จากเม็ดพลาสติกสู่กล่องอาหาร บรรจุภัณฑ์พลาสติกผลิตขึ้นมาได้อย่างไร?

กล่องพลาสติกที่เราใช้ใส่อาหารกันทุกวัน อาจดูเหมือนผลิตภัณฑ์ธรรมดา แต่เบื้องหลังกล่องหนึ่งใบต้องผ่านกระบวนการผลิตหลายขั้นตอน ตั้งแต่การเลือกชนิดของพลาสติก การหลอมและผลิตเป็นแผ่น ไปจนถึงการใช้ความร้อนและแม่พิมพ์เพื่อสร้างรูปทรงตามต้องการ

ที่น่าสนใจคือ รายละเอียดในแต่ละขั้นตอนสามารถส่งผลต่อกล่องที่ได้ ทั้งรูปทรง ขนาด ความพอดีกับฝา และคุณสมบัติในการใช้งาน

บทความนี้จึงจะพาไปดูว่า จากเม็ดพลาสติกหนึ่งเม็ด กว่าจะกลายเป็นกล่องอาหารหนึ่งใบ ต้องผ่านอะไรมาบ้าง?

1. เริ่มต้นจากการเลือกวัตถุดิบพลาสติก

ขั้นตอนแรก คือการเลือกวัสดุให้เหมาะกับประเภทของบรรจุภัณฑ์ที่จะผลิต เพราะพลาสติกแต่ละชนิดมีคุณสมบัติแตกต่างกัน

วัสดุที่พบได้บ่อยในบรรจุภัณฑ์อาหาร เช่น

• PP (Polypropylene)
  นิยมนำมาผลิตกล่อง ชาม ถ้วย และบรรจุภัณฑ์อาหารหลายประเภท โดยเฉพาะงานที่ต้องการคุณสมบัติด้านความทนความร้อน
• PET (Polyethylene Terephthalate)
  มีจุดเด่นด้านความใสและความแข็ง จึงพบได้บ่อยในกล่อง ถาด แก้ว หรือฝาใสที่ต้องการให้มองเห็นอาหารหรือเครื่องดื่มด้านใน

ดังนั้น ก่อนเริ่มผลิตจึงต้องรู้ก่อนว่า บรรจุภัณฑ์นั้นจะนำไปใช้งานกับอะไร เพื่อเลือกวัสดุและออกแบบผลิตภัณฑ์ให้เหมาะสม ไม่ควรตัดสินจากชื่อ PP หรือ PET เพียงอย่างเดียว

2. เปลี่ยนเม็ดพลาสติกให้กลายเป็นแผ่นพลาสติก

เมื่อได้วัตถุดิบแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการผลิต แผ่นพลาสติก (Plastic Sheet)

เม็ดพลาสติกจะถูกป้อนเข้าสู่เครื่องจักรและผ่านกระบวนการที่เรียกว่า Extrusion โดยพลาสติกจะถูกให้ความร้อนและหลอม ก่อนถูกรีดออกมาเป็นแผ่นต่อเนื่อง จากนั้นจึงควบคุมความหนาและทำให้เย็นลง

จึงอาจสรุปง่าย ๆ ได้ว่า เม็ดพลาสติก → หลอม → รีด → แผ่นพลาสติก

แผ่นที่ได้จากขั้นตอนนี้ยังไม่ได้มีรูปร่างเป็นกล่อง แต่เป็นวัตถุดิบสำหรับนำไปขึ้นรูปในขั้นตอนต่อไป ทั้ง PP และ PET สามารถผลิตเป็นแผ่นสำหรับงาน Thermoforming ได้ด้วยกระบวนการ Extrusion

3. จากแผ่นเรียบ ๆ สู่รูปทรงกล่องด้วย Thermoforming

นี่คือขั้นตอนสำคัญที่ทำให้แผ่นพลาสติกธรรมดาเริ่มมีหน้าตาเหมือนกล่องอาหารที่เราใช้กัน กระบวนการนี้เรียกว่า Thermoforming หรือการขึ้นรูปพลาสติกด้วยความร้อน

หลักการเข้าใจได้ง่าย ๆ คือ แผ่นพลาสติกจะถูกนำไปให้ความร้อนในระดับที่เหมาะสมจนวัสดุอ่อนตัว จากนั้นจึงขึ้นรูปให้แนบไปกับแม่พิมพ์ด้วยระบบที่เหมาะสม เช่น แรงดูดสุญญากาศหรือแรงดัน

