อุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์อาหารเผชิญกับความท้าทายอย่างต่อเนื่องในการรักษาสมดุลระหว่างการทนต่ออุณหภูมิ ความปลอดภัยของอาหาร และความสามารถในการรีไซเคิล Sukano ผู้เชี่ยวชาญด้านสารเติมแต่งและมาสเตอร์แบทช์ของสวิส และ Illig ผู้ผลิตระบบเทอร์โมฟอร์มของเยอรมัน ได้ร่วมกันพัฒนาโซลูชันที่เป็นนวัตกรรม: CPET-Light ซึ่งเป็นวัสดุที่ล้ำสมัยที่ผสมผสานความโปร่งใส ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง และความสามารถในการรีไซเคิลที่เหนือกว่า
เนื่องจากฉันทามติทั่วโลกเติบโตขึ้นตามหลักการเศรษฐกิจหมุนเวียน การรีไซเคิลจึงกลายเป็นตัวชี้วัดที่สำคัญสำหรับความยั่งยืนของบรรจุภัณฑ์พลาสติก โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) หนึ่งในพลาสติกรีไซเคิลมากที่สุดในโลก มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนสำหรับการใช้งานบรรจุภัณฑ์อาหาร ความร่วมมือระหว่าง Sukano-Illig มีเป้าหมายที่จะขยายศักยภาพของ PET ในการทำความร้อนด้วยไมโครเวฟและการเติมร้อน โดยให้ทางเลือกที่เป็นไปได้แทนวัสดุที่ใช้กันทั่วไปแต่รีไซเคิลได้น้อยกว่า เช่น โพลีสไตรีน (PS) และโพลีโพรพีลีน (PP)
โซลูชันบรรจุภัณฑ์ที่อุณหภูมิสูงในปัจจุบันโดยทั่วไปจะใช้ตัวแปร CPET ผลึกทึบแสง (โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตแบบผลึก) ที่สามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 220°C อย่างไรก็ตาม สำหรับการทำความร้อนด้วยไมโครเวฟมาตรฐานและการเติมร้อนที่ต้องการความต้านทานเพียง 100°C ถ้วยและถาด APET (โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตไร้รูปร่าง) ที่ขึ้นรูปด้วยความร้อนแบบสุญญากาศมักจะขาด ช่องว่างทางการตลาดนี้นำเสนอโอกาสในการแก้ไขปัญหาที่คุ้มต้นทุนมากขึ้น
วัสดุ CPET-Light แสดงถึงความก้าวหน้าที่สำคัญในเทคโนโลยีเทอร์โมฟอร์มของ CPET นวัตกรรมนี้มุ่งเน้นไปที่การบรรลุความโปร่งใสสำหรับการใช้งานไมโครเวฟและการเติมร้อน ขณะเดียวกันก็ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตในระบบเทอร์โมฟอร์มอย่างมาก
Illig พัฒนากระบวนการเทอร์โมฟอร์มที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งควบคุมอุณหภูมิของฟิล์มที่สร้างนิวเคลียสล่วงหน้าด้วยมาสเตอร์แบทช์ของ Sukano อย่างแม่นยำ เมื่อรวมกับแม่พิมพ์แบบพิเศษ กระบวนการนี้ช่วยให้สามารถผลิตถ้วย CPET-Light ได้ที่ความเร็วที่ตรงกับเอาต์พุต CPET แบบดั้งเดิม ถ้วยเหล่านี้ไม่เพียงแต่ตอบสนองความต้องการไมโครเวฟและการเติมร้อนเท่านั้น แต่ยังบูรณาการเข้ากับกระแสการรีไซเคิล PET ได้อย่างราบรื่น ซึ่งเป็นทางเลือกที่ยั่งยืนแทนบรรจุภัณฑ์ PS และ PP แบบใช้ครั้งเดียว
โครงการร่วมมุ่งเน้นไปที่การผลิตถ้วยเติมนมร้อนที่มีความโปร่งใสเพียงพอและทนต่ออุณหภูมิ 100°C ที่ศูนย์เทคนิคของ Illig นักวิจัยได้ทำการทดสอบที่ครอบคลุมโดยใช้เครื่องเทอร์โมฟอร์มขึ้นรูป RDM 70K และแม่พิมพ์แบบโพรงเดียว โดยมีการทดสอบเปรียบเทียบใน PP-H (โพรพิลีนโฮโมโพลีเมอร์) และตัวอย่าง APET
ซูคาโนะผลิตฟิล์ม CPET-Light สีขาวโปร่งใสและกว้าง 240 มม. หนา 1.1 มม. สำหรับการทดสอบ มีการประเมินตัวแปรวัสดุสี่แบบ: PP-H, APET, CPET-Light สีขาว และ CPET-Light แบบโปร่งใส
ประสิทธิภาพการผลิตสูงถึง 20 รอบต่อนาทีสำหรับถ้วย CPET-Light ซึ่งเทียบได้กับเอาต์พุต PP-H และ APET นักวิจัยจัดลำดับความสำคัญของการกระจายความหนาของผนังที่สม่ำเสมอเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเปรียบเทียบคุณสมบัติทางแสงและทางกลอย่างมีความหมาย
หลังจากการเก็บรักษาตลอด 24 ชั่วโมง จะมีการวัดการประเมินที่ครอบคลุม:
การวัดความหนาของผนังแสดงให้เห็นการกระจายตัวของวัสดุที่เทียบเคียงได้ ยกเว้นฐานถ้วย APET ที่บางกว่าและการฉีกขาดในขอบซีลถ้วย CPET-Light สีขาว อัตราการหดตัวของแม่พิมพ์วัดได้ประมาณ 0.5% สำหรับทั้ง APET และ CPET-Light ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดการออกแบบเครื่องมือ ในขณะที่ PP แสดงให้เห็นการหดตัว 1.58%
การทดสอบแรงอัดด้านบนพบว่าถ้วย CPET-Light สีขาวที่มีขอบซีลที่บางกว่าแสดงการเสียรูปเร็วกว่าและแรงอัดสูงสุด (Fmax) ต่ำกว่า ถ้วย APET มีพฤติกรรมคล้ายกันเนื่องจากมีผนังฐานบาง ถ้วย CPET-Light แบบโปร่งใสแสดงค่า Fmax ที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับถ้วย PP ซึ่งเป็นผลมาจากโมดูลัส Young ที่เหนือกว่าของ PET (3800 MPa เทียบกับ 2000 MPa ของ PP)
ในการทดสอบความต้านทานของเตาอบที่อุณหภูมิ 100°C เป็นเวลา 30 นาที ถ้วย APET เสียรูปอย่างรุนแรง ในขณะที่ถ้วย PP มีการหดตัวจากความสูงเพียงเล็กน้อย ตัวอย่าง CPET-Light แสดงให้เห็นถึงความต้านทานการเสียรูปที่ดีขึ้นผ่านรูปทรงของแม่พิมพ์ที่ปรับให้เหมาะสม
การทดสอบความต้านทานต่อน้ำร้อนเกี่ยวข้องกับการเติมน้ำอุณหภูมิ 95°C ในถ้วย เทน้ำทิ้งหลังจากผ่านไปหนึ่งนาที จากนั้นจึงวัดหลังจากผ่านไป 30 นาที การวัดความโปร่งใสโดยใช้มาตรฐาน ASTM D-1003 แสดงให้เห็นถ้วย CPET-Light แบบโปร่งใสที่มีค่าหมอกควันสูงกว่า APET เล็กน้อย แต่เทียบเคียงได้กับถ้วย PP
โซลูชัน CPET-Light ผสมผสานฟิล์มพรีนิวเคลียสของ Sukano การออกแบบแม่พิมพ์เฉพาะทาง อุปกรณ์เทอร์โมฟอร์มขั้นสูง และความเชี่ยวชาญทางเทคนิคที่สั่งสมมานานหลายทศวรรษเพื่อให้ทนต่ออุณหภูมิได้ถึง 100°C คุณสมบัติกั้นที่ดีเยี่ยมของ PET ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความทนทานต่อน้ำมัน ในขณะที่การรีไซเคิลเกรดอาหารของวัสดุสนับสนุนวัตถุประสงค์ของเศรษฐกิจหมุนเวียน
รูปแบบโปร่งใสที่ใช้มาสเตอร์แบทช์นิวคลีเอชั่นเฉพาะทางของ Sukano นำเสนอทางเลือกที่น่าสนใจนอกเหนือจากถ้วย PP ทั่วไป ด้วยความเร็วในการผลิตที่สอดคล้องกับวัสดุแบบดั้งเดิมและการรับรองด้านสิ่งแวดล้อมที่เหนือกว่า CPET-Light จัดการกับความท้าทายด้านความยั่งยืนที่สำคัญในบรรจุภัณฑ์อาหาร
อุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์อาหารเผชิญกับความท้าทายอย่างต่อเนื่องในการรักษาสมดุลระหว่างการทนต่ออุณหภูมิ ความปลอดภัยของอาหาร และความสามารถในการรีไซเคิล Sukano ผู้เชี่ยวชาญด้านสารเติมแต่งและมาสเตอร์แบทช์ของสวิส และ Illig ผู้ผลิตระบบเทอร์โมฟอร์มของเยอรมัน ได้ร่วมกันพัฒนาโซลูชันที่เป็นนวัตกรรม: CPET-Light ซึ่งเป็นวัสดุที่ล้ำสมัยที่ผสมผสานความโปร่งใส ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง และความสามารถในการรีไซเคิลที่เหนือกว่า
เนื่องจากฉันทามติทั่วโลกเติบโตขึ้นตามหลักการเศรษฐกิจหมุนเวียน การรีไซเคิลจึงกลายเป็นตัวชี้วัดที่สำคัญสำหรับความยั่งยืนของบรรจุภัณฑ์พลาสติก โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) หนึ่งในพลาสติกรีไซเคิลมากที่สุดในโลก มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนสำหรับการใช้งานบรรจุภัณฑ์อาหาร ความร่วมมือระหว่าง Sukano-Illig มีเป้าหมายที่จะขยายศักยภาพของ PET ในการทำความร้อนด้วยไมโครเวฟและการเติมร้อน โดยให้ทางเลือกที่เป็นไปได้แทนวัสดุที่ใช้กันทั่วไปแต่รีไซเคิลได้น้อยกว่า เช่น โพลีสไตรีน (PS) และโพลีโพรพีลีน (PP)
โซลูชันบรรจุภัณฑ์ที่อุณหภูมิสูงในปัจจุบันโดยทั่วไปจะใช้ตัวแปร CPET ผลึกทึบแสง (โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตแบบผลึก) ที่สามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 220°C อย่างไรก็ตาม สำหรับการทำความร้อนด้วยไมโครเวฟมาตรฐานและการเติมร้อนที่ต้องการความต้านทานเพียง 100°C ถ้วยและถาด APET (โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตไร้รูปร่าง) ที่ขึ้นรูปด้วยความร้อนแบบสุญญากาศมักจะขาด ช่องว่างทางการตลาดนี้นำเสนอโอกาสในการแก้ไขปัญหาที่คุ้มต้นทุนมากขึ้น
วัสดุ CPET-Light แสดงถึงความก้าวหน้าที่สำคัญในเทคโนโลยีเทอร์โมฟอร์มของ CPET นวัตกรรมนี้มุ่งเน้นไปที่การบรรลุความโปร่งใสสำหรับการใช้งานไมโครเวฟและการเติมร้อน ขณะเดียวกันก็ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตในระบบเทอร์โมฟอร์มอย่างมาก
Illig พัฒนากระบวนการเทอร์โมฟอร์มที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งควบคุมอุณหภูมิของฟิล์มที่สร้างนิวเคลียสล่วงหน้าด้วยมาสเตอร์แบทช์ของ Sukano อย่างแม่นยำ เมื่อรวมกับแม่พิมพ์แบบพิเศษ กระบวนการนี้ช่วยให้สามารถผลิตถ้วย CPET-Light ได้ที่ความเร็วที่ตรงกับเอาต์พุต CPET แบบดั้งเดิม ถ้วยเหล่านี้ไม่เพียงแต่ตอบสนองความต้องการไมโครเวฟและการเติมร้อนเท่านั้น แต่ยังบูรณาการเข้ากับกระแสการรีไซเคิล PET ได้อย่างราบรื่น ซึ่งเป็นทางเลือกที่ยั่งยืนแทนบรรจุภัณฑ์ PS และ PP แบบใช้ครั้งเดียว
โครงการร่วมมุ่งเน้นไปที่การผลิตถ้วยเติมนมร้อนที่มีความโปร่งใสเพียงพอและทนต่ออุณหภูมิ 100°C ที่ศูนย์เทคนิคของ Illig นักวิจัยได้ทำการทดสอบที่ครอบคลุมโดยใช้เครื่องเทอร์โมฟอร์มขึ้นรูป RDM 70K และแม่พิมพ์แบบโพรงเดียว โดยมีการทดสอบเปรียบเทียบใน PP-H (โพรพิลีนโฮโมโพลีเมอร์) และตัวอย่าง APET
