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随着技术的不断发展,热成型塑 料制品的运用正在逐步攀升。 特别是近几年外卖、快递、物 流等市场的爆发式增长,为热成型应用 及热成型相关的产业链带来了巨大的发 展机遇。不少热成型加工商纷纷扩大生 产规模,革新机器和相关的技术。
食品和饮料包装行业加速热成型市场发展
很多重要应用中都能发现热成型 塑料的身影,例如硬质食品和医疗包 装、汽车业、建筑产品、电器以及各种 消 费 品 等。 根 据 Transparency Market Research 发布的一项商业智能研究数据 显示,在 2017 年至 2024 年的预测期内,全球热成型包装市场的需求将以 5.9% 的复合年增长率增长。就收入而言,到 2024 年底,这个市场的机会估计价值将 达 576 亿美元。
在 2019 凯孚尔 - Kiefel 热成型包装 技术交流会上,来自卓高泰(广州)材 料科技有限公司的嘉宾对“中国热成型 市场的技术和机遇”进行了探讨。据介绍, 近年来中国热成型的产品应用越来越广, 与其本身的技术加工优势分不开,比如 热成型的工程经济性、高阻隔薄壁成型 便利性、有利的模具成本、机器的高产 出量、产品尺寸应用广、生产材料要求 低等特点非常明显。因此,在一些细分 领域,热成型塑料正与注塑等其他塑料 加工工艺形成竞争。
不过,热成型工艺也有它的劣势, 比较典型的表现有:我国热成型机技术 与国外相比还有明显差距、热成型企业 技术创新能力较差、中小型热成型企业 多等。这些因素都在影响着热成型技术 的进一步发展。不过,随着中国市场人 力成本以及对于加工效率和质量稳定性 要求的不断提升,中国热成型产业链上 的企业最近几年明显加快了技术创新的 步伐,并以技术创新带动产品开发以及 中小型企业转型升级的步伐。
以技术创新为例,在传统热成型制 造过程中,要使用多种工艺在不同设备 上生产,生产效率低及容易产生质量问 题。而全自动热成型将多工艺同时在一 台机器上完成,生产率高,有效提升了 产品质量的稳定性和卫生要求。从应用 角度而言,可以将热成型工艺和印刷装 潢、模内贴标技术等相结合,从而开发 出更适应热成型市场需求的产品。
创新热成型机器及模具提供了新的可能性
高效、高产、稳定的热成型机器为 整个行业的发展提供了转型的可能性。
本刊在 2019 凯孚尔 - Kiefel 热成型 包装技术交流会上了解到,2017 年凯孚 尔中国生产的第一台 KMD 78 Smart 已 经交付给了上海乐岁公司,据介绍,该 热成型机既遵循德国品质标准,同时和 德国进口产品相比又有价格优势。Smart 的工艺技术水平已经被证明和其它 KMD 78 系列产品一样具有同样的德国品质, 而且凯孚尔也针对本土市场开发出带冲孔的四工位设备,扩大了设备的功能选 项,从 5 个增加到 15 个。热成型加工商 则可以使用该设备将 PP、PET、PS 等 材料加工出广泛适用于多个行业的塑料 制品。
最近几年塑料及塑料微粒污染海洋 等问题一直牵动着人们的神经,全球范 围都在追求减少塑料材料的使用。对此, 凯孚尔的工艺和模具部门对如何减少材 料的用量方面进行了研究,如降低壁厚、 对发泡 PP 和发泡 PET 进行研究等,还 携手模具供应商开发出一些新型的方案。 此外,利用可回收塑料进行热成型加工 也是一条出路。
在当天的机器演示环节,凯孚尔向 嘉宾们展示了国产机器 KMD 78 smart 三工位和四工位正负压制盒热成型机, 现场演示了 PP 高透托盘及平连点 PP 餐盒产品的生产,充分展现了凯孚尔热 成型机与特种片材和亚洲高端模具的完 美结合。
合作伙伴立成模具有限公司详细介 绍了平连点 PP 餐盒产品利用传统和凯孚 尔新型国产机器 KMD 78 SMART 的不 同。本刊在现场看到,平连点 PP 餐盒 产品共使用了红、黑两色的 PP 材料,而 客户对于产品的主要要求是裁切处不能 有白化及毛边。原先产品裁切方式是使 用冲切机器,因此浪费了更多的人力及 时间在产品的修复上,而且产品裁切后 需借由烘枪把裁切处的毛边去除,一旦 烘枪修复不完整,就要经常面对被客户 退货的问题。使用凯孚尔 KMD 78 smart 机器取代冲切机器后,可以使用“平点” 取代传统的裁切方式,在此生产方式下, 只需简单使用烘枪去除平点处毛边即可。
