Пляшки із плівки
Upakovano.ru знайомить читачів з черговим матеріалом Антона Стімана (Anton Steeman), ведучого блогу Best In Packaging, який присвячений формуванню пляшок із пластику.
Виробництво пляшок методом термоформування плівкового пластикового матеріалу вже не є новиною. Термоформування — це загальний термін позначення виготовлення пластикових виробів у процесі формування тиском чи вакуумом. Спрощено можна уявити процес гарячого формування листового пластику так: він полягає в нагріванні листа пластику, отриманого екструзією, та надання йому форми за допомогою позитивної чи негативної форми. (Докладніше пояснення сутності процесу ви знайдете в кінці статті).
Перші спроби виготовлення пляшок методом гарячого формування були здійснені в 1930-ті роки, але, хоча розробка низки проектів тривала, всі вони не мали комерційного успіху. В останні роки, навпаки, ми були свідками успіху в галузі термоформування пляшок, закритих заздалегідь вирубаними платинками з алюмінію, особливо в сегменті пляшок 50-200 мл для йогуртів, соків та ізотонічних напоїв.
Технологія фірми Illig
Для цього сегмента ринку Illig Maschinenbau GmbH & Co. KG (Хайльбронн, Німеччина) у 2008 році розробила технологію Bottleform BF 70. Матеріал подається з рулону, нагрівається та надходить у секцію формування, механічно попередньо розтягується, після чого відбувається формування з використанням стерильного повітря під тиском. Через конструкцію пляшки необхідні рухомі частини, щоб забезпечити вилучення пляшок з форми. Крім того, необхідно було розробити такий метод формування, який забезпечує абсолютну рівномірність товщини стінок, незважаючи на скорочену початкову площу та велику глибинувитяжки.
При використанні спеціальних інструментів у поєднанні з керуванням подачею повітря для формування можна отримати пляшку методом глибокої витяжки, що відповідає стандартам ринку, навіть при товщині матеріалу всього 1,4 мм.
Міцність пляшки є вирішальним фактором для подальших операцій, таких як розлив, закупорювання та транспортування. Міцність потрібна для вертикального завантаження та стабільності бічних стінок.
Краї пляшки мають бути абсолютно круглими для запечатування. Якість краю – головна умова точного запечатування. Хороше поєднання круглої платинки та пляшки гарантує більший термін придатності.
У цих пляшках немає серединного шва, типового для пляшок, одержаних методом видувного формування.
Illig заявляє, що пляшка, отримана способом видувного формування, в середньому має вагу 8,5 г. Термоформована пляшка набагато легша, в середньому її вага становить 4,5 г.
Технологія 'Roll N Blow' фірми Agami
Очевидно, що ця система має обмеження за розміром пляшок (50-200 мл). У цих судин запечатаний верх, а не гвинтовий ковпачок, як у пляшок, виготовлених методом видувного формування. Але нещодавно ми побачили вирішення обох проблем у розробці французької фірми Agami для видувного формування/термоформування пляшок з рулону пластику. Антон Стіман вже писав про цю розробку у статті Interpack 2011: день другий.
Термоформуюча машина 'Roll N Blow' французької компанії Agami заснована на інноваційній технології трубчастого термоформування із пластикового листа, що подається з рулону. Початковий матеріал надходить у машину у вигляді пластикової стрічки. Вона розрізається на смужки, кожна з яких згортається довкола видувної трубки. Потім вийшлатрубочка зварюється поздовжнім швом, в результаті чого виходить пластикова туба, яка потім нагрівається і проходить стадію видування у формі, щоб вийшла повноцінна пляшка. Дана технологія дозволяє виготовляти пляшки ємністю від 100 до 500 мл.
Технологія Hol-Pack
Світ виготовлених термоформуванням пляшок став цікавішим з тих пір, як невідомий широкому загалу Рудольф Хольцляйтнер (Rudolf Holzleitner), з компанії Hol-Pack Verpackungen (Піпербах, Австрія), запатентував свій винахід (Номер патенту EP2091829).
