บทท่ี 5 กระบวนการข้ึนรูปแบบเทอร�โมฟอร�มม่ิง (Thermoforming)

5.1 ความรู*เบื้องต*น

กระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิงจะเป�นกระบวนการท่ีรวมถึงเทคนิคต�างๆ ท่ีใช�ในการข้ึนรูป

แผ�นพลาสติก (sheet-forming) เช�น การข้ึนรูปด�วยสูญญากาศ (vacuum forming) ด�วยความ

ดัน (pressure forming) และด�วยแม�พิมพ�ประกบ (matched mold forming) ซ่ึงเทคนิคต�างๆ

ท่ีกล�าวมานี้จะต�องใช�แผ�นเทอร�โมพลาสติกซ่ึงจะถูกยึด (clamp) และถูกให�ความร�อนเพ่ือทําให�เกิด

รูปร�างในหรือบนแม�พิมพ� ผลิตภัณฑ�ท่ีได�จากกระบวนการนี้โดยท่ัวไปมักจะต�องมีข้ันตอนตัดหรือ

ขลิบเพ่ือตกแต�งผลิตภัณฑ�ก�อนการนําไปใช�งา น นอกจากนั้นยังอาจต�องมีข้ันตอนการทาสี พิมพ�สี

หรือการทากาว

กระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิงจะให�การคงรูปท่ีเร็วและสมํ่าเสมอ รวมท้ังราคาแม�พิมพ�ท่ีตํ่า

ทําให�กระบวนการนี้เป�นกระบวนการผลิตท่ีมีต�นทุนตํ่า โดยท่ีของเสียท่ีเกิดจากการตัดขอบและ

ผลิตภัณฑ�ท่ีไม�ผ�านมาตรฐานหรือข�อกําหนดก็สามารถนําไปหลอมเพ่ือกลับมาใช�ใหม�ได�

รูปท่ี 5.1 ตัวอย�างผลิตภัณฑ�จากกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิง

ส�วนประกอบท่ีสําคัญพ้ืนฐานของกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิงได�แก� 1) แผ�นเทอร�โมพลาสติก 2) กระบวนการยึด (clamping mechanism) 3) ระบบให�ความร�อน 4) แม�พิมพ�

89

5) แรงท่ีใช�ในการทําให�พลาสติกคงรูป (forming force) 6) เครื่องมือตัดขอบ (trim apparatus)

5.2 ประวัติของอุตสาหกรรมเทอร�โมฟอร�มมิ่ง

จุดเริ่มต�นท่ีแท�จริงของกระบวนการนี้เริ่มพร�อมๆ กับการพัฒนาเทอร�โมพลาสติกซ่ึงมีมา

ต้ังแต�สมัยสงครามโลกครั้งท่ีสอง โดยในช�วงทศวรรษ 1950 กระบวนการนี้เป�นท่ีนิยมในการเปลี่ยน

เทอร�โมพลาสติกเรซินให�เป�นแผ�นหรือฟWล�ม วิวัฒนาการของกระบวนการนี้แสดงในตารางท่ี 5.1

ตารางท่ี 5.1 วิวัฒนาการของกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิง

ต้ังแต�ปY 2004 เป�นต�นมาจนถึงปZจจุบัน ปริมาณผลิตภัณฑ�ท่ีผลิตโดยกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิงเพ่ิมข้ึนอย�างมากดังแสดงในรูปท่ี 5.2

90

รูปท่ี 5.2 การเติบโตของอุตสาหกรรมพลาสติกท่ีข้ึนรูปโดยกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิงท่ัวโลก

