การแปรรูปชิ้น PET รีไซเคิล 100% (rPET) เป็นม้วนแผ่นพลาสติกที่มีความใสสูงและเหมาะสำหรับการขึ้นรูปด้วยความร้อน เป็นหนึ่งในตัวเลือกที่ให้ผลกำไรสูงที่สุดและยั่งยืนที่สุดในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์พลาสติกสมัยใหม่ อย่างไรก็ตาม rPET มีปัญหาในการแปรรูปที่เฉพาะตัว ซึ่งหลักๆ ได้แก่ ความไวต่อความชื้น การลดลงของความหนืดภายใน (IV) และสิ่งเจือปน.
เพื่อผลิตแผ่น PET ที่ใสและทนทานได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ก่อให้เกิดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานสูงเกินไป ผู้ผลิตจึงพึ่งพาเทคโนโลยีการอัดรีดสมัยใหม่ เช่น เครื่องอัดรีดสกรูคู่ขนาน และระบบการอัดรีดร่วมสามชั้น ABA.
ความท้าทายหลักในการแปรรูปชิ้น PET ที่รีไซเคิล
ก่อนที่จะพิจารณาการตั้งค่าเครื่อง เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่ต้องเข้าใจว่ากระบวนการจะเกิดขึ้นอย่างไรเมื่อทำการแปรรูปชิ้น PET จากขวดที่ใช้แล้ว:
- การไฮโดรไลซิสและการสูญเสียทางหลอดเลือดดำ: PET มีคุณสมบัติดูดความชื้น ความชื้นที่อุณหภูมิการหลอมสูงจะทำให้เกิดการไฮโดรไลซิส ซึ่งทำให้สายโซ่โพลิเมอร์ถูกตัดขาดและทำให้ความหนืดภายใน (IV) ลดลง ส่งผลให้แผ่นพลาสติกกลายเป็นเปราะ.
- ความไม่สอดคล้องกันของสิ่งเจือปน: เกล็ดพลาสติกที่ผ่านการรีไซเคิลมักมีสารตกค้างจาก PVC, โพลีโอเลฟิน (ฝา/ฉลาก) หรือความชื้นที่เปลี่ยนแปลงได้.
- การเปลี่ยนสีเป็นสีเหลืองและการสูญเสียความใส: การเสื่อมสภาพทางความร้อนจากการสัมผัสความร้อนเป็นเวลานานจะก่อให้เกิดข้อบกพร่องทางแสงและสีเปลี่ยนไป.
ขั้นตอนการทำงานทีละขั้นตอน: จากแผ่นบางจนถึงม้วนแผ่นสำเร็จรูป
ขั้นตอนที่ 1: การเตรียมและวัดปริมาณฟลัก
ชิ้นขวดรีไซเคิลจากผู้บริโภคจะถูกล้าง แยกโลหะ และคัดแยกตามสี ระบบวัดปริมาณแบบกราวิเมตริกหลายส่วนช่วยรับประกันการป้อนชิ้น rPET ชิป PET ใหม่ หรือสารเติมแต่งมาสเตอร์แบตช์ได้อย่างแม่นยำ.
ขั้นตอนที่ 2: การอัดรีดและการกำจัดสารระเหย (การอบแห้ง vs. การไม่อบแห้ง)
ตามวิธีการดั้งเดิม กระบวนการผลิต PET ต้องใช้เวลา 4–6 ชั่วโมงในการอบแห้งเบื้องต้นและการตกผลึก ซึ่งใช้พลังงานสูง แต่อุปกรณ์การอัดรีดสมัยใหม่สามารถข้ามขั้นตอนนี้ได้.
เครื่องอัดรีดแผ่น PET แบบสกรูคู่ขนาน (เทคโนโลยีที่ไม่ใช้การอบแห้ง): ติดตั้งระบบกำจัดก๊าซหลายขั้นตอนในสภาวะสุญญากาศสูง (ระบบสุญญากาศที่ระดับต่ำกว่า < 5 mbar) โดยเครื่องอัดรีดสกรูคู่แบบขนานจะดูดซับความชื้นและสารระเหยออกจากสารหลอมเหลวอย่างต่อเนื่อง ซึ่งช่วยป้องกันการไฮโดรไลซิสโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์อบแห้งล่วงหน้าแยกต่างหาก ทำให้ลดการใช้พลังงานลงได้อย่างมีนัยสำคัญ.
