Esnek Paketlemelerde Bariyer Film Teknolojisi: EVOH, PVDC, Alüminyum Folyo ve Şeffaf Kaplamalar Nasıl Gerçekte Çalışır?

Esnek ambalaj için bariyer filmi seçimi için bir üretici teknik kılavuzu. EVOH, PVDC, alüminyum folyo, metalleştirilmiş filmler ve şeffaf oksit kaplamaları gerçek OTR/WVTR verileriyle karşılaştırınİşleme karşılaştırmaları, ve satın alma yöneticileri için bir karar çerçevesi.

Esnek bir paket rafda mükemmel görünebilir keskin baskı kayıtları, temiz mühürler, tutarlı boyutlar ve yine de felaket bir şekilde başarısız olabilir.Haftalar ya da aylar boyuncaOksijenin içeri girmesi kahve çekirdeklerindeki yağı oksitleştiriyor. Nem film duvarından geçiyor ve kuru evcil hayvan yiyeceklerini yumuşatıyor.Üst düzey bir çay karışımından gelen aromatikler filmden kaçıyor, tüketicinin karaktersiz bir karışımla kalmasını sağlıyor.

Ürünü koruyan bir paketle yok eden bir paket arasındaki fark çoğu insanın görmediği bir katmana dayanıyor:Laminat yapının ortasına gömülü.

Esnek ambalajları satın alan B2B alıcılar için bariyer teknolojisini anlamak isteğe bağlı değil.Ve maliyetler çuval başına sent olarak değil, reddedilen konteyner yükleri ve zarar görmüş marka itibarıyla ölçülüyor..

Tüm bariyer filmleri aynı fiziksel prensibe göre çalışır: bir gaz veya buhar molekülü öncelikleçözülürpolimer yüzeyine, sonrayayılmışfilm kalınlığından geçerek, ve sonundaDüzeltmeBu çözeltme-difüzyon modeli ve farklı malzemelerin neden radikal olarak farklı bariyer performanslarına sahip olduğunu açıklıyor.

Üç faktör oranı kontrol eder:

1. ÇözünürlükEVOH gibi kutup polimerlerinin oksijen çözünürlüğü çok düşüktür çünkü O2 kutupsal değildir; bu nedenle EVOH olağanüstü bir oksijen bariyeridir.
2. Difüzyon• çözünmüş moleküllerin polimer matrisinde ne kadar hızlı hareket ettikleri.PVDC gibi yüksek kristallik polimerler gaz molekülleri için daha yavaş yollardır.
3. KalınlığıFick'in birinci yasası. Bariyer katmanının kalınlığını iki katına çıkarmak, iletim hızını yarı yarıya düşürmek.Gel lekeleri, kalınlık değişimi) bir zemin oluşturur.

Bu model aynı zamanda EVOH'un Akiles topukunu da açıklıyor: Nem karşısında son derece hassas. Su molekülleri EVOH'yu plastikleştiriyor, polimer zincirinin hareketliliğini artırıyor ve oksijen bariyerini önemli ölçüde azaltıyor.% 85 RH'de, EVOH, % 38 mol etilen içeriği ile kuru durum oksijen bariyerinin% 90'ından fazlasını kaybedebilir.Bu nedenle EVOH neredeyse asla bir laminatın dış tabakası değildir. Her zaman nem koruyucu PE veya PP katmanları arasında yer alır..

Üreticinin OTR veri aralıkları hakkındaki notu:Yayınlanan OTR değerleri tipik olarak laboratuvar koşullarında (23 ° C, 0% RH) düz film üzerinde ölçülür.ve değişken depolama sıcaklığı neredeyse her zaman 1Bu, deneyimli bir dönüştürücü tavsiyesini bir hammadde tedarikçisinin özellik sayfasından ayıran şeydir.

Mutlak en yüksek bariyeri gerektiren uygulamalar için kahve, retort torbaları, farmasötik şerit paketleri, hassas askeri rasyonlar için 7-9 μm'lik alüminyum folyo eşsiz kalır.Foliya işlevsel olarak sıfır iletim bariyeriHer iki yüzeyde de doğal olarak oluşan alüminyum oksitin mühürleme tabakası, standart test koşullarında ölçülebilir gaz veya nem aktarımını engeller.

Ama folyoların satın alma ekibinin göz ardı ettiği gerçek dünyadaki zayıflıkları var:

Flex çatlak ve iğne deliği oluşumu.Foliya içeren bir laminat tekrar tekrar büküldüğünde, torba oluşturma, doldurma, taşıma titreşimleri ve tüketicinin kullanımı sırasında, alüminyum katmanında mikroskopik çatlaklar oluşur.Tipik olarak çapı 10 ‰ 100 μmDüz film üzerinde <0.01 OTR ölçen bir folyo laminatı, ASTM F392 (Gelbo esneklik testi) başına 50 esneklik döngüsünden sonra 0.5 ∼ 2.0 OTR'ye kadar bozulabilir.

