Welke materialen kunnen op een ISBM-machine worden verwerkt?
De vraag naar materiaalcompatibiliteit is van fundamenteel belang bij elke investering in een ISBM-machine. In tegenstelling tot extrusieblaasvormen, waarmee een breed scala aan thermoplasten kan worden verwerkt, is spuitrekblaasvormen beperkt tot polymeren die zowel nauwkeurig kunnen worden spuitgegoten als vervolgens biaxiaal kunnen worden georiënteerd binnen een bepaald temperatuurbereik. Niet elke thermoplast voldoet aan deze dubbele eisen.
Deze gids behandelt uitgebreid de drie commercieel meest gebruikte materialen voor ISBM — PET, PP en PETG — plus opkomende alternatieven. Er wordt ingegaan op de polymeerwetenschap achter de geschiktheid van elk materiaal, de verschillen in verwerkingseisen, de meest geschikte containers en de praktische verschillen die operators op de werkvloer ervaren.
Waarom niet alle kunststoffen geschikt zijn voor rekblaasvormen?
Bij rekblaasvormen is een zeer specifiek reologisch gedrag vereist: het polymeer moet bij de rekblaastemperatuur in een zeer viskeuze, rubberachtige toestand blijven – beweeglijk genoeg om te vervormen onder mechanische en pneumatische kracht, maar tegelijkertijd voldoende bestand om de dikteverdeling te behouden en niet te scheuren. Dit gedrag is alleen mogelijk wanneer de verwerkingstemperatuur boven de glasovergangstemperatuur (Tg) ligt, maar onder de kristallisatie- of smelttemperatuur.
Bovendien moet het polymeer, om het doorslaggevende voordeel van ISBM te realiseren – biaxiaal georiënteerde wanden met verbeterde eigenschappen – in staat zijn tot rek-geïnduceerde oriëntatie (idealiter inclusief rek-geïnduceerde kristallisatie). Polymeren die te snel, te langzaam of helemaal niet op een nuttige manier kristalliseren, ontwikkelen niet de microstructuur die ISBM-containers superieur maakt aan hun spuitgegoten equivalenten.
- De glasovergangstemperatuur (Tg) die de glasachtige toestand scheidt van de rubberachtige toestand.
- Voldoende smeltsterkte in rubberachtige toestand om scheuren tijdens het uitrekken te weerstaan.
- Een voldoende grote kloof tussen Tg en Tm (of Tcc) om een praktisch procesvenster mogelijk te maken.
- Vermogen tot moleculaire oriëntatie — ketenuitlijning onder vervorming
- Goede spuitgietbaarheid — lage injectieviscositeit bij verwerkingstemperatuur, goede poortbevriezing
Materiaal 1 — PET (polyethyleentereftalaat)
PET is wereldwijd het meest gebruikte materiaal voor ISBM (In-Single Blade) en de maatstaf waaraan alle andere ISBM-materialen worden gemeten. De combinatie van een goed gedefinieerde Tg (~75 °C), een zeer goed beheersbaar oriëntatievenster (90-105 °C) en het opmerkelijke fenomeen van door rek geïnduceerde kristalliniteit maakt het bij uitstek geschikt voor hoogwaardige rekblaasprocessen.
| Huisdiereigendom | Waarde / bereik | Implicaties voor ISBM |
|---|---|---|
| Glasovergangstemperatuur | ~75°C | Breed oriëntatievenster boven Tg; eenvoudig te realiseren in een conditioneringsstation. |
| Optimale blaasvenster | 90–105 °C | Temperatuurbereik van 15–30 °C — haalbaar, maar vereist een stabiele klimaatregeling. |
| door spanning geïnduceerde kristalliniteit | Ja — sterk SIC-effect | Superieure barrièrewerking + sterkte dankzij kristallijne microstructuur |
| Vochtgevoeligheid | Hoog (hygroscopisch) | Verplichte droging tot <50 ppm; ontvochtigingsdroger vereist |
| Injectietemperatuurbereik | 255–285 °C | Vermijd temperaturen boven 295 °C — dit veroorzaakt snelle degradatie (vergeling, vorming van AA). |
| Intrinsieke viscositeit (IV) | 0,72–0,84 dL/g (ISBM-kwaliteit) | Hogere IV-waarde = stevigere voorvorm en fles; lagere IV-waarde = gemakkelijker injecteren |
| Voedselcontact | FDA, EU 10/2011, meeste wereldwijde goedkeuringen | Controleer de specificatie voor acetaldehyde in het water/de drankcontactpersoon. |
PET-kwaliteiten voor ISBM: Niet alle PET is hetzelfde. Voor ISBM (Injection Stretch Blow Molding) moet copolymeer PET worden gebruikt dat specifiek is ontworpen voor spuitrekblaasvormen (soms aangeduid als ISBM-kwaliteit of flessenkwaliteit). Belangrijkste specificaties: IV 0,76–0,82 dL/g; laag gehalte aan diethyleenglycol (DEG) voor goede helderheid; laag gehalte aan acetaldehyde (AA) of een katalysator met lage AA-generatie voor contact met levensmiddelen/dranken; vrij van nucleatiemiddelen (gekristalliseerd PET kristalliseert te snel voor ISBM).