เมื่อพลาสติกได้รูปทรงตามต้องการแล้ว จะถูกทำให้เย็นลงเพื่อให้คงรูป จึงสรุปกระบวนการได้ว่า

แผ่นพลาสติก → ให้ความร้อน → ขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ → ทำให้เย็น → ได้รูปทรงบรรจุภัณฑ์

วิธีนี้สามารถใช้ผลิตบรรจุภัณฑ์ได้หลายรูปแบบ ไม่ว่าจะเป็นกล่อง ถาด ถ้วย ฝา หรือบรรจุภัณฑ์แบบ Clamshell

4. ตัดชิ้นงานให้กลายเป็นกล่องแต่ละใบ

หลังจากผ่านการ Thermoforming แล้ว ชิ้นงานที่ขึ้นรูปยังต้องผ่านกระบวนการ ตัด (Trimming) เพื่อแยกบรรจุภัณฑ์แต่ละชิ้นออกจากแผ่นพลาสติกส่วนเกิน

ขั้นตอนนี้มีความสำคัญต่อรูปร่างและขอบของผลิตภัณฑ์ เพราะกล่องที่ผลิตออกมาต้องมีขนาดและรูปทรงตามที่ออกแบบไว้ โดยเฉพาะบริเวณ ปากกล่องและขอบที่ใช้ประกบกับฝา ซึ่งมีผลโดยตรงต่อการใช้งาน

หากขนาดของตัวกล่องและฝาไม่สัมพันธ์กัน อาจทำให้ฝาปิดยาก หลวม หรือประกบได้ไม่เหมาะสม

ดังนั้น การผลิตกล่องพลาสติกจึงไม่ได้มีเพียงการทำให้พลาสติก “เป็นทรงกล่อง” แต่ต้องควบคุมรายละเอียดของชิ้นงานให้เหมาะกับการใช้งานจริงด้วย

5. ตรวจสอบคุณภาพก่อนบรรจุ หรือ QC

เมื่อได้กล่องเป็นใบแล้ว ยังไม่ได้หมายความว่าจะสามารถบรรจุและส่งออกจากโรงงานได้ทันที เพราะต้องผ่านขั้นตอน ตรวจสอบคุณภาพ (Quality Control หรือ QC) ก่อน

รายละเอียดที่ตรวจสอบขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์และมาตรฐานการผลิต เช่น

• รูปทรงและขนาดของชิ้นงาน
• ความสมบูรณ์ของตัวกล่อง
• ลักษณะของขอบและปากกล่อง
• การประกบระหว่างตัวกล่องกับฝา
• ความผิดปกติที่เกิดจากการขึ้นรูป
• ความสะอาดของผลิตภัณฑ์

การควบคุมคุณภาพมีความสำคัญ เพราะตัวแปรในขั้นตอน Extrusion และ Thermoforming สามารถส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปได้ งานวิจัยเกี่ยวกับการผลิตบรรจุภัณฑ์ PP ด้วย Extrusion และ Vacuum Thermoforming ก็พบว่าปัจจัยด้านเครื่องจักร แม่พิมพ์ และการควบคุมกระบวนการมีผลต่อความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์

6. บรรจุและเตรียมส่งต่อไปยังผู้ใช้งาน

เมื่อผลิตภัณฑ์ผ่านการตรวจสอบแล้ว จึงเข้าสู่ขั้นตอนการบรรจุ กล่องจะถูกจัดเรียงตามจำนวนที่กำหนด บรรจุลงถุงหรือบรรจุภัณฑ์ภายนอก และจัดลงลังเพื่อเตรียมจัดเก็บหรือขนส่งต่อไป

ขั้นตอนนี้เป็นช่วงสุดท้ายก่อนที่กล่องอาหารจะเดินทางจากโรงงานไปยังร้านอาหาร ร้านค้า ผู้จัดจำหน่าย หรือผู้ใช้งาน

จากเม็ดพลาสติกเล็ก ๆ ในตอนแรก ตอนนี้จึงกลายเป็น บรรจุภัณฑ์อาหารสำเร็จรูปพร้อมใช้งาน

ทำไมกล่องพลาสติกแต่ละแบบจึงมีคุณสมบัติไม่เหมือนกัน?