เปรียบเทียบ ปY ค.ศ.2004 กับ 2009

5.3 ส3วนประกอบของกระบวนการเทอร�โมฟอร�มมิ่ง 1) แผ3นเทอร�โมพลาสติก (thermoplastic sheets) - เทอร�โมพลาสติกเรซิน ดังท่ีเราได�ศึกษามาแล�วว�าเทอร�โมพลาสติกจะประกอบไปด�วยพันธะโควาเลนต�ท่ีแข็งแรงภายในสายโซ�โมเลกุลท่ียาวและนอกจากนั้นยังมีพันธะระหว�างโมเลกุลท่ีพันกันดังแสดงในรูปท่ี5.3

รูปท่ี 5.3 ความยาวของสายโซ�โมเลกุลและการพันกัน: (1) เรซินท่ีมีสายโซ�โมเลกุลยาว (น้ําหนักโมเลกุลสูง); (2) เรซินท่ีมีสายโซ�โมเลกุลสั้น (น้ําหนักโมเลกุลตํ่า); (3) เรซินท่ีมีท้ังสายโซ�โมเลกุลสั้นและยาว

91

ความยาวของสายโซ�และปริมาณการพันกันนี้จะเป�นปZจจัยกําหนดความแข็งแรงและความ

ยืดหยุ�นของเทอร�โมพลาสติกท่ีผลิตได� ความยาวของสายโซ�โมเลกุลและปริมาณการพันกันนี้เองเป�น

กุญแจสําคัญในกระบวนการข้ึนรูปโดยวิธีเทอร�โมฟอร�มม่ิง ซ่ึงข้ึนกับเทคนิคท่ีเลือกใช�ในการผลิต เรา

สามารถเลือกใช�วัสดุ ท่ี มีปริมาณของการแตกแขนงด�านข�างของสายโซ�โมเลกุลต�างๆ (side

branching) ความยาวสายโซ�ต�างๆ (ซ่ึงจะเป�นตัวกําหนดน้ําหนักโมเลกุล) และอัตราส�วนต�างๆ

ของพอลิเมอร�ผสมถ�าความยาวของสายโซ�โมเลกุลยิ่งมากน้ําหนักโมเลกุลก็จะยิ่งสูง ดังนั้น ผลิตภัณฑ�

ท่ีได�ก็จะมีความแข็งหรือความเหนียวท่ีมากข้ึน ถ�าสายโซ�โมเลกุลสั้นหรือน้ําหนักโมเลกุลตํ่าก็จะได�

ผลิตภัณฑ�ท่ีเปราะและแตกง�าย

โดยท่ัวไป พอลิเมอร�บริสุทธิ์ (Virgin polymers) จะมีน้ําหนักโมเลกุลสูง แต�อย�างไรก็

ตามกระบวนการพอลิเมอร�ไรเซชันท่ีต�างกันก็จะให�คุณภาพของวัสดุออกมาต�างกัน

ในระหว�างกระบวนการพอลิเมอร�ไรเซชัน อาจมีมอนอเมอร�บางตัวท่ีไม�เข�าไปเกาะติดกับ

สายโซ�พอลิเมอร�ท่ีเราเรียกว�า มอนอเมอร�อิสระ (Free monomers) ซ่ึงมอนอเมอร�อิสระนี้อาจจะ

ถูกจับอยู�ระหว�างสายโซ�พอลิเมอร�ท่ีพันกันอยู� ดังแสดงในรูปท่ี 5.4

รูปท่ี 5. 4 ภาพแสดง (1) มอนอเมอร�อิสระ; (2) พอลิเมอร� ; (3) พอลิเมอร�ท่ีมีมอนอเมอร�อิสระ

92

ในระหว�างกระบวนการข้ึนรูป มอนอเมอร�อิสระนี้ก็ไม�สามารถออกไปได�ท้ังหมดซ่ึงเรา

สามารถสังเกตได�จากกลิ่นของผลิตภัณฑ�ท่ีจะมีกลิ่นท่ีเรียกว�ากลิ่นพลาสติกอย�างรุนแรง (“plastic-

like” odor) โดยจะแสดงได�ชัดในเทอร�โมพลาสติกท่ีสังเคราะห�จากสไตรีน

ปริมาณของมอนอเมอร�อิสระนี้จะถูกควบคุมโดยผู�ผลิตเรซิน และมาตรฐานข้ันตํ่าจะถูก

กําหนดโดยองค�การอาหารและยา ซ่ึงองค�การอาหารและยาของประเทศสหรัฐอเมริกา จะกําหนดว�า

