Les emballages de produits en sacs composites représentent une catégorie avancée au sein de l'industrie de l'emballage flexible, combinant plusieurs couches de matériaux pour atteindre des caractéristiques de performance que les films monocouches ne peuvent pas fournir. Ces solutions d'emballage sont fabriquées par des processus de laminage ou de coextrusion qui lient différents polymères entre eux, créant ainsi une structure qui exploite les atouts de chaque matériau composant. Le marché mondial de l’emballage flexible continue de se développer, les structures composites jouant un rôle de plus en plus important dans les applications nécessitant des propriétés barrières, mécaniques et optiques spécifiques. Shenlong Packaging Products Co., Ltd. se spécialise dans la fabrication de sacs composites pour les industries quotidiennes des produits chimiques, des soins personnels et des produits ménagers, avec plus de 20 ans d'expérience dans les solutions d'emballage OEM et personnalisées.
L'emballage des produits en sacs composites diffère des sacs monocouches conventionnels par l'intégration de plusieurs couches fonctionnelles, chacune sélectionnée pour des exigences de performance spécifiques. Une structure composite typique peut comprendre une couche d'étanchéité pour la thermoscellabilité, une couche barrière pour la protection contre l'oxygène ou l'humidité, une couche structurelle pour la résistance mécanique et une couche externe pour l'imprimabilité et l'apparence. Cette approche à plusieurs niveaux permet aux concepteurs d'emballages d'optimiser les performances de produits et d'applications spécifiques. Cet article examine la conception structurelle, la sélection des matériaux, les caractéristiques de performance et les considérations de qualité pour l'emballage des produits en sacs composites.
La conception des emballages de produits en sacs composites implique la sélection du nombre de couches, du type de polymère pour chaque couche et de l'épaisseur de chaque composant. Les configurations de couches courantes incluent :
Structures à deux couches : les composites à deux couches combinent généralement une couche de mastic avec une couche structurelle ou barrière. Cette configuration offre des performances améliorées par rapport aux films monocouches tout en conservant la rentabilité. Les structures courantes à deux couches comprennent le LDPE/LLDPE pour une scellabilité et une résistance améliorées, et le PET/LDPE pour une clarté et une scellabilité améliorées.
Structures à trois couches : les composites à trois couches offrent une plus grande flexibilité de conception en incorporant une couche barrière dédiée entre le mastic et les couches structurelles. Les configurations courantes à trois couches incluent PE/tie/EVOH/tie/PE pour les applications de barrière à l'oxygène, et PET/PE/LLDPE pour les applications nécessitant clarté, rigidité et scellabilité.
Structures multicouches : les structures composites avancées peuvent inclure cinq couches ou plus pour répondre à des exigences de performances spécifiques. Ces structures peuvent incorporer plusieurs couches barrières, des mastics spécialisés et des additifs améliorant les performances.
Chaque couche d'une structure de sac composite remplit une fonction spécifique :
Couche d'étanchéité : La couche d'étanchéité offre une thermoscellabilité et des propriétés de contact avec le produit. Les matériaux d'étanchéité courants comprennent le LDPE, le LLDPE et les résines ionomères. La couche de mastic doit assurer une étanchéité solide dans une plage de températures et tolérer la contamination du produit.
Couche barrière : La couche barrière réduit la transmission de l’oxygène, de l’humidité ou des arômes à travers le film. Les matériaux de barrière comprennent l'EVOH pour la barrière à l'oxygène, le PVDC pour les performances de barrière combinées et les revêtements métallisés pour les applications à haute barrière. La couche barrière est généralement positionnée entre le mastic et les couches structurelles pour la protection.
Couche structurelle : La couche structurelle offre une résistance mécanique, une résistance à la perforation et une stabilité dimensionnelle. Les matériaux structurels courants comprennent le PET, le nylon et le polypropylène orienté. La couche structurelle détermine la résistance et la durabilité globales du sac composite.
Couche d'impression : la couche d'impression fournit une surface pour les graphiques et la marque. Cette couche se trouve généralement à l'extérieur de la structure composite et peut être traitée pour améliorer l'adhérence de l'impression.
Polyéthylène basse densité : le LDPE est largement utilisé comme couche d’étanchéité en raison de son excellente scellabilité, de sa flexibilité et de son faible coût. Les mastics LDPE offrent une étanchéité solide à des températures modérées et tolèrent une certaine contamination du produit. La résistance d'étanchéité du LDPE varie de 2 000 à 4 000 grammes par pouce selon les conditions d'étanchéité.
Polyéthylène linéaire basse densité : le LLDPE offre une résistance au joint et à la perforation améliorée par rapport au LDPE. Les mastics LLDPE sont utilisés dans des applications nécessitant une intégrité et une durabilité des joints plus élevées.
Polyéthylène métallocène : le polyéthylène catalysé par métallocène offre des performances d'étanchéité améliorées, notamment des températures d'initiation du scellement plus basses et une résistance au collant à chaud plus élevée. Ces matériaux permettent des vitesses d'emballage plus rapides et une meilleure intégrité du scellage.
Résines ionomères : Les résines ionomères offrent des joints solides et durables avec une excellente résistance à l’huile et à la graisse. Ces matériaux sont utilisés dans des applications où la contamination du produit peut affecter les performances du joint.
