درپوش ها و ابداعات

بازار درب پلاستیکی بطری¬ها در اروپا تا سال 2018، 1.4% در سال رشد خواهد کرد. با این¬حال، بررسی¬های مارتینا فانگ (Martyna Fong) – مشاور بسته بندی در موسسه AMI نشان می¬دهد عادات مشتریان نیز با شیب ملایمی در حال تغییر است.
خانم فانگ در همایش نوآوری¬های درپوش¬های پلاستیکی در آوریل 2014 در برلین، اذعان داشت که با بهبود وضع اقتصادی اروپا، صنعت درپوش¬ها نیز طی سال¬های 2013-2010 رشد ملایمی در حدود 1.2% در سال داشته است. هرچند که تغییر عادات مشتریان و رقابت بین روش¬های مختلف بسته¬بندی مهم¬ترین پارامترهای رشد در این بازار محسوب می¬شوند.
برای مثال، با تغییر ذائقه اروپاییان به سمت مصرف نوشیدنی¬های سالم¬تر به جای نوشابه¬های کربوناتی، در سال 2013 بازار درپوش¬های پلاستیکی در اروپا با مصرف تقریباً 230 میلییون عدد درب و اختصاص 55% کل مصرف درپوش¬ها به خود، هم¬اینک نسبت به قبل کمتر شده است.
وی هم¬چنین بیان کرد از طرفی گرایش به سمت مصرف بطری¬های کوچک¬تر و جایگزینی این چنینی قوطی-های نوشیدنی، موجبات نیاز به رشد تولید درب های جدید را فراهم آورده است.
از طرفی مصرف آب¬های معدنی توسط اروپاییان از نظر حجمی نیز هم¬چنان رو به افزایش است. بنابراین نیاز به تولید بیشتر بطری¬های آب بیشتر شده و بازار تولید درپوش¬های استاندارد و سبک نیز در حال ترقی است.
خانم فانگ بر این باور است که تا سال 2018، بازار تولید درپوش¬های پلاستیکی با قابلیت کاربرد در صنایع غذایی و دارویی از رشد بالقوه¬ای برخوردار خواهد شد.

شکل 1 – تغییرات در طراحی گردنی بطری¬ها طی بازه زمانی 2011-1940

در بازار محصولات خانگی، کاربردی بودن محصول، قیمت برای مصرف کننده و توانایی برندهای مستقل برای نفوذ به بازار و جلب مشتری از جمله عوامل تعیین¬کننده می¬باشد. به جرات می¬توان قیمت محصول را مهم¬ترین عامل رقابت بین تولیدکنندگان دانست. خانم فانگ رشد حاشیه¬ای درپوش¬های قابل کاربرد در محصولات خانگی را تا سال 2018 تخمین زده است. به عنوان مثال، صاحبان کالا در صنایع شوینده، سعی دارند تا همگام با تولید محصولات شوینده¬ی غلیظ¬تر و کاهش اثرات مضر آنها بر محیط¬زیست، به دنبال تولید درپوش¬هایی با سامانه چنده¬زنی (dosing closure) پیچیده¬تر هستند.
پل هوفته (Paul Höfte)، محقق ارشد بسته بندی در مرکز نوآوری Procter & Gamble بروکسل، درباره پیشرفت تولید چنین بطری و درپوشی این¬گونه توضیح داد که این محصولی مشترک از سازنده قالب (Gefit) و سازنده درپوش (Aptar) بوده و قابلیت آنرا دارد که تنها با یکبار سرو ته کردن بطری حجم مشخصی از ماده برای مصرف وارد درپوش شود. هم¬چنین قیمت آن 20-50% مدل¬های مشابه با چنده حجمی (dosing volume) مشابه است.

طرح چگونگی عملکرد بطری با چنده حجمی معین.
(منبع : ® The Bark dosing bottle)

مهم¬ترین مزیت این مدل (معروف به مدل تکیلا در خارج) نسبت به سایر مدل¬های این است که مقدار ماده با حجم وارد شده به محفظه سنجیده نشده و بر حسب گرانروی ماده و بر مبنای زمان سنجیده می¬شود و برای بطری¬ها با اندازه¬های مختلف قابل کاربرد است. هم¬چنین این قابلیت را دارد که بتوان چنده دوم را نیز بدون برگرداندن بطری تنها با کمی فشار دادن بدنه بطری در اختیار داشت و حتی علاوه بر این تنها چند قطره از مایع را نیز به آن دو چنده قبلی اضافه کرد.
دیگر مزیت¬های مدل تکیلا آن است که در طراحی تعداد اجزای درپوش به 4 قالب از جنس PP کاهش یافته است که شامل این اجزاء می¬باشد: بدنه قالب که در بالای آن درب قرار گرفته (body moulding with flip top closure) ، سیلندر داخلی (cylinder internal)، پیستون کشویی (sliding piston) و یک دریچه توپی (ball valve). به دلیل نوع چیدمان سیلندر و پیستون که در آن از اختلاف فشار برای تنظیم میزان خروج ماده با زمان استفاده می¬شود، این سامانه بسیار بهم فشرده می¬باشد.
قطر محفظه اصلی تنها 8میلی¬متر است ولی حجم خروجی می¬تواند به 40 میلی لیتر هم برسد. آقای هوفته می افزاید، حجم انتقالی می¬تواند با دقت 10%± بین 5 تا 10 میلی¬لیتر را پوشش دهد.
طراحی چنین درپوشی حاصل یک کار تیمی است. مهندسان طراحی محصول قبل از هماهنگی با گروه Aptar و Gefit جهت طراحی قالب، ابتدا به طراحی نمونه اولیه پرداختند که این مرحله نزدیک به یکسال به طول انجامید. پس از تکمیل ملزومات مرحله شکل¬دهی محصول، تنظیم قالب¬گیری و خط تولید و به روز رسانی کارخانه جهت تولید محصول جدید نیز یک¬سال طول کشید.
گروه P&G از تابستان گذشته این محصول را در بازار اروپا معرفی کرد؛ ابتدا با معرفی توسط محصولات بهداشتی Flash در انگلستان و سپس در آلمان، بلژیک و ایتالیا از طریق محصولات Mr. Clean ، Mr. Propre و Maestro Lindo. از ابتدای امسال نیز از طریق نام تجاری Mr. Clean وارد بازار ایالات متحده شده است. دو عامل 1) جمع و جور بودن درپوش (compact closure) و 2) 2.5 برابر شدن چگالی یا غلظت محصول (product concentration) باعث کاهش تقریباً 11.000 تن در مصرف مواد بسته¬بندی در سال اول تولید می¬گردد.
بازار چنین درپوش¬هایی تنها به محصولات خانگی محدود نمی¬شود. طبق گفته¬های خانم دلامار مدیر توسعه تجارت جهانی بخش غذا و نوشیدنی شرکت Aptar، در مقایسه با اروپا ، در آمریکا استفاده از چنین محصولی آینده رو به رشدی خواهد داشت چه از آنها به عنوان بهبود دهنده طعم (flavor enhancer) بطری¬های آب استفاده می¬کنند. کمااین¬که ارزش چنین بازاری در سال 2010 تقریباً 1.5 میلیارد دلار برآورد شده بود.

شکل 2 – نمودار توزیع بازار مصرف درپوش¬های پلاستیکی در نروژ، سوئیس و اتحادیه اروپا در سال 2013

شرکت Kraft که به طور مرسوم از بهبوددهنده¬های طعم پودری شکل استفاده می¬کرد در سال 2011تصمیم گرفت از بهبود دهنده طعم مایع شکلی به نام Mio استفاده کند. از آنجایی¬که Mio بسیار غلیظ است، باید در مصرف آن دقت شود تا هنگام پر شدن درب، محصول هدر نرود؛ بنابراین طراحی چنین محصولی نیز به دقت زیادی نیاز دارد و تا پایان سال 2014 انتظار می¬رود پیشرفت¬های بیشتری در این خصوص نیز صورت پذیرد.
شرکت اسلوانیایی SIBO، فعال در زمینه بسته¬بندی، در این همایش آخرین مدل درپوش بدیع SpaceCap خود را برای مصرف تولیدکنندگان ویتامین¬های دارویی ارائه داد. مسئول ارشد عملیاتی این شرکت،Kemal Husanovic، درباره پودرهای تقویت کننده ویتامین¬ها میگوید که حجم این مواد با اضافه شدن به آب کاهش می¬یابد. روش عملکرد SpaceCap بدین صورت است که بسته¬های پودرهای تقویت-کننده درون بطری نوشیدنی طوری تعبیه شده¬اند که به محض باز شدن در نوشیدنی به طور خودکار رها می-شوند. در این حالت، مصرف کننده درب بطری را به راحتی و مانند درپوش¬های معمولی باز خواهد کرد.
اخیراً این شرکت با به روز رسانی کردن طراحی این بطری¬ها از 2 به 3 قطعه توانسته است مشکل نیاز مشتری به بریدن نوار پایینی درپوش (tamper evident band) را رفع کرده است.