พอลิเมอร�ท่ีเป�นพวกพอลิสไตรีน ควรมีประมาณสไตรีนมอนอเมอร�ท่ีหลงเหลืออยู�ไม�เกิน 0.5

เปอร�เซ็นต�โดยน้ําหนัก ซ่ึงค�านี้มักจะสูงกว�าท่ีกําหนดโดยผู�บริโภคในวงการบรรจุภัณฑ�อาหาร โดยค�า

มอนอเมอร�อิสระข้ันตํ่า (Low free monomer) ควรอยู�ไม�เกิน 0.1 เปอร�เซ็นต�โดยน้ําหนักและถ�า

ค�ามอนอเมอร�อิสระข้ันตํ่ามาก (Super-low free monomer) ก็ควรจะมีปริมาณมอนอเมอร�อิสระ

ไม�เกิน 0.05 เปอร�เซ็นต�โดยน้ําหนัก

บรรจุภัณฑ�ท่ีบรรจุอาหารท่ีมีไขมันสัตว�อยู�ในปริมาณสูง เช�น เนยจะมีโอกาสท่ีจะละลายหรือ

จับกับมอนอเมอร�อิสระหรือโมเลกุลของยางสังเคราะห� ผลจากปฏิกิริยาเคมีนี้คือ อาหารนั้นจะ

มีรสหรือกลิ่นพลาสติกติดไปในกระบวนการข้ึนรูปเทอร�โมฟอร�มม่ิง ในวงจรการให�ความร�อนจะทําให�

อนุมูลอิสระสามารถระเหยออก ดังนั้น เครื่องมือในการข้ึนรูปจึงมักมีตัวระบายอากาศเพ่ือขจัด

กลิ่นท่ีรุนแรง

เทอร�โมพลาสติกท่ีเลือกใช�ในกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิงจะเป�นเรซินท่ีมีน้ําหนักโมเลกุลสูง

ท่ีมีการพันกันระหว�างโมเลกุล (Intermolecular entanglements) ท่ีดี

เนื่องจากกระบวนการนี้ต�องใช�แผ�นพลาสติกท่ีข้ึนรูปมาก�อน (Preformed plastic sheet)

ยึดและจับไว�เฉพาะท่ีขอบ ดังนั้นการยืดออกของวัสดุและการกระจายของเนื้อวัสดุ จึงข้ึนกับโครงสร�าง

ของมันในตอนเริ่มต�น แผ�นเทอร�โมพลาสติกควรมีน้ําหนักโมเลกุลท่ีสูง (สายโซ�โมเลกุลยาว) เพ่ือให�การ

ดึงยืดออกทําได�โดยไม�เกิดการฉีกขาดก�อนและนอกจากนั้นการมีสายโซ�โมเลกุลยาวจะมีการพันกัน

ระหว�างโมเลกุลท่ีแข็งแรงท่ีสุดด�วย ในทางตรงกันข�าม ถ�าสายโซ�โมเลกุลสั้น ลักษณะแรงดึงดูดระหว�าง

โมเลกุลก็จะมีผลกระทบกับคุณภาพของแผ�นพลาสติก หรือผลิตภัณฑ�ท่ีได�

การผสมระหว�างพอลิเมอร�ท่ีมีน้ําหนักโมเลกุลสูงและตํ่าก็สามารถทําได�เพ่ือจุดประสงค�ในการ

ปรับปรุงลักษณะของความสัมพันธ�ระหว�างสายโซ�โมเลกุลหรือเพ่ือให�สามารถใช�เรซินท่ีมีคุณภาพตํ่า

กว�าเพ่ือให�ต�นทุนตํ่าลง โดยอัตราการผสมจะต�องเหมาะสมเพ่ือให�ได�ความสมํ่าเสมอของการผลิตในแต�

ละครั้ง ซ่ึงถ�าวัสดุได�มาจากแหล�งต�างๆ ท่ีไม�ซํ้ากันก็อาจให�ผลท่ีไม�เหมือนกัน ดังนั้นเพ่ือให�ผลท่ี

เหมือนกัน วัสดุควรจะมีแหล�งท่ีมาแหล�งเดียวกัน

93

ปZจจัยอีกประการท่ี มักจะถูกละเลยในกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิงคือการเกิดการ

เสื่อมสภาพ และการแตกหัก (Scission) ของโมเลกุลท่ีเกิดข้ึน โดยการท่ีโมเลกุลจะถูกเฉือนระหว�าง

การตัดเม็ดหรือในระหว�างกระบวนการอัดรีดหรือระหว�างกระบวนการรีไซเคิล (recycling process)

ซ่ึงการเกิดการเสื่อมสภาพนี้โดยท่ัวไปมักจะไม�มากนักข้ึนกับชนิดของผลิตภัณฑ� ผู�ผลิตท่ัวไปมักจะใช�

การผสมเศษวัสดุเข�าไปในปริมาณท่ีจํากัด

กระบวนการสลายและแตกหักของโมเลกุลนี้เป�นกระบวนการสะสม (Cumulative) พอลิ

เมอร�ท่ีถูกนํามารีไซเคิลซํ้าไปซํ้ามาจะมีอายุการใช�งานท่ีไม�สามารถนํามารีไซเคิลได�อีกต�อไปและจะต�อง

ถูกกําจัดท้ิง

ผลิตภัณฑ�และชนิดของพอลิเมอร�ท่ีข้ึนรูปโดยกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิงแสดงดังตารางท่ี

5.3 และปริมาณของพอลิเมอร�แต�ละชนิดท่ีใช�ไปในกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิงแสดงดังตารางท่ี 5.4

ตารางท่ี 5. 3 ผลิตภัณฑ�และชนิดของพอลิเมอร�ท่ีข้ึนรูปโดยกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิง

94

ตารางท่ี 5.4 ปริมาณของพอลิเมอร�แต�ละชนิดท่ีใช�ไปในกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิงในประเทศสหรัฐอเมริกา

ในปZจจุบัน วัสดุท่ีเริ่มเข�ามามีบทบาทในกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิงคือพลาสติกชีวภาพ เช�น PLA

PHA และพอลิเมอร�ผสมท่ีมีองค�ประกอบของแปpง

95

รูปท่ี 5.5 บรรจุภัณฑ�จากพลาสติกชีวภาพท่ีผลิตขายในท�องตลาดโดยกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิง

2) กระบวนการเตรียมแผ3นพลาสติก กระบวนการพ้ืนฐานโดยท่ัวไปท่ีใช�ในการเตรียมแผ�นพลาสติกมี 3 กระบวนการได�แก� การม�วนรีด (calandering) การหล�อรีด (casting) และ การอัดรีด (extruding) ซ่ึงกระบวนการท้ังหมดนี้อยู�บนพ้ืนฐานของการให�ความร�อนเพ่ือทําให�เรซินอ�อนตัวและหลอม และเม่ือแผ�นพลาสติกก�อตัวเป�นรูปร�างก็จะต�องนําความร�อนนั้นออกเพ่ือให�เทอร�โมพลาสติกแข็งตัวอยู�ในรูปร�างข้ันสุดท�ายของการผลิตแต�ละครั้ง

5.4 หลักการของเทอร�โมฟอร�มมิ่งแบบต3างๆ เราสามารถแบ�งชนิดของกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิงได�เป�น 4 รูปแบบดังแสดงในรูปท่ี 5.6 ได�แก� A. Matched mold forming โดยการใช�แม�พิมพ�ตัวผู�และตัวเมียท่ีเข�าคู�กัน B. Slip forming โดยการใช�เฉพาะแม�พิมพ�ตัวผู� C. Air forming หรือ pressure forming โดยการใช�ความดันอากาศในการให�แผ�นพลาสติก

ประกบติดแม�พิมพ� D. Vacuum forming โดยการใช�การดูดอากาศออกหรือการทําให�แม�พิมพ�เป�นสูญญากาศ สําหรับ Air forming และ Vacuum forming จะกล�าวถึงในรายละเอียดต�อไป

96

รูปท่ี 5. 6 ชนิดของกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิง

5.4.1Vacuum forming

เป�นเทคนิคท่ีนิยมใช�กันอย�างแพร�หลาย โดยใช�พ้ืนฐานของการลดลงของความดันท่ีด�านหนึ่งเพ่ือให�ความดันบรรยากาศผลักแผ�นพลาสติกไปอีกด�านหนึ่ง ซ่ึงมีหลายวิธีได�แก�

- Straight vacuum forming เป�นเทคนิคเทอร�โมฟอร�มม่ิงท่ีง�ายท่ีสุด ซ่ึงสามารถใช�ได�ท้ังกับแม�พิมพ�ตัวผู�หรือตัวเมีย และ ในการจับยึดแผ�นพลาสติกก็สามารถใช�ได�ท้ังกรอบยึดเด่ียวหรือคู� (Single/double clamping frame) ข้ันตอนการข้ึนรูป แสดงได�ดังรูปท่ี 5.7 โดยจะเริ่มจากการยึดแผ�นพลาสติกด�วยกรอบยึด และให�ความร�อนจนแผ�นพลาสติกอ�อนตัว จากนั้นจึงใช�เครื่องดูดสูญญากาศดึงให�แผ�นพลาสติกท่ีอ�อนตัวลงยืดตัวประกบแม�พิมพ� หลังจากนั้นจึงถอดผลิตภัณฑ�ออก

97

การใช�แม�พิมพ�ตัวเมียจะให�ความหนาท่ีบริเวณขอบได�ดีกว�า แต�ถ�าเป�นแม�พิมพ�ตัวผู�จะให�ฐานท่ีม่ันคงกว�า

ข�อเสียของการใช�วิธีการนี้ คือจะได�ชิ้นงานท่ีมีความหนาไม�สมํ่าเสมอ คือมีส�วนก�นหนาและมีส�วนมุมบาง

รูปท่ี 5. 7 วิธีการ Straight Vacuum Forming

- Vacuum Drape Forming

ใช�สําหรับการข้ึนรูปชิ้นงานท่ีมีความลึก

ข้ันตอนการข้ึนรูปแสดงได�ดังรูปท่ี 5.8 โดยจะเริ่มจากการให�ความร�อนแก�พลาสติก จากนั้นจะเคลื่อน

แม�พิมพ�ให�ดันพลาสติกให�ยืดตัวออกก�อน (prestretching) แล�วจึงใช�เครื่องดูดสุญญากาศทําให�แผ�น

พลาสติกประกบติดกับแม�พิมพ� ข้ันสุดท�ายจึงถอดชิ้นงานโดยใช�ลมเปxาสวนทาง

98

รูปท่ี 5. 8 วิธีการ Vacuum Drape Forming ข�อเสียของการใช�วิธีการ Vacuum Drape Forming คือ การท่ีแผ�นพลาสติกท่ีร�อนสัมผัสกับแม�พิมพ�ท่ี

เย็น ทําให�อุณหภูมิลดลงซ่ึงจะทําพ้ืนท่ีในการจะทําให�ยืดตัวออกได�ลดลง ซ่ึงสามารถปรับปรุงโดยการ

ใช�วิธีการ Vacuum Air-Slip เพ่ือปpองกันการเย็นตัวของแผ�นพลาสติก ซ่ึงจะกล�าวถึงต�อไป

99

- Vacuum Air-Slip Forming คล�ายกับใน Vacuum Drape forming แต�แตกต�างกันตรงท่ีใช�อากาศเปxาเข�าระหว�างแผ�น

พลาสติกกับผิวแม�พิมพ�ในขณะท่ีแม�พิมพ�เคลื่อนท่ีเข�าหาแผ�นพลาสติกทําให�เกิด air slip โดยแผ�นพลาสติกจะพองตัวออกคล�ายลูกโปxง เม่ือแม�พิมพ�เคลื่อนท่ีข้ึนถึงจุดสูงสุด ก็จะหยุดเปxาอากาศแล�วดูดลูกโปxงกลับด�วยเครื่องดูดสูญญากาศ ทําให�แผ�นพลาสติกประกบติดแม�พิมพ� ดังแสดงในรูปท่ี 5.9

- Plug-Assist Vacuum Forming จะเป�นเทคนิคในการใช�ปลั๊ก (Plug) ดันช�วยก�อนใช�การดูดสูญญากาศ เพ่ือช�วยในกรณีท่ีต�องการให�ผนังผลิตภัณฑ�บาง

ข้ันตอนจะเริ่มโดยการจับยึดแผ�นพลาสติกและให�ความร�อน จากนั้นจะให�ปลั๊กเคลื่อนท่ีลงมาเพ่ืออัดแผ�นพลาสติกให�ยืดตัวออก ปลั๊กจะหยุดเคลื่อนท่ีเม่ือดันแผ�นพลาสติกให�ยืดตัวออกจนเข�าใกล�แม�พิมพ� แล�วจึงใช�เครื่องดูดสูญญากาศดูดให�แผ�นพลาสติกประกบติดแม�พิมพ� ข้ันสุดท�ายจึงใช�ลมเปxาให�ชิ้นงานหลุดออกมา ดังแสดงในรูปท่ี 5.10

ปลั๊กท่ีใช�อาจเป�นโลหะหรือพลาสติกก็ได� และต�องมีการควบคุมอุณหภูมิและความเร็วของปลั๊ก เพราะถ�าปลั๊กมีอุณหภูมิสูงเกินไป แผ�นพลาสติกก็อาจจะขาดและเหนียวติดท่ีปลั๊ก หรือก�นจะบางไป ถ�าอุณหภูมิต่ําไป ก็จะทําให�ส�วนก�นหนาได�

สําหรับความเร็วของปลั๊กนั้น ถ�าสูงก็จะได�อัตราการผลิตสูง แต�ก็ต�องระวังว�ามีการไล�อากาศระหว�างผิวของแม�พิมพ�กับแผ�นพลาสติกออกอย�างมีประสิทธิภาพ

100

รูปท่ี 5.9 วิธีการ Vacuum Air-Slip Forming

101

รูปท่ี5.10 Plug-Assist Vacuum Forming

102

- Air-Cushioning Vacuum Operation จะรวมเอาลักษณะของท้ัง Plug - assist และ air - slip มาใช� โดยแสดงดังรูปท่ี 5. 11

รูปท่ี 5.11 Air-Cushioning Vacuum Operation

103

5.4.2 Pressure Forming

จะให�ความดันอากาศท่ีด�านบนของแผ�นพลาสติกเพ่ือผลักให�แผ�นพลาสติกประกบติดแม�พิมพ�

โดยจะมีรูระบายอากาศ (Vent holes) เพ่ือปpองกันไม�ให�มีการจับอากาศระหว�างแผ�นพลาสติกและ

แม�พิมพ�

ความดันอากาศท่ีใช�จะประมาณ 14.5-300 p.s.i. และจะให�เร็วท่ีสุดเท�าท่ีจะเป�นไปได� เพ่ือ

ปpองกัน แผ�นพลาสติกจากการเย็นตัวหรือการห�อยย�อยลงมา

ประโยชน�ของวิธี Pressure forming ได�แก�

1. วงจรการผลิต จะเร็วกว�า ใน vacuum forming ธรรมดา

2. เนื่องจากความดันท่ีใช�ในการผลักแผ�นพลาสติกสูงกว�า ดังนั้นแผ�นพลาสติกจะสามารถถูกข้ึน

รูปได�ท่ีอุณหภูมิต่ํากว�าและให�ผลิตภัณฑ�ท่ีมีการควบคุมขนาดและรายละเอียดท่ีดีกว�า

5.5 Blister Pack และ Skin Pack

เป�นเทคนิคการข้ึนรูปบรรจุภัณฑ�ท่ีใช�กันมากในปZจจุบัน โดยท้ัง blister pack และ skin pack

ผลิตภัณฑ�จะถูกวางอยู�ระหว�างแผ�นพลาสติกหรือฟWล�ม และชิ้นส�วนของกระดาษแข็ง (cardboard) ท่ี

เป�นตัวแสดงสินค�า

5.5.1 หลักการของ Blister Pack

1. ทําการข้ึนรูปแผ�นพลาสติกบางท่ีค�อนข�างแข็งและใสโดยวิธีเทอร�โมฟอร�มม่ิงให�เป�นรูปร�างท่ี

เรียกว�า “blister”

โดยปกติ จะใช�การข้ึนรูปแบบ Straight vacuum forming หรือ drape forming

โดยความลึกของ Cavity จะเพียงพอต�อการเอ้ือให�สินค�ามีการเคลื่อนท่ีได�บ�างเล็กน�อย

2. สินค�าจะถูกใส�ลงไปใน cavity ในขณะท่ีแผ�นพลาสติกยังคงมีการจัดเรียงตัวอยู� หลังจากนั้น ก็จะ

ประกบด�วยกระดาษแข็ง ทากาว และอัดเข�าด�วยกัน

ลักษณะท่ีสามารถเห็นได�ชัดในวิธีการแบบ Blister pack คือ การมีรายละเอียดใน cavity ท่ีดีกว�าใน

ส�วนท่ีผลิตภัณฑ�วางอยู� แต�ราคาจะแพงกว�า skin pack

104

รูปท่ี 5.12 Blister pack

5.5.2 หลักการของ Skin Pack

พลาสติกจะไม�แข็งและไม�มีการเกิด Cavity เป�นรูปร�าง โดยพลาสติกจะโค�งงอได�และจะทําการข้ึนรูป

เพ่ือให�สินค�าถูกจับอยู�โดยฟWล�มบนกระดาษแข็ง

วิธีการทําโดย

1. ใช�กระดาษแข็งท่ีพิมพ�และเจาะรูเล็ก ๆ มาก ๆ จากนั้นจะมีการทากาวไปด�านบนของพ้ืนผิวท่ี

มีการพิมพ�

2. แผ�นพลาสติกท่ีถูกให�ความร�อนจะถูกวางบนกระดาษแข็งและจะดูดอากาศทางด�านใต�

กระดาษแข็งเพ่ือให�แผ�นพลาสติกใสถูกดูดลงไปประกบกระดาษแข็ง

วิธีการ skin pack จะดึงแผ�นพลาสติกลงไปบนผลิตภัณฑ�โดยตรง ดังนั้น จะไม�เกิดรอยเหี่ยวย�นข้ึน

หรือเกิดน�อยมาก และสินค�าจะไม�มีการเคลื่อนท่ี วิธี skin pack นี้จะมีราคาถูกกว�า blister pack

105

รูปท่ี 5.13 Skin pack

5.6 การควบคุมกระบวนการข้ึนรูป

การควบคุมกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิงทําได�โดยทําให�พารามิเตอร�วิกฤติท่ีเก่ียวข�องกับ

กระบวนการเหล�านี้เป�นมาตรฐาน ซ่ึงได�แก�

1. สมบัติของแผ�นพลาสติก

2. สภาวะการให�ความร�อน

3. การข้ึนรูป

1. สมบัติของแผ�นพลาสติก

สมบัติท่ีสําคัญท่ีสุดท่ีต�องควบคุมและทําให�เป�นมาตรฐาน คือ ความหนา ซ่ึงควรจะมีความแปร

ปรวนน�อยกว�า 5%

2. สภาวะการให�ความร�อน

การให�ความร�อนแก�แผ�นพลาสติกมักจะให�น�อยท่ีสุด เพ่ือทําให�วงจรการผลิตสั้น ถ�าเกิดมีความ

แปรปรวนของความหนามาก ก็จะอาจให�ความร�อนเพ่ิมเพ่ือให�มีอุณหภูมิท่ีสมํ่าเสมอ

พารามิเตอร�ท่ีต�องควบคุมในแผ�นพลาสติกแต�ละแผ�นอีกประการคือ ค�าดัชนีการไหล

ถ�าแผ�นพลาสติกแผ�นหนึ่งมีค�าดัชนีการไหลน�อยกว�าอีกแผ�นหนึ่ง ปริมาณความร�อนท่ีจะให�ไป

เพ่ือให�ได�สมบัติท่ีเหมือนกันของผลิตภัณฑ�ท่ีออกมาของแผ�นพลาสติกท่ีมีค�าดัชนีการไหลน�อยกว�าจะ

มากกว�า เนื่องจากจะมีความยาวโซ�โมเลกุลมากกว�า

106

3. พารามิเตอร�สําคัญระหว�างการข้ึนรูป ได�แก�

1. ความเร็วของปZ|มสูญญากาศท่ีใช�

คือจะต�องให�เร็วท่ีสุดเท�าท่ีจะทําได� และขนาดของรูระบายอากาศในแม�พิมพ�ควรมีขนาดใหญ�

พอท่ีการดูดอากาศจะไม�ถูกขัดขวาง

2. อุณหภูมิของแม�พิมพ�

โดยปกติแม�พิมพ�จะอยู�ท่ีอุณหภูมิห�องหรือท่ีอุณหภูมิอ่ืน ๆ ท่ีต่ํากว�าอุณหภูมิแข็งตัวของ

พลาสติก เม่ืออุณหภูมิแม�พิมพ�สูงข้ึน วงจรการผลิตก็จะยาวนานข้ึนและการหดตัวก็จะมากข้ึน

ในบางครั้งถ�าใช�แม�พิมพ�ไปนาน ๆ อาจมีความร�อนสะสม ดังนั้น แม�พิมพ�จะต�องมีระบบการ

หล�อเย็นท่ีดี เช�น การใช� พัดลมจากภายนอกหรือมีท�อหล�อเย็นภายในแม�พิมพ�

3. ขนาดของปลั๊กท่ีใช�ใน plug-assist

โดยปกติ ขนาดของปลั๊กไม�ควรเกิน 70-85% ของ cavity และ รูปร�างของปลั๊กควรจะเป�น

คล�ายรูปร�างสะท�อนจากกระจกของรูปร�างของ cavity

107

คําถามท*ายบท

1. ในการเลือกใช�วัสดุท่ีสามารถนํามาใช�ข้ึนรูปด�วยกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิงต�องพิจารณาสมบัติท่ี

สําคัญใดบ�าง

2. ลักษณะของผลิตภัณฑ�ท่ีได�จากกระบวนการเทอร�โมฟอร�มม่ิงจะต�างจากผลิตภัณฑ�ท่ีได�จาก

กระบวนการฉีดและกดอัดอย�างไร