เครื่องเป่าฟิล์มแบบ ABA – การร่วมกันอัดรีดเพื่อผลิตฟิล์มที่มีความแข็งแรงสูง

เครื่องเป่าฟิล์ม ABA: เครื่องเป่าฟิล์ม ABA นี้ปฏิวัติกระบวนการทำบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่นด้วยเทคโนโลยีอัดรีดร่วมขั้นสูง ระบบนี้ประกอบด้วยเครื่องอัดรีดสองเครื่อง โดยเครื่องหนึ่งอยู่ตรงกลางสำหรับชั้นแกนกลาง (B) และอีกเครื่องอยู่ด้านข้างสำหรับชั้นนอกทั้งสองชั้น (A) เครื่องนี้มีหัวพิมพ์ที่มีช่องทางการไหลสองช่องแทนหนึ่งช่อง เพื่อให้สามารถควบคุมการไหลของโพลิเมอร์ได้อย่างแม่นยำสำหรับทั้งสองด้านของเปลือกชั้นนอกที่สมมาตรซึ่งล้อมรอบโครงสร้างแกนกลาง

การกำหนดค่านี้ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถปรับอัตราส่วนความหนาของชั้นวัสดุให้เหมาะสม เพื่อสร้างสมดุลระหว่างสมรรถนะและต้นทุน ตัวอย่างเช่น ชั้น B มักจะมีการผสมสารเติมแต่งที่ช่วยประหยัดต้นทุน เช่น แคลเซียมคาร์บอเนต (สูงสุดถึง 50%) ซึ่งช่วยลดการใช้พอลิเมอร์บริสุทธิ์ลง 30% แต่ยังคงความแข็งแรงไว้ได้

โครงสร้างสามชั้นแบบ ABA เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็งและความต้านทานต่อการทะลุ เช่น แผ่นรองในอุตสาหกรรมและฟิล์มเกษตรกรรม ระบบสมัยใหม่ยังสามารถผสมวัสดุรีไซเคิลในชั้นด้านนอกได้ โดยไม่กระทบต่อคุณภาพการพิมพ์ ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญสำหรับแบรนด์ที่มุ่งสู่เป้าหมายด้านความยั่งยืน

โครงสร้างสามชั้นแบบ ABA: พื้นฐานสำหรับ เครื่องเป่าฟิล์ม ความแข็งแรง

องค์ประกอบของชั้นวัสดุในการผลิตฟิล์มแบบรีดชั้นคู่

การจัดเรียงแบบสามชั้น (ABA) ประกอบด้วยชั้นโพลิเมอร์สามชั้นที่ผลิตโดยการเป่าฟิล์มแบบโคเอ็กซ์ทรูชัน (co-extrusion blown film) โดยชั้นด้านนอก (A) มักทำจากโพลิเมอร์บริสุทธิ์ เช่น HDPE หรือ LDPE เพื่อให้ได้คุณภาพพื้นผิวที่ดี ในขณะที่ชั้นแกนกลาง (B) ประกอบด้วยวัสดุราคาถูกกว่า เช่น พลาสติกที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ หรือคอมโพสิตที่มีส่วนผสมของแคลเซียมคาร์บอเนต การจัดโครงสร้างเช่นนี้สามารถลดต้นทุนวัตถุดิบได้ 18–22% เมื่อเทียบกับฟิล์มชั้นเดียว และมักนิยมใช้ในสัดส่วนชั้น 10:80:10 ถึง 20:60:20 (A:B:A)

การเลือกวัสดุสำหรับชั้นกันซึมและชั้นโครงสร้าง

ชั้นกันซึมใช้โพลิเมอร์ที่มีการซึมผ่านของก๊าสน้อย (เช่น EVOH หรือไนลอน) ในขณะที่ชั้นโครงสร้างเน้นเรซินที่ทนต่อแรงกระแทก เช่น LLDPE จากการศึกษาพบว่าการผสมแคลเซียมคาร์บอเนตในชั้น B ได้ถึง 50% สามารถลดการใช้โพลิเมอร์บริสุทธิ์ลงได้ 34% ขณะที่ยังคงความแข็งแรงในการดึงไว้ได้

การยึดติดระหว่างชั้นในฟิล์มหลายชั้น

ความเข้ากันได้ทางความร้อนระหว่างชั้นต่างๆ ช่วยให้ยึดติดกันได้ดี ระบบสมัยใหม่สามารถควบคุมอุณหภูมิการหลอมละลายให้แตกต่างกันไม่เกิน 15°C เพื่อป้องกันการลอกชั้นและให้เกิดความแข็งแรงในการยึดติดมากกว่า 4.5 N/15mm

ข้อได้เปรียบในการผลิตของเครื่องเป่าแบบร่วมอัดรูป (Co-Extrusion Blowing Machines)

การประมวลผลพอลิเมอร์หลายชนิดพร้อมกัน

ระบบการร่วมอัดรูป (Co-extrusion) สมัยใหม่สามารถรวมชั้นพอลิเมอร์ได้สูงสุดถึงเจ็ดชั้นในการผลิตเพียงครั้งเดียว ทำให้ไม่จำเป็นต้องทำกระบวนการเคลือบชั้นเพิ่มเติม ผู้ผลิตจึงสามารถ ลดระยะเวลาการผลิตลง 23% เมื่อเทียบกับการแปรรูปฟิล์มแบบชั้นเดียว

ประสิทธิภาพพลังงานในกระบวนการร่วมอัดรูป

การร่วมอัดรูปช่วยลดการใช้พลังงานลง 18-32% ด้วยกระบวนการให้ความร้อนเพียงหนึ่งรอบ การลดเศษวัสดุที่เหลือทิ้ง และการควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำ

การเพิ่มคุณสมบัติทางกลในฟิล์มเป่า

การกระจายแรงในโครงสร้างฟิล์มหลายชั้น

โครงสร้างชั้นสามแบบ ABA ช่วยกระจายแรงเครียดทางกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ การจำลองแสดงให้เห็นว่าการกระจายแรงเครียดมีความสม่ำเสมอเพิ่มขึ้น 40% ในฟิล์มแบบ 3 ชั้น เมื่อเทียบกับฟิล์มแบบชั้นเดียว

ความต้านทานต่อแรงกระแทกผ่านการปรับแต่งชั้นวัสดุ

ฟิล์มที่มีอัตราส่วนชั้นวัสดุที่เหมาะสม สามารถรับแรงทะลุได้สูงขึ้นถึง 2.3" โดยมีการตรวจสอบความหนาแบบเรียลไทม์ (ความคงที่ ±5%)

กรณีศึกษา: การปรับปรุงความแข็งแรงต่อการฉีกขาดเพิ่มขึ้น 23% (ข้อมูล FIAP 2023)

การใช้งานฟิล์มความแข็งแรงสูงในบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่น

โซลูชันถุงอุตสาหกรรมหนัก

ส่วนผสม HDPE/LLDPE ที่ผลิตพร้อมกันแบบหลายชั้นสามารถทนต่อแรงกดซ้ำๆ ได้มากกว่า 500 รอบ ช่วยให้ผลิตถุงบรรจุขนาดใหญ่ที่รับน้ำหนักได้ 50 กิโลกรัม พร้อมผนังถุงที่บางลง 40%

ฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหารที่ทนต่อการทะลุ

ฟิล์มหลายชั้นให้ความทนทานต่อการทะลุสูงขึ้น 300% ช่วยยืดอายุการเก็บรักษาเนื้อสัตว์และอาหารทะเลได้ยาวขึ้น 8–12 วัน

แนวโน้มการลดน้ำหนักบรรจุภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค

ข้อพิจารณาด้านความยั่งยืนในการแปรรูปพลาสโตเมอร์

ความท้าทายด้านการรีไซเคิลในฟิล์มแบบรีดชั้นซ้อน

มีเพียง 32% ของฟิล์มที่ผลิตโดยวิธีโคเอ็กซ์ทรูชัน (Co-extruded Films) ที่ถูกนำกลับมาใช้ใหม่ได้ เนื่องจากปัญหาความไม่เข้ากันได้ของพอลิเมอร์ เมื่อเทียบกับทางเลือกวัสดุเดี่ยว (Mono-Material) ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ถึง 58%

กลยุทธ์การผสานวัสดุที่ผลิตจากชีวภาพ

ขณะนี้ PLA คิดเป็น 12% ของชั้นโครงสร้างในบรรจุภัณฑ์อาหารของยุโรป ซึ่งมีค่า Footprint ของก๊าซเรือนกระจก (GHG) ต่ำกว่า PE ถึง 40%

ความขัดแย้งในอุตสาหกรรม: สมรรถนะเทียบกับข้อกำหนดเศรษฐกิจหมุนเวียน

แม้ว่าผู้ผลิต 73% จะให้ความสำคัญกับสมรรถนะทางกลเป็นหลัก แต่ข้อกำหนดทางกฎหมายกำหนดว่าภายในปี 2025 จะต้องใช้วัสดุรีไซเคิลในสัดส่วนไม่น้อยกว่า 35% ระบบไฮบริด (Hybrid Systems) ที่เพิ่งพัฒนาใหม่สามารถบรรลุสมรรถนะเทียบเท่า 91% ของวัสดุใหม่ (Virgin Material) พร้อมทั้งเป็นไปตามเกณฑ์การรีไซเคิลได้

การเติมสารปรับปรุงการเข้ากันได้ (Compatibilizers) ระหว่างกระบวนการผลิต สามารถเพิ่มความบริสุทธิ์ของวัสดุรีไซเคิลได้มากขึ้นถึง 19%

การวิเคราะห์อุตสาหกรรมปี 2023 เปิดเผยว่ายังมีความท้าทายในการผสมผสานระหว่างเนื้อหาวัสดุรีไซเคิลกับสมรรถนะของผลิตภัณฑ์

คำถามที่พบบ่อย

เครื่องเป่าฟิล์มแบบ ABA คืออะไร?
เครื่องเป่าฟิล์มชนิด ABA ใช้เทคโนโลยีร่วมการอัดขึ้นรูปขั้นสูง และประกอบด้วยเครื่องอัดรีดสองเครื่องสำหรับผลิตฟิล์มสามชั้นที่มีอัตราส่วนความหนาของแต่ละชั้นที่เฉพาะเจาะจง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและประหยัดต้นทุน

วัสดุที่ใช้ในฟิล์มเป่าแบบ ABA มีอะไรบ้าง
ชั้นนอกโดยทั่วไปทำจากโพลิเมอร์บริสุทธิ์ เช่น HDPE หรือ LDPE ในขณะที่ชั้นแกนกลางสามารถใช้วัสดุราคาประหยัด เช่น แคลเซียมคาร์บอเนต หรือพลาสติกที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้

ข้อพิจารณาด้านความยั่งยืนสำหรับฟิล์มร่วมการอัดขึ้นรูปคืออะไร
ประเด็นความยั่งยืนรวมถึงความท้าทายด้านการรีไซเคิลเนื่องจากโพลิเมอร์ไม่เข้ากัน และการสำรวจการใช้วัสดุที่ทำจากชีวภาพเพื่อลดการปล่อยคาร์บอน