绩效方面的对比也很明显。原有成 型机 + 冲切配套 15 穴模具,生产率为 12.5 秒,一分钟可生产 72 个产品。改用 凯孚尔 KMD 78 模具后,虽然只有 9 穴, 但每分钟可生产 180 个产品,产量是原 先机器的 2.5 倍,并且节省了 80% 的烘 枪修复时间。
在 2019 年的 CHINAPLAS 展会上, 一款来自 ILLIG 的热成型机也得到了极 大关注。据了解,ILLIG 展示的新型 ICRDM 73K 自动热成型制杯机具有高输出 和快速换模系统。与 IC-RDM 70K 机型 相比,新的成型面积扩大了 23%。所有 的改进都有助于提高高达 25% 的生产性 能,具体取决于应用情况。最新一代易 于使用的模具更换系统减少了 50% 以上 的工具安装和拆卸时间,也就是说,更 换模具可以在不到 60 分钟内完成。此 外,ILLIG 在 IC-RDM 73K 中始终实施了 Cleantivity® 概 念。 在 橡 塑 展 上,ILLIG 在生产线上使用了 32 个模腔的模具,以 每分钟 50 个周期的速度,每分钟生产 1,600 个饮料杯,杯子由 A-PET 和 A-PLA 片材(0.7 毫米厚)制成。
IC-RDM K 系列的机器也经常用在连 接挤出机的连线生产,有利于大量生产 数百万杯的饮料杯。
绿色引领聚丙烯包装透明新标准
中国的消费者市场环境正经历一场 前所未有的变化。有数据表明,中国餐 饮服务市场持续增长,家庭烹饪份额持 续下降,其中外卖市场在 2013-2016 年 间的年复合增长率高达 44%。
便利即食的需求提高,给热成型行 业带来新的机遇。研究表明消费者更倾 向于透明包装 ( 即“眼见为实”),及包 装更具功能性和耐用性。此外,消费者 也越来越注重环保。环保、轻量化、单 一材质、可回收性,这些都指向了聚丙 烯(PP),那么 PP 会成为热成型领域 一种具有竞争力的材料选择吗?
PP 是目前世界上应用最为广泛的通 用合成树脂之一,有密度小、来源广泛、 质量轻、易回收、机械性能优越、耐高 温等特点,但 PP 一度也被认为是没有前 途的热成型塑料,主要原因是 PP 的加热 软化点和结晶相的熔点很接近,所幸精 准控温技术的应用、PP 改性技术的进步 及高熔体强度 PP 的出现,从根本上改变 了 PP 热成型困难的局面。然而,PP 的 透明度却也比较难与 PET 等透明塑料相 媲美。
美利肯的完全绿色环保可回收的 Millad NX 8000 透明剂可极大提升 PP 的 透明度,使 PP 达到与 PET 和 PS 相媲 美的透明度,引领 PP 包装领域新一代透 明标准;同时,它还可以使 PP 的加工 温度降低至 190℃ -200℃,最多可比传 统透明剂的工作温度低 40℃,从而减少 10% 的电能消耗,帮助塑料铸模商及加 工商提高产量、压缩生产成本。
在产品应用上,含 Millad NX 8000 的抗冲透明 PP 用于日用品和食品领域的 大型挤吹包装,可比其他传统材料方案 更轻量化、成本更低、外观还更好;在 片材和热成型工艺中也可广泛应用于水 果、肉制品和快餐食品包装领域,例如 热成型食品包装盒、盖子,翻盖式包装盒、 塑封式托盘等。
目前,美利肯的 Millad NX 8000 透 明剂已被市场广泛接受,并且在多个应 用中取得杰出成绩。比如,中石化天津 分公司生产的超透明 PP 热成型专用树脂 T5105M就采用了NX 8000透明剂技术, 具有透明度好、拉伸均匀度高、刚韧平衡、 不含塑化剂等特点,可用于生产超透明 片材、奶茶杯、果冻杯、食品托盘及盖 子等制品。而且与 PET 及 PS 容器相比, T5105M 制品还具有比重轻、可微波、 卫生性好等优势。
总结
毫无疑问,食品和饮料包装行业为 热成型技术提供了巨大的推动力。随着 消费者生活习惯的改变,足不出户的外 卖生活模式已经成为办公室一族的日常 生活方式,这给热成型包装带来了巨大 的发展机会。而热成型行业也必须作出 相应的改变,以更新颖、更高效、更经 济的方式迎接这些机遇的到来。
本刊编辑班红芳组稿