ความชื้นเป็นสาเหตุหนึ่งที่พบบ่อยที่สุดที่ทำให้ผลิตภัณฑ์เสื่อมสภาพในบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่น ไม่ว่าผลิตภัณฑ์จะดูดซับความชื้นจากอากาศหรือสูญเสียความชื้นออกไปสู่สิ่งแวดล้อม ผลลัพธ์ที่ได้คือการสูญเสียคุณภาพ อายุการเก็บรักษาสั้นลง และความไม่พอใจของลูกค้า การควบคุมอัตราการส่งผ่านไอความชื้น (MVTR) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์ตั้งแต่ผงแห้งไปจนถึงยา
กระเป๋าที่ยืดหยุ่นจะจัดการความชื้นผ่านโครงสร้างลามิเนตหลายชั้นที่รวมฟิล์มกั้นเข้ากับชั้นยาแนว ด้วยการเลือกส่วนผสมที่เหมาะสมของวัสดุและการทดสอบประสิทธิภาพของ MVTR ในระหว่างการผลิต ผู้ผลิตสามารถมั่นใจได้ว่าแต่ละถุงจะตรงตามเป้าหมายการป้องกันความชื้นที่ผลิตภัณฑ์ต้องการและสภาพแวดล้อมในการกระจายสินค้า
MVTR หรือที่เรียกว่าอัตราการส่งผ่านไอน้ำ (WVTR) วัดปริมาณไอน้ำที่ไหลผ่านพื้นที่ที่กำหนดของวัสดุบรรจุภัณฑ์ตลอด 24 ชั่วโมง หน่วยมาตรฐานคือกรัมต่อตารางเมตรต่อวัน (กรัม/ตรม./วัน) ค่า MVTR ที่ต่ำกว่าหมายความว่าวัสดุมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการปิดกั้นการถ่ายเทความชื้น สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ไวต่อความชื้น กระเป๋าที่มี MVTR ต่ำจะป้องกันไม่ให้สิ่งของที่แห้งดูดซับความชื้น และป้องกันไม่ให้สิ่งของที่เปียกหรือของเหลวสูญเสียความชื้น
MVTR ของกระเป๋าสำเร็จรูปขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ ความหนาของแต่ละชั้น และคุณภาพของซีล แม้แต่ฟิล์มกั้นสูงก็ล้มเหลวได้หากซีลความร้อนไม่สมบูรณ์หรือมีรูเข็มอยู่ในวัสดุ ดังนั้นจึงมีการระบุและทดสอบ MVTR สำหรับทั้งลามิเนตดิบและบรรจุภัณฑ์สำเร็จรูป เนื่องจากการเปลี่ยนจากสต็อกแบบม้วนเป็นถุงทำให้เกิดตัวแปรที่อาจส่งผลต่อการป้องกันความชื้นโดยรวม
ความแตกต่างของอุณหภูมิและความชื้นทั่วทั้งผนังบรรจุภัณฑ์ช่วยขับเคลื่อนการส่งผ่านความชื้น อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเพิ่มกิจกรรมของโมเลกุลและเร่งการแพร่กระจายของไอผ่านฟิล์มโพลีเมอร์ ความชื้นสูงที่ด้านนอกของบรรจุภัณฑ์จะเพิ่มการไล่ระดับความเข้มข้นที่ดันความชื้นเข้าด้านในไปยังผลิตภัณฑ์แห้ง ผลิตภัณฑ์ที่จัดส่งผ่านภูมิอากาศเขตร้อนหรือจัดเก็บไว้ในคลังสินค้าที่ไม่มีการควบคุมต้องเผชิญกับสภาวะที่มีความต้องการมากกว่าผลิตภัณฑ์ที่จำหน่ายในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิเย็นและมีการควบคุมสภาพอากาศ
