Как появились изделия из пластиковых бутылок история. История стеклянной бутылки. Общие сведения о пластиковых бутылках

Натаниэл Уайет родился в семье известного художника и иллюстратора Ньюэлла Конверса Уайета. Его брат Эндрю и обе сестры пошли по стопам отца, а вот маленький Нат уже в возрасте трех лет проявлял явный интерес к механизмам (например, пружинам и тормозам своей коляски).

После окончания Пенсильванского университета Нат работал в компании Delco, однако через некоторое время он перешел в химический концерн DuPont, где и проявился по-настоящему его изобретательский талант: от усовершенствований типа незасоряющихся клапанов и магнитных роликов для производства полипропиленового нетканого материала Typar до полностью автоматической машины по производству динамитных шашек. Но над самым известным изобретением Натаниэл начал работу в 1967 году.

В одном из разговоров с коллегами он предложил делать из пластика бутылки для газированных напитков. Собеседники высказали мнение, что пластик не выдержит давления углекислого газа. Вечером Нат купил пластиковую бутылку моющего средства, дома вылил содержимое в раковину, залил внутрь имбирный эль и положил в холодильник. На следующее утро бутылку раздуло и она оказалась зажата между полками.

Уайет стал экспериментировать с различными видами полимеров. Он знал, что нейлон можно усилить, ориентировав его молекулы, но в данном случае нужно было увеличить прочность материала в двух направлениях! Решением явилась форма для бутылок, исчерченная перекрестными нарезами, так что молекулы полимера во время прессования выстраивались нужным образом.

Последним штрихом стала замена полипропилена более эластичным полиэтилентерефталатом (PET). Бутылки из полиэтилентерефталата получались прозрачными, легкими, прочными, эластичными и совершенно безопасными.

Еще одно немаловажное достоинство полиэтилентерефталата - то, что он отлично подходит для вторичной переработки.

Хотя в 1973 году, когда Натаниэл Уайет запатентовал процесс, переработка не была приоритетной, уже в 1977 году бутылки стали использоваться вторично. И сегодня этот полимер является основным компонентом вторичной переработки - именно таким образом в США производится почти половина всех полиэфирных волокон.

Пластиковые бутылки

Пластиковые бутылки находят большое применение в домашнем хозяйстве. В странах третьего мира, где обычная европейская посуда и емкости редки, пластиковые емкости имеют существенный спрос, в Эфиопии использованные бутылки продаются прямо на рынках.

В странах Африки из сплющенных полуторалитровых бутылок делают сандалии. Из бутылок делают скворечники, мышеловки, воронки и горшочки для рассады, их используют для защиты молодых ростков риса, вешают на забор в качестве пугала от ворон, а также используют в качестве водонепроницаемых колпаков на верхушках столбов. В Индонезии - стабилизаторы для придания устойчивости рыбацким лодкам.

ИСТОРИЯ

В качестве сырья для производства ПЭТ бутылок используется полиэтилентерефталат (ПЭТ) .
Впервые полиэтилентерефталат был получен в 1941 году специалистами "British Calico Printers" (Англия) в виде синтетического волокна. Авторские права на использование нового материала были приобретены компаниями "DuPont" и "ICI", в свою очередь продававшими лицензии на использование волокна из полиэтилентерефталата многим другим компаниям.
До середины 60-х ПЭТ использовали для создания текстильных волокон, после стали использовать для изготовления упаковочной пленки, а в начале 70-х годов в компании "DuPont" на свет появилась первая ПЭТ-бутылка ("DuPont" хотела получить пластиковую тару, которая смогла бы составить конкуренцию стеклу при изготовлении емкостей для розлива газированных и спокойных напитков).
На сегодняшний день изготовление пищевой тары является наиболее существенной областью применения ПЭТ гранулята. Пионерами в деле создания первых промышленных аппаратов по выдуву выступили компании "Sidel" (Франция) и "Krupp Corpoplast" (Германия).*

* Преобразована в "SIG Corpoplast GmbH", входит в группу компаний "SIG Beverages".

СВОЙСТВА ПЭТ-ТАРЫ

Преимущества ПЭТ многочисленны. Обычная пол-литровая ПЭТ-бутылка весит около 28 г, в то время как стандартная бутылка того же объема, сделанная из стекла, может весить около 350 г. ПЭТ абсолютно прозрачен, бутылка, изгтовленная из этого материала, выглядит чистой, привлекательной, естественная прозрачность материала делает его идеальным для розлива газированной воды. Кроме того, ПЭТ можно окрасить, например, в зеленый или коричневый цвет, для того, чтобы внешний вид продукции максимально соответствовал запросам потребителей. Использование пластиковых бутылок помогает устранить такой неприятный эффект, как бой тары при транспортировке, свойственный стеклотаре, при этом ПЭТ, как и стекло, прекрасно (и полностью) перерабатывается. В целом, в настоящее время ПЭТ-упаковка с ее безграничным инновационным потенциалом и широкими возможностями в смысле дизайна рассматривается, скорее, не как конкурент стеклотаре, а как материал, способный открыть совершенно новые рынки и породить абсолютно новые потребительские приоритеты.

Существенными недостатками ПЭТ-тары является ее относительно низкие барьерные свойства. Она пропускает в бутылку ультрафиолетовые лучи и кислород, а наружу - углекислоту, что ухудшает качество и сокращает срок хранения пива. Это связано с тем, что высокомолекулярная структура полиэтилентерефталата не является препятствием для газов, имеющих небольшие размеры молекул относительно цепочек полимера. Максимальный срок хранения пива в ПЭТ называется разный, во многом он зависит от региона, в котором производится розлив.

Так, по немецким стандартам, пиво в ПЭТе становится негодным для употребления уже через две недели, по нашим - может храниться три-четыре месяца. Однако все эксперты сходятся в одном: максимальное повышение степени газо- и светонепроницаемости пластиковой бутылки, а соответственно, срока хранения пива, является насущной проблемой. Особенно активно работают над решением этой задачи компании "Sidel", "SIG Corpoplast" и "Sipa".

Основными, наиболее перспективными направлениями признаны (в хронологическом порядке): использование многослойной технологии , изготовление бутылок из альтернативных пластиков , внесение в ПЭТ специальных "барьерных" добавок и напыление "барьерных" слоев из другого материала . Кроме этого, ведутся работы по оптимизация формы бутылки для достижения наилучшего соотношения поверхности и объема.

Многослойная бутылка
Многослойная технология на сегодня является, пожалуй, наиболее распространенной и надежной, так как успела пройти апробацию временем. Произведенная по этой технологии бутылка напоминает слоеный пирог: между пленочными слоями полиэтилентерефталата находится слой (или слои) специального полимера, препятствующего проникновению газа и ультрафиолетовых лучей (пассивный барьер) или поглощающего кислород (активный барьер). Наружный и внутренний слои бутылки обычно изготавливают из чистого ПЭТа. В зависимости от количества внутренних "барьерных" прослоек общее количество пленочных слоев колеблется от трех до пяти. Наиболее существенным недостатком многослойной тары является более высокая (относительно обычной однослойной) цена - оборудование для производства многослойной ПЭТ-бутылки стоит, в среднем, вдвое дороже обычного. Многослойную ПЭТ-бутылку используют для розлива своих брэндов такие известные компании, как "Budweiser", "Carlsberg", "Grolsch", "Holsten", "Miller" и другие.

Еще одним недостатком является то, что применение многослойной технологии производства ПЭТ-бутылки ограничивает возможность ее вторичной переработки. В то же время трехслойная технология применяется в Германии, Швейцарии, Швеции, Австралии и Новой Зеландии для утилизации вторичного ПЭТа: он помещается между пленочными слоями нового полиэтилентерефталата. Барьерные свойства такой бутылки ничуть не улучшаются, но с экологической точки зрения такой ход может быть оправдан.

Пассивный барьер
Наиболее "популярной" на сегодняшний день является технически наиболее простая трехслойная ПЭТ-бутылка, в которой между двумя слоями полиэтилентерефталата расположен слой нейлона (чаще всего Nylon MXD6). Преимуществами нейлона являются неплохие барьерные свойства, высокая прозрачность, низкая стоимость. Еще лучшими барьерными свойствами обладают этиленвинилакоголь - ЭВОН (EVON) и этиленвинилацетат - ЭВА (EVA). Но у EVA есть заметный недостаток: от влажности он теряет свои защитные качества. Срок годности пива в многослойной ПЭТ-бутылке с использованием этих защитных слоев увеличивается от четырех до шести раз.

Активный барьер
В качестве сугубо активного барьера сегодня можно назвать сополиэфир-кислородопоглотитель "Amosorb". Большинство компаний предпочитают работать над созданием комбинированных вариантов барьерных слоев, не только поглощающих кислород, но и не пропускающих углекислый газ. Среди наиболее известных материалов - "Aegis", "Amazon", "Bind-Ox", "DarEVAL", "Oxbar", "SurShield". По словам специалистов, стоимость ПЭТ-бутылки с активным барьеров практически на порядок выше аналогичной однослойной тары.

