Jednou z těchto součástí obalu, které jsou zřídka pozorovány, pokud nefungují správně, je obalová fólie. Typicky dochází k úniku nebo poruše uzavření kvůli neslučitelnosti mezi fólií, obalovým kontejnerem a podmínkami uzavírání. Ať už jste výrobce nebo spotřebitel potravinových obalů, znalost toho, jak se vyvíjí pevnost uzavření, a jak vybrat vhodnou obalovou fólii pro daný výrobek, rozhoduje o tom, zda bude obal kvalitní nebo zda způsobí stížnost, která vás bude stát značné finanční prostředky. Tento průvodce najdete snadno srozumitelný, protože rozkládá praktické proměnné, které jsou relevantní.
Co se ve skutečnosti děje při tepelném uzavírání
Proces tepelného uzavírání není pouze tavením dvou povrchů. Tepelné uzavírání je řízený proces, při němž se uzavírací vrstva fólie zahřeje nad teplotu jejího změkčení, avšak pod teplotu tání nebo degradace, stlačí se proti vhodnému povrchu a poté se ochladí za tlaku. Výsledkem je molekulární provázání na rozhraní.
Tři parametry, které tento proces řídí, jsou teplota, tlak a doba působení. Všechny tři se navzájem ovlivňují. Někdy lze nižší teplotu kompenzovat prodloužením doby působení, avšak jen do určité míry. Pokud je utěsnovací hmota nedostatečně zahřátá, polymerové řetězce se nebudou vzájemně prolínat a utěsnění bude slabé nebo se nebude správně odlepovat. Na druhé straně příliš vysoká teplota může způsobit nadměrné tekutí utěsnovací hmoty, ztenčení utěsnovací hmoty na okraji utěsnění, degradaci utěsnovací hmoty, křehká utěsnění a úniky.
Samotná vrstva utěsnovací hmoty je obvykle polymer s nižší teplotou tání (např. polyethylen, ethylen-vinylacetát nebo ionomer), který je spoluextrudován nebo laminován na konstrukční vrstvu poskytující pevnost, tuhost a bariérové vlastnosti. Konstrukční vrstva samotná neutěsňuje; pouze utěsnění podporuje. Je chybné je zaměňovat, protože to nebude fungovat správně.
Pevnost utěsnění není jediné číslo
Pečlivost utěsnění se často udává jako průměrná hodnota v gramech na 25 mm nebo newtonech na 15 mm, avšak různé aplikace vyžadují různé způsoby porušení. U hotového jídla by měl mít víčko odlehčenou pečlivost utěsnění, která se snadno oddělí bez odvrstvení nebo trhání. Sáček pro přepravu kapalin musí odolat tlaku při prasknutí. U tácku pro čerstvé potraviny je nutná pečlivost utěsnění, která zůstane na místě při srovnaném balení, ale otevře se bez vytrhávání vláken.
V praxi se provádí tři měření. Za prvé je to pečlivost odlepení – síla potřebná k oddělení utěsnění pod daným úhlem. Za druhé je to pečlivost při prasknutí – vnitřní tlak, který utěsnění dokáže odolat. Za třetí je důležitá tzv. horká pečlivost utěsnění – pečlivost utěsnění v horkém stavu – zejména u svislých zařízení pro formování, plnění a uzavírání, kde je utěsnění zatěžováno ještě před ochlazením. Horká pečlivost utěsnění může být problémem na vysokorychlostních balicích linkách, i když má fólie výbornou konečnou pečlivost odlepení.
Přizpůsobení fólie podkladovému materiálu obalu
Většina selhání těsnění vyplývá z důvodů kompatibility. Účinné lepidlo pro polyethylénové tácky nebude fungovat na polyethyléntereftalátu, polypropylenu ani na kartonu. Pravidlo je jednoduché: podobné materiály se těsní k sobě, nebo musí být lepidlo speciálně navrženo tak, aby se vázalo k danému podkladu.
Obvykle poskytuje vrstva polyethylénového lepidla dobré a rovnoměrné těsnění pro polyethylénové tácky. Aby nedošlo k deformaci nádob z polypropylenu, je nutné použít lepidlo, které se taví při nižší teplotě než samotná nádoba. Ionomerová lepidla se často používají pro PET a amorfní PET tácky díky své vynikající schopnosti vytvářet vazbu i odlehčovat. Karton a formovaná vlákna jsou obtížnější na těsnění. Fólie se musí spojit s pórovitým, vláknitým povrchem a povlak nebo disperze na kartonu jsou rozhodující pro úspěšné vytvoření těsnění.