ความหนาของฟิล์มก็ส่งผลต่อ MVTR เช่นกัน ชั้นเคลือบหลุมร่องฟันที่หนาขึ้นหรือชั้นกั้นเพิ่มเติมจะช่วยลดการส่งผ่านตามสัดส่วน อย่างไรก็ตาม ความหนาเพียงอย่างเดียวไม่สามารถกำหนดประสิทธิภาพได้ เนื่องจากโพลีเมอร์ที่แตกต่างกันมีลักษณะการซึมผ่านที่แตกต่างกันโดยเนื้อแท้ โพลีเอทิลีนมีคุณสมบัติกั้นความชื้นปานกลาง ในขณะที่อลูมิเนียมฟอยล์และฟิล์มเคลือบบางชนิดให้การปกป้องที่เหนือกว่ามาก พันธะในการเคลือบ ประเภทของกาว และความสม่ำเสมอของการเคลือบ ล้วนมีส่วนทำให้โครงสร้างสำเร็จรูปสามารถต้านทานการถ่ายเทความชื้นได้
อลูมิเนียมฟอยล์ให้ MVTR ต่ำสุดที่มีอยู่ในบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่น โดยเข้าใกล้ศูนย์เมื่อใช้ที่ความหนาเพียงพอโดยไม่มีรูเข็ม โครงสร้าง PET/AL/PE ผสมผสานฟอยล์กั้นเข้ากับ PET เพื่อความแข็งแรงของโครงสร้างและ PE สำหรับการปิดผนึกด้วยความร้อน ทำให้เกิดเป็นถุงที่เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ไวต่อความชื้นสูง เช่น นมผงสำหรับทารก กาแฟสำเร็จรูป และยาดูดความชื้น โครงสร้างแบบฟอยล์เป็นตัวเลือกมาตรฐานเมื่ออายุการเก็บรักษาเกิน 12 เดือน
ฟิล์ม PET เคลือบโลหะมีคุณสมบัติกั้นความชื้นได้ดีโดยมีต้นทุนที่ต่ำกว่าฟอยล์ ชั้นอะลูมิเนียมบาง ๆ ที่สะสมอยู่บนพื้นผิว PET จะปิดกั้นไอน้ำส่วนใหญ่ ในขณะเดียวกันก็สร้างเกราะกั้นแสงและรูปลักษณ์ที่เป็นโลหะ ฟิล์ม BOPP และ CPP มีคุณสมบัติกั้นความชื้นในระดับปานกลาง เหมาะสำหรับของว่างและอาหารแห้งที่มีอายุการเก็บรักษาสั้นกว่า EVOH มีส่วนกั้นออกซิเจนที่ดีเยี่ยมแต่กั้นความชื้นน้อยที่สุด ดังนั้นจึงต้องจับคู่กับชั้นนอกที่ป้องกันความชื้น เช่น PE หรือ PP ในโครงสร้างอัดรีดร่วมกัน
การทดสอบ MVTR เป็นไปตามวิธีการที่กำหนดไว้ เช่น ASTM E96 (วิธีถ้วยกราวิเมตริก) และ ASTM F1249 (วิธีเซ็นเซอร์อินฟราเรด) วิธีการแบบกราวิเมตริกจะผนึกฟิล์มทดสอบไว้เหนือถ้วยที่บรรจุสารดูดความชื้นหรือน้ำ จากนั้นชั่งน้ำหนักถ้วยเป็นระยะๆ เพื่อวัดการเพิ่มหรือการสูญเสียความชื้น วิธีการอินฟราเรดใช้เซ็นเซอร์ในการตรวจจับไอน้ำที่ไหลผ่านตัวอย่างฟิล์มภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความชื้นที่มีการควบคุมอุณหภูมิ