แม้กล่องสองใบจะมีหน้าตาคล้ายกัน แต่ไม่ได้หมายความว่าจะมีคุณสมบัติหรือเหมาะกับการใช้งานแบบเดียวกัน

ความแตกต่างสามารถเกิดขึ้นได้ตั้งแต่ ชนิดของวัตถุดิบ ความหนาของแผ่น การออกแบบแม่พิมพ์ รูปทรงของกล่อง ไปจนถึงเงื่อนไขที่ใช้ในการผลิต

ตัวอย่างเช่น บรรจุภัณฑ์ที่ต้องการความใสเพื่อโชว์อาหาร อาจมีโจทย์ในการเลือกวัสดุต่างจากกล่องที่เน้นการใช้งานกับอาหารร้อน ขณะที่กล่องทรงลึกก็มีเงื่อนไขในการขึ้นรูปแตกต่างจากถาดตื้น เพราะระหว่าง Thermoforming วัสดุจะถูกยืดไปตามรูปทรงของแม่พิมพ์

นี่จึงเป็นเหตุผลว่า เวลาจะเลือกบรรจุภัณฑ์อาหาร ไม่ควรดูเพียงรูปทรงหรือความสวยงาม แต่ควรพิจารณาวัสดุและลักษณะการใช้งานควบคู่กันไปด้วย

เศษพลาสติกที่เหลือจากการตัดหายไปไหน?

ระหว่างกระบวนการตัดชิ้นงาน จะมีพลาสติกส่วนที่อยู่นอกเหนือจากรูปทรงของกล่องเหลืออยู่ ซึ่งในภาคการผลิตสามารถมีระบบจัดการเศษวัสดุจากกระบวนการผลิตเพื่อนำกลับเข้าสู่กระบวนการที่เหมาะสมได้

อย่างไรก็ตาม วิธีจัดการและความสามารถในการนำวัสดุกลับมาใช้จะขึ้นอยู่กับ ชนิดของพลาสติก ข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ และระบบการผลิตของแต่ละโรงงาน จึงไม่ควรเหมารวมว่าเศษพลาสติกทุกประเภทสามารถนำกลับมาผลิตเป็นบรรจุภัณฑ์สัมผัสอาหารได้ทันที

สรุป

จากเม็ดพลาสติกขนาดเล็กกว่าจะกลายเป็นกล่องอาหารหนึ่งใบ ต้องผ่านกระบวนการผลิตหลายขั้นตอน ตั้งแต่ การเลือกวัตถุดิบให้เหมาะกับการใช้งาน การผลิตเม็ดพลาสติกให้เป็นแผ่นด้วยกระบวนการ Extrusion การขึ้นรูปด้วยความร้อนหรือ Thermoforming การตัดชิ้นงาน การตรวจสอบคุณภาพ ไปจนถึงการบรรจุเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

แต่ละขั้นตอนล้วนมีผลต่อคุณภาพของกล่องที่ได้ ไม่ว่าจะเป็น รูปทรง ขนาด ความแข็งแรง ความพอดีระหว่างกล่องกับฝา และความเหมาะสมต่อการใช้งาน นอกจากนี้ ชนิดของพลาสติกอย่าง PP และ PET ก็มีคุณสมบัติแตกต่างกัน จึงต้องเลือกวัสดุและควบคุมกระบวนการผลิตให้เหมาะกับบรรจุภัณฑ์แต่ละประเภท

ดังนั้น กล่องอาหารที่เราใช้งานกันในชีวิตประจำวัน แม้จะดูเป็นผลิตภัณฑ์ที่เรียบง่าย แต่เบื้องหลังต้องอาศัยทั้ง การเลือกวัตถุดิบ กระบวนการผลิต และการควบคุมคุณภาพ เพื่อให้ได้บรรจุภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติตรงตามการใช้งานที่ออกแบบไว้

แหล่งอ้างอิงข้อมูลเพิ่มเติม

1. สำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (สมอ.) เรื่อง ภาชนะและเครื่องใช้พลาสติกสำหรับอาหาร https://www3.tisi.go.th/hscode/hscode_view.asp?id=127
2. ScienceDirect Topics — Thermoforming  https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/thermoforming
3. สถาบันพลาสติก (Plastics Institute of Thailand) เรื่อง Plastics Story https://www.thaiplastics.org/publishedDoc/detail/4gzdMU5FDs_LUSRGGXvFcZdlTxu6_BHcdHF2kivfges