Напыление барьерного слоя
Напыление слоя с повышенными барьерными свойствами является очень дорогостоящим процессом. Для его проведения необходимо добавочно закупать специальное оборудование, в том числе вакуумные машины стоимостью от 1 до 1,5 миллиона Евро.

Но пока эти технологии ввиду их крайней дороговизны не получили широкого распространения. Напыление может быть как внутренним, так и наружным. Внутреннее напыление создается при помощи так называемой "плазменной технологии". По этой методе ПЭТ-бутылку наполняют специальной газовой смесью, после чего воздействуют на нее мощным микроволновым импульсом. В результате этого газовая смесь на ничтожный период времени переходит в состояние плазмы, после чего оседает тончайшим слоем на стенках бутылки. Наиболее известными являются углеродные смеси смеси "Actis", "DLC", а также смеси "Glaskin", "VPP". Кроме этого используется технология напыления на внутреннюю поверхность бутылки кварцевого стекла (технологии фирм "SIG Corpoplast" и "HiCoTec"). Для наружного напыления ПЭТ-бутылка помещается в специальную камеру с газовой смесью, которая осаждается на внешней поверхности тары. Для этого используются спреи "Bairocade", "SprayCoat", "Sealica".

Внесение барьерных добавок
В большинстве своем в качестве добавок используются те же барьерные материалы, которые применяются при изготовлении многослойной тары. Это является наиболее недорогим путем повышения барьерных свойств ПЭТ-бутылки. Чаще всего к полиэтилентерефталату добавляется "Amosorb" (в качестве кислородопоглотителя), нейлон и полиэтиленнафталат (ПЭН). Но тут возникает дилемма: чем большее количество добавок внесено в ПЭТ, тем выше барьерные свойства бутылки и тем дороже она стоит. К тому же большое количество добавок приводит к помутнению ПЭТа. Золотой серединой при использовании ПЭНа в качестве добавки является величина в 8-10%.

Альтернативные материалы
Основным альтернативным материалом для изготовления пластиковой пивной бутылки пока остается полиэтиленнафталат. ПЭН имеет высокие барьерные и термоустойчивые свойства (на порядок выше, чем у ПЭТа), что продлевает срок годности пива и позволяет пастеризовать его. В то же время цена на этот полимер все еще остается довольно высокой (относительно полиэтилентерефталата), что ограничивает его широкое применение. Исключением являются страны, в которых правительство стимулирует использование пивоварами многоразовой пластиковой тары.

В Европе около 40% от общего количества тары, используемой при розливе пива, занимает многоразовая ПЭН-бутылка. От одноразовой ее, прежде всего, отличает более тяжелый вес - около 100 граммов. Использоваться такая бутылка может до 40 раз. При каждом розливе на бутылку наносится специальная отметка, благодаря чему ведется учет "оборотов" тары. После нанесения последней отметки бутылка идет на общую утилизацию. В европейском регионе в многоразовую ПЭН-бутылку разливаются бренды "Carlsberg" и "Tuborg".

ПРОИЗВОДСТВО ПЭТ-БУТЫЛОК

Расширение использования ПЭТ-тары как ориентированной на инновации и обращенной в будущее продукции идет нога в ногу с разработкой и внедрением в производство оборудования для изготовления пластиковых бутылок и розлива в них. Оборудования, оснащенного такими функциями и возможностями, как полностью автоматизированные контроль и отбраковка, задание и изменение всех операционных параметров для каждой бутылки или ее содержимого, сенсорный контроль в режиме реального времени и техническая поддержка со стороны производителя оборудования, осуществляемая через Интернет.

Одно из основных преимуществ ПЭТ-тары - это та простота, с которой производитель напитков может смонтировать линию по изготовлению ПЭТ-тары прямо на своем предприятии, а такой путь существенно удешевляет тару и, соответственно, весьма привлекателен для производителей пива и напитков. С полностью автоматизированной линии по выпуску бутылок последние поступают непосредственно на линию розлива. Таким образом, не требуется дополнительных затрат и площадей для складирования и транспортировки, а производитель получает возможность самостоятельно определять параметры тары (стандартный объем обычно - от 0,5 до 3 л) и разрабатывать ее дизайн. Поскольку ПЭТ-бутылки очень легки и не бьются, им не требуются ящики. Их вполне достаточно упаковать в полиэтиленовую пленку с картонным поддоном или даже без него. Этот фактор ведет к дальнейшей экономии на упаковочных материалах, очистке тары (ящиков), транспортировке и т.д. Размеры ПЭТ-бутылок постоянно увеличиваются. Бутылки, предназначенные для воды и растительного масла, в наши дни зачастую достигают емкости 10 или даже 20 л.

Преформы
ПЭТ-бутылки производятся с помощью процесса, известного как формовка внутренним надуванием (injection stretch blow moulding, ISBM) . Процесс этот стал объектом многочисленных корректировок и улучшений и, таким образом, в настоящее время он прекрасно изучен, понятен и хорошо контролируем.

ISBM - это двуступенчатый процесс , включающий изготовление "матрицы", то есть преформы , с виду напоминающей тонкую стеклянную пробирку (фаза 1). Затем преформа размягчается путем нагревания и с помощью внутреннего наддува воздуха из нее изготовляется полноразмерная бутылка (фаза 2). Горлышку бутылки окончательный вид придается еще на стадии изготовления преформы. Собственно, в дальнейшем выдувается только тулово бутылки. Особенность всех ПЭТ-бутылок - кольцо на горлышке. Оно находится на горлышке преформы, располагаясь несколько ниже резьбы. Оно позволяет механически захватывать и перемещать преформу к месту окончательного выдува, а также облегчает транспортировку готовой бутылки.

Преформы изготавливаются с помощью многоячеечного оборудования, способного за один цикл выдува изготавливать до 144 преформ. Производство преформ - это, собственно, совершенно особая область, причем на качество преформы и ее способность превратиться в полноценную ПЭТ-бутылку влияют многочисленные специфические факторы. Однако число производителей, предлагающих стандартные преформы, готовые для производства из них стандартной бутылки, очень велико. На рынке представлены разновидности преформ с различным размером горлышка. Наибольшей популярностью у производителей напитков пользуются бутылки с размером горлышка 28 мм (имеется в виду внешний диаметр, включая резьбу - Ред.), впрочем, выпускаются и образцы с большим размером горлышка или с горлышком, предназначенным для укупорки кронен-пробкой. Вес материала преформы определяется в основном конечной емкостью готовой бутылки, которая будет изготовлена из данной преформы, а также толщиной стенок бутылки. Уже в течение нескольких лет производятся цветные преформы, в основном коричневые, зеленые и голубые. Производители красителей и добавок в наши дни предлагают весьма широкий спектр цветов, причем красители специально разработаны для ПЭТ.

Для изготовления ПЭТ-тары имеется два типа оборудования, а именно однофазное и двухфазное . В однофазном процессе преформа изготавливается из гранул полиэтилентерефталата в той же машине, в которой в дальнейшем из нее выдувается готовая бутылка. Собственно говоря, в таком случае обе фазы изготовления бутылки совмещаются в одном оборудовании, так что преформы зачастую поступают на конечный выдув еще теплыми.

В двухфазном процессе преформа изготавливается на одной машине и лишь затем транспортируется для выдува бутылки на другую, отвечающую за вторую ступень процесса, или помещается на склад, где и хранится, пока не будет востребована. Это иногда имеет смысл, поскольку преформа занимает места примерно в 12 раз меньше, чем готовая бутылка, а кроме того, необходимо учитывать, что одна и та же преформа может быть использована для производства разных бутылок. Поскольку вторая стадия двухфазного процесса значительно короче первой, то в таком варианте возможно добиться очень высокой производительности оборудования, выпускающего конечную продукцию, если только соответствующих преформ будет в достатке. Обычно одна машина производит 1200-1400 бутылок в час.
Производительность оборудования зависит от числа выдувных ячеек в той или иной машине, а также от времени рабочего цикла, которое в свою очередь определяется толщиной стенок преформы и временем ее остывания.

Производитель напитков, решивший остановиться на двухфазном процессе изготовления ПЭТ-бутылок, может и производить преформы самостоятельно, и покупать их на стороне. Второй вариант придает производителю большую гибкость на начальной стадии производства, а также избавляет его от необходимости контолировать качество сырья, следить за тем, достаточно ли оно сухое и, соответственно, пригодно ли для применения. Кроме того, в дальнейшем он может наладить и собственное производство преформ, если такая необходимость возникнет. Покупка преформ также позволяет варьировать их типы, вес и т.п. без дополнительных затрат времени и средств на замену недешевых ячеек для выдува. Производитель напитков может выбрать преформу для производства бутылки, наиболее подходящей для его продукции, будь то прозрачная ПЭТ-бутылка емкостью 2 л для минеральной воды, окрашенная в коричневый цвет преформа для пол-литровой пивной бутылки или более тяжелая - для оборотной бутылки для розлива газированных напитков. Смена продукции облегчается - фактор, который с учетом значительных объемов производства становится весьма существенных для многих производителей напитков.