โปรแกรมควบคุมคุณภาพจะทดสอบสต็อกม้วนขาเข้าสำหรับ MVTR ก่อนเริ่มการผลิต และตรวจสอบกระเป๋าที่เสร็จแล้วเป็นระยะๆ ในระหว่างดำเนินการผลิต สภาวะการทดสอบได้รับเลือกให้ตรงหรือเกินกว่าสภาพแวดล้อมในการจัดเก็บที่คาดไว้ ซึ่งมักจะอยู่ที่ 38 องศาเซลเซียส และความชื้นสัมพัทธ์ 90 เปอร์เซ็นต์ สำหรับการใช้งานที่มีความต้องการสูง ผลลัพธ์จะถูกบันทึกและเปรียบเทียบกับขีดจำกัดข้อกำหนด การทดสอบในห้องปฏิบัติการโดยบุคคลที่สามมีไว้สำหรับลูกค้าที่ต้องการการตรวจสอบความถูกต้องของประสิทธิภาพ MVTR โดยอิสระเพื่อวัตถุประสงค์ด้านกฎระเบียบหรือตามสัญญา
ผงแห้ง เช่น อาหารเสริมโปรตีน นมผง และเครื่องดื่มสำเร็จรูปจะดูดซับความชื้นได้ง่าย ทำให้เกิดการจับตัวเป็นก้อน การจับตัวเป็นก้อน และการเน่าเสีย ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ต้องการถุงที่มี MVTR ต่ำกว่า 0.5 กรัม/ตร.ม./วัน ซึ่งโดยทั่วไปจะทำโดยใช้ลามิเนตแบบฟอยล์ อาหารฟรีซดราย เช่น ผลไม้ ผัก และอาหารพร้อมรับประทานมีความไวเท่ากัน เนื่องจากการดูดซับความชื้นจะทำให้เนื้อสัมผัสและอายุการเก็บรักษาลดลง
ยาเม็ดและแคปซูลทางเภสัชกรรมมักต้องมีการควบคุมความชื้นอย่างเข้มงวดเพื่อรักษาความคงตัวของสารออกฤทธิ์ ถุงพวยสำหรับผลิตภัณฑ์ที่เป็นของเหลว เช่น ซอสและเครื่องปรุงรส จำเป็นต้องรักษาความชื้นพร้อมทั้งป้องกันการซึมของออกซิเจน โดยต้องมีโครงสร้างที่สร้างความสมดุลให้กับสิ่งกีดขวางทั้งสองประเภท อาหารสัตว์เลี้ยง โดยเฉพาะอาหารเม็ดแบบแห้งในรูปแบบขนาดใหญ่ จะสูญเสียความอร่อยและคุณค่าทางโภชนาการเมื่อความชื้นแทรกซึมเข้าไปในบรรจุภัณฑ์ การใช้งานแต่ละประเภทมีเป้าหมาย MVTR ของตัวเองโดยพิจารณาจากองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์และอายุการเก็บรักษาที่ต้องการ
อลูมิเนียมฟอยล์ช่วยป้องกันความชื้นได้สูงที่สุด โดยสามารถปิดกั้นไอน้ำทั้งหมดได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อโครงสร้างไม่บุบสลาย เป็นวัสดุทางเลือกสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการการปกป้องสูงสุดและอายุการเก็บรักษาที่ยาวนาน การแลกเปลี่ยนมีต้นทุนที่สูงกว่า และความจริงที่ว่าลามิเนตฟอยล์ไม่สามารถรีไซเคิลผ่านกระแสมาตรฐานได้ สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ไม่จำเป็นต้องมีสิ่งกีดขวางขั้นสูงสุด ฟิล์มเคลือบโลหะเป็นทางเลือกที่คุ้มค่าพร้อมการป้องกันความชื้นที่ดี
