Unul dintre acele componente de ambalare care trec adesea neobservate, cu excepția cazului în care nu funcționează corespunzător, este folia de ambalare. În mod tipic, o scurgere sau o defecțiune a etanșării apare deoarece folia, recipientul și condițiile de etanșare nu sunt compatibile. Indiferent dacă sunteți producător sau consumator de ambalaje pentru alimente, cunoașterea modului în care se dezvoltă rezistența etanșării și a modului de a selecta folia potrivită de ambalare pentru produs face diferența între un ambalaj de calitate și o plângere care vă costă multe bani. Veți constata că acest ghid este ușor de urmărit, deoarece descompune variabilele practice relevante.
Ce se întâmplă, de fapt, în timpul etanșării termice
Procesul de etanșare termică nu constă doar în topirea a două suprafețe. Etanșarea termică este un proces controlat în care stratul etanșant al foliei este încălzit peste punctul său de înmuiere, dar sub temperatura de topire sau de degradare, apoi este presat împotriva unei suprafețe adecvate și răcit sub presiune. Rezultatul este o încurcare moleculară la interfață.
Cei trei parametri care reglementează acest proces sunt temperatura, presiunea și durata de menținere. Toți cei trei interacționează între ei. Uneori, o temperatură mai scăzută poate fi compensată printr-o creștere a duratei de menținere, dar doar până la un anumit punct. Dacă materialul de etanșare este încălzit insuficient, lanțurile polimerice nu se vor interdifuziona, iar etanșarea va fi slabă sau nu se va desprinde corect. Însă o încălzire excesivă poate duce la o curgere prea intensă a materialului de etanșare; poate subția materialul de etanșare la marginea etanșării; poate cauza degradarea materialului de etanșare, etanșări fragile și scurgeri.
Stratul de etanșare în sine este, de obicei, un polimer cu temperatură de topire mai scăzută (cum ar fi polietilena, acetatul de etilen-vinil sau un ionomer), coextrudat sau laminat pe un strat structural care oferă rezistență, rigiditate și proprietăți de barieră. Stratul structural nu asigură etanșarea; el o susține. Este o idee rea să îi confundăm, deoarece nu vor funcționa bine împreună.
Rezistența etanșării nu este un singur număr
Rezistența etanșării este adesea specificată ca o valoare medie, în grame pe 25 mm sau newtoni pe 15 mm, dar aplicațiile diferite necesită moduri diferite de cedare. Un preparat gata de consum trebuie să aibă un capac desprindibil, care să se separe ușor, fără delaminare sau rupere. O pungă pentru transportul lichidelor trebuie să reziste la presiunea de explozie. Un tăviță pentru produse proaspete necesită o etanșare care să rămână fixată în timpul stivuirii, dar să se deschidă fără a smulge fibrele.
În practică, există trei măsurători. În primul rând, rezistența la desprindere este forța necesară pentru a separa etanșarea sub un anumit unghi. A doua este rezistența la explozie, adică presiunea internă pe care etanșarea o poate suporta. A treia este rezistența termică la etanșare — rezistența etanșării în stare caldă — care este importantă în operațiunile de formare-umplere-etanșare verticală, unde etanșarea este supusă încercării înainte de răcire. Rezistența termică la etanșare poate reprezenta o problemă pe o linie de ambalare de înaltă viteză, chiar dacă un film are o rezistență finală excelentă la desprindere.
Potrivirea filmului cu substratul recipientului
Cele mai multe defectiuni ale etansarii provin din considerente legate de compatibilitate. Un etansator eficient pentru tavi din polietilenă nu va funcționa pe tavi din polietilenă tereftalat, polipropilenă sau carton ondulat. Regula este simplă: materialul etansator trebuie să fie asemănător cu cel al containerului sau etansatorul trebuie să fie special conceput pentru a adera la substrat.
În mod tipic, un strat etansator din polietilenă asigură o etanșare bună și uniformă pentru tavi din polietilenă. Pentru a preveni deformarea containerelor din polipropilenă, este necesar un etansator care se topește la o temperatură mai scăzută decât cea a containerului. Etansatorii pe bază de ioniți sunt utilizați frecvent pentru tavi din PET și PET amorf, datorită capacității lor bune de aderență și desprindere. Cartonul ondulat și fibra formată prin modelare sunt mai dificil de etanșat. Filmul trebuie să adere la o suprafață poroasă și fibroasă, iar stratul de acoperire sau dispersia aplicată pe carton este esențială pentru formarea unei etanșări.
Alți factori de compatibilitate includ contaminarea. Prezența grăsimii, a umidității, a vârtejelor sau a pulberii în zona de etanșare va slăbi etanșarea. Filmele cu straturi mai groase de material de etanșare și cu un flux de topire mai ridicat pot tolera o anumită contaminare; totuși, nicio etanșare cu film nu este fiabilă printr-un strat de ulei. De aceea, în aplicațiile din domeniul serviciilor alimentare se include frecvent o etapă de ștergere sau de curățare înainte de etanșare.
Grosimea, structura și cerințele de barieră
Celălalt factor important este structura filmului, care influențează rezistența etanșării. Un strat subțire de material de etanșare poate realiza etanșarea rapid, dar poate fi expulsat sub presiune ridicată. Un strat mai gros de material de etanșare oferă o cantitate mai mare de material care se poate difuza în celelalte materiale și oferă o toleranță mai mare la contaminare, dar necesită mai multă căldură pentru activare. Filmele coextrudate, care au un strat dedicat de etanșare, un strat de legătură și un strat de barieră, oferă cel mai mare grad de control, dar necesită ferestre înguste de etanșare.
Situația este complicată de cerințele privind barierele. Atunci când un film trebuie să excludă oxigenul sau umezeala, stratul de barieră este de obicei separat de stratul de etanșare, astfel încât să nu fie deteriorat în timpul etanșării. Filmele care conțin folie de aluminiu sau straturi metalizate pