Är en LDPE-påsmaskin lämplig för mjuka förpackningspåsar?

Mjuka förpackningar är ett av de snabbast-växande segmenten på den globala marknaden för mjuka förpackningar. Ökningen drevs av efterfrågan på livsmedelssäkerhet, efterfrågan på detaljhandelshyllor och utfasningen av stela behållare i konsumentvaror. Kärnan i denna tillväxt är ett praktiskt problem. Konverterfabriker och förpackningsingenjörer ställer ofta frågan: Har en LDPE-påse den tekniska förmågan att producera de mjuka förpackningspåsar som behövs i moderna leveranskedjor? Svaret är inte enkelt. För att förstå det väl bör vi studera både materialvetenskapen för LDPE-film och den mekaniska utformningen av bearbetningen av dem. .

Definiera "mjuka förpackningspåsar"

Termen "mjuka förpackningar" omfattar många typer av mjuka förpackningar som används i livsmedel, medicin, personlig vård och lätta industriella tillämpningar. Vanliga typer inkluderar:

• Kuddpåsar (tre-sidiga eller baktillslutna påsar för snacks, fryst mat, torrvaror)
• Vertikal påse (veckad botten för drycker, såser, husdjursmat)
• Platta plastpåsar (mappskydd, plaggskydd, medicintekniska förpackningar)
• Plastpåsar (automatiserade förpackningslinjer för bakning och jordbruksprodukter)
• Påsar med bröd och produktionspåsar (säker förpackning för hög-matexponering)
• Liners (torr korrugerad innerfoder)

Dessa typer av väskor har några gemensamma behov. De behöver en viss grad av klarhet. De behöver överensstämmelse med livsmedelsexponering. De måste ha en pålitlig tätningshållfasthet under filmens tjocklek. De måste passa produktens form. Polyeten med låg-densitet, som material, kan tillgodose många av dessa behov. Därför är LDPE-påsen ett naturligt val.

Varför LDPE är en naturlig passform för mjuka förpackningar

Lågdensitetspolyeten är toppmaterialet i mjuka förpackningar. Detta beror på dess polymerstruktur. Polyeten med låg-densitet (LDPE) bildas genom polymerisation av fria radikaler under högt tryck. Detta skapar en mycket grenad molekylstruktur. Denna struktur ger filmen speciella blandningsegenskaper:

Optisk klarhet:LDPE-film har låg dimma och god optisk permeabilitet. Detta är bra för packning där du behöver se produkten. Färska råvaror, bagerivaror och plaggskydd är de vanligaste exemplen.

Mjuk vid beröring:förgrening minskar tätheten hos den yttre kedjepackningens täthet. Den resulterande filmen är mjuk och flexibel, med en bra känsla. Den känslan räknas mycket i mjuka detaljhandelsförpackningar. Utan att ändra formeln är det svårt att matcha den med hårdare material som hög-polyeten eller polypropen.

Bredt förseglat fönster:Lågdensitetspolyeten är väl förseglad och har ett temperaturområde på 100-150 grader. Detta breda utbud gör det lättare att producera än högdensitetspolyeten eller riktade filmer. De är mycket mindre tätningsområden.

Stretch- och punkteringsmotstånd:LDPE kan sträcka sig mycket innan det går sönder (300–600 % beroende på kvalitet och tjocklek). Detta gör att mjuka förpackningspåsar kan hantera udda-produkter utan att gå sönder. Detta är särskilt användbart för att göra och frysa mat på grund av deras skarpa kanter eller udda-formade former.

FDA och livsmedelsexponering: Många LDPE-kvaliteter som används för livsmedelsexponering är i överensstämmelse med FDA Federal Code 21 §177.1520 och EU-förordning 10/2011 om plastmaterial vid livsmedelsexponering. Detta är viktigt för direkt användning av livsmedelsförpackningar. .

Vad en LDPE-påsmaskin gör bra i mjuka förpackningar

En LDPE-påse för mjuka förpackningar har följande fördelar:

Hög-tillverkning av platt-väskor

För enkla platta, botten- och väggpåsar, som används i stor utsträckning inom livsmedelsservice och produktion, arbetar en LDPE-maskin som kör 20-80 mikron LDPE-filmer med en hastighet av 150-400 cykler per minut. Denna hastighet är möjlig eftersom LDPE:s breda tätningsfönster och enkla skärning möjliggör snabbare cykler. Du behöver inga strikta kontroller av HDPE eller flerskiktsmembran.

