Упаковка продуктов из композитных пакетов представляет собой передовую категорию в индустрии гибкой упаковки, объединяющую несколько слоев материала для достижения эксплуатационных характеристик, которые не могут обеспечить однослойные пленки. Эти упаковочные решения производятся с помощью процессов ламинирования или совместной экструзии, которые связывают различные полимеры вместе, создавая структуру, которая использует сильные стороны каждого компонента материала. Мировой рынок гибкой упаковки продолжает расширяться, при этом композитные структуры играют все более важную роль в приложениях, требующих особых барьерных, механических и оптических свойств. Shenlong Packaging Products Co., Ltd. специализируется на производстве композитных пакетов для бытовой химии, средств личной гигиены и бытовой химии и имеет более чем 20-летний опыт работы в сфере OEM и индивидуальных упаковочных решений.
Упаковка продуктов из композитных пакетов отличается от обычных однослойных пакетов за счет интеграции нескольких функциональных слоев, каждый из которых выбран в соответствии с конкретными требованиями к производительности. Типичная композитная структура может включать слой герметика для термосварки, барьерный слой для защиты от кислорода или влаги, структурный слой для механической прочности и внешний слой для печати и внешнего вида. Такой многоуровневый подход позволяет разработчикам упаковки оптимизировать производительность для конкретных продуктов и приложений. В этой статье рассматриваются структурный дизайн, выбор материалов, эксплуатационные характеристики и вопросы качества упаковки продуктов из композитных пакетов.
Проектирование упаковки продукции в композитные пакеты предполагает выбор количества слоев, типа полимера для каждого слоя и толщины каждого компонента. Общие конфигурации слоев включают в себя:
Двухслойные структуры. Двухслойные композиты обычно сочетают в себе слой герметика со структурным или барьерным слоем. Эта конфигурация обеспечивает улучшенные характеристики по сравнению с однослойными пленками при сохранении экономической эффективности. Обычные двухслойные структуры включают ПЭНП/ЛПЭНП для улучшения герметичности и прочности и ПЭТ/ПЭНП для повышения прозрачности и герметизируемости.
Трехслойные конструкции. Трехслойные композиты обеспечивают большую гибкость конструкции за счет включения специального барьерного слоя между герметиком и структурными слоями. Обычные трехслойные конфигурации включают ПЭ/связку/EVOH/связку/ПЭ для кислородонепроницаемых материалов и ПЭТ/ПЭ/ЛПЭНП для применений, требующих прозрачности, жесткости и герметичности.
Многослойные структуры. Усовершенствованные композитные структуры могут включать пять или более слоев для достижения конкретных требований к производительности. Эти структуры могут включать в себя несколько барьерных слоев, специальные герметики и добавки, улучшающие характеристики.
Каждый слой в структуре композитного мешка выполняет определенную функцию:
Слой герметика: Слой герметика обеспечивает термосвариваемость и свойства контакта с продуктом. Обычные герметизирующие материалы включают ПЭНП, ЛПЭНП и иономерные смолы. Слой герметика должен обеспечивать прочную герметизацию в широком диапазоне температур и выдерживать загрязнение продукта.
Барьерный слой: Барьерный слой уменьшает передачу кислорода, влаги или ароматов через пленку. Барьерные материалы включают EVOH для кислородного барьера, PVDC для комбинированных барьерных свойств и металлизированные покрытия для высокобарьерных применений. Барьерный слой обычно располагается между герметиком и структурными слоями для защиты.
Структурный слой: Структурный слой обеспечивает механическую прочность, устойчивость к проколу и стабильность размеров. Обычные конструкционные материалы включают ПЭТ, нейлон и ориентированный полипропилен. Структурный слой определяет общую прочность и долговечность композитной сумки.
Слой печати. Слой печати обеспечивает поверхность для графики и брендинга. Этот слой обычно находится снаружи композитной структуры и может быть обработан для улучшения адгезии печати.
Полиэтилен низкой плотности: ПЭВД широко используется в качестве герметизирующего слоя благодаря его превосходной герметизируемости, гибкости и низкой стоимости. Герметики из ПЭНП обеспечивают прочную герметизацию при умеренных температурах и допускают некоторое загрязнение продукта. Прочность уплотнения ПЭНП колеблется от 2000 до 4000 грамм на дюйм в зависимости от условий уплотнения.
Линейный полиэтилен низкой плотности: LLDPE обеспечивает улучшенную прочность уплотнения и устойчивость к проколу по сравнению с LDPE. Герметики из ЛПЭНП используются там, где требуется повышенная целостность и долговечность уплотнения.
Металлоценовый полиэтилен. Металлоценовый полиэтилен обеспечивает улучшенные характеристики сваривания, включая более низкие температуры начала сваривания и более высокую прочность клейкости в горячем состоянии. Эти материалы обеспечивают более высокую скорость упаковки и улучшенную целостность шва.
Иономерные смолы: Иономерные смолы обеспечивают прочное и долговечное уплотнение с превосходной масло- и жиростойкостью. Эти материалы используются в тех случаях, когда загрязнение продукта может повлиять на характеристики уплотнения.