Metallized PET ให้ค่า MVTR โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.5 ถึง 2 กรัม/ตร.ม./วัน ขึ้นอยู่กับคุณภาพการเคลือบและความหนาของสี เหมาะสำหรับใส่ของว่าง กาแฟ และอาหารแห้งที่มีอายุการเก็บรักษา 6 ถึง 12 เดือน ฟิล์มพลาสติกมาตรฐาน เช่น BOPP และ PE มีค่า MVTR อยู่ระหว่าง 1 ถึง 5 กรัม/ตร.ม./วัน หรือสูงกว่า ทำให้เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ละเอียดอ่อนน้อยกว่า ตัวเลือกระหว่างตัวเลือกเหล่านี้ควรขึ้นอยู่กับการทดสอบผลิตภัณฑ์ภายใต้สภาวะการจัดเก็บจริง แทนที่จะพิจารณาจากข้อมูลอุปสรรคเพียงอย่างเดียว
การออกแบบกระเป๋าสำหรับเป้าหมาย MVTR ที่เฉพาะเจาะจงเริ่มต้นด้วยการกำหนดความชื้นที่เพิ่มขึ้นสูงสุดที่ยอมรับได้ของผลิตภัณฑ์ตลอดอายุการเก็บรักษา ค่านี้เมื่อรวมกับสภาพอากาศในการจัดเก็บที่คาดหวัง จะกำหนด MVTR ที่ต้องการของบรรจุภัณฑ์ จากนั้นวิศวกรจะเลือกโครงสร้างลามิเนตที่ตรงตามหรือเกินกว่าค่า MVTR นั้น ในขณะเดียวกันก็เป็นไปตามข้อกำหนดอื่นๆ เช่น อุปสรรคของออกซิเจน ความสามารถในการปิดผนึก และความสามารถในการพิมพ์
คุณสมบัติการออกแบบกระเป๋าส่งผลต่อการป้องกันความชื้น การปิดซิปต้องเข้ากันได้กับโครงสร้างกั้นและปิดผนึกอย่างเหมาะสมระหว่างการผลิต พวยกาและตัวยึดจะสร้างเส้นทางการรั่วไหลได้ ดังนั้นวิธีการติดและความสมบูรณ์ของการซีลจึงมีความสำคัญ เป้าเสื้อกางเกงและพื้นที่พับสามารถสร้างความเครียดให้กับฟิล์มและสร้างช่องไมโครสำหรับความชื้น ดังนั้นการเลือกวัสดุจะต้องคำนึงถึงความเค้นเชิงกลในระหว่างการกระจายด้วย องค์ประกอบการออกแบบแต่ละชิ้นได้รับการตรวจสอบผ่านการทดสอบก่อนเริ่มการผลิตเต็มรูปแบบ
ลูกค้าที่ต้องการเอกสารประสิทธิภาพ MVTR ควรขอรายงานการทดสอบจากผู้ผลิตที่แสดงโครงสร้างลามิเนต วิธีการทดสอบ เงื่อนไข และผลลัพธ์ รายงานเหล่านี้สนับสนุนการส่งตามกฎระเบียบ การเรียกร้องอายุการเก็บรักษา และข้อตกลงด้านคุณภาพ สำหรับผลิตภัณฑ์ที่จำหน่ายในตลาดที่มีการควบคุม เช่น อาหารและยา เอกสารอาจจำเป็นต้องแสดงให้เห็นถึงการปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยในการสัมผัสกับอาหารที่เกี่ยวข้อง