Mezi další faktory ovlivňující kompatibilitu patří kontaminace. Přítomnost tuku, vlhkosti, drobků nebo prášku v oblasti těsnění oslabuje těsnění. Fólia s tlustší vrstvou těsnicího materiálu a vyšším tokem při tavení může vydržet určitou míru kontaminace; žádné těsnění fólií však není spolehlivé přes vrstvu oleje. Proto se v aplikacích ve stravovacím průmyslu často před těsněním provádí krok otírání nebo odstraňování nečistot.
Tloušťka, struktura a požadavky na bariéru
Druhým důležitým faktorem je struktura fólie, která ovlivňuje pevnost těsnění. Tenká vrstva těsnicího materiálu se sice rychle utěsní, ale může být při vysokém tlaku vyšlapána. Tlustší vrstva těsnicího materiálu poskytuje větší množství materiálu pro difúzi s jinými materiály a vyšší odolnost vůči kontaminaci, avšak vyžaduje více tepla k aktivaci. Koextrudované fólie s vyhrazenou vrstvou těsnicího materiálu, vazební vrstvou a bariérovou vrstvou nabízejí nejvyšší míru řízení, ale vyžadují úzká okna těsnění.
Situaci komplikují požadavky na bariérové vlastnosti. Pokud musí fólie vyloučit kyslík nebo vlhkost, je bariérová vrstva obvykle oddělena od těsnicí vrstvy, aby nedošlo k jejímu poškození při těsnění. Fólie s hliníkovou fólií nebo metalizovanými vrstvami lze dobře utěsnit, avšak utěsnění musí být dostatečně pevné, aby zabránilo odštěpování mezi bariérovou a těsnicí vrstvou. Poruchy u těchto konstrukcí se nevyskytují vždy v místě utěsnění; častěji se porucha objevuje právě v rozhraní mezi jednotlivými vrstvami.
Zkoušení a odstraňování poruch v praxi
Praktický program pro stanovení pevnosti utěsnění začíná tím, že se sériově utěsní vzorky při různých teplotách při konstantním tlaku a dobu setrvání, a následně se změří síla odlepení. Křivka obvykle stoupá k plošině a poté klesá. Cílové provozní okno nemusí odpovídat nejvyššímu bodu plošiny – ve skutečnosti jde o střed plošiny, protože to umožňuje vyrovnat běžné kolísání hodnot.
Pokud těsnění nefunguje, poskytne vám to návod, kde selhalo. Nízká pevnost a čisté odlepení naznačují nedostatečné zahřátí nebo nečistou oblast těsnění. Pokud se těsnění poškodí tak, že trhne podkladový materiál, je přetěsněno nebo je použit nekompatibilní lepidlový prostředek. Oddělení těsnění mezi vrstvami fólie ukazuje na vady koextruze nebo lepidla. Těsnění, které netěsní při nízkých teplotách, může být způsobeno nedostatečným tlakem nebo velmi krátkou dobou chlazení.
Společnost Xiamen Xiefa Packing Co., Ltd. spolupracuje s klienty z oblastí maloobchodu, potravinářského průmyslu, průmyslu a ubytovacích služeb při přizpůsobování tepelně uzavíratelné fólie pro různé druhy tácek, pohárků, sáčků a nádob. Společnost má více než 50 patentů na návrhy výrobků, vlastní dílnu pro výrobu forem a více než 2 000 vlastních položek SKUs, které podporují přizpůsobení tisku, konstrukce, materiálu a příslušenství, návrh a dokonce i bezplatné vzorky pro hodnocení. Pevnost těsnění je vlastností celého systému, proto jsou nejlepší výsledky dosaženy testováním fólie a nádoby společně v provozním řádku.
Závěr
Těsnicí fólie pro tepelné uzavírání není zboží, které se vybírá pouze podle ceny. Pevnost těsnění je výsledkem vzájemného působení teploty, tlaku, doby uzavírání, chemie těsnicí vrstvy, podkladového materiálu a kontaminace. Pokud víte, jaké faktory hrají roli, mohou nakupující a uživatelé obalů vybrat fólie, které spolehlivě uzavírají, spolehlivě otevírají a plní funkci bariéry po celé distribuční řadě. Nejlepším přístupem je považovat fólii a obal za jeden integrovaný balící systém, určit teplotní rozsah pro uzavírání na základě skutečných měření a při výskytu problémů analyzovat způsob poruchy.