منبع www.sks-science.com

هم¬چنین در این طراحی برای کاهش اثرات مخرب بر محیط زیست، نوار به بدنه بطری متصل شده است. مدیر عامل Closure Systems International به اهمیت نقش تولیدکنندگان بر بازاریابی مشتریانشان اشاره کرد. این هم شامل طراحی محصول مناسب و هم تشویق مشتریان بالقوه به خرید محصول است. وی همچنین اذعان داشت که در نهایت صاحبان نام¬های تجاری به دنبال وفاداری مشتریانشان هستند.
در همین راستا استفاده از SpaceCap این امکان را به مصرف¬کنندگان می¬دهد که با استفاده از کد QR مندرج بر داخل درب بطری و بارگذاری برنامک (application) این شرکت بتوانند در هر جا به هنگام استفاده از این کالا، اطلاعات مورد نیاز مرتبط با آنرا بدست آورند.
تولید با کیفیت
در ادامه مایکل کرویگر، کارشناس ارشد فناوری شرکت سوئیسی Corvaglia، درباره کیفیت محصول و سبک سازی محصول توضیحاتی را ارائه داد. وی اذعان داشت که سالیانه 60 میلیون درپوش توسط این شرکت و شرکای آن تولید می¬شود. برای نشان دادن میزان سبک بودن درپوش¬های تولیدی این شرکت، آقای کرویگر افزود که میلیون¬ها در پوش این شرکت که در بازار موجود است تنها 0.8 گرم وزن داشته و هدف این شرکت تنها کاهش وزن نیست؛ بلکه آنها به دنبال تولید محصولی با وزنی هستند که در عین سبکی نیازمندی¬های محصول را نیز برآورده سازد. ر
مشکل اصلی آنجاست که با اینکه برای تولید گردنی (neck) استانداردهای مختلفی از جمله Cetie و ISBT وجود دارد، هنوز برای عملکرد استاندارد درپوش دستورالعملی تدوین نشده است و معمولاً برای این-کار آزمون¬های رایج مرتبط با کارکرد روزانه بر روی آن¬ها اعمال می¬شود.
آقای کرویگر مهم¬ترین ویژگی کاربردی درپوش¬ها را عملکرد مناسب آن¬ها دانست که خود ناشی از عوامل متعددی از جمله ویژگی¬های هندسی، تغییر شکل، رنگدانه¬ها و افزودنی¬های بسپار تشکیل¬دهنده درب بطری هستند؛ هم¬چنین بررسی¬های Corvaglia نشان می¬دهد که انتخاب مناسب دستگاه درب¬بند (capping chuck machine) تأثیر بسزایی در پایین آوردن نرخ بطری¬های مرجوعی دارد.
آقای مایکل فینک، مدیر توسعه بازار و فروش شرکت سازنده قالب¬های بکار رفته جهت تولید درپوش-ها، درباره استفاده از قالب¬های Z-Slide برای ساخت انحصاری درپوش¬های نواردار (evident band tamper) توضیحاتی را برشمرد. وی درباره مزایای این فناوری این¬گونه توضیح داد که،در قالب¬های cavity stack بر خلاف قالب¬های مرسوم، دو صفحه حاوی حفره¬ها در دوجهت مختلف از هم جدا شده و امکان انعطاف¬پذیری بیشتری را می¬دهد.
هم¬چنین وی ادعا کرد که نوع چیدمان خاص Z-Slide باعث کوچک¬تر شدن ابعاد سازه قالب و کاهش 20درصدی وزن آن شده است. و این به معنی کاهش انرژی بوده و از طرفی حذف کشویی¬ها باعث کاهش نیروی لازم برای بستن قالب می¬شود. علاوه بر این، این امکان وجود دارد که درپوش¬های تولیدی را بلافاصله از قالب خارج کرده و در کل زمان فرآیند صرفه¬جویی کرد (در یک قالب 96 حفره¬ای، به یک فاصله¬ی بینابین (opening space) 200 میلیمتری نیاز است).

شکل3 – قالب های Z-Slide که از آن برای ساخت TE Band moulding با کیفیت استفاده میشود