Широкий выбор предлагаемых на рынке преформ решительно упрощает задачу выбора тары для небольших компаний - производителей напитков. Они с легкостью могут приобрести требующиеся им преформы из ПЭТ, ПЭН или композитного материала. Предлагаются также многослойные преформы с внутренним слоем из нейлона или другого высокопрочного материала, служащего для того, чтобы повысить потребительские свойства бутылки. Возможно даже включить в состав преформы слой вторичного полиэтилентерефталата, не входящий в непосредственный контакт с содержимым бутылки, что иногда делается для сокращения расходов на сырье. Конечные свойства той или иной преформы диктуются многообразными и многочисленными факторами, отражающими как процесс производства, так и дальнейшую судьбу заполненной бутылке на рынке. Эти факторы включают в себя не только размер и содержимое бутылки, но и способ розлива (горячий розлив и т.д.), тип укупорки горлышка соответствующего диаметра (который может быть куда больше стандартных 28 мм, например, у широкогорлых ПЭТ-бутылок - до 60 мм) и способ складирования, зависящий от условия функционирования конечной продукции на потребительском рынке той или иной страны, а также от структуры дистрибьюторской сети. Наладил ли производитель напитков выпуск собственных преформ, будь то однофазный или двухфазный способ, или приобретает их на стороне, следующим шагом для него станет изготовление, то есть выдув, ПЭТ-бутылки как таковой.

Выдув ПЭТ-бутылки
Внутренний дизайн и производительность оборудования значительно варьируют в зависимости от производителя, однако основные принципы его работы остаются неизменными. Выбор того или иного оборудования диктуется необходимым и объемами продукции, компоновкой оборудования на уже существующем предприятии и, разумеется, ценой.

Самый простой вариант - это загружаемые вручную машины, в которых нагреватель преформ и блок выдува фактически представляют собой отдельные части. Такого рода оборудование предназначено для производителей напитков с очень небольшими объемами выпуска продукции, поскольку довольно дешевы, но обладают достаточной производительностью, которая, как правило, составляет у машин такого типа 1000-1200 бутылок в час у агрегата с двумя ячейками для выдува 1-литровых бутылок. Особенности производства могут потребовать и оборудования, представляющего собой автоматизированную линию. В таком случае с одного ее конца формы автоматически загружаются в машину, а с другого - выходят готовые бутылки, которые опять-таки автоматически подаются непосредственно на линию розлива. Обычно в агрегатах с такой конфигурацией нагреватель преформ выполняется в форме скобы, вертикальной или горизонтальной, что делается в целях экономии пространства. Ротационные машины состоят из постоянно движущегося колеса, проводящего преформы через секцию нагрева, откуда они, после соответствующего уравнивания температуры, поступают на выдув. Здесь преформы загружаются в свободные ячейки, когда те проходят мимо транспортировщика, проходят стадию выдува, а бутылки переправляются дальше, когда карусель повернется на 360". Теперь ячейка готова принять новую преформу.

Стадии изготовления ПЭТ-бутылки

Высокоскоростная ротационная машина
Для того, чтобы более глубоко исследовать три вышеозначенные стадии выдува бутылки, обратимся к современной ротационной машине для изготовления ПЭТ-бутылок. Ротационные машины обладают преимуществом экономии производственных площадей благодаря своей компактности. Преформы могут загружаться с той же стороны, откуда выходят готовые бутылки, а три остальных стороны машины остаются свободными для доступа и осмотра. Существуют и машины, в которые преформы подаются непосредственно напротив того места, откуда выходят бутылки: такое оборудование предназначено для включения его в цепочку автоматических производственных линий. Возможность расположить ротационную секцию нагрева выше секции выдува и таким образом использовать ресурс высоты, сэкономив площадь, также говорит в пользу компактного внешнего дизайна такого рода оборудования.

Краткий обзор процесса
В обычной высокоскоростной ротационной SBM-машине преформы из основного загрузочного бункера с помощью подъемника поступают в распределитель, в котором они автоматически принимают положение, необходимое для их поступления в систему, а затем по спиральному подъемнику поднимаются наверх. Подающая спираль правильно располагает преформы и переправляет их в основное рабочее отделение машины, где они поступают на подающее зубчатое колесо. Каждая преформа захватывается за кольцо на горлышке специальными цапфами и в перевернутом положении подается на карусель нагрева, которая проносит их сквозь камеру нагрева. Там они приобретают температуру, которая делает их достаточно мягкими для дальнейшего выдува полноразмерной бутылки. Внутри камеры нагрева преформы постоянно вращаются вокруг своей оси, для того, чтобы нагрев был равномерным. По выходе из камеры нагрева разогретые преформы в течение определенного времени оставляются для уравнивания температуры, а затем подаются в открытые формы для выдува бутылок. Формы эти располагаются рядом с камерой нагрева или под ней. Как только форма закрывается, преформа немедленно вытягивается и предварительно надувается. Растягивание выполняется механически с помощью специального растягивающего стержня, который вставляется в горлышко будущей бутылки и опускается вниз, в сторону ее дна. В результате этого размягченная преформа удлиняется. Глубина хода стержня регулируется механически и зависит от размера и формы будущей бутылки. Затем в течение секунды продолжается фаза выдува, проходящая при очень высоком давлении, в ходе которой бутылка приобретает свою окончательную форму. Растягивающий стержень вынимается, бутылка охлаждается, после чего форма открывается и выпускает готовую бутылку.

Нагрев
Перед тем, как преформы подаются в секцию нагрева, они еще на подающей спирали проходят проверку автоматической станции контроля качества. Проверяются горлышко, в дальнейшем предназначенное для укупорки крышкой, и поперечное сечение преформы. На этой стадии отбраковываются преформы с дефектным горлышком или продемонстрировавшие недостаточную овальность. В процессе нагрева в типичной SBM-машине преформы, надетые на специальные стержни, следуют через инфракрасную камеру нагрева, в которой приобретают температуру, необходимую для растягивания и выдува. Преформы последовательно проходят через ряд нагревательных блоков, состоящих из инфракрасных нагревателей с рефлекторными пластинами, предотвращающих нагрев определенных участков преформы. Это особенно важно, поскольку, несмотря на то, что нагревается вся преформа кроме горлышка, в процессе выдува требуется, чтобы различные зоны преформы имели разную температуру. Только в таком случае бутылка получится такой, как запланировано. Размер и форма выдуваемой бутылки являются факторами, определяющими так называемый температурный профиль, то есть температурный режим для отдельных участков преформы в процессе ее превращения в бутылку. Производители оборудования должны обеспечивать достаточную гибкость установок температурного режима с тем, чтобы на выходе обеспечивалось наилучшее качество бутылки. Для варьирования температурного профиля каждый нагревательный блок, входящий в состав нагревательной камеры, оснащен девятью отдельными расположенными вертикально друг над другом нагревательными элементами, которые нагревают различные участки преформы. Степень их нагрева регулируется независимо друг от друга с контрольной панели, что позволяет оператору не только задавать тот или иной температурный профиль, но и также постепенно, с прохождением преформы по зоне нагрева, повышать температуру. Участок преформы, прилегающий к горлышку, зачастую требует для нагревало требуемой температуры больше тепла, чем прочие участки. Таким образом, элементы, "ответственные" за эту зону, должны быть мощнее и многочисленнее. Уже полностью сформованное на стадии изготовления преформы горлышко защищается от нагрева экраном с водяным охлаждением. Число нагревательных блоков и скорость прохождения преформы через камеру нагрева зависит от количества выдувных форм в машине и от веса нагреваемых преформ. Поскольку ПЭТ плохо проводит тепло, необходимо охлаждать внешнюю поверхность преформы, когда она находится между нагревательными блоками камеры нагрева. В противном случае поверхность перегрелась бы, что может привести к нежелательной кристаллизации. Это промежуточное охлаждение осуществляется с помощью воздушных насосов, расположенных между каждыми нагревательными блоками. Таким образом, с одной стороны, преформа постепенно подвергается нагреванию, а с другой, ее поверхность постоянно охлаждается.

Уравновешивание
После нагрева для коррекции температурного профиля преформы проходят особую стадию обработки, направленную на уравновешивание температуры (эквилибрацию). Эквилибрация, в сущности, означает распределение температуры ПЭТ в прямой зависимости от толщины стенок. Этот важный этап, который должен быть тщательно просчитан. Если период эквилибрации слишком короток, стенки бутылки получатся неравномерными по толщине. Если период слишком затянется, тщательно выверенный температурный профиль будет нарушен, и в таком случае слишком много тепла поступит в зону горлышка, вызывая деформацию последнего при последующей обработке. Выдув бутылки осуществляется при температуре около 110°С.

Выдув и вытягивание
Разогретые преформы затем поступают по наклонному подающему колесу в секцию выдува, которая в нашем случае расположена непосредственно под секцией нагрева. Подающее устройство следит за тем, чтобы преформы были правильно расположены относительно форм, в которые они поступают с большой скоростью. Время, необходимое для разогрева преформы, значительно большее, чем то, что требуется для вытягивания и выдува. Это ведет к тому, что в нагревательной камере преформ всегда больше, чем в формах, поэтому колесный транспортировщик является необходимым приспособлением в высокоскоростной SBM-машине.

