Fixace z plastu mohou mít různý charakter v závislosti na typu produktu, který chrání. K jednoduchým typům patří různé typy výsypného materiálu, obvykle z tzv. pěnových plastů. Často se setkáváme s plastovými fixacemi v podobě pevných standardních (rohovky, ochrana hran, mřížky apod.) i nestandardních konstrukcí. A určitě nelze zapomenout na smrštitelné či průtažné fólie, které se vedle primárního a sekundárního balení velmi často uplatňují především v balení terciárním, tedy ve fixování zboží na paletě apod. V závislosti na chemickém složení plastu a jeho využití v oblasti fixace se polymery mohou zpracovávat různými technologickými postupy. K těm nejběžnějším patří vstřikování, vyfukování, vstřikovyfukování, lisování, svařování a mnohé další. Proces vstřikování je používán bezkonkurenčně nejčastěji a setkat se s ním lze snad při výrobě čehokoli, kromě naší obalové branže např. v automotive, reklamě, elektrotechnice, strojírenství apod. Plastové produkty se vyznačují velkou přesností, náklady na výrobu jsou však poměrně vysoké, proto je proces omezen především na vyšší série. Naopak k levnějším možnostem zpracování plastů patří vakuové tvarování (vakuové lisování). I s ním se lze setkat stejně tak dobře v oblasti automotive, architektuře, letectví, ale opět i ve výrobě obalů. Proces je užíván hojně především při výrobě jednoduchých potravinářských obalů, jako jsou misky, výlisky, proložky a další. Misky se používají především při balení zmrzlin, pečiva, dortů a podobného sortimentu. S proložkami se lze setkat např. u bonboniér. Další významnou oblastí, kde dochází k vytvarování plastu tímto procesem, je 3D kryt u obalů typu blister pack.

Technologie výroby

Na rozdíl od procesu vstřikování, kde prvopočáteční surovinou je plastový granulát, u vakuového tvarování se pracuje již se zhotoveným polotovarem v podobě desky či fólie. Princip celé technologie zjednodušeně spočívá ve vložení termoplastické desky/fólie v nezahřátém stavu do pracovního prostoru a přichycení upínacím rámem, následně dojde k zahřátí polotovarového plastu pomocí topných těles na tvarovací teplotu. Deska se obtiskne na formu nebo do formy, přičemž k dokonalému obtisknutí tvaru desky dojde za použití vakua, které je aplikováno mezi deskou a formou. Po ochlazení se naopak pomocí přetlaku odlepí vytvořený výrobek od formy. V této fázi je sice produkt již vytvarován, ale ve většině případů je potřeba provést ještě některé dokončovací operace, především odstranění přebytečného materiálu. To je možné jak ručně, tak i strojně. Technologií na odstranění materiálu se opět dá využít hned několik, např. řez nožem či pilou, frézování, CNC, řezání laserem, vodním paprskem apod. Na závěr lze provést i finishing celého produktu, za využití různých typů povrchových úprav (např. lakování, pokovování, povlakování, kašírování, dezénování, leštění).

Proces vakuového tvarování v případech, kde ho lze použít, je mnohem levnějším způsobem výroby než vstřikování, které má však mnohem širší a přesnější využití. Jedním z důvodů je i cena formy. Na rozdíl od vstřikování, kde je forma vystavena velkým tlakům, proto jim musí být konstrukčně a materiálově uzpůsobena, forma pro vakuové podtlakové tvarování je mnohem méně náročná na výrobu. Vedle forem z oceli se velmi často setkáváme s formami i z mnohem levnějších materiálů – hliníku, sádry, dřeva či epoxidové pryskyřice. V dnešní době lze dokonce místo nástrojařské výroby použít ke zhotovení formy i 3D tisk! Důležité je však navrhovat formu tak, aby z ní šel výlisek co nejsnadněji vyjmout. Tzn. především dbát na správné úkosy a zaoblení, stanovit počet a správné umístění odvzdušňovacích průchodů apod.

