製品に特に便利です

品質保証とテスト

ペットボトルはシンプルに見えるかもしれませんが、安全で信頼性が高いことを確認するために多くのことがあります。それが品質保証とテストが始まるところです。彼らがあなたの手に届く前にボトルが通過するいくつかの厳しいテストのいくつかを探りましょう。

耐耐性テスト

それがどのように実行されるか

• ボトルは水で満たされ、その後、さまざまな高さから落ちます

• 高さとオリエンテーションは、実際の影響をシミュレートするために慎重に制御されます

• ドロップ後、ボトルは亀裂、漏れ、またはその他の損傷が検査されます

なぜそれが重要なのか

• ボトルはしばしば工場からあなたの家への大まかな旅をしています

• それらは、包装、輸送、または在庫中に落とされる可能性があります

• 衝撃耐性テストにより、ボトルはこれらの隆起と転倒に耐えることができます

圧力テスト

それがどのように実行されるか

• ボトルには圧縮空気または水が詰まっています

• ボトル内の圧力が徐々に増加します

• 技術者は、ストレスや失敗の兆候についてボトルを監視します

なぜそれが重要なのか

• 多くのボトル、特に炭酸飲料のボトルは一定の圧力にさらされています

• ボトルがこの圧力に耐えられない場合、爆発したり漏れたりする可能性があります

• 圧力テストは、ボトルのデザインまたは製造の弱点を識別します

透過性検査

それがどのように実行されるか

• ボトルは特別なガス混合物で満たされています

• その後、それらは封印され、制御された環境に配置されます

• 時間が経つにつれて、技術者はボトル内のガス組成の変化を測定します

なぜそれが重要なのか

• ビールやジュースなどの一部の製品は、酸素によって甘やかされる可能性があります

• ボトルが透過性が強すぎると、酸素が浸透して内容物を台無しにする可能性があります

• 透過性テストにより、ボトルが適切な障壁を提供することが保証されます

透明性検査

それがどのように実行されるか

• ボトルは明るい光源の前に配置されています

• 技術者または自動化されたシステムは、ヘイズ、粒子、またはその他の欠陥を探します

• 明確な基準を満たさないボトルは拒否されます

なぜそれが重要なのか

• 多くの製品にとって、ボトルの外観はその機能とほぼ同じくらい重要です

• 顧客は内部の製品を見たいと思っています、そして、ボトルの欠陥は不快になる可能性があります

• 透明性検査は、すべてのボトルが審美的な基準を満たすことを保証するのに役立ちます

結論

ペットボトルがどのように作られているかを理解することが重要です。ペットボトルの進化を調査しました。初期の開発と重要なマイルストーンは、PETの役割を強調しました。

ボトルで使用されるプラスチックの種類を掘り下げました。 PET、HDPE、PVC、およびLDPEには、それぞれ独自のプロパティと用途があります。

製造プロセスは段階的に詳細でした。重合、プリフォームの作成、およびさまざまな成形技術について説明しました。

このプロセスを知ることは、単純なプラスチックボトルの背後にある複雑さを理解するのに役立ちます。また、リサイクルと持続可能な慣行の重要性を強調しています。