"Классическая" форма для ПЭТ-бутылки
Состоит из трех частей: двух боковых стенок, открывающихся в вертикальной плоскости, и базы, двигающейся вверх и вниз. Как только преформа занимает соответствующее положение, форма закрывается. Подвижная база (дно) двигается вверх, а стенки замыкаются вокруг нее. Все это происходит одновременно: три составные части соединяются накрепко. В то же самое время растягивающий стержень начинает свое движение вниз. Поскольку он занимает положение, необходимое для начала растяжения преформы, в тот момент, когда форма захлопывается, рабочий цикл занимает меньше времени и потери тепла сокращаются. Преформа растягивается в вертикальной плоскости и предварительно выдувается под давлением в 25 бар. Бутылка на этой стадии выдувается до 80-90% своего полного размера. Поскольку очень важно не повредить горлышко, машины снабжены специальными насадками, через которые подается воздух. Они выполнены в форме колокола и предохраняют горлышко и прилегающую к нему часть от повреждений. Затем подается высокое (40 бар) давление, и на этой стадии бутылка приобретает свою окончательную форму. Прижимаясь к холодным стенкам формы, бутылка охлаждается, становится достаточно жесткой и, таким образом, уже готова немедленно покинуть форму, когда та откроется. Во избежание искривления стенок давление внутри бутылки стабилизируется до открытия формы.

"Отдых"
После охлаждения и во время хранения ПЭТ-бутылки немного сжимаются, поэтому машина контролирует степень охлаждения бутылки путем подогрева формы. Это делается для того, чтобы материал "отдыхал" и бутылки в дальнейшем сжимались менее интенсивно. Это позволяет свести к минимуму разницу в размерах между бутылками, выпущенными в разное время, что имеет значение при розливе: различие в размерах наполняемых бутылок может вызвать непредвиденные затруднения в работе разливочного оборудования. В машинах, где такая функция предусмотрена, транспортировщик форм изолируется для сохранения энергии. SBM-машины выпускаются в многочисленных разновидностях, в том числе и с ротационным механизмом, имеют от 6 до 24 форм для выдува бутылок и выпускают на каждую форму в среднем 1 200 бутылок в час. Максимальная производительность машины с 24 формами - 33 600 бутылок в час. Производительность, само собой, зависит от размера выдуваемой бутылки, поскольку на изготовление большей бутылки требуется больше времени. Обычная SBM-машина способна производить бутылки емкостью от 0,25 л до 2,5-3 л без дополнительного переоборудования.

Быстрая смена форм
В машине, которую мы выбрали в качестве примера, как и в большинстве SBM-машин, используются стандартные трехчастные формы, которые монтируются на транспортировщик форм и могут быть быстро заменены другими, предназначенные для выпуска других бутылок. Вытягивающий стержень контролируется с помощью шаблона, и глубина его хода легко изменяется в зависимости от глубины формы. По подсчетам, SBM-машина с 10 формами может быть переналажена на выпуск другой разновидности бутылки в течение 30 минут тремя техниками. В течение этого времени проводится смена всех необходимых настроек. Даже если предполагается выпускать совершенно иную бутылку с другой формой горлышка, переналадка не займет больше часа.

Контроль
Работа всех важнейших элементов как описанной выше ротационной машины, так и "линейной" машины, таких, как отделение выдува, нагревательное колесо, транспортер преформ и механизм, подающий нагретые преформы из нагревательной камеры в отделение для выдува бутылок, должна быть четко синхронизирована с помощью единой системы контроля. Необходимо также, чтобы каждый из этих элементов мог быть снят независимо от других для обслуживания и переналадки. Этот механизм особенно важен для ротационных машин. Управление машиной производится с помощью сенсорной панели. В современных машинах, как правило, установочные параметры для разных типов бутылки хранятся в памяти и могут быть немедленно активизированы простым нажатием кнопки. Естественно, в процессе эксплуатации оборудование немного разлаживается, но параметры нагрева и выдува автоматически приводятся в нормальный режим. Система контроля постоянно следит за работой машины, сигнализируя оператору о любых сбоях. Удаление бракованных преформ также осуществляется автоматически, причем проводится без остановки машины. Если вследствие удаления преформы форма остается пустой, давление в нее не подается, как и в том случае, когда форма закрылась неправильно. Сенсорная контрольная система может быть электронными средствами защищена от доступа посторонних.

Транспортировочные линии для бутылок
Итак, бутылка изготовлена и, таким образом, готова к дальнейшему использованию - розливу. ПЭТ-бутылки очень легки и поэтому, не будучи заполненными содержимым, неустойчивы. Естественно, это свойство было принято во внимание производителями оборудования при проектировке линий, подающих порожнюю тару на розлив. Легкий вес бутылок позволяет переносить их при розливе за кольцо на горлышке, что минимизирует необходимость корректировки оборудования, поскольку высота налива может быть просчитана от горлышка бутылки до хомута на горлышке, а это расстояние остается неизменным на всех бутылках данной партии. Кроме того, пустые бутылки можно перемещать не только с помощью обычных транспортировочных линий, но и с помощью воздуха. В последнем случае неустойчивость бутылки не создает проблем. Пустые бутылки перемещаются по рельсам с низким трением, будучи "поддерживаемы" воздушным потоком за кольцо на горлышке. Рельсы имеют такую форму, что воздух может проходить вдоль них. Струя воздуха приподнимает кольцо на горлышке легкой ПЭТ-бутылки и задает транспортируемой таре необходимое направление. Преимуществом этого метода транспортировки является то, что бутылка не входит в контакт с боковинами транспортировочной ленты. Сегодня такой метод транспортировки применяется на большей части выпускаемого и эксплуатируемого оборудования.

ПЕРЕРАБОТКА ПЭТ-БУТЫЛОК

В Европе вторичная переработка ПЭТ-бутылок поставлена на государственную основу. Для стран СНГ утилизация использованной ПЭТ-тары является экологической проблемой. Хотя ПЭТ-бутылка является экологически чистой, при сжигании полиэтилентерефталат выделяет большое количество канцерогенов. Более безопасным и намного более выгодным выходом является переработка использованной ПЭТ-тары. В Англии на сегодняшний день перерабатывается 70% ПЭТ-бутылок, в Германии - 80-85%, в Швеции - 90-95% (это самый высокий показатель в Европе). Принцип государственного регулирования переработки ПЭТ-тары состоит в том, что ее производители платят специальный налог, в который заложена стоимость будущей переработки. Из этих денег государство финансирует утилизацию. Постройка одного завода по утилизации может обойтись до?50 миллионов. Процесс переработки включает в себя механическую утилизацию (дробление) и химическую утилизацию (размельченные части разлагаются на свои составные части). Каждый из полученных компонентов проходит стадию очистки. Завершает процесс получения вторичного ПЭТа гранулирование. Полученный гранулят имеет более низкую вязкость, чем первичный, то есть качество его уже более низкое. Такой ПЭТ-гранулят находит применение в различных областях - при производстве преформ допускается добавление до 5-10 % вторичного сырья, также из него получается неплохое сырье для текстильной промышленности, изготовления черепицы, европоддонов, ваты. Из вторичного ПЭТа, после добавки в него стекловолокна, производят абразивные круги для шлифования и полировки. Компания "Ford" отливает крышки моторов для грузовых автомобилей, а "Toyota" - панели, бамперы, двери для автомобилей из полимерных композиций, содержащих переработанный ПЭТ.

На постсоветской территории ПЭТ-бутылка в массовом порядке не утилизируется. Пока делались только отдельные попытки выпускать из вторичного ПЭТа тротуарную плитку и были разработаны (но не воплощены в жизнь) технологии по производству из переработанного полиэтилентерефталата различных утеплителей и строительных материалов.

По материалам журнала "Пивное дело" и "Промышленной энциклопедии"

Крышки от пластиковых бутылок, старая одежда, мусорные пакеты, — все это может принести пользу не только окружающих среде, но и благотворительным фондам. «Филантроп» изучил, как и кому помогают мусорные отходы и как использовать их возможности в мирных целях — на покупку лекарств или инвалидных колясок.

Добрые крышечки в помощь детям-сиротам

В конце декабря 2016 года в Москве стартовала благотворительная акция #Добрые_крышечки в пользу подопечного фонда « Волонтеры в помощь детям-сиротам ».

За полгода, к июню 2017 года участники акции три миллиона пластиков ых крышек от упаков ок сока и в оды. На 170 тысяч рублей, полученные за в торсырье, фонд «В олонтеры в помощь детям -сиротам » приобрел инв алидную коляску для трехлетнего Андрея.

Теперь начат сбор средств на инвалидную коляску для другого ребенка — подопечного проекта «Близкие люди» фонда «В олонтеры в помощь детям -сиротам «.

