热成型产品在食品包装领域大放异彩

 

 

热成型在业界又名吸塑，是将热塑性硬质塑料片材加热软化，采用压力(真空、气压)使片材作用于模具表面，以取得与型面相仿的形状，冷却定型后，经过修整得到所需形状的制品。

 

热成型包装由于本身的优越性，在食品等产品的包装中得到了广泛的应用，例如，容纳食品饮料的杯、碟、托盘等。近年来，随着人民生活水平的提高，生活方式趋于更加快节奏的改变，人们对一次性食品包装容器的外观和品质有了越来越高的要求，越来越多的热成型食品包装制品出现在人们生活的方方面面，促使我国热成型市场的发展越来越快。

 

工艺特点与优势

 

食品包装的加工有很多方式可供选择，但很少有热成型工艺所提供的基本优势。

 

·灵活性：当食品厂家应用热成型时，品牌形象的灵活性也交到了厂家手里，可以有更多的设计空间来提高品牌认知度。热成型的模具有更高的便捷性，不管是圆形、方形、异形，又或是不同造型组合，都可以实现。

 

·产品保护：食品包装必须具有强密封性，而热成型食品包装耐用、有弹性。包装后的食品被固定在泡罩和衬底之间，在运输和销售过程中不易损坏，从而使一些形状复杂、易碎的食品得到有效保护。由于包装材料是片材形成托盒，因此可以有效避免二次接触污染。

 

另外，热成型包装重量轻、运输方便、符合绿色环保包装的要求；装箱无需另加缓冲材料；被包装的食品透明可见，外形美观，便于宣传商品扩大销售；适合机械化、自动化包装，便于现代化管理、节省人力、提高效率。

 

热成型与注塑在薄壁食品包装应用中的对比

 

近年来，随着食品的转运、流通越来越需要用到大量的包装容器，如，生鲜、熟食、外卖等领域，一次性塑料包装容器因其轻便、卫生、造价低廉的优点，在食品领域具有广泛的应用，深受商家与消费者的青睐。其中，薄壁包装满足了消费者对方便快捷的需求，薄壁包装的占有率，特别是在食品包装市场的占有率稳步增长。薄壁食品饮料包装产品呈现爆发式增长态势，包括酸奶容器、肉类和水果的托盘、一次性塑料餐盒、塑料刀叉勺、网红茶品用塑料杯等已经成为一些塑料加工商眼中的香饽饽。

 

 

薄壁包装的成型主要涉及注塑和热成型两种工艺方法，相比较而言，热成型比注塑更为普及，热成型硬质包装占到了市场份额的90%左右。与塑料加工方法中最为常见的注射成型比较，热成型具有成型快速而均匀，成型周期短，能制造表面积较大的产品，模具，以及设备投资少，适于自动化和长时间生产等优点，热成型产品的成本比通过注塑成型的包装要低出15%，被认为是塑料成型方法中单位成本效率最高的加工方法。尽管因更大的设计自由、高质量的差异化外观和更好的物理性能等，近几年注塑包装也得到了很多的发展，但热成型技术依然占据薄壁包装市场的重要一席。

 

热成型食品包装工艺之创新

 

热成型方法有多种，但基本上都是以真空、气压或机械压力三种方法为基础加以组合或改进而成的。近年来，热成型加工设备已取得新的进展，例如从挤出片材到热成型的连续生产技术。国内天津恒瑞公司制造的大型多层共挤高阻隔塑料片材生产线，同德国伊利格（ILLIG）公司的大型热成型机连线生产超厚度深拉高阻隔容器，已成为成熟配套生产模式正在风靡中国市场，这种生产方式在自动化、节能、超厚片深拉等方面优势十分明显，正在成为一种发展趋势。

 

 

在去年德国杜塞尔多夫举行的K2019展会上，笔者对展出的热成型设备与工艺给予了更多关注。多家知名热成型设备制造商借三年一度的行业盛事良机，展示了他们的最新一代系统，高速高效、高质量、高能效、一体化、数字化和可持续发展，成为新型热成型设备的关键主题，为未来的热成型技术发展立下了标杆。

 

*更高速、更高效

 

德国伊利格公司在K2019展会上在全球首发了几项技术和很多可持续包装的解决方案，其参展主题为“伊利格的循环思维-安全的选择CircularThinkingbyILLIG–Thesafechoice”。ILLIG首次推出了第四代热成型系统-RDM76K，自动滚筒给料的热成型机配备有全新设计的堆垛装置PH76和终端包装解决方案。该生产系统采用完全重新设计的双伺服驱动器，可确保更短的运动时间，从而缩短周期时间。伊利格在低位机器工作台上采用了中央支撑装置，将合模力提高了50%，达到90吨，成型产品高度最大255mm。因此，有效裁断长度可以增加多达50%，同时延长了使用寿命，提高了生产率。在展会上该生产线生产食品接触级rPET材料的U形边饮水杯，厚度1.3mm，直径75mm，高100mm，模具为60腔轻量化设计，每分钟35模次。

 

 

*集成优化以提高质量和效率

 

 