Hol-Pack запатентувала технологію одержання термоформуванням та зварюванням пластикової пляшки ємністю до 1,25 л для негазованих напоїв. Технологія Hol-Pack передбачає процес термоформування двох половинок листа, з'єднаних так, що розділова лінія утворює кромки усередині пляшки. Ці кромки зварюються наприкінці процесу формування пляшки. Лінія, що розділяє, може проходити вздовж або поперек вертикальної осі пляшки.
Версія з горизонтальною лінією дає можливість виготовляти пляшки з кількома відсіками. Рукавні та інші етикетки можуть використовуватися для приховування зварного шову, який зовні непривабливий, але збільшує жорсткість готової пляшки.
Компанії з розливу напоїв у пляшки мають можливість вибирати: або виготовляти пляшку повністю з рулону пластику, або придбати попередні виготовлені напівфабрикати у вигляді половинок пляшки і тільки зварювати їх на своїх машинах.
Поряд із можливістю виробляти способом гарячого формування напівфабрикати пляшок у складовій версії, складові половники дозволяють створити комерційно цікаві модульні системи. Тобто пляшки різних форм, що легко змінюються, виходять шляхом зварювання різноманітних.частин. Ця технологія дозволяє досягти великої варіативності форм і матеріалів під час виготовлення пляшок.
Технічно термоформована пляшка в порівнянні з пляшкою, отриманою видувним формуванням, має більшу жорсткість завдяки зварному шву.
Поки термоформовані та зварені пластикові пляшки годяться лише для розливу негазованих рідин. Проте Антон Стіман вважає, що подальші розробки усунуть усі обмеження, і ми побачимо нові сфери застосування цієї технології, завдяки її економічності, універсальності, майже необмеженому вибору матеріалу та можливостям, що надаються для творчості дизайнера.
Що таке термоформування?
Термоформування — це загальний термін позначення процесу виготовлення пластикових виробів у результаті формування тиском чи вакуумом. Спрощено процес гарячого формування листового пластику полягає в нагріванні листа пластику, отриманого екструзією, та надання йому форми за допомогою позитивної чи негативної форми. Залежно від типу форми, що вибирається клієнтом, процес термоформування дає можливість замовнику отримати виріб з такими ж естетичними властивостями, що й виріб, виконаний методом лиття під тиском, але без дорогих інструментів і форм, що використовуються при інжекційному лиття.
Існує чотири основні процеси в технології термоформування:
- вакуумне формування;
- пневмоформування;
- механічне формування;
- рідинне формування із мембраною.
Вакуумне формування (Vacuum Forming) – найпоширеніший спосіб з використанням найпростішої форми. Листи прикріплюються до форми за допомогою атмосферного тиску. Можливі численні іншіваріанти процесу: з попереднім видуванням, з негативною формою, зворотне видування формування і т.п.
Пневмоформування (Pressure Forming) - формування здійснюється шляхом подачі надлишкового тиску під кришку, яка накриває форму та листовий пластик.
Механічне формування (Mechanical Forming) - надання плоскої заготівлі форми здійснюється за рахунок пуансону та позитивної форми. Спочатку заготовку витягують за допомогою пуансона, а потім формують у матриці, створюючи вакуум її порожнини.
Рідкісне формування з мембраною (Pressure Diaphragm Forming) - лист пластику притискається до форми за допомогою еластичної діафрагми, яка знаходиться під високим тиском рідини. Підходить для міцних матеріалів.
Деякі з цих принципів застосовуються ще в одному термоформуючому процесі – дволистовому гарячому формуванні. Тут відбувається нагрівання двох листів пластику, потім формування відбувається одночасно у двох половниках форми, які потім зварюються разом під високим тиском.
У деяких випадках дволистовим термоформуванням виготовляються вироби, які схожі на продукти, отримані видувним формуванням, проте дволистовий процес дозволяє клієнтам отримати:
1) більш високу якість та більш естетичний вид виробу; 2) двоколірні вироби; 3) виріб із зібраним пристроєм усередині ще в процесі формування.