Как это работает: пластиков ые крышечки от бутылок и пакетов собираются в различных пунктах приема и на базах партнеров .

Собранные крышечки отправятся на завод по переработке вторсырья «ЭкоТехнологии», а деньги за вторсырье будут перечислены в благотворительный фонд .

Если собрать около 8 тонн пластика (это 1 грузовик), то можно получить необходимую сумму на инвалидную коляску для ребенка. В общей сложности это 4 миллиона крышечек (1 кг – около 500 штук), цена одной крышки – 7 копеек, а 1 тонны пластмассы – около 25 тысяч рублей.

Пункты сбора крышек могут организов ать на св оей территории как частные лица, так и компании, школы и различные центры.

Акция началась в Москв е, затем распространилась на Подмосков ье, Санкт-Петербург, Тулу и другие города России.

Почему собирают именно крышки, а не целые бутылки?

Сбор и хранение крышек осуществить легче и приятнее, чем сбор бутылок. Кроме того, пластик необходимо сдавать чистым, а помыть крышечку гораздо проще, чем бутылку.
Бутылки занимают больше места, чем крышки – их хранение и транспортировка обходятся гораздо дороже.
Себестоимость крышки практически такая же, как у бутылки.

В России подобные акции по сбору крышек запускали разные организации в Москве, Санкт-Петербурге, Тюмени, Белгороде, Калининграде и в других городах. Многие были вдохновлены аналогичными зарубежными инициативами, ведь движение по сбору крышек в пользу благотворительных организаций – достаточно распространенная практика. Контейнеры для сбора крышечек установлены в крупных супермаркетах, учебных заведениях, спортивных центрах, кафе и ресторанах, на бензоколонках, в полиции и муниципальных структурах и пр.

Популярность «крышечного» движения обеспечивает то, что это простой и незатейливый жест, который человеку ничего не стоит, а при этом помогает и экологии, и нуждающимся людям — на протезы, инвалидные коляски, дорогостоящее лечение и пр.

Кто становится инициатором?

Гражданская инициатива

В Турции история со сбором пластиковых крышек началась в 2011 году. Студент факультета стоматологии Эгейского университета Кусхтрим Ахмети пожалел женщину, которая тащила на своей спине ребенка-инвалида – у семьи не было денег на инвалидную коляску. Он и придумал акцию «Голубая крышечка», чтобы на деньги за собранный пластик купить коляску. В университете к инициативе отнеслись сначала подозрительно, но Ахмети удалось заручиться поддержкой декана, и уже через 3 месяца первая инвалидная коляска была приобретена.

Интернет, социальные сети, СМИ запестрили сообщениями о проекте, кампания из университета перекочевала на улицы, в общественные места – люди мастерили разного вида коробки, на деревьях появились 5-литровые пластиковые бутылки для сбора крышек, постепенно к акции присоединились кафе и рестораны. Акция собрала около 280 тонн пластика, было приобретено 1100 инвалидных колясок (см. также выступление А. Кусхтрима на TEDx).

В США с 2008 года стали популярны подобные инициативы, один из самых известных — проект Cups of Love , который начался со сбора вторсырья, а с 2014 года стал деньги от переработки передавать на благотворительность — за это время было куплено 59 инвалидных колясок.

Госу дарство

На Мальте сбор пластиковых крышек осуществляется в пользу фонда местного сообщества Malta Community Chest Fund , который находится под покровительством президента страны. Первоначально пунктами сбора вторсырья стали государственные школы, собравшие за 5 лет более 115 тонн пластика. С конца 2016 года этот опыт решено тиражировать и в бизнес-сфере – в барах, ресторанах, спортивных клубах и пр.

Сбор пластика обеспечивает социальное предприятие GreenPak , а коммерческая компания перечисляет пожертвование в пользу благотворительной организации, тем самым не только демонстрируя социальную и экологическую ответственность, но и снижая расходы на вывоз мусора. Есть и элемент соревновательности, а также репутационные бонусы. Так, тому, кто соберет больше всех пластика, вручается специальный приз президента Мальты.

Бизнес

В ряде других стран инициатива по сбору пластиковых или металлических крышек в пользу благотворительных организаций исходит от бизнеса. Как правило, это акции социального маркетинга заведений, где пробки от бутылок с напитками всегда в избытке – бары, рестораны и пр. Распространенной является практика, когда у посетителей есть возможность выбрать – в пользу какой местной НКО пойдет их пробка. Той, которая помогает котикам, детям или культуре? Каждый месяц, неделю или даже день можно выбирать разные организации.

Вас также может заинтересовать

Дополнительный PR и фандрайзинг

Нередко массовый сбор крышечек сам по себе становится грандиозным событием. Например, в 2013 году колумбийская благотворительная организация Fundacion Sanar , помогающая больным раком детям, собрала за 8 часов 70 млн крышек (более 150 тонн пластика). Этот результат был внесен в Книгу рекордов Гиннеса , о событии написали многие СМИ, а самое главное – были собраны необходимые средства для 500 юных пациентов. Аналогичный предыдущий рекорд был установлен в 2011 году также благотворительной организацией Fundación Garrahan (Аргентина).

На сайте Книги рекордов Гиннеса можно увидеть много других рекордов с крышками – самая длинная цепочка, самая большая мозаика, самая высокая пирамида из крышек ко дню города и пр.

У ряда таких акций есть официальные спонсоры – бизнес-компании, для которых это также дополнительный PR и реклама. В других случаях привлекаются государственные компании – почта, полиция и пр., превращаясь для граждан почти в национальную идею. Подобные акции проходили в Испании, Польше, США, так что можно подробно изучить пример. Кстати, 2017 год объявлен годом экологии в России.

Неудачный опыт

Далеко не все подобные акции одинаково успешны. Например, в 2015 году украинский благотворительный фонд « Овес « также запустил акцию по сбору пластиковых бутылок (от воды, сока, молочных продуктов) и отдельно – пластиковых крышек. Места сбора крышек установили в торговых сетях и общественных местах по всей Украине. На вырученные средства собирались закупать протезы. Акцию поддержало Министерство экологии Украины.

Вроде, все хорошо. Однако визуальная и коммуникационная кампания была выстроена не очень удачно – люди не поняли акцию; сочли шуткой, поскольку невозможно изготовить качественный протез из собранного пластика; другие были против целей сбора – на протезы для бывших бойцов военных действий. Фонду пришлось постоянно разъяснять, что протезы будут самые что ни на есть высокотехнологичные, а оплатят их за счет средств, полученным от переработки пластика.

Какой мусор еще идет на благотворительные цели?

Всем, кто застал советские времена, проста и понятна мысль о сборе макулатуры и металлолома в Детский фонд мира им.Ленина. Собирали бы и пластик, наверное, но он еще не был распространен в то время.

Между тем сайты международных благотворительных организаций пестрят о постоянном сборе практически любого вторсырья и ненужных вещей – электронные отходы (батарейки, старые мобильные телефоны, ноутбуки, принтеры и пр.), использованные картриджи от принтеров, старые зубные щетки, тюбики от зубной пасты, шампуней и пр., книги, мебель, любые марки и многое другое. Распространена соответствующая инфраструктура – ресурсы-агрегаторы, организующие для некоммерческих организаций подобный сбор; действуют социальные предприятия, которые берут на себя весь организационный цикл фандрайзинга в пользу той или иной благотворительной организации.

По заказу некоммерческих организаций производятся и мешки для мусора – покупая нужную в хозяйстве вещь, человек оказывает помощь благотворительной организации.

В пользу благотворительных организаций собирают даже старые автомобили. Например, как сообщает сайт социального предприятия Giveacar , утилизованы уже тысячи автомобилей, а вырученные средства (более £350,000) пошли на благотворительность – в пользу той организации, в которую выберет владелец авто.

Многозадачность: экология + фандрайзинг + трудоустройство+…

Особенность перечисленных выше акций – «два в одном», т.е. одновременное решение социальной и экологической задач. Но есть и акции по принципу «три в одном» — одновременное сохранение окружающей среды и решение нескольких социальных задач. Обычно по такой схеме действуют все же социальные предприниматели.

Например, во многих странах собирают уже ненужный текстиль и обувь.

Вещи хорошего качества либо реализуются в благотворительных магазинах, либо отправляются в менее богатые регионы, либо раздаются бесплатно нуждающимся.

Часть текстиля забирают организации, помогающие животным (например, для утепления собачьих приютов и пр.). Получается, конечно, не фандрайзинг, конечно, но вполне себе материальная помощь (in-kind) или снижение прямых расходов (fundsaving).

И даже ту ветошь, которая уже никому не нужна, можно сдать на фабрику по переработке текстиля.

По описанной схеме в России, например, работает Charity Shop .

Другой вариант многосоставной модели – совмещение сбора мусора с трудоустройством для уязвимых групп. Например, в Германии и ряде других европейских стран сеть католических благотворительных организаций Caritas также организует массовый сбор ненужных вещей – от одежды до мебели и крупной техники. Во многих населенных пунктах установлены специальные контейнеры или пункты сбора вещей.