热成型专家德国凯孚尔（KIEFEL）在K展上展出了最新一代KTR5.2Speed制杯机，它以高产量、低能耗，坚固的机器设计和直观的用户指导而出类拔萃。尽管性能得到显著提升，但占地空间并未增加。整个KTR5.2Speed制杯系统的优化确保了可观的性能增强与工艺改进，从薄膜输送开始，经过加热、成型工位、成型空气供应、模具冷却、工装和模具更换，直到配备有下游自动纸箱包装设备的新堆垛系统。

 

长加热器可确保精确的热量分布，非常适合于PP和多层薄膜。结果是最高的产品性能：高透明度的PP杯子与最佳材料分布。在保持热量输入的同时，额定热容量则降低了约15%。新型模具冷却系统为全自动化与传感器控制，降低了能量损失。这种创新对模具寿命与产品质量也有着积极的作用。KTR5.2Speed针对上部与下部的模具，应用了两个独立的冷却回路，以及一套被扩展的感应系统实现最佳控制。两台高压泵和混料阀为两个回路供应冷却水。集合的温控器确保了最佳的模具保护。开机自动化受传感器所控制，完全避免了下部模具的过胶。

 

*一体化

 

瑞士制造商WM热成型机公司高度关注塑料包装行业快速发展的需求和趋势，去年在广州Chinaplas上推出的TWIST700是全新概念的翻转模制杯机，采用正负压真空成型，模内冲切，配备全伺服电机控制下模翻转系统，不再使用机械凸轮。

 

 

领先技术的TWIST700机型为中高产能的一次性杯子、盖子、乳品容器、碗和罐提供了优异的解决方案，在全自动化的过程中具有裁切精准、高产品质量等特点，堪称食品包装企业的理想利器。TWIST700可以为客户提供连线方案，形成真正的生产一体机，从原料到产品，包括在线粉碎回收连线一体机在生产速度、管理、节能和卫生食品包装生产的最佳条件方面保证了高性能系统。

 

*数字化转型

 

热成型加工中实现数字化转型，可显著提高生产过程的总利用率及生产能力。在K2019上，伊利格展示的Connectivity系统将生产系统与顾客的网络相连接，优化订单和工艺控制，并促进了数据交换、数据处理、日志记录和建档。伊利格把生产过程中的数字化转型技术传输到热成型与包装系统中，其目的是支持与伴随顾客迈入工业4.0。

 

ILLIGAssistance是一个面向操作者的支持系统，是从Connectivity到工业4.0的更进一步。使用该系统，生产商可以快速处理机器上的信息，从而能提高热成型系统可利用率。此外，一种新的伊利格仪表板以透明的方式结合了热成型生产线的生产数据，并在屏幕上为操作人员显示这些数据，并促成优化客户的生产计划。数字模具管理的概念也是一个新特点。一个可识读的RFID标签被贴在模具上，它储存有特定的数据，并为换模支持在机器上为之一振民需的模具参数。此外，数字识别有助于模具管理。

 

*可持续发展

 

当前热成型工业面对的一大挑战是公众对于外卖市场快速发展带来的用后餐盒的回收问题，归根结底就是行业的可持续发展问题。生物塑料在当下为塑料业者们所津津乐道，全球追寻的目标包括了消除不必要的包装物、一次性利用转向重复使用、提升利用由不同领域所用可回收资源所制成的材料。因为多国政府表达了对生态友好政策的承诺，使自然界免受塑料垃圾之扰，所以相关的塑料包装领域的企业不得不探寻新材料。因此，他们迫切想从机械制造和原材料供应商那里获得有关材料选择与加工技术的到位指导。热成型机械制造商、意大利AMUT集团为这样的责任做好了准备，多年前就已拥抱着“GOGREEN”的生产方式。该公司与原材料供应商协作，帮助顾客找到生态的解决方案。NatureWorks是世界领先的生物高分子供应商，将温室气体转变成一系列的聚乳酸（PLA）高性能材料，名为Ingeo™。AMUT与NatureWorks在食品接触级挤出与热成型工艺方面已经展开了合作。AMUT在其热成型机器上测试Ingeo™PLA。结果不错，由Ingeo™材料制成的器皿在冷与热的用途下均表现良好。在热成型食品包装应用中使用PLA不仅提高环保性，而且确保了产品的最优品质和效率。

 

新冠疫情带来的机遇与挑战

 

2020年初，一场突如其来的新冠病毒肺炎疫情，冲乱了中国传统春节的喜庆，也打断了中国社会发展匆忙的脚步。如今，疫情还未看到尽头，热成型制品业所面临的严峻挑战已经清晰地在面前。但危与机并存，因疫情而生的封闭式管理让民众的生活变得非常不便，一段时间内，方便食品的包装需求依然会呈现上升趋势，热成型盘、杯、碗包装制品的生产与使用将日益受到人们的欢迎。疫情期间80%以上的外卖订单都选择了使用“无接触安心送”服务，大量外卖餐盒的需求以及企业复工应用快餐盒的大量需求，一次性餐盒和可重复使用耐高温塑料便当盒也迎来新一波市场行情，有望继口罩之后成为新爆款。在追求高品质生活的同时，人们更愿意选择对环境、对健康有益的产品，热成型的高阻隔塑包产品将成为食品餐饮包装商们发展的一个指向标。

 

 

我们坚信：疫情终将过去，行业依然前行。