ซูคาโนะผลิตฟิล์ม CPET-Light สีขาวโปร่งใสและกว้าง 240 มม. หนา 1.1 มม. สำหรับการทดสอบ มีการประเมินตัวแปรวัสดุสี่แบบ: PP-H, APET, CPET-Light สีขาว และ CPET-Light แบบโปร่งใส
ประสิทธิภาพการผลิตสูงถึง 20 รอบต่อนาทีสำหรับถ้วย CPET-Light ซึ่งเทียบได้กับเอาต์พุต PP-H และ APET นักวิจัยจัดลำดับความสำคัญของการกระจายความหนาของผนังที่สม่ำเสมอเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเปรียบเทียบคุณสมบัติทางแสงและทางกลอย่างมีความหมาย
หลังจากการเก็บรักษาตลอด 24 ชั่วโมง จะมีการวัดการประเมินที่ครอบคลุม:
การวัดความหนาของผนังแสดงให้เห็นการกระจายตัวของวัสดุที่เทียบเคียงได้ ยกเว้นฐานถ้วย APET ที่บางกว่าและการฉีกขาดในขอบซีลถ้วย CPET-Light สีขาว อัตราการหดตัวของแม่พิมพ์วัดได้ประมาณ 0.5% สำหรับทั้ง APET และ CPET-Light ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดการออกแบบเครื่องมือ ในขณะที่ PP แสดงให้เห็นการหดตัว 1.58%
การทดสอบแรงอัดด้านบนพบว่าถ้วย CPET-Light สีขาวที่มีขอบซีลที่บางกว่าแสดงการเสียรูปเร็วกว่าและแรงอัดสูงสุด (Fmax) ต่ำกว่า ถ้วย APET มีพฤติกรรมคล้ายกันเนื่องจากมีผนังฐานบาง ถ้วย CPET-Light แบบโปร่งใสแสดงค่า Fmax ที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับถ้วย PP ซึ่งเป็นผลมาจากโมดูลัส Young ที่เหนือกว่าของ PET (3800 MPa เทียบกับ 2000 MPa ของ PP)
ในการทดสอบความต้านทานของเตาอบที่อุณหภูมิ 100°C เป็นเวลา 30 นาที ถ้วย APET เสียรูปอย่างรุนแรง ในขณะที่ถ้วย PP มีการหดตัวจากความสูงเพียงเล็กน้อย ตัวอย่าง CPET-Light แสดงให้เห็นถึงความต้านทานการเสียรูปที่ดีขึ้นผ่านรูปทรงของแม่พิมพ์ที่ปรับให้เหมาะสม
การทดสอบความต้านทานต่อน้ำร้อนเกี่ยวข้องกับการเติมน้ำอุณหภูมิ 95°C ในถ้วย เทน้ำทิ้งหลังจากผ่านไปหนึ่งนาที จากนั้นจึงวัดหลังจากผ่านไป 30 นาที การวัดความโปร่งใสโดยใช้มาตรฐาน ASTM D-1003 แสดงให้เห็นถ้วย CPET-Light แบบโปร่งใสที่มีค่าหมอกควันสูงกว่า APET เล็กน้อย แต่เทียบเคียงได้กับถ้วย PP
โซลูชัน CPET-Light ผสมผสานฟิล์มพรีนิวเคลียสของ Sukano การออกแบบแม่พิมพ์เฉพาะทาง อุปกรณ์เทอร์โมฟอร์มขั้นสูง และความเชี่ยวชาญทางเทคนิคที่สั่งสมมานานหลายทศวรรษเพื่อให้ทนต่ออุณหภูมิได้ถึง 100°C คุณสมบัติกั้นที่ดีเยี่ยมของ PET ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความทนทานต่อน้ำมัน ในขณะที่การรีไซเคิลเกรดอาหารของวัสดุสนับสนุนวัตถุประสงค์ของเศรษฐกิจหมุนเวียน
รูปแบบโปร่งใสที่ใช้มาสเตอร์แบทช์นิวคลีเอชั่นเฉพาะทางของ Sukano นำเสนอทางเลือกที่น่าสนใจนอกเหนือจากถ้วย PP ทั่วไป ด้วยความเร็วในการผลิตที่สอดคล้องกับวัสดุแบบดั้งเดิมและการรับรองด้านสิ่งแวดล้อมที่เหนือกว่า CPET-Light จัดการกับความท้าทายด้านความยั่งยืนที่สำคัญในบรรจุภัณฑ์อาหาร