Помимо экологических целей решаются и социальные задачи:

развитие креативного использования ресурсов (Upcycling) – не только переработка, но и изготовление из ненужных вещей нужных и полезных;
обеспечение рабочими местами людей, которым сложно трудоустроиться – часто это люди с ментальными нарушениями, мигранты, которые плохо знают язык. Эти люди привлекаются на всех этапах – сортировка пожертвованных вещей, их ремонт и пр.;
передача вещей малоимущим или их реализация по минимальной цене. Например, мебель или отремонтированная бытовая техника (стиральные машины, холодильники и пр.).

По аналогичной схеме благотворительные фонды организуют сбор у населения излишков цветов, фруктов, овощей и пр. Благодаря этому безработные граждане обучаются новым профессиям (например, флориста), получают работу и доход, составляя букеты, а вырученные средства реализуются и вновь направляются на социальные цели.

Биологические отходы

Есть еще одна инициатива, которая также решает и экологические, и социальные проблемы. Пока ее описание звучит анекдотически, но тем не менее такие крупные фонды как Oxfam и Фонд Билла и Мелинды Гейтс заинтересовались разработками в области микробиологии, которые позволяют извлекать энергию из человеческой мочи (Pee-power).

Развитие подобных решений может оказать существенное влияние в области гуманитарных проблем. Например, всего лишь одна «порция» биоматериала может обеспечить зарядку мобильного телефона на 3 часа, такие переносные устройства передадут координаты человека в экстренных ситуациях и пр. Подобный универсальный источник электричества особенно актуален в местах катастроф, в лагерях беженцев и пр. Это и защита окружающей среды – сокращение загрязнений почвы, водоемов, снижение уровня заболеваний в регионах с плохими санитарными условиями.

Основные выводы

Сбор вторсырья и других ненужных человеку вещей на благотворительные цели – простая и привлекательная идея, которая к тому же позволяет расширить круг людей, участвующих в благотворительности и волонтерстве:

Простота и минимум усилий – например, просто не выбросить крышку в урну, а кинуть ее в специально отведенное место; продвижение идеи, что «Каждая мелочь может помочь»;
Чудесное преображение мелкого и ненужного в мощный результат на выходе – помощь нуждающимся людям и пр.;
Двойной эффект . Даже если есть сомнения в том в наличии благотворительной цели, человек знает, что его вклад – как минимум, полезен окружающей среде;
Реальность и наглядность результата;
Fun, игровые эффекты – элемент соревновательности, тяга к коллекционированию;
Вовлечение детей – воспитательный эффект, приобщение к благотворительности и развлечение;
Массовость и демократичность – возможность вовлечения широкого круга людей, вне зависимости от их пола, возраста и пр.;
Развитие добрососедства и солидарности ;
Привлечение внимания к социальной проблеме – как к экологическим, так и к нуждающимся людям;
Минимум издержек – обычно мусор ничего не стоит, а к тому же незатейливый, но важный посыл для продвижения идеи благотворительности – «Помогать можно не только деньгами»;
Выгода и рациональность – избавление от лишнего хлама, мусора и пр., сокращение издержек на вывоз мусора и пр.

Основные риски – это все те угрозы, которые приписывают такому явлению как благотворительный слактивизм (от англ. «лентяй, бездельник» (slack) и «активизм»). Помимо позитивного эффекта – привлечение внимания и рост осведомленности о проблеме, представители некоммерческого сектора бьют тревогу в связи с популярностью такой модели участия. Человек ставит «лайк» на странице благотворительной организации и чувствует, что он уже помог в решении кризисной ситуации. Больше не нужно никуда ходить, ничего делать, даже жертвовать деньги… Как показывают

Вездесущая сегодня первая пластиковая бутылка была придумана недавно.

Чтобы хорошо думать и разбираться в науке стоит периодически отправляться в путешествие, причем неважно куда, главное в этот момент выбросить все из своей головы и остаться наедине, только со своими мыслями и близкими для себя людьми.

История изобретения пластиковой бутылки

Первоначально керамика и стекло были средством выбора для бутылок. Многие крупные археологические раскопки используют керамические и стеклянные осколки в качестве метода датировки своих находок и они были действительно единственным выбором до конца 19 века.

Первая пластиковая бутылка впервые появились на сцене в 1875 году, но была удивительно дорогой, потому что наука только недавно начинала понимать множество различных типов, составов и свойств пластика.Одним из первых пластиков назывался Галалит. Он был создан с протеинами молока и формальдегидом, но в конечном счете доказал небезопасность для долгосрочной пользы.

Еще одним ранним пластиком было более знакомое название Бакелит с начала 1900-х годов. Была изготовлена первая пластиковая бутылка созданная с помощью только синтетических материалов. Истинным успехом были ранние Бакелитовые изделия которые по-прежнему востребованы коллекционерами и историками. Это была синтетическая пластмасса которая была теплостойка и не проводила электричества. Бакелит возвестил в современном веке изобретение пластмассы.

С 1960-х годов первая пластиковая бутылка стала новым стандартом. Ингредиент состоит из сложной цепи молекул, полиэтилен по-прежнему широко используется сегодня. Для наших собственных консолидированных емкостей для продуктов мы используем высокоплотные пластмассы для создания емкостей которые могут сгибаться под внешним воздействием.

В 1981 консолидированные пластмассы стали разрабатываться на новой пластичной технологии, исследуя новые поколения пластичных продуктов и новаторских методов, как прессформа для выдувания. Сейчас используется выдувное формование не так как первая пластиковая бутылка. Такая технология обеспечивает однородность продукта и поддерживает более высокие стандарты по форме и размеру.

Значение пластика для тары

На данный момент пластиковая бутылка встречается практически везде, таким образом, удивить пластиком никого нельзя. А все благодаря тому, что относительно недавно они появились на полках наших магазинов и стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Трудно даже представить себе, какой была бы жизнь, если не был бы придуман термопластик.

Важно сказать, что тара из термопластика появилась у населения недавно. Жители стран запада увидели его впервые с 1960 года. Это был не совсем обычный термопластик, он был более хрупкий, ведь в нем не было одного компонента, который придумали уже в 1973 году. Но даже несмотря на это тогдашняя тара пришлась по душе населению, и люди стали приоритетнее покупать продукцию от создателей первой пластиковой бутылки.

После этого было хорошенько отлажено производство пластиковых бутылок, ведь в результате многим пришлось очень сильно корректировать свои производственные цеха в том числе и по .

Жизнь большинства напитков действительно очень сильно изменилась после изобретения термопластика. Первыми в своем производстве его стали использовать только самые крупные корпорации: «Кока-Кола» и «ПепсиКо». Кстати именно от них жители современного СНГ и узнали что такое пластиковые бутылки.

Венерская Ксения, Глухова Арина, Кокуева Киштя

Проектно-исследовательская работа группы учащися 3 класс под руководством классного руководителя Борзовой Надежды Федоровны.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное коммерческое общеобразовательное учреждение

«Бударинская основная общеобразовательная школа»

Исследовательская работа:

Пластиковая бутылка – вред или польза?

Работу выполнили:

ученики 3 класса:

1.Венерская Ксения.

2. Глухова Арина.

3.Кокуева Киштя.

Руководитель:

Борзова Н.Ф.

2.Введение ……………………………………………………………………. с. 2

3.Пластиковая бутылка. Общие сведения.

История создания бутылки …………………………………….. …….. с.3-5

История появления пластиковой бутылки …………………………... с.6

Экологические проблемы, связанные

С пластиковыми бутылками……………………………………………..с.6-7

Вторая жизнь пластиковой бутылки …………………………………..с. 8-9

Анализ социологического опроса ………………………………………с. 10

Практическая часть

3.1. Результаты наблюдений «Количество бутылок на улицах села»…с. 11

3.2. Результаты экспериментальной работы …………………………. с. 13-14

3.3.Практическое применение использованных бутылок……………..с.15

Выводы ………………………………………………………………………. с. 16

Заключение……………………………………………………………………… с.16

Ресурсы……………………………………………………………………… с. 17

Приложение………………………………………………………………. с. 18

2. Введение.

Актуальность темы.

41 год назад человечество изобрело пластиковую бутылку. Первые образцы весили 135 г (на 96% больше, чем сейчас). Сейчас она весит 69 граммов. В наши дни ежегодно производятся и выбрасываются миллионы бутылок. Небольшой город каждый месяц выбрасывает около 20 тонн пластиковых бутылок. И с каждым годом отходы из пластиковых бутылок растут на 20%. Огромное количество мусора на улицах села заставило меня задуматься над вопросом: что несёт пластиковая бутылка человеку – пользу или вред?

Проблема: все улицы села, все дороги захламлены мусором, большую часть которого составляют пластиковые бутылки.

Цель нашего исследования: исследовать значение пластиковых бутылок в жизни человека и природы.

Задачи:

выяснить историю создания и применения пластиковых бутылок;

изучить химические свойства пластиковых бутылок;

найти полезное применение этому предмету.

Объект исследования: ненужные пластиковые бутылки

Предмет исследования: возможность вторичного использования пластиковых бутылок.