ขั้นตอนที่ 3: การกรองแบบละลายและการวัดปริมาณด้วยปั๊มเกียร์
เนื่องจากเศษขวดรีไซเคิลมีสารปนเปื้อนขนาดไมโครสโคปิก จึงใช้เครื่องเปลี่ยนตะแกรงแบบต่อเนื่องพื้นที่กว้าง (แบบล้างย้อนหรือแบบลูกสูบไฮดรอลิก) เพื่อกรองอนุภาคออก จากนั้น ปั๊มหลอมที่มีความแม่นยำสูงจะรักษาความดันให้คงที่และไม่มีแรงดันกระชากเข้าสู่แม่พิมพ์รูปตัว T.
ขั้นตอนที่ 4: การอัดร่วมและการจัดโครงสร้างชั้น (โครงสร้าง ABA)
เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพด้านต้นทุนวัสดุ พร้อมทั้งรักษาคุณสมบัติพื้นผิวที่เหนือกว่า ผู้ผลิตบรรจุภัณฑ์จึงใช้กระบวนการร่วมอัดรีด.
สายการผลิตแผ่นสามชั้นแบบร่วมอัดรีด ABA PET:
- ชั้น (พื้นผิวด้านนอก, ~10-20% ต่อชั้น): PET บริสุทธิ์ หรือส่วนผสม PET บริสุทธิ์กับวัสดุป้องกันการติดกันคุณภาพสูง เพื่อรับประกันความใสที่ยอดเยี่ยม ความสามารถในการพิมพ์ที่ดี และการปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยในการสัมผัสอาหาร.
- ชั้น B (ชั้นหลัก, ~60-80%): 100% เศษ PET ที่ผ่านกระบวนการรีไซเคิล (rPET) หรือเศษโครงภายใน.
โครงสร้างนี้ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถใช้ rPET ได้อย่างสูงสุดในส่วนแกน พร้อมทั้งรักษาพื้นผิวด้านนอกให้มีความกรอบ ปลอดภัยต่ออาหาร และพร้อมสำหรับการขึ้นรูปด้วยความร้อน.
ขั้นตอนที่ 5: การรีด, การทำให้เย็น และการม้วน
แผ่นโลหะที่หลอมเหลวจะออกจากแม่พิมพ์รูปตัว T เข้าสู่เครื่องรีด 3 ลูกกลิ้ง เพื่อควบคุมความหนาอย่างแม่นยำ ระบายความร้อน และปรับแต่งพื้นผิว (แบบเงาหรือแบบด้าน) แผ่นโลหะที่เย็นลงแล้วจะถูกตัดแต่งอย่างต่อเนื่อง สแกนเพื่อตรวจสอบความแม่นยำของความหนา และม้วนเป็นม้วนที่แน่น.