Hafifletme stratejisi:Beklenen mekanik stresli uygulamalar için (palet yığılma sırasında sıkıştırılacak ayakta duran poşetler veya düzensiz şekillerde akışla sarılmış ürünler), spesifikasyon aEn az 9μm folyoFolye ve baskı ağı arasında ek bir PE yastık tabakası ile.Ekstra 2μm kalınlığı ve yastık tabakası, doğrudan PET/folie/PE yapısında 7μm folyo ile karşılaştırıldığında, iç testlerimizde iğne deliği oluşumunu %40-60 oranında azaltır..

EVOH (etilen vinil alkol kopolimeri) esnek ambalajlarda en çok kullanılan şeffaf oksijen bariyeridir.Bariyer mekanizması, polimer omurgası boyunca hidroxil (-OH) grupları arasında güçlü hidrojen bağına dayanır, oksijen nüfuzuna karşı dirençli sıkı bir moleküler yapı oluşturur.Hidrojen bağlama ağını bozan ve bariyer performansını önemli ölçüde azaltan.

Ana özellik değişkeni:Etilen içeriği:

• 27·32 mol% etilen:Laboratuvar koşullarında en yüksek kuru durum oksijen bariyeri (OTR <0,1). Laminatın her iki tarafında da mükemmel nem koruması olduğunda kullanılır (örneğin, PP/tie/EVOH/tie/PP retort için).
• 38­44 mol% etilen:Dengeli nem toleransı ve bariyer. Genel gıda ambalajı için en yaygın sınıf. Hala% 85 RH'ye karşı% 80 bariyer kaybeder.
• 48 mol% etilen:Maksimum nem toleransı, daha düşük zirve bariyeri. İşleme koşulları EVOH'yu dönüşümün erken döneminde buhar veya yüksek nemlere maruz bıraktığında kullanılır.

EVOH başarısı için üç katmanlı kural:

1. EVOH'u asla dış çevreye maruz bırakmayın.Islaklık koruması sağlayan katmanların arasına sıkıştırılmalıdır. Genellikle PE, PP veya PET.
2. Her iki tarafta da yapışkan katmanlar kullanın.EVOH doğrudan PE veya PP'ye bağlanmaz; her iki arayüzde de maleik anhidrit aşılanmış bir bağ reçini (tipik olarak 3 ′′ 5 g / m2 kaplama ağırlığı) gereklidir.
3. Retort bozulması için hesap.Paket retort sterilizasyonuna (121 ° C, doymuş buharda 30+ dakika) maruz kalırsa, EVOH süreç sırasında nem emiyor.Kalite anlaşmanızda retort sonrası bariyer değerlerini belirtin, önceden retort değil.

PVDC (polyvinylidene klorür) mevcut en nem toleranslı şeffaf bariyerdir.PVDC'nin bariyer performansı, çevresel nemden esasen bağımsızdır. OTR% 90 RH'de bile kuru değerlerin% 10'un% 15'inde kalır.Bu durum, EVOH'nin tehlikeye gireceği yüksek nemli ürünler için PVDC'yi tercih edilen bariyer haline getirir: taze makarna, soğutulmuş etler, ıslak evcil hayvan maması ve sıvı deterjan dolgu torbaları.

PVDC tipik olarak bir koekstrüde katman olarak değil, su dispersiyon kaplama olarak (35 g/m2 kuru ağırlık) uygulanır.Bir üretim adımı ekler, ancak kaplama ağırlığının hassas kontrolünü ve bağlama katmanları olmadan mükemmel yapışkanlığı sağlar.

Odadaki fil: PVDC klor içerir. Yakma sırasında “çok malzeme esnek ambalaj için baskın kullanım ömrü sonu yolu “PVDC HCl gazı üretebilir,Atıklardan enerji üretmek için temizleyici ile donatılmış tesisler gerektirenBu durum, büyük Avrupa marka sahiplerinin PVDC'yi SiOx kaplı ve EVOH tabanlı alternatifler lehine aşamalı olarak terk etmelerine neden oldu.

PVDC hala mantıklı olduğunda:Sıkı halogen kısıtlamaları olmayan ihracat pazarları için, EVOH'un çalışmayacağı yüksek nemli ürünler için,ve SiOx kaplamalarının maliyetleri kısıtlayıcı olduğu fiyat hassas uygulamaları için (PVDC kaplama yaklaşık 0SiOx için 0.02 ‰ 0.04 / m2 karşı 0.08 ‰ 0.15 / m2).