Гипотеза: предположим, что пластиковая упаковка засоряет землю и наносит вред природе.

Методы исследования:

Изучение литературных источников; - эксперимент;

Социологический опрос; - наблюдение.

Значимость и прикладная ценность работы: научить школьников бережно относиться к окружающей нас природе, привить им навыки ручного труда, расширить знания об истории вещей.

Ожидаемый результат:

Узнаем, кто и когда придумал пластиковые бутылки;

Выясним, пользу или вред они приносят;

Придумаем им вторую жизнь.

3 .Пластиковая бутылка. Общие сведения .

1.1. История создания бутылки

Бутылка - ёмкость для долговременного хранения жидкостей, высокий сосуд преимущественно цилиндрической формы и с узким горлом, удобным для закупоривания пробкой. Большие бутылки иногда именуются бутылями. Изготавливается преимущественно из стекла, часто тёмного, в последнее время распространены бутылки из полимерных материалов (обычно из полиэтилена). Реже встречаются бутылки из керамики, металла и других материалов. Известны также натуральные «тыквенные бутылки» - калбасы.

Изучив разные источники, мы выяснили, что история происхождения бутылки уходит в далекое прошлое. Первая стекольная мастерская была найдена археологами в Тель-эль-Амарне (Египет), и датирована 1370 г. до нашей эры. Древние египтяне придавали большое значение форме бутылок, делали фигуры человека или какого-либо овоща. Изготовлялись они методом формирования кварцевой пасты вокруг металлического стержня.

За сто лет до нашей эры в Сидоне, в Финикии появилось решающее техническое новшество для изготовления стеклянных бутылок - стеклодувная трубка, отменившее утомительную формовку и металлический стержень, что ускорило процесс изготовления.

Немалое количество уцелевших предметов из стекла относящихся к периоду Римской империи найденных при археологических раскопках свидетельствует о широком употреблении бутылок, флаконов в различных целях. Бутылки в древнем Риме выдувались по определенному образцу, и клеймо на них было одинаковое.

Еще одно важное техническое новшество в стекольном производстве произошло в Англии (1611) - была изобретена и запатентована печь для обжига стекла, работающая на каменном угле. Ранее стекло обжигалось на древесном огне, получавшиеся изделия были непрочными. Температура обжига на каменном угле была интенсивнее, дольше держалась и способствовала

изготовлению прочных бутылок из темного стекла, что очень понравилось виноделам.

Постепенно благодаря техническому прогрессу бутылка превратилась из предмета роскоши в удобный сосуд, пригодный для торговли разными продуктами. Еще более продуктивная технология производства бутылок была изобретена англичанином Майклом Оуэносом в 1901 году - появился первый автоматический бутылочный станок.

Среди преимуществ стекла выделяется лучшее хранение напитка, из-за чего считается, что напиток из стеклянной бутылки «вкуснее». Так же большим плюсом стеклянных бутылок является возможность многократного повторного использования. Хотя повторное использование бутылок невыгодно даже для производителя - ведь никогда не знаешь, как и кто использовал бутылку и что в ней хранили. Поэтому вторичные бутылки дробят и добавляют в варочную массу.

1.2. История появления пластиковой бутылки

В современном мире уже никого не удивляет вид пластиковой бутылки. Такие бутылки, как правило, имеют больший объём по сравнению со стеклянными, и более безопасны за счёт упругости. Впервые пластиковая бутылка Pepsi появилась на рынке США в 1970 году. На территории России пластиковые бутылки получили популярность после прихода на рынок безалкогольных напитков западных корпораций «Кока-Кола» и ПепсиКо. Первый завод по производству лимонада в пластиковых бутылках в СССР открыла компания «ПепсиКо» в 1974 году в Новороссийске. В наше время пластиковые бутылки используют не только производители газированных напитков и пива, но и косметические и парфюмерные фабрики, фабрики по производству пищевых продуктов.

1.3. Экологические проблемы, связанные с пластиковыми бутылками.

Наши мамы помнят то время, когда даже в нашем селе стеклянные бутылки собирали и сдавали в магазины в обмен на деньги, и эти бутылки увозили на переработку и изготовление новых бутылок. А теперь? Теперь и стеклянные и пластиковые бутылки засоряют наши улицы! И не только!

Скопления пластиковых бутылок на планете уже образуют настоящие плавающие материки в океанах. Ученые бьют тревогу: в Тихом океане скопились гигантские залежи мусора. Это в основном пластик и нефтепродукты. Находятся они где-то между Японией и западным побережьем США, причем под воздействием течения Эль-Ниньо регулярно смещаются на тысячи километров. В начале августа из Сан-Франциско к месту так называемой воронки отправились 2 корабля с учеными.

Они намереваются изучить масштабы загрязнения и попытаются найти способы его удаления. По примерным подсчетам, этот «пластиковый остров» весит 100 млн. тонн. Причем в основном он представляет собой некую взвесь полуразложившейся пластмассы, которую не видно ни с воздуха, ни со спутника. По данным Всемирного фонда дикой природы (WWF), эти скопления мусора представляют большую угрозу для живых организмов. Экспедиция также займется изучением этой проблемы. Согласно мнению японского ученого Кацухико Сайдо, при разложении пластмасса выделяет токсичные вещества, способные вызвать серьезнейшие гормональные нарушения, как у животных, так и у человека.

Этим угроза со стороны пластиковой тары для экологии Земли не ограничивается. На производство пластиковых бутылок в одних только США уходит около 18 миллионов баррелей нефти в год.

В учебнике «Happy Enfglish» Татьяны Клементьевой и Джилл Шеннон мы обнаружили, что: бумага разлагается в земле в течение 1 месяца, банановая кожура – 6 месяцев, шерсть – 1 год, деревянные столбы – 4 года,

бумажные чашки – 5 лет,

крашеное дерево – 13 лет,

консервная банка – 100 лет, а пластиковая бутылка – от 500 лет до 1000 лет,

а время распада стеклянной бутылки занимает 1 миллион лет.

Люди уже устали от пластикового мусора, который они сами же и создают. Создание пластиковой упаковки решило множество проблем, но и породило не меньше. Мусор, который оставляли в местах отдыха наши отцы, уже давно превратился в пыль, а наши пластиковые бутылки увидят даже наши праправнуки, потому что они «вечные».

1.4. Вторая жизнь пластиковой бутылки.

Многим людям эти факты не дают спокойно спать, и они придумывают весьма оригинальные способы использования бутылок в хозяйстве. Из бутылок делают скворечники, мышеловки, воронки и горшочки для рассады. Вешают на забор в качестве пугала от ворон, а также используют в качестве водонепроницаемых колпаков на верхушках столбов. В Казахстане из пластиковой бутылки делают рукомойники, а в Индонезии - стабилизаторы для придания устойчивости рыбацким лодкам. В Монголии их сжигают в качестве жертвоприношения духам. В странах третьего мира, где обычная европейская посуда и ёмкости редки, пластиковые ёмкости имеют существенный спрос. В Эфиопии использованные бутылки продаются прямо на рынках. В странах Африки из сплющенных полуторалитровых бутылок делают сандалии.

Бутылки с записками внутри использовались спасшимися мореплавателями для посылки сообщений о кораблекрушениях, в настоящее время такие бутылки используют учёные для исследования морских течений.

Собирание коллекций бутылок является одним из видов коллекционирования упаковки.

Мы обнаружили много сайтов, на которых люди делятся своими изобретениями и поделками из бутылок. Вот что мы обнаружили.

Бутылки – это экологичный солнечный нагреватель воды

Китайский фермер расположил 66 бутылок на крыше своего дома, соединив их нехитрой

системой из трубок. Вода в бутылках нагревается практически моментально и поступает в дом.

Горячей воды достаточно для принятия горячего душа трём членам семьи предприимчивого

Китайца. Изобретение настолько понравилось соседям, что они без промедления решили воспользоваться этой идеей.

Фантастическое пластиковое судно

Команда французских исследователей собирается проплыть под парусом от Сан-Франциско до Австралии (18000 км) на 18 метровом судне, полностью изготовленном из пластиковых бутылок (за исключением парусных мачт). На постройку яхты ушло 16000 двух литровых пластиковых бутылок, которые были заполнены сухим льдом (для придания твёрдости).

Миллион бутылок на постройку храма

Именно столько бутылок использовали, заботящиеся об окружающей среде буддийские монахи Таиланда, для постройки своего храма. При строительстве храма монахи использовали зелёные бутылки из-под пива Heineken и коричневые – из-под пива Chang. В храме даже туалеты и крематории сделаны из пустых бутылок.

Новый уникальный и экономичный способ застеклить теплицу на своем дачном участке придумал братчанин Виктор Швецов. В работе лишь подручные средства – ножницы, паяльник и... обычная пластиковая бутылка.

2. Анализ социологического опроса

Мы решили провести опрос учащихся нашей школы.

Цель: выяснить, какие товары в пластиковой упаковке приобретаются, используются и куда девается упаковка.