การเปรียบเทียบโซลูชันเครื่องจักรสำหรับการแปรรูปชิ้น PET
| คุณสมบัติการอัดรีด | สกรูเดี่ยว (แบบดั้งเดิม) | สกรูคู่แบบขนาน | ABA การอัดร่วมสามชั้น |
|---|---|---|---|
| สัดส่วนเกล็ดรPET | 20% – สูงสุด 50% | สูงสุด 100% | ชั้นแกนสูงสุด 100% |
| ข้อกำหนดก่อนการอบแห้ง | จำเป็น (การลดความชื้น) | ไม่จำเป็น (สุญญากาศสูง) | ขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องอัดรีด |
| การใช้พลังงาน | อุณหภูมิสูง (ต้องอุ่นเครื่องก่อน) | 30-40% ส่วนล่าง | ปรับให้เหมาะสมตามแต่ละชั้น |
| ความสม่ำเสมอของการหลอม | ระดับปานกลาง | ประสิทธิภาพการตัดและการผสมที่ยอดเยี่ยม | เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการประหยัดค่าใช้จ่ายในการใช้วัสดุหลายชนิด |
| จุดเด่นหลัก | ต้นทุนทุนที่ต่ำลง | การแปรรูปเกล็ดโดยตรง | ชั้นผิวคุณภาพสูง + ชั้นแกนทำจาก rPET คุณภาพสูง |
ทำไม TZ Machinery Equipment จึงเป็นผู้นำในด้านการผลิตแผ่น PET ด้วยวิธีเอ็กซ์ทรูชัน
เมื่อเลือกระบบการอัดรีดสำหรับเศษขวด PET ที่รีไซเคิล ความเสถียรของกระบวนการและประสิทธิภาพด้านพลังงานเป็นปัจจัยสำคัญที่สุด TZ Machinery นำเสนอการออกแบบทางเทคนิคเฉพาะที่พัฒนาขึ้นเพื่อเพิ่มอัตราการแปลงเศษขวด PET ให้สูงที่สุด:
- เครื่องอัดรีดแผ่น PET แบบสกรูคู่ขนาน: ออกแบบด้วยสกรูคู่แบบโมดูลาร์ที่หมุนในทิศทางเดียวกัน ซึ่งให้ประสิทธิภาพการกระจายตัวที่เหนือกว่า การทำความสะอาดตัวเองระหว่างการหลอม และการกำจัดก๊าซด้วยสุญญากาศระดับลึก เพื่อการแปรรูป rPET แบบตรงโดยไม่ต้องผ่านขั้นตอนการอบแห้งล่วงหน้า.
- สายการผลิตแผ่นสามชั้นแบบร่วมอัดรีด ABA PET: ออกแบบมาเพื่อเพิ่มผลกำไรสูงสุด โดยให้โรงงานสามารถใช้แผ่นพลาสติกรีไซเคิลที่มีต้นทุนต่ำในชั้นกลาง พร้อมทั้งรักษาชั้นนอกให้ใสเหมือนคริสตัล สำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร บรรจุภัณฑ์แบบบลิสเตอร์ และผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปด้วยความร้อน.
คำถามที่พบบ่อย
สามารถผลิตแผ่น PET ได้หรือไม่ โดยใช้เศษขวดรีไซเคิล 100%?
ใช่ครับ โดยใช้สายการผลิตแผ่น PET แบบสกรูคู่ขนาน พร้อมระบบกำจัดสารระเหยด้วยสุญญากาศสูง สามารถนำเกล็ด PET ที่รีไซเคิลจากผลิตภัณฑ์ใช้แล้ว (post-consumer recycled PET flakes) รุ่น 100% มาแปรรูปโดยตรงเป็นม้วนแผ่นคุณภาพสำหรับการขึ้นรูปด้วยความร้อน (thermoforming-grade sheet reels) โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการผลึกหรือการอบแห้งเพื่อกำจัดความชื้นก่อน.
ประโยชน์ของโครงสร้าง ABA ในการผลิตแผ่น PET แบบร่วมการอัดรีดคืออะไร?
โครงสร้างสามชั้นแบบ ABA ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถใส่ชิ้น PET ที่รีไซเคิลหรือเศษวัสดุจากกระบวนการตัดแต่งในโรงงานที่บดใหม่ ลงในชั้นกลาง (ชั้น B) พร้อมทั้งวาง PET บริสุทธิ์หรือสารเติมแต่งที่มีคุณสมบัติพิเศษลงบนชั้นนอก (ชั้น A) ซึ่งช่วยลดต้นทุนวัตถุดิบได้ โดยยังคงรักษาลักษณะพื้นผิวและความปลอดภัยในการสัมผัสอาหารไว้อย่างสมบูรณ์.
ทำไมการกำจัดก๊าซด้วยสุญญากาศจึงจำเป็นในการผลิตแผ่น PET แบบเอ็กซ์ทรูชัน?
PET จะสลายตัวอย่างรวดเร็วเมื่ออยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและความชื้น (การไฮโดรไลซิส) การกำจัดก๊าซในสุญญากาศสูงหลายขั้นตอนจะช่วยกำจัดไอน้ำและสารปนเปื้อนที่ระเหยได้โดยตรงจากโพลิเมอร์ที่หลอมเหลวระหว่างกระบวนการอัดรีดด้วยสกรูคู่ ซึ่งช่วยรักษาค่าความหนืดภายใน (IV) ของวัสดุไว้.