Silicon oxide (SiOx) and aluminum oxide (AlOx) coatings — applied via plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) or physical vapor deposition (PVD) onto PET or OPA substrates — represent the leading edge of transparent high-barrier technology.

Bu kaplamalarKalınlığı 50-100 nanometre∙ yaklaşık olarak alüminyum folyenin 1/1000'lik kalınlığında ∙ yine de 0.5 ∙ 3.0 cc/m2·day·atm aralığında OTR değerlerine ulaşır.yoğun seramik benzeri oksit tabakası gaz molekülleri için fiziksel bir engel olarak çalışır, çözünürlük/difüzyon kontrolörü değil.

Kritik zayıflık: kırılganlık.Oksit tabakası bir seramiktir, gerilmez. Kaplı film laminatasyon, poşet oluşturma veya tüketici işleme sırasında uzandığında, oksit tabakası mikro çatlaklar geliştirir.Tek bir derin kıvrım hattı yerel OTR'yi 10 ¢50 artırabilir.Bu nedenle oksit kaplı bariyer filmleri gerektirir:

• Laminasyon sırasında daha sıkı gerilme kontrolü (tipik olarak metalleştirilmiş filmlere göre% 10~15 daha düşük web gerilmesi)
• Daha yumuşak torba oluşturma parametreleri (daha yavaş döngü süresi, ayakta duran torbalar için daha az şekillendirme derinliği)
• Zorunlu Gelbo esneklik testi (ASTM F392) 50 ve 100 esneklik döngüsünden sonra bariyer yeniden ölçümü ile

1. Test koşullarını tanımlamadan bariyer belirleme.Güneydoğu Asya bir depoda 35 ° C / 75% RH'de depolanan bir ürün için 23 ° C/0% RH'daki OTR anlamsızdır.Laboratuvar standardı değil, her zaman gerçekçi depolama ve dağıtım koşullarında bariyer gereksinimlerini belirtin.

2. Laminat bariyer = film bariyer olduğunu varsayalım.7μm bir folyo laminatında tek bir iğne deliği, çıplak gözle görünmeyen, toplam paket OTR'sini düz film ölçümüne kıyasla 100 ‰ 1000 artırabilir.Bu nedenle istatistiksel örnekleme ve esneklik testi tek bir düz film OTR sayısından daha önemlidir..Sadece çiğ laminat üzerinde değil, Gelbo flex'ten sonra şekillenen poşetlerde OTR verisi isteyin.

3. "Güvenli olmak" için çok detaylı ve bunun için ödeme.Her marka "sıfır iletim" istiyor. Ama EVOH yapısından (OTR ~ 1.0) metalleştirilmiş yapıya (OTR ~ 0.2) geçmek, 0.03$'ı ekliyor.9 aylık bir raf ömrü ve orta yağ içeriği olan bir ürün için, EVOH neredeyse kesinlikle yeterlidir ve tasarruf milyonlarca birim boyunca oluşur.

Barikatör film seçimi bir satın alma kararı değil, bir mühendislik kararıdır. Doğru seçim ürün hassasiyetini, dağıtım koşullarını, raf ömrü hedeflerini, sürdürülebilirlik gereksinimlerini,ve birim maliyetiOTR veri sayfalarını gerçek dünyadaki bozulmayı anlamadan karşılaştıran birinin yanlış seçimi, hiçbir güzel baskı ile düzeltilemeyecek bir ürün arızasına yol açar.

Günlük olarak tüm önemli bariyer teknolojilerini kullanan bir üreticiler olarak,Ve şeffaf oksit laminatları Ürününüzün nem içeriğini, yağ/yağ yüzdesini, hedef raf ömrünü ve en kötü dağıtım sıcaklığını getirin.Hangi bariyerin yeterli olduğunu ve hangisinin aşırı olduğunu size dürüstçe söyleyeceğiz..

Zhihe Packaging, tüm ana teknolojilerde kendi bariyer film dönüştürmesini yürütmektedir: alüminyum folyo laminatörü (7 ¢15 μm), EVOH koekstrüzyon (27 ¢48 mol% etilen sınıfları),Su içi PVDC dispersiyon kaplamaTüm yapılar, ASTM F1249 (WVTR), ASTM D3985 (OTR) ve ASTM F392 (Gelbo flex) testleriyle desteklenmektedir.Teknik ekibimizle iletişime geçin.Ürününüzün özel raf ömrü ve dağıtım profili için uyarlanmış bir bariyer önerisi için.