В анкетировании приняли участие 48 семей учащихся младших классов нашей школы. Участникам анкетирования были заданы следующие вопросы:

1. Покупаете ли вы продукты в пластиковой упаковке? Какие?

2. Куда Вы деваете пластиковые бутылки после использования?

3. Если не выбрасываете, то, как вы используете пластиковые бутылки?

Итоги анкетирования показали следующий результат:

Вопрос 1. Покупаете ли вы продукты в пластиковой упаковке? Какие?

Да – 38 человек Нет – 10 человек.

Минеральная вода – 22 человека Газированная вода, соки, напитки – 20 человек

Подсолнечное масло – 20 человек Майонез – 7 человек

Кетчуп – 4 человека Питьевой йогурт – 5 человек

Творожки, тортики, лапша, картофельное пюре, рыба, салаты, халва – по 1 человеку.

Шампуни, моющие средства- 48 чел.

Вопрос 2. Куда Вы деваете пластиковые бутылки после использования?

Выбрасываем -22 человека Сжигаем в печке – 10 человек

Используем в хозяйстве – 14 человек Закапываем – 2 человека

Вопрос 3.. Если не выбрасываете, то, как вы используете пластиковые бутылки? Для хозяйства – 16 человек

Используем под молоко, варенье – 5 человек

Используем для полива овощей, выращивания рассады – 21чел.

Делаем поделки – 15 человек.

Анкетирование показало, что семьи учащихся нашей школы, покупают продукты в пластиковой упаковке и в большинстве случаев упаковку выбрасывают или сжигают, а также используют в домашнем хозяйстве.

Практическая часть

3.1. Результаты наблюдений «Количество бутылок на улицах села»

Изучив полученные данные, мы решили выяснить, кто виноват в том, что на наших улицах валяется так много пластикового мусора. Для начала мы отправилась в магазин для того, чтобы изучить количество товаров, выпускаемых в пластиковой упаковке. В нашем маленьком селе всего 3 небольших магазина. Мы зашли во все. Результаты впечатлили. Во всех магазинах в пластиковой упаковке имеются более 10 видов шампуней разных производителей, жидкое мыло и дезодоранты, гели, моющие средства, ??? В пластиковой упаковке мы обнаружили 6 сортов растительного масла, несколько видов майонеза, питьевых йогуртов и огромный выбор минеральной, сладкой газированной и негазированной воды и пива. Это ещё раз подтверждает информацию о том, что пластиковая упаковка очень удобна в использовании.

Мы подсчитали количество брошенных бутылок на тех улицах, где мы часто ходим. Получили следующий результат:

ул. Школьная–49 бутылок, 118 пакетов, тарелок-6

ул. Садовая – 996 бутылок, пакетов-31 шт

ул. Советская- 100 бутылки, пакетов- 72шт.

ул. Молодежная – 15бутылок, пакетов-20 шт.

Ул.Степная- 14 бутылок, 16 шт.

Ул.Набережная- 27 бутылок, пакетов-27 шт.

ул.Мира-9бутылок,пакетов-8шт.

ул.В.Лиджиева- 42 бутылки, 30шт.

ул.Луговая- 20 бутылок, 30шт.

парк-18 бутылок,пакетов-69шт.

Жители сбрасывают весь мусор и не задумываются о установке мусорных контейнеров. Они есть в селе, но все 5 штук стоят около котельной сельского совета.

В основном брошенные бутылки были от минеральной или газированной воды, от пива, шампуней, редко из-под растительного масла. Вывод: жители нашего села, покупают продукты в пластиковой упаковке и в большинстве случаев упаковку выбрасывают за территорию своих дворов, не беспокоясь о чистоте улиц, поэтому вдоль дорог нашего села так много пластикового мусора.

3.2. Результаты экспериментальной работы

Далее мы решили проверить, действительно ли пластиковая бутылка имеет такой длительный период разложения. Конечно, мы не можем ждать 500 лет, но проверить сведения мы можем с помощью такой науки, как химия. За помощью мы отправились к учителю химии Кузнечиковой Марине Аркадьевне. Вместе с ней, после повторения правил работы в кабинете химии, мы провели следующие опыты.

Опыт 1 Разложение веществ под действием химических реактивов.

Фрагменты пластиковой бутылки, капроновой и атласной ленты, воздушного шарика и бумаги мы поместили в раствор серной кислоты и в гидроксид натрия (щёлочь) и наблюдали результат в течение недели. Через пять минут после начала опыта начался процесс разложения капроновой ленты в растворе серной кислоты. Через неделю мы увидели, что в растворе серной кислоты от капрона остались мелкие крупинки, бумага при помешивании рассыпалась на мелкие части. В щёлочи данные фрагменты изменились слабо. Зато ни пластик, ни резина не изменились ни в растворе серной кислоты, ни в щелочи.

Вывод. Проведённый эксперимент доказывает, что пластиковая бутылка, резина не разрушаются под воздействием даже химических реактивов. Следовательно, при попадании в землю они не будут разлагаться и перегнивать, а будут лишь захламлять почву.

Если пластик в земле не разлагается, то, может быть, пластиковые бутылки безопаснее сжигать? Проверим это на опыте.

Опыт 2. Горение.

Мы взяли фрагменты тех же предметов, по очереди сжигали их и наблюдали за результатом. Работа проводилась в вытяжном шкафу при искусственной тяге. При сжигании фрагментов мы почувствовали приятный запах жжёных перьев при горении бумаги, но резкий неприятный запах и чёрный дым при горении пластика и резины.

Вывод: при сжигании пластиковых бутылок выделяется ядовитый дым, который загрязняет воздух и плохо влияет на здоровье человека.

Мы убедились, что ни сжигать, ни выбрасывать пластиковые бутылки нельзя.

Для подтверждения этих результатов в жизни мы решили провести такой опыт. В своём дворе 13 апреля мы /каждый у себя/ с родителями закопали в землю пластиковую бутылку, полиэтиленовый пакет и лист бумаги (газету).

13 октября раскопали и обнаружили, что ни бутылка, ни полиэтиленовый пакет не пострадали за это время. А вот остатков газеты мы так и не нашли.

3.3.Практическое применение использованных бутылок

Результат нашего исследования удручающий. Тогда мы прошли по селу в надежде найти не только мусор, но и примеры применения пластиковых бутылок. И мы нашли! В детском саду «Звездочка» на участках, где играют дети, много приспособлений и украшений из пластиковых бутылок, выполненных руками воспитателей. Также, в нашей школе ребята вместе с родителями и классными руководителями изготовили пальму из пластиковых бутылок, различных животных, цветами украсили пеньки. Сейчас многие жители в своих дворах из пластиковых бутылок делают поделки и украшают дворы. И красиво. И полезно! Не все, конечно, а жаль.

Выводы:

В результате проделанной работы мы выяснили историю возникновения бутылок: от первых стеклянных до современных пластиковых. Она удобна в применении, благодаря таким свойствам как лёгкость, упругость, прочность, поэтому и занимает всё большее место в жизни человека, но её невозможно уничтожить после использования.

Поработав в кабинете химии, мы узнали, что пластиковые упаковки не разлагаются даже под действием химических реактивов, а при горении выделяют ядовитый дым, опасный для здоровья человека. Таким образом, мы подтвердили нашу гипотезу: пластиковая упаковка действительно засоряет землю и наносит вред природе.

Наши наблюдения и проведённый конкурс показали, что если подходить к этой проблеме творчески и по-хозяйски, то можно найти много способов применения пластиковой упаковке.

Заключение.

В конце своей работы мы хотим сказать, что в каждой семье обязательно что-то скапливается, а то и выбрасывается. Мы нашли много применений бытовым отходам из пластиковой упаковки. Некоторые из способов мы предлагаем посмотреть в презентации « Пластиковая упаковка: как использовать»

По результатам нашего исследования мы наметили следующие шаги:

1. Выступить с результатами нашего исследования перед учащимися младших классов,

2. Написать статью листовку, чтобы ещё раз обратить внимание жителей на проблему мусора в нашем селе и напомнить, что мы сами в ответе за чистоту и красоту нашего села.

Использованные ресурсы:

1. Википедия свободная энциклопедия [электронный ресурс] Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D1%83%D1%82%D1%8B%D0%BB%D0%B8

2. Наука, известия. Федеральное агентство по печати и массовым коммуникациям. [электронный ресурс] Режим доступа: http://www.inauka.ru/technology/article40009

3. Ответы mail.ru [электронный ресурс] Режим доступа: http://otvet.mail.ru/question/26708805/

4.детский портал bebi.lv [электронный ресурс] Режим доступа: http://www.bebi.lv/otdih-i-dosug-s-detjmi/podelki-iz-plastikovih-butilok.html

5. EcoVoise [электронный ресурс] Режим доступа: http://ecovoice.ru/blog/eco/37.html

6. Сайт «Экология» [электронный ресурс] Режим доступа: http://www.ecology.md/section.php?section=tech&id=2220

7. «Нappy English», «Счастливый английский», для 7-9 классов общеобразовательной школы, издательство «Титул», г. Обнинск, 1995