به عنوان مثال هم اکنون شرکت کوکاکولا در استرالیا از فناوری Z-slide برای ساخت درب¬های 2.15 گرمی CSD استفاده کزده که در آن کل فرآیند تولید یک درب، ظرف 3.4 ثانیه صورت می¬گیرد.
دیگر مزیت این فناوری، قابلیت تغییر حفره¬ها با قالب است. آقای فینک اذعان کرد که یک قالب 72 حفره¬ای قابلیت تولید درب¬هایی در بازه ابعادی 28 تا 29.25 میلی¬متری را ظرف مدت کمتر از 4 ساعت را دارد. در این¬صورت، اضافه کردن بخش مکمل به قالب، باعث صرفه¬جویی 40درصدی در قیاس با خرید قالب جدید خواهد شد.
از آنجایی¬که سامانه سرمایش نیز در افزایش سرعت فرآیند تولید مهم است، خانم آلساندرو بوسکو (Alessandro Bosco) – مدیر توسعه بازار جهانی در شرکت Inglass Group, HSRflow – ادعا کرد که از سال 2007 و معرفی سامانه گزینشی ذوب لیزری (selective laser melting) موسوم به SLM، مشتریان بیشتری به دنبال چنین محصولاتی هستند.
در همایش مورد بحث، دو نمونه از قالب¬های SLM تولید درپوش ارائه شد. در نمونه اول درب¬هایی از جنس PC با ضخامت دیواره 2.5-1.7 میلی¬متر تولید شده و در فرآیند آنها استفاده از سامانه سرمایش ساختاری (conformal cooling) موجب کاهش 55 درصدی زمان سرمایش و 36 درصدی کل چرخه تولید (از 17 به 11 ثانیه) شده بود. نمونه دوم نیز شامل درب¬هایی از جنس PP بوده و سرمایش ساختاری چرخه تولید را از 4.9 به 4.2 ثانیه کاهش داده بود.

شکل 4-درب¬های جدیدی که در ساخت آنها تنها از چهار قالب PP استفاده شده شکل 5- نمونه درب مدل T ساخت شرکت P&G

مزایای مواد
آقای لوک مونیسن (Luc Monnissen) مهندس توسعه کاربرد (application development engineer) شرکت Borealis، نیز در این همایش به معرفی محصول آخر این شرکت (Borpure MB5568) پرداخت که پلی¬اتیلن پرچگالی چندقله¬ای (multimodal) است و برای تولید درپوش¬ها بکار می¬رود که ترک¬زایی تنشی محیطی خوب و نیز بو و مزه مناسبی دارند.
وی هم¬چنین خاطر نشان کرد که بطری¬های تولید شده از دو نظر حائز اهمیت هستند چه هم باعث کاهش مقدار ماده اولیه بکار رفته می¬شوند و هم جهت کاربرد در شرایط آب و هوایی گرم که در
آنها نوشیدنی¬ها دی اکسید¬کربن زیادی لازم دارند و مسئله¬ی بو و مزه نیز مهم¬تر است می¬توانند بکار روند. علاوه بر این، وی متذکر شد که در طراحی این ماده بهبود خواص فدای خواص فرایندپذیری آن نشده و این ماده با آهنگ جریان مذاب (MFR) 0.8 ، عمکلرد مذابی مشابه پلی اتیلن پرچگالی تک قله ای با آهنگ جریان مذاب 2 دارد.

شکل 6 – پلی اتیلن پرچگالی چندقله ای BorPure MB5568 تولید شرکت Borealis

فیلیپ راسکین (Phillipe Rasquin) – مهندس بازاریابی فنی پلی¬اتیلن پرچگالی شرکت Sabic Europe – در این همایش آخرین گونه پلی اتیلن پرچگالی این شرکت موسوم به AX7611 را معرفی نمود. این گونه دو قله¬ای بوده و با داشتن MFR 1.8 هم مقاومت ESCR (environmental stress crack resistance) خوبی داشته و هم ویژگی¬های فرآیندپذیری مشابه HDPE تک قله¬ای با آهنگ جریان مذاب 4 دارد. وی افزود “این ویژگی¬ها باعث کاهش 15 درصدی مصرف انرژی در حین تولید شده و منحصراً برای تولید درب¬هایی سبک و مقاوم بکار می¬رود”. در ادامه آقای راسکین توضیح داد که در ابتدای امسال این شرکت به تولید آزمایشی اولین تولید (batch) این HDPE با استفاده از فناوری ACP (Advanced Cascade Process) اقدام نمود. وی همچنین اذعان کرد که “بازار امروزه به دنبال کاهش مصرف مواد اولیه و انرژی مصرفی بوده و با وجود اقدامات انجام شده، هنوز نیاز به توسعه¬هایی بیشتری از این دست نیاز دارد”.

برگرفته از :
“Innovation drives caps growth , conference report, Injection World , May 2014 ,p19-22 ”

واژه¬نامه
سامانه چنده زنی (dosing closure)
چنده حجمی (dosing volume)
سیلندر داخلی (cylinder internal)
پیستون کشویی (sliding piston)
بهبود دهنده طعم (flavor enhancer)
برنامک (application)
گردنی (neck)
دستگاه درب بند (capping chuck machine)
سرمایش ساختاری (conformal cooling)
چندقله ای (multimodal)
ترک¬زایی تنشی محیطی(environmental stress crack resistance)