การตรวจสอบอายุการเก็บรักษาจะรวมข้อมูล MVTR เข้ากับการทดสอบเฉพาะผลิตภัณฑ์ เช่น การวัดแอคติวิตีของน้ำ การประเมินทางประสาทสัมผัส และการวิเคราะห์ทางจุลชีววิทยาตลอดระยะเวลาการเก็บรักษาที่กำหนด ลูกค้าบางรายทำการทดสอบอายุการเก็บรักษาแบบเร่ง โดยที่ผลิตภัณฑ์จะถูกจัดเก็บที่อุณหภูมิและความชื้นสูง เพื่อจำลองการจัดเก็บระยะยาวในกรอบเวลาที่บีบอัด สามารถจัดเตรียมเอกสารตามคำขอสำหรับโครงสร้างและการใช้งานเฉพาะเพื่อสนับสนุนกระบวนการตรวจสอบความถูกต้องของลูกค้า
ปริมาณการสั่งซื้อขั้นต่ำสำหรับกระเป๋ากั้น MVTR ที่พิมพ์แบบกำหนดเองโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 5,000 ถึง 10,000 ยูนิตสำหรับการออกแบบหลายสีที่มีโครงสร้างลามิเนตที่ซับซ้อน รูปแบบที่เรียบง่ายกว่าและมีสีน้อยกว่าอาจมีอยู่ที่ 1,000 ถึง 5,000 หน่วย รูปแบบสต็อคในขนาดมาตรฐานมีจำหน่ายในปริมาณที่น้อยกว่าสำหรับการสุ่มตัวอย่างและการทดลองใช้งาน
การสุ่มตัวอย่างก่อนการผลิตเต็มรูปแบบช่วยให้ลูกค้าสามารถตรวจสอบประสิทธิภาพ MVTR ด้วยผลิตภัณฑ์จริงได้ กระเป๋าต้นแบบผลิตโดยใช้โครงสร้างลามิเนตที่กำหนด และส่งให้ลูกค้าเพื่อบรรจุ ทดสอบการจัดเก็บ และประเมินอายุการเก็บรักษา ขั้นตอนนี้แนะนำสำหรับผลิตภัณฑ์ใหม่หรือเมื่อเปลี่ยนจากซัพพลายเออร์บรรจุภัณฑ์ที่มีอยู่ เวลานำการผลิตจะใช้เวลา 15 ถึง 25 วันทำการหลังจากได้รับการอนุมัติงานศิลปะ
ซัพพลายเออร์ที่สามารถจัดการข้อกำหนด MVTR ได้ควรใช้ระบบควบคุมคุณภาพซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ทดสอบในห้องปฏิบัติการสำหรับการส่งผ่านไอความชื้น การรับรอง ISO 9001 บ่งชี้ว่าซัพพลายเออร์รักษาขั้นตอนที่เป็นเอกสารสำหรับการตรวจสอบวัสดุที่เข้ามา การควบคุมระหว่างกระบวนการ และการทดสอบสินค้าสำเร็จรูป ซัพพลายเออร์ควรสามารถจัดทำรายงานผลการทดสอบสำหรับโครงสร้างลามิเนตที่พวกเขาเสนอ และสนับสนุนการทดสอบของบุคคลที่สามเมื่อจำเป็น
Shenlong Packaging Products Co., Ltd. ดำเนินธุรกิจโรงงานขนาด 30,000 ตร.ม. พร้อมความสามารถในการทดสอบในห้องปฏิบัติการ รวมถึง MVTR, OTR, ความแข็งแรงของซีล, การทดสอบการรั่วไหล และการทดสอบการโยกย้าย บริษัทให้บริการลูกค้าในกว่า 40 ประเทศและนำเสนอโครงสร้างกั้นที่หลากหลาย รวมถึง PET/AL/PE, PET เคลือบโลหะ, EVOH และตัวเลือกวัสดุเดี่ยว คุณสมบัติการพิมพ์ การตกแต่ง และการบรรจุแบบกำหนดเองมีให้เลือกใช้เพื่อตอบสนองข้อกำหนดการป้องกันความชื้นเฉพาะ
