ขั้นตอนการทำหลอดพรีฟอร์มและการขึ้นรูปขวด

กระบวนการเปลี่ยน เม็ดพลาสติก PET ให้กลายเป็นขวดพลาสติกใสที่เราใช้กันในชีวิตประจำวัน จะต้องผ่าน 2 ขั้นตอนหลัก คือ การฉีดขึ้นรูปเป็น หลอดพรีฟอร์ม (Preform) และการนำหลอดนั้นมา เป่าขยายให้กลายเป็นขวด (Stretch Blow Molding) โดยมีรายละเอียดดังนี้ครับ

1. ขั้นตอนการทำหลอดพรีฟอร์ม (Preform Injection Molding)

หลอดพรีฟอร์มคือ “ชิ้นงานกึ่งสำเร็จรูป” ที่มีลักษณะคล้ายหลอดทดลองวิทยาศาสตร์ มีความหนา แต่ส่วนหัว (ปากขวดและเกลียว) จะถูกขึ้นรูปจนเสร็จสมบูรณ์ 100% ตั้งแต่ขั้นตอนนี้

- การอบไล่ความชื้น (Dehumidifying Drying): เม็ดพลาสติก PET ไวต่อความชื้นมาก ก่อนผลิตต้องอบที่อุณหภูมิประมาณ 160–180 °C เป็นเวลา 4–6 ชั่วโมง หากมีความชื้นหลงเหลือพลาสติกจะเสื่อมสภาพ ขวดจะเปราะและเกิดฝ้าขุ่น
- การหลอมละลายและฉีด (Plasticization & Injection): เม็ด PET ที่แห้งสนิทจะถูกป้อนเข้าเครื่องฉีดพลาสติก (Injection Molding Machine) หลอมละลายด้วยความร้อนประมาณ 270–295 °C จนกลายเป็นของเหลวหนืด
- การอัดเข้าแม่พิมพ์และหล่อเย็น (Molding & Cooling): สกรูจะอัดพลาสติกเหลวเข้าแม่พิมพ์หลอดพรีฟอร์มด้วยแรงดันสูงมาก ระบบหล่อเย็นด้วยน้ำเย็นจัดในแม่พิมพ์จะทำให้พลาสติกเซตตัวแข็งภายในไม่กี่วินาที
- ผลลัพธ์: ได้ หลอดพรีฟอร์ม (Preform) ที่มีความใส เนื่องจากพลาสติกถูกทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็ว (Quenching) จนโมเลกุลไม่มีเวลาจัดเรียงตัวเป็นผลึกสีขุ่น

2. ขั้นตอนการเป่าขยายเป็นขวด (Stretch Blow Molding)

ขั้นตอนนี้นิยมทำในโรงงานบรรจุน้ำดื่มโดยตรง เพื่อประหยัดพื้นที่ในการขนส่ง (ขนส่งหลอดพรีฟอร์มประหยัดพื้นที่กว่าขนส่งขวดเปล่าขนาดยักษ์)

การให้ความร้อนซ้ำ (Reheating): หลอดพรีฟอร์มจะถูกลำเลียงผ่านตู้อบลมร้อนหรือหลอดอินฟราเรด (Infrared Heating) เพื่อทำให้เนื้อพลาสติกบริเวณตัวหลอดนิ่มและยืดหยุ่นได้อีกครั้ง (อุณหภูมิประมาณ 90–115 °C) โดยจะเว้นส่วนปากขวดและเกลียวไว้ไม่ให้โดนความร้อน เพื่อรักษาทรงไม่ให้บิดเบี้ยว
การยืดตัวตามแนวดิ่ง (Mechanical Stretching): หลอดพรีฟอร์มที่นิ่มแล้วจะถูกส่งเข้าแม่พิมพ์ขวด (Bottle Mold) จากนั้น แกนยืด (Stretch Rod) จะพุ่งลงมาจากด้านบนเพื่อดันก้นหลอดให้ยืดตัวยาวลงมาจนสุดก้นแม่พิมพ์
การเป่าลมแรงดันสูง (High-Pressure Blowing): ในจังหวะเดียวกับที่แกนยืดพุ่งลงมา ลมร้อนแรงดันสูง (ประมาณ 25–40 bar) จะถูกเป่าเข้าทางปากขวด ดันเนื้อพลาสติกที่กำลังนิ่มให้ขยายตัวออกไปแนบสนิทกับผนังแม่พิมพ์ขวด
การคงรูปและปลดชิ้นงาน (Cooling & Ejection): เนื้อพลาสติกเมื่อสัมผัสกับผนังแม่พิมพ์ที่มีน้ำเย็นไหลเวียนอยู่จะแข็งตัวทันที แม่พิมพ์จะเปิดออก และหุ่นยนต์จะจับ ขวด PET สำเร็จรูป ออกมาพร้อมส่งเข้าสายพานบรรจุน้ำดื่มต่อไป