Alcool éthylène vinylique : EVOH offre des performances de barrière à l'oxygène élevées, avec des taux de transmission d'oxygène inférieurs à 1 centimètre cube par 100 pouces carrés par jour. L'EVOH est efficace à de faibles niveaux d'humidité mais perd ses performances de barrière à une humidité élevée. L'EVOH est généralement pris en sandwich entre des couches barrières contre l'humidité pour plus de protection.
Chlorure de polyvinylidène : Le PVDC offre un équilibre entre les performances de barrière à l'oxygène et à l'humidité. Les revêtements PVDC sont appliqués sous forme de dispersion ou coextrudés sous forme de couche. Le PVDC est utilisé dans des applications nécessitant des performances de barrière modérées à un coût raisonnable.
Films métallisés : Le PET ou OPP métallisé offre des performances élevées de barrière à l'oxygène et à l'humidité avec un aspect métallique. Les films métallisés atteignent généralement des taux de transmission d'oxygène inférieurs à 0,5 centimètre cube par 100 pouces carrés par jour et des taux de transmission de vapeur d'humidité inférieurs à 0,1 gramme par 100 pouces carrés par jour.
Polyamide : Le nylon offre une barrière élevée à l'oxygène, une résistance à la perforation et une formabilité. Le nylon est utilisé dans des applications nécessitant une thermoformabilité ou une résistance mécanique élevée.
Polyéthylène téréphtalate : le PET offre une clarté, une rigidité et une stabilité dimensionnelle élevées. Le PET est largement utilisé comme couche externe dans les structures composites en raison de son excellente imprimabilité et de son aspect.
Polypropylène orienté : OPP offre des propriétés élevées de clarté, de rigidité et de barrière contre l'humidité. OPP est utilisé dans des applications nécessitant une bonne imprimabilité et des performances économiques.
Nylon : Le nylon offre une résistance élevée à la perforation, à la traction et à la formabilité. Le nylon est utilisé dans des applications nécessitant durabilité et thermoformabilité.
Papier : Le papier offre rigidité, imprimabilité et aspect naturel. Le papier est utilisé dans les structures composites où une sensation de papier est souhaitée ou lorsque le papier est requis pour des raisons d'élimination ou de recyclage.
L'emballage des produits en sacs composites atteint des performances de barrière spécifiques grâce à la sélection de matériaux barrières et de configurations de couches :
Barrière à l'oxygène : les taux de transmission de l'oxygène pour les structures composites vont de moins de 0,1 centimètre cube par 100 pouces carrés par jour pour les structures à barrière élevée à plus de 100 centimètres cubes par 100 pouces carrés par jour pour les structures à faible barrière. L'épaisseur de la couche d'EVOH et la teneur en éthylène déterminent les performances de barrière à l'oxygène.
Barrière contre l'humidité : Les taux de transmission de vapeur d'humidité pour les structures composites vont de moins de 0,05 gramme par 100 pouces carrés par jour pour les structures à barrière élevée à plus de 1 gramme par 100 pouces carrés par jour pour les structures à faible barrière. Le choix des matériaux barrières contre l'humidité détermine le niveau de protection contre l'humidité.
Barrière aromatique : la performance de la barrière aromatique est importante pour les produits nécessitant une rétention de saveur ou une protection contre les odeurs. L'EVOH et le PVDC offrent des performances efficaces de barrière aux arômes.
Barrière lumineuse : les performances de la barrière lumineuse sont importantes pour les produits sensibles aux ultraviolets ou à la lumière visible. Les barrières lumineuses comprennent des films métallisés, des pigments opaques et des absorbeurs d'UV.
L'emballage des produits en sacs composites atteint des performances mécaniques spécifiques grâce à la sélection de la couche structurelle et à la conception de l'épaisseur :
Résistance à la traction : La résistance à la traction dépend de la couche structurelle et de l’épaisseur totale du film. Les structures en PET offrent généralement une résistance à la traction de 7 000 à 10 000 psi, tandis que les structures en nylon offrent une résistance à la traction de 8 000 à 12 000 psi.
Résistance à la déchirure : La résistance à la déchirure dépend de la couche structurelle et de l’orientation du film. Le nylon offre une résistance élevée à la déchirure, ce qui le rend adapté aux applications nécessitant de la durabilité.
Résistance à la perforation : La résistance à la perforation dépend de la couche structurelle et de l’épaisseur totale du film. Le nylon et le LLDPE offrent une haute résistance à la perforation.
Résistance à la flexion : La résistance à la flexion est importante pour les sacs soumis à des flexions répétées lors de la manipulation. Le LLDPE et le LDPE offrent une bonne résistance à la flexion.
L'emballage des produits en sacs composites atteint des propriétés optiques spécifiques grâce à la sélection des matériaux de la couche externe :
Clarté : PET et OPP offrent une grande clarté avec des valeurs de voile inférieures à 5 %. Ces matériaux sont préférés pour les applications nécessitant une visibilité du produit.
Brillant : Les couches extérieures très brillantes offrent une apparence attrayante. Le PET et l'OPP atteignent généralement des valeurs de brillance supérieures à 80 pour cent.
Imprimabilité : le traitement de surface et la sélection des matériaux affectent l’adhérence et la qualité d’impression. Le PET et l'OPP traités Corona offrent une excellente adhérence à l'impression.