การควบคุม MVTR ในกระเป๋าที่ยืดหยุ่นได้นั้นจำเป็นต้องเลือกโครงสร้างลามิเนตที่เหมาะสม ตรวจสอบประสิทธิภาพผ่านการทดสอบที่ได้มาตรฐาน และการออกแบบคุณสมบัติของกระเป๋าที่ไม่ส่งผลต่อการป้องกันความชื้น ผลิตภัณฑ์มีความไวต่อความชื้นต่างกัน และการจับคู่ระดับอุปสรรคกับผลิตภัณฑ์ทำให้มั่นใจทั้งการปกป้องคุณภาพและความคุ้มค่า การทำงานร่วมกับซัพพลายเออร์ที่ทดสอบ MVTR ภายในบริษัทและให้ผลลัพธ์ที่เป็นเอกสารทำให้ผู้ซื้อมั่นใจได้ว่าบรรจุภัณฑ์ของตนจะทำงานได้ตลอดอายุการเก็บรักษาของผลิตภัณฑ์
MVTR ที่ต้องการขึ้นอยู่กับความไวต่อความชื้นของผลิตภัณฑ์ ความชื้นที่เพิ่มขึ้นสูงสุดที่ยอมรับได้ อายุการเก็บรักษา และสภาวะการเก็บรักษา ผลิตภัณฑ์ เช่น อาหารผงและอาหารแห้งแช่แข็งต้องมี MVTR ต่ำกว่า 0.5 กรัม/ตร.ม./วัน โดยทั่วไปต้องใช้ฟอยล์ลามิเนต ผลิตภัณฑ์ที่ละเอียดอ่อนน้อยอาจทำงานได้ดีโดยมีค่า MVTR 1 ถึง 5 กรัม/ตร.ม./วัน จากฟิล์มโลหะหรือพลาสติก
MVTR ทดสอบโดยใช้ ASTM E96 (วิธีถ้วยกราวิเมตริก) หรือ ASTM F1249 (วิธีเซ็นเซอร์อินฟราเรด) ตัวอย่างฟิล์มจะถูกติดตั้งระหว่างสองห้องโดยมีการควบคุมความชื้นและอุณหภูมิ การทดสอบวัดปริมาณไอน้ำที่ไหลผ่านตลอด 24 ชั่วโมง กระเป๋าที่เสร็จแล้วสามารถทดสอบได้โดยการเติมสารดูดความชื้นและการวัดน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป
ซิปที่ติดตั้งอย่างถูกต้องซึ่งเข้ากันได้กับโครงสร้างกั้นไม่ควรเพิ่ม MVTR อย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม บริเวณติดซิปจำเป็นต้องปิดผนึกอย่างระมัดระวังระหว่างการผลิต การควบคุมคุณภาพรวมถึงการทดสอบการรั่วและการทดสอบความแข็งแรงของซีลที่ส่วนต่อประสานของซิปเพื่อยืนยันว่ามีการป้องกันความชื้นทั่วทั้งบรรจุภัณฑ์
MVTR และ WVTR เป็นคำที่ใช้แทนกันได้ซึ่งหมายถึงอัตราการส่งผ่านไอความชื้นและอัตราการส่งผ่านไอน้ำ ทั้งสองวัดคุณสมบัติเดียวกัน นั่นคือปริมาณไอน้ำที่ไหลผ่านวัสดุต่อหน่วยพื้นที่ต่อวัน หน่วยมาตรฐานคือ g/m²/วัน องค์กรอุตสาหกรรมและมาตรฐานที่แตกต่างกันอาจชอบคำหนึ่งมากกว่าอีกคำหนึ่ง
ใช่. ผู้ผลิตที่มีความสามารถในการทดสอบในห้องปฏิบัติการสามารถจัดทำรายงานการทดสอบ MVTR ที่แสดงโครงสร้างลามิเนต วิธีการทดสอบ เงื่อนไข และผลลัพธ์ รายงานเหล่านี้สนับสนุนการตรวจสอบอายุการเก็บรักษา การส่งตามกฎระเบียบ และข้อตกลงด้านคุณภาพ นอกจากนี้ยังมีการทดสอบในห้องปฏิบัติการโดยบุคคลที่สามสำหรับลูกค้าที่ต้องการการตรวจสอบประสิทธิภาพของสิ่งกีดขวางโดยอิสระ