Kall-kompatibilitet för knivskärning

LDPE är lämplig för tätning och skärning med kall kniv (klippning eller pressning). Varmtrådsskärning har HDPE bättre tätnings- och skäreffekt. Renskär med kallt blad efter normal tjocklek LDPE värmeförsegling. Detta gör fräsen enklare. Det minskar också behovet av underhåll av skärsystemet.

Flexibilitet i flera-format under medelstora mätare

En väl-satt LDPE-påse klarar vanligtvis en rad filmtjocklekar (vanligtvis 20–120 mikron) och påsbredder. Du behöver inte göra några större ändringar på maskinen för att byta. Konverterare kan köra olika produkter på samma linje genom att ändra inställningar istället för att byta delar.

Kompatibilitet med tryckt film

Mjuka förpackningar använder vanligtvis tryckt film. Detta kan skrivas ut innan påsen görs, eller så kan en förtryckt rulle matas in i maskinen. När du använder corona för att behandla LDPE i filmstadiet, fungerar ytan med flexografiska och djuptrycksfärger. En LDPE-påsmaskin med EPC-systemet (Edge Position Control) kan hantera utskrifter av film. Detta håller fingeravtrycken på samma plats på varje påse

Där LDPE-påsmaskiner möter begränsningar i mjuka förpackningar

Även om LDPE:s egenskaper uppfyller kraven på mjuka förpackningar har det vissa begränsningar. Dessa begränsningar innebär att en LDPE-påse inte är det bästa alternativet: :

1. Laminerade filmer med hög-barriär

Många moderna mjuka-förpackningar, särskilt i livsmedel, läkemedel och medicinsk utrustning, kräver höga-barriärmembran. Filmerna kombinerar LDPE med aluminiumfolie, EVOH (etylenvinylalkoholsampolymer), PET (polyetylentereftalat) eller nylon (PA) för att bilda en flerskiktsstruktur.

Dessa laminerade filmer fungerar mycket annorlunda än enskikts-LDPE-:

• Tätningsskikt är vanligtvis lågdensitetspolyeten eller metallocen PE, inte vanlig LDPE.
• Tätningstemperatur och tid måste ställas in mer noggrant. Allt du behöver göra är att täta insidan utan att skada barriärskiktet.
• Laminaten är hårdare. Detta betyder att du behöver mer exakt spänningskontroll än enskikts LDPE-film.

En standard LDPE-påsmaskin för enskiktsfilm kanske inte har den spänningskontroll, temperaturnoggrannhet eller filmhantering som krävs för komplexa laminat. Maskiner som bygger laminerade mjuka förpackningar har ofta bättre dansrullsystem, PID-kontrollerade förseglingszoner och strängare filmregistrering.

2. Stå-tillverkning av påsar

Den stående påsen måste ha en kil botten för att hålla påsen upprätt när den är fylld. För att producera detta format krävs:

Tätningsskikt är vanligtvis lågdensitetspolyeten eller metallocen PE, inte vanlig LDPE.

Tätningstemperatur och tid måste ställas in mer noggrant. Allt du behöver göra är att täta insidan utan att skada barriärskiktet.

Laminaten är hårdare. Detta betyder att du behöver mer exakt spänningskontroll än enskikts LDPE-film.

En standard LDPE-påsmaskin för enskiktsfilm kanske inte har den spänningskontroll, temperaturnoggrannhet eller filmhantering som krävs för komplexa laminat. Maskiner som bygger laminerade mjuka förpackningar har ofta bättre dansrullsystem, PID-kontrollerade förseglingszoner och strängare filmregistrering.

3. Mycket tunna filmer (under 15 mikron)

Vissa livsmedel är förpackade i mycket tunn LDPE (12–18 mikron). Detta kommer att spara på materialkostnader. Vid denna tjocklek är det svårt att bearbeta filmen. Om spänningen ändras något kan filmen lätt slitas sönder. Statisk klamring orsakar spårningsproblem. Tätningsområdet är också snävare än normalt.

En grundläggande LDPE-påsmaskin har inte exakt spänningskontroll (servo-driven expansion, aktiv dansrulljustering) och ett antistatiskt system som slösar bort för mycket tid på mycket tunn film. Det är en fråga om maskinspecifikation. Det handlar inte om själva materialet. Men det betyder att inte alla LDPE-påsmaskiner är lämpliga för tunna, mjuka förpackningar.