Materiaal 2 — PP (Polypropyleen)
PP is het technisch meest uitdagende standaard ISBM-materiaal. In tegenstelling tot PET is PP semi-kristallijn met een smeltpunt (ongeveer 145-165 °C voor willekeurige copolymeren) en geen equivalent van het goed gescheiden Tg/oriëntatievenster van PET. Het praktische temperatuurbereik voor het uitblazen van PP is smal – ongeveer 125-140 °C – en vereist een zeer stabiele temperatuurregeling om twee mogelijke faalmechanismen te voorkomen: te koud (slechte rekbaarheid, hoge uitblaasdruk nodig, risico op scheuren) en te warm (snelle koude kristallisatie die parelmoerglans/troebeling veroorzaakt).
- Hogere chemische bestendigheid dan PET — geschikt voor agressieve chemicaliën, ketonen en aromatische oplosmiddelen.
- Hogere temperatuurbestendigheid — kan worden gesteriliseerd bij 121 °C (autoclaaf) voor medisch gebruik.
- Betere vochtwerende barrière dan PET (cruciaal voor hygroscopische farmaceutische producten)
- PP-homopolymeer en -copolymeer zijn op olefinen gebaseerd, wat zorgt voor een betere compatibiliteit met vette producten.
- Kan ondoorzichtig gepigmenteerd worden zonder dat dit ten koste gaat van de mechanische prestaties.
- Gebruik willekeurig copolymeer PP (rPP) — homopolymeer PP is te kristallijn en vertoont altijd parelmoerglans.
- Gekristalliseerde varianten kristalliseren te snel — vermijd ze.
- Hoogheldere rPP-kwaliteiten (bijvoorbeeld Borpure van Borealis, PPH-serie van LyondellBasell) hebben de voorkeur.
- MFI 7–15 g/10min aanbevolen voor ISBM-injectie; te laag = moeilijke injectie; te hoog = slechte sterkte van het voorvormsel
- Controleer of de verpakking geschikt is voor farmaceutische producten (conform USP/EP-normen).
Materiaal 3 — PETG (glycol-gemodificeerd PET)
PETG (ook wel geschreven als PET-G of GPET) is een copolymeer van PET waarbij een deel van het ethyleenglycolmonomeer is vervangen door CHDM (cyclohexaandimethanol). Dit verstoort de regelmatige ketenstructuur van PET, waardoor kristallisatie wordt voorkomen. Het resultaat is een permanent amorf polymeer met:
- Hogere inherente helderheid dan PET (helemaal geen kristalachtige waas)
- Glasachtige optische kwaliteit — transmissie boven 90%, waas onder 1%
- De glastemperatuur (Tg) ligt rond de 81 °C — iets hoger dan die van PET, wat zorgt voor een betere hittebestendigheid in de uiteindelijke verpakking.
- Geen door spanning geïnduceerde kristalliniteit — er ontstaat wel oriëntatie, maar het materiaal blijft amorf.
- Uitstekende chemische bestendigheid tegen aromatische geurstoffen en etherische oliën.
- Veel hogere dichtheid dan PET (1,27 g/cm³) — voelt zwaarder aan, geeft een premium gevoel.