Этиленвиниловый спирт: EVOH обеспечивает высокие барьерные свойства для кислорода со скоростью передачи кислорода ниже 1 кубического сантиметра на 100 квадратных дюймов в день. EVOH эффективен при низких уровнях влажности, но теряет барьерные свойства при высокой влажности. EVOH обычно помещается между слоями влагозащиты для защиты.
Поливинилиденхлорид: ПВДХ обеспечивает баланс барьерных свойств для кислорода и влаги. Покрытия ПВДХ наносятся в виде дисперсии или методом совместной экструзии в виде слоя. ПВДХ используется в приложениях, требующих умеренных барьерных характеристик по разумной цене.
Металлизированные пленки: Металлизированный ПЭТ или ОПП обеспечивает высокие барьерные свойства для кислорода и влаги и имеет металлический внешний вид. Металлизированные пленки обычно обеспечивают скорость пропускания кислорода ниже 0,5 кубических сантиметров на 100 квадратных дюймов в день и скорость пропускания паров влаги ниже 0,1 грамма на 100 квадратных дюймов в день.
Полиамид: нейлон обеспечивает высокий кислородный барьер, устойчивость к проколу и формуемость. Нейлон используется там, где требуется термоформуемость или высокая механическая прочность.
Полиэтилентерефталат: ПЭТ обеспечивает высокую прозрачность, жесткость и стабильность размеров. ПЭТ широко используется в качестве внешнего слоя в композитных конструкциях благодаря своим превосходным печатным свойствам и внешнему виду.
Ориентированный полипропилен: OPP обеспечивает высокую прозрачность, жесткость и влагонепроницаемость. OPP используется в приложениях, требующих хороших печатных свойств и экономичности.
Нейлон: Нейлон обеспечивает высокую устойчивость к проколу, прочность на разрыв и формуемость. Нейлон используется там, где требуется долговечность и термоформуемость.
Бумага. Бумага обеспечивает жесткость, возможность печати и естественный внешний вид. Бумага используется в составных конструкциях, где желательно ощущение бумаги или где бумага требуется для утилизации или переработки.
Упаковка продуктов из композитных пакетов обеспечивает особые барьерные характеристики за счет выбора барьерных материалов и конфигураций слоев:
Кислородный барьер: Скорость пропускания кислорода для композитных конструкций варьируется от менее 0,1 кубического сантиметра на 100 квадратных дюймов в день для конструкций с высоким барьером до более 100 кубических сантиметров на 100 квадратных дюймов в день для конструкций с низким барьером. Толщина слоя EVOH и содержание этилена определяют эффективность кислородного барьера.
Влагобарьер: Скорость передачи паров влаги для композитных конструкций варьируется от менее 0,05 грамма на 100 квадратных дюймов в день для конструкций с высоким барьером до более 1 грамма на 100 квадратных дюймов в день для конструкций с низким барьером. Выбор влагозащитных материалов определяет уровень влагозащиты.
Ароматический барьер. Характеристики ароматического барьера важны для продуктов, требующих сохранения вкуса или защиты запаха. EVOH и PVDC обеспечивают эффективную защиту от запаха.
Световой барьер: Характеристики светового барьера важны для продуктов, чувствительных к ультрафиолетовому или видимому свету. Световые барьеры включают металлизированные пленки, непрозрачные пигменты и поглотители ультрафиолета.
Упаковка продуктов из композитных пакетов обеспечивает особые механические характеристики за счет выбора структурного слоя и расчета толщины:
Прочность на разрыв: Прочность на разрыв зависит от структурного слоя и общей толщины пленки. Структуры из ПЭТ обычно обеспечивают прочность на разрыв от 7000 до 10 000 фунтов на квадратный дюйм, а нейлоновые конструкции - от 8000 до 12 000 фунтов на квадратный дюйм.
Сопротивление разрыву: Сопротивление разрыву зависит от структурного слоя и ориентации пленки. Нейлон обеспечивает высокую устойчивость к разрыву, что делает его пригодным для применений, требующих долговечности.
Устойчивость к проколу: Устойчивость к проколу зависит от структурного слоя и общей толщины пленки. Нейлон и ЛПЭНП обеспечивают высокую устойчивость к проколам.
Сопротивление изгибу. Сопротивление изгибу важно для мешков, подвергающихся многократному изгибу во время погрузочно-разгрузочных работ. LLDPE и LDPE обеспечивают хорошее сопротивление изгибу.
Упаковка продуктов из композитных пакетов приобретает особые оптические свойства за счет выбора материалов внешнего слоя:
Прозрачность: ПЭТ и ОПП обеспечивают высокую прозрачность со степенью мутности ниже 5 процентов. Эти материалы предпочтительны для применений, требующих видимости продукта.
Блеск: глянцевые внешние слои обеспечивают привлекательный внешний вид. ПЭТ и ОПП обычно достигают степени блеска выше 80 процентов.
Пригодность для печати: обработка поверхности и выбор материала влияют на адгезию и качество печати. ПЭТ и ОПП, обработанные коронным разрядом, обеспечивают превосходную адгезию печати.