Materialvarianter: LLDPE och mLLDPE i mjuka förpackningar

Det bör noteras att dagens "mjuka förpackningar" vanligtvis använder LLDPE (linjär polyeten med låg-densitet) och metallocen (mLLDPE), snarare än vanlig LDPE. Dessa material ger:

• Hög draghållfasthet och penetration vid samma eller lägre tjocklek (så att du kan använda mindre material)
• Vid lägre tätningstemperaturer är tätningen starkare
• Bättre varmförsäljningsprestanda- (viktigt för vertikala fyllningsförseglare)

Maskiner med låg-densitetspolyeten (LDPE) kan i allmänhet bearbeta LLDPE-film. Tätningstemperaturområdet överlappar varandra. Lågdensitetspolyeten är mjukare än HDPE. Men LLDPE har en hög friktionskoefficient. Detta kan orsaka filmspårningsproblem på maskiner utan elektrostatiska stänger och styrskenytor med låg friktion. Operatörer som byter från polyeten med låg-densitet till polyeten med låg-densitet på samma maskin behöver vanligtvis ändra spänningsinställningar, förseglingstider och finishen på styrrullarna.

Ändringar i detta material kan hanteras på en varuuppsättning av maskiner. Men du behöver skrivna parametrar och operatörsutbildning.

Viktiga maskinspecifikationer för mjuka förpackningsapplikationer

För förpackningsingenjörer, en LDPE-maskin specificerad för mjukförpackningsservice, är följande parametrar inte överförbara:

Relevanta standarder för mjuka förpackningar som produceras på LDPE-maskiner

Kvalitets- och materialreglerna för tillverkning av LDPE mjuka förpackningspåsar är baserade på följande kriterier:

• ISO 11607-1: Regler för förpackningsmaterial för desinficering av medicinsk utrustning (relaterat till medicinska LDPE-påsar)
• FDA 21 CFR §177.1520: Olefinpolymerer-lista över godkända livsmedelsexponeringar av polyeten
• EU-förordning (EG) nr. 10/2011: Plast som används för att röra mat gäller för LDPE-livsmedelsförpackningar i Europa
• ASTM D882: Standardtest för dragegenskaper hos tunn plastfolie -- kontrollera om hållfastheten är lämplig varje gång plastpåsar används
• ISO 15105-1: test av gasöverföringshastighet för plastfilm och ark (kontroll av barriärprestanda för mjuka förpackningar)
• Källa: EU-förordning (EU) nr. 10/2011 -Plastmaterial och -artiklar avsedda för kontakt med livsmedel, Europeiska unionens officiella tidning.

Sammanfattning

En LDPE-väska är verkligen bra för många mjuka väskor. Särskilt lämplig för platt påse, bottenpåse, produktionspåse, brödpåse, linerpåspåse och foderpåse gjord av enkellager eller enkel sam-extruderad LDPE-film. LDPE:s klarhet, breda tätningsområde, följsamhet i kontakt med livsmedel och en mjuk känsla gör det till ett naturligt val för dessa påstyper. Maskintyper är konstruerade för att dra nytta av dessa funktioner.

Men gränserna är verkliga. Komplexa flerskiktsbarriärlaminat, stående påsar, mycket tunna membran och användningar som kräver noggrann utskriftsregistrering kräver alla bättre maskinspecifikationer. En grundläggande låg-påstillverkare av polyeten kanske inte kan möta dessa behov utan en specifik uppgradering. När du använder en LDPE-maskin måste filmstrukturen, påstypen, tjockleksintervallet och kvalitetskraven tydligt förstås. Du ska inte bara utgå från att LDPE-maskiner hanterar mjuka förpackningar.

När du matchar maskinkapacitet och jobb på rätt sätt förblir LDPE-påsen ett av de mest produktiva och kostnadseffektiva alternativen i produktionen av mjuka förpackningar.

Referenser:

• Emblem, A. & Emblem, H. – Packaging Technology: Fundamentals, Materials and Processes, Woodhead Publishing (Elsevier), 2012
• Robertson, GL – Food Packaging: Principles and Practice, 3:e upplagan, CRC Press, 2012
• Briston, JH – Plastics Films, 3rd Edition, Longman Scientific & Technical, 1989
• Soroka, W. – Fundamentals of Packaging Technology, 4:e upplagan, Institute of Packaging Professionals (IoPP), 2009
• Glanvill, AB – Plastingenjörens databok, Maskinteknikpublikationer, 1993
• EU-förordning nr. 10/2011 – Plastmaterial och artiklar avsedda att komma i kontakt med livsmedel, Europeiska unionens officiella tidning
• ASTM D882-18 – Standardtestmetod för dragegenskaper hos tunn plastfolie, ASTM International