PETG is het meest gebruikte materiaal voor hoogwaardige cosmetische verpakkingen, met name voor parfumflesjes, premium huidverzorgingsproducten en toepassingen waarbij een glasachtige uitstraling gewenst is, maar met het gewicht en de kosten van plastic. Het feit dat PETG niet kristalliseert, is een voordeel bij de verwerking (geen risico op koude kristallisatie), maar betekent wel dat het niet dezelfde barrièrewerking heeft als PET; PETG-flessen hebben in principe dezelfde zuurstof- en CO2-doorlaatbaarheid als niet-georiënteerd PET.
Overzicht van materiaalvergelijking
| Eigendom | HUISDIER | PP | PETG |
|---|---|---|---|
| Optische helderheid | Uitstekend (georiënteerd) | Goed (oriëntatieafhankelijk; risico op parelmoerglans) | Uitstekend (amorf — altijd helder) |
| O2-barrière | Goed (oriëntatieverbeterd) | Gematigd | Standaard (geen oriëntatiekristalliniteit) |
| Chemische bestendigheid | Goed (alcoholen, verdunde zuren) | Uitstekend (brede chemische compatibiliteit) | Goed (beter dan PET voor aromatische verbindingen) |
| Hittebestendigheid | Standaard (alleen koud vullen; warm vullen vereist een thermische behandeling) | Hoog (autoclaveerbaar tot 121 °C) | Goed (beter dan PET; niet geschikt voor autoclavering) |
| Verwerkingsgemak | Uitstekend (breedste venster, meest vergevingsgezind) | Moeilijk (smalle venster, risico op parelmoerglans) | Gemakkelijk (amorf; geen risico op kristallisatie) |
| Relatieve materiaalkosten | Laag (standaardpolymeer) | Laag (standaardpolymeer) | Middelhoog (speciaal copolymeer) |
| Primaire sector | Dranken, voedsel, farmaceutica | Farmaceutische industrie, voedingsmiddelenindustrie, medische sector | Cosmetica, parfums, luxe etenswaren |
Opkomende en specialistische materialen
Naast de drie standaardmaterialen heeft ISBM onderzoek verricht en beperkte productie gerealiseerd met diverse nieuwe materialen:
Tot 100% gerecycled PET van consumentenafval kan worden verwerkt op ISBM-machines, maar vereist zorgvuldig IV-beheer en kan meer kleurvariatie vertonen. De commerciële toepassing neemt toe vanwege duurzaamheidseisen (EU PPWR-verordening).
Biobased polymeer op basis van furfural (plantaardig). Glastemperatuur (Tg) ~86 °C, uitstekende zuurstofbarrière (10 keer beter dan PET), koolstofdioxidebarrière 3 keer beter. Verwerking vergelijkbaar met PET. Nichemarkt en duur, maar groeiende interesse vanuit de drankenindustrie.
Biologisch afbreekbaar; Tg ~55–60 °C. Kan verwerkt worden met ISBM, maar het verwerkingsvenster is zeer smal en de barrièrewerking is slecht in vergelijking met PET. Beperkte toepassing – hittebestendigheid is een aanzienlijke uitdaging bij gevulde verpakkingen. Groeiende interesse in bioverpakkingen, maar nog geen gangbaar ISBM-materiaal.
PET gemaakt van bio-afgeleide ethyleenglycol (MEG afkomstig van suikerriet, tot 30% biobased gehalte). Directe vervanging voor fossiel PET — identieke verwerking, identieke eigenschappen. Steeds vaker verkrijgbaar bij grote PET-producenten.
Alle ISBM-machines in ons assortiment zijn gevalideerd voor de verwerking van PET, PP en PETG. Voor rPET, Bio-PET en andere speciale harsen, Neem contact met ons op om de materiaalcompatibiliteit en eventuele benodigde aanpassingen aan de verwerking te bespreken..
Veelgestelde vragen
Kan ik op dezelfde ISBM-machine wisselen tussen PET en PP?
Wat is het verschil tussen PET voor flessen en PET voor algemeen gebruik?
Kan ik kleurmasterbatch in PET gebruiken voor ISBM?
Weet u niet zeker welk materiaal u voor uw ISBM-container moet kiezen?
Deel de productinhoud, de gewenste houdbaarheid, het type sluiting en de doelmarkt met ons. Wij adviseren u dan over de materiaalspecificaties en de machine-instellingen voor uw toepassing.
