Miljøprojekt, 1103 – Miljø- og sundhedsforhold for plastmaterialer

Miljø- og sundhedsforhold for plastmaterialer

18 Termoformning

18.1 Kort om termoformningsbranchen og dens råvarer
18.2 termoformningsprocessen
18.3 Termoformningsbranchens produkter og deres karakteristika
18.4 Energiforbrug

Se også:

Termoplastbranchens_råvarer

Emissioner ved forarbejdning af termoplast

Kemiske belastninger i arbejdsmiljøet

Miljø- og sundhedsvurderinger

Referencer

Indholdsfortegnelse

Oversigtsfigur

18.1 Kort om termoformningsbranchen og dens råvarer

Den følgende beskrivelse af termoformningsbranchen og dens produkter er i al væsentlighed baseret på rapporten ”Renere teknologi i plastindustrien” (Plastindustrien i Danmark, 2000) og lærebogen ”Plastteknologi” (Jensen et al. (2005)).

Termoformningsbranchen i Danmark kan opdeles i tre kategorier, nemlig få store emballageproducenter eventuelt med egen foliefremstilling (ekstrudering), få store fødevareproducenter med egen termoformlinie og endelig en blanding af store og mindre virksomheder, som fremstiller en lang række forskellige termoformede tekniske artikler, displays, legetøj m.m.

Variationen spænder over virksomheder med få maskiner op til virksomheder med 20 maskiner.

Volumenmæssigt ligger hovedvægten af forbruget på polystyren (PS) og polyethylenterephthalat (PET) Størstedelen skønnes anvendt til produktion af emballage, mens tekniske artikler og legetøj udgør en mindre del, sammen med displays.

Udover de nævnte polymertyper anvendes mindre mængder PC (polycarbonat), PMMA (polymethylmethacrylat eller acryl), POM (polyoxymethylen) PA (polyamid) og PVC (polyvinylchlorid). Forbruget af disse polymerer er i denne sammenhæng beskedent. Endelig anvendes der ved fremstilling af emballage i visse tilfælde folielaminater bestående af flere forskellige lag af de nævnte polymertyper.

18.1.1 Additiver

Under selve termoformprocessen anvendes ingen additiver. Den færdige folie indeholder typisk additiver, der er tilsat i forbindelse med ekstruderingen af folien. Plastindustrien i Danmark vurderede i 2000, at omkring 15 pct. af forbruget af plader til tekniske artikler er tilsat brandhæmmende additiv.

18.2 Termoformningsprocessen

Alle termoformede emner fremstilles ud fra det samme grundprincip, nemlig at en tynd plade eller folie af termoplastisk materiale opvarmes til materialets blødgøringstemperatur, hvorefter pladen eller folien formes i et værktøj til den ønskede form. Værktøjet er perforeret, og pladen eller folien suges tæt ind til formen med vakuum. Termoformprocessen benævnes derfor ofte også vakuumformning.

Folien eller pladerne kan tilføres termoformanlæggene på to principielt forskellige måder, idet emballage fremstilles ud fra folie i ruller, hvorimod tekniske artikler, legetøj og displays fremstilles ud fra plader (tykkere folie opskåret i ark).

18.2.1 Produktion af emballage

Forud for selve formningen skal plastmaterialet blødgøres. Dette sker ved at opvarme materialet til dets blødgøringstemperatur. Normalt foretages opvarmningen med strålevarme. Varmen frigives typisk fra keramiske elementer, som opvarmes elektrisk. Termoformanlæg indeholdt i pakkeanlæg hos fødevareproducenter anvender dog typisk kontaktvarme. Her presses en varmeplade, som holder plastens blødgøringstemperatur, direkte ind på folien, hvorved kontaktvarmen overføres.

Når folien har nået blødgøringstemperaturen skal den formes. Den blødgjorde folie suges som nævnt ned i en form. Formen er vandkølet, og plastmaterialet størkner efter nogle få sekunder. I visse maskiner "forblæses" folien, og i nogle processer anvendes endvidere overtryk til at presse folien ned i værktøjet.

Når materialet er størknet, skal emballagen udstanses af folien. Dette kan enten ske, mens emballagen stadigvæk findes i formen, eller efterfølgende i en særligt udstansningsmekanisme. Det overskydende materiale, også kaldet stansegitteret, opsamles med henblik på materialegenvinding. Efter udstansningen stables emballagen og er klar til transporten ud til kunden.

18.2.2 Produktion af tekniske artikler, legetøj, displays m.m.

Ovennævnte emner fremstilles i princippet som under Emballage, dog med den undtagelse, at plastmaterialet leveres som ark (plader) og ikke i folieruller. Årsagen hertil er kravet om væsentligt kraftigere godstykkelser end gældende for emballager.

Pladerne kan følgelig ikke oprulles som folien, hvorfor fremstillingsprocessen derfor ikke kan gøres kontinuerlig som ved emballageproduktionen.

Ved termoformning af ark opvarmes plasten altid med strålevarme og udstansningen foregår altid efter afformningen. Da disse emners gods-tykkelse er større end emballagens og derfor optager større energimængder, foretages supplerende køling i form af trykluft kombineret med vanddyser.

Udstansningen og eventuel fræsning og boring foregår både manuelt, halvautomatisk og under anvendelse af CNC-styrede robotter.

18.3 Termoformningsbranchens produkter og deres karakteristika

18.3.1 Emballage

Termoformet emballage, fortrinsvis bægre og bakker i store styktal til fødevarer, fremstilles enten hos emballageproducenten eller hos fødevareproducenten.

Førstnævnte emballagetype bliver efter fremstillingen stablet og fragtet til kunden, hvor emballagen automatisk fyldes med for eksempel pålæg, salater og færdigretter, hvorefter bægret eller bakken lukkes og forsegles.

Bakker til pakning af kød, grønt og lignende til manuel eller automatisk pakning i detailhandelen fremstilles ligeledes ved termoformning.

Som nævnt termoformer visse fødevareproducenter deres egen emballage. I disse anlæg termoformes, påfyldes, forsegles og udstanses emballagen i én proceslinie.

18.3.2 Tekniske artikler og legetøj

Rækken af tekniske artikler fremstillet ved termoformning er lang og mangeartet. Maskin- og lampekabinetter, køle- og fryseskabe samt autotilbehør i mindre serier er eksempler på termoformede emner.

Emnernes størrelse varierer. Visse produkter, som f.eks. ladforinger til varevogne eller skibokse til tagbagagebærere måler over 2 meter i længden.

18.3.3 Displays m.m.

Endelig fremstilles salgsdisplays og skilte ofte ved termoformning. Denne fremstillingsform er kendetegnet ved, at serierne typisk er mindre, og at produkterne ofte efterfølgende dekoreres.

18.4 Energiforbrug

Energiforbruget til termoformning anvendes først og fremmest til strålevarme til opvarmning af plasten til blødgøringstemperaturen.

Et fuldt elektrisk termoformanlæg, hvori alle mekaniske dele bevæges ved hjælp af el-motorer, forbruger eksempelvis ved fremstilling af drikkebægre små 0,2 kWh pr. kg materiale indført (inkl. stansegitter). I et sådant anlæg udgør trykluftforbruget til formningen omkring 1 pct. af energiforbruget.

I tilsvarende anlæg, hvor de mekaniske dele drives ved hjælp af trykluft, udgør forbruget til trykluft ca. 10 pct. af maskinens energiforbrug.