Tvarujeme v Čechách i na Moravě

Naši výrobci využívají z hlediska konstrukce tvarovacího zařízení ruční (obsluha provádí ručně všechny operace – vkládání, upnutí, zapnutí ohřevu, vysunutí, vykládání), poloautomatickou (ruční je pouze vkládání a vykládání) i automatickou variantu. Posledně uváděná varianta je zároveň variantou v průmyslu nejčastěji využívanou. Na severní Moravě patří mezi výrobce potravinářských obalů, které jsou vyráběny procesem vakuového tvarování, společnost Mobal, s. r. o. (v roce 2010 došlo k propojení s firmou Balmeto CZ, s. r. o.). Používaná výrobní technologie dovoluje zpracovávat fólie PET, PP, PS, OPS a PVC od tlouštěk 100 až do 600 μm. V Mobalu zpracovávají téměř 600 tun fólií ročně, přičemž jsou používány fólie transparentní, pigmentované, nemlžící se (anti fog) i metalizované. K nejznámějším produktům patří misky a tácky libovolného tvaru, prolisy do bonboniér a pro ukládání ovoce, krabičky s víčky různých tvarů a hloubek či kombinovaná řešení s vlepenou lžičkou. Při výrobě se odvíjí fólie ze zásobníku z role, následně je nahřívána, po nahřátí se posune do sekce s formou a nožem, kde se fólie vlisuje pomocí vakua a tlaku do formy. Po vytvarování a částečném zchlazení se hotové výrobky vykládají. Vzhledem k tomu, že obaly jsou určeny pro potravináře, fólie musí být opatřena kontrolou (protokoly o zdravotní nezávadnosti a senzorických zkouškách, hygienický doklad apod.).

Proces vakuového tvarování využívá i jeden z nejznámějších výrobců kelímků, společnost DOPLA PAP, a. s., se sídlem v Sušici. Zde k výrobě využívají nejčastěji PP a PS fólie. Na tvarovacích plně automatizovaných strojích je fólie ohřáta do kaučukovitého stavu (PS 130–140 °C, PP 150–155 °C), čímž dochází k jejímu změknutí. Pomocí tlakového vzduchu, podtlaku, přetvárníků a tvarovacího nástroje se fólie tvaruje na požadovaný tvar.

Netvarují se jen misky a kelímky

Na technické proložky (traye), blistry, fóliové obaly (krabičky), pultové stojany, prodejní displeje, vzorníky na kosmetiku a další sortiment, který lze vyrábět procesem vakuového tvarování, se specializuje i společnost WMW, a. s. Vzhledem k vlastní mnohaleté praxi ve firmě dokáží navrhnout optimální řešení vlastností a funkčnosti forem s ohledem na životnost a cenu. K jejich výrobě využívají vlastní nástrojárnu. Na výrobu obalů ve WMW používají fólie z materiálů PS, PVC, PET, A-PET, G-PET v různých odstínech do síly 1 mm.

Od počátku založení firmy před 20 lety se na vakuové lisování soustředila i firma PLASTYKO WORD, s. r. o. Tvarovky do bonboniér i adventních kalendářů, obaly na vejce, blister packy, vaničky, kelímky – to je jen část sortimentu této společnosti. Plastové misky na hotová jídla jsou vhodné k zamrazování i do mikrovlnné trouby. Chráněná dílna Bill, s. r. o., Mohelnice rovněž disponuje provozovnou vakuového tvarování a lze si u ní objednat na zakázku různé tvary misek, tácků i proložek. Vedle potravinářského sortimentu si lze zadat do výroby i kryty točivých částí strojů či kapotáže.

Vakuové tvarování využívá i společnost Promens, a. s. Tato firma se však nesoustředí na oblast obalů. K nejčastějším aplikacím, kde technologii uplatňuje, patří automobilový průmysl, stavební stroje, zahradní technika, osvětlovací technika či technické kryty. Tomuto sortimentu odpovídá nejen možnost výběru z větší škály plastů, ale i náročnější dokončovací zpracování. Po vylisování tvaru dílu následuje často obrobení dílu na pětiosém CNC zařízení. Pomocí tohoto zařízení lze zhotovovat díly s řadou přesných otvorů a tvarů při maximální reprodukovatelnosti dílů. Pokud to typ aplikace dílu vyžaduje, následuje svařování nebo lepení dílů, popř. jejich montáž do větších celků.

Vedou tři plasty

Plasty se začaly ve větším měřítku používat až po druhé světové válce. Od té doby se prakticky nezastavil vývoj dalších nových plastů s nejrůznějšími kombinacemi vlastností. Odhaduje se, že dnes můžeme vyrobit řádově tisíce druhů syntetických plastů. Okolo 80 % celkové světové produkce zabírá však jen šest různých plastů a tři z nich (PE, PP, PVC) představují hned téměř 70 % z celé výroby.

Není PET jako PET

Zatímco na obaly blister pack se nejčastěji vakuovým tvarováním zpracovává PVC, u potravinářských obalů je to nejčastěji PS, PP a PET. Z polyesterových materiálů, do kterých PET patří, je levnější variantou A-PET, který je však méně vhodný k tepelnému zpracování, (při působení vysokých teplot zbělá). Má však vynikající chemickou odolnost a lze ho snadno potisknout. I velmi hluboké tažení a výrobu složitých tvarů umožňuje především G-PET.

Článek připravila JANA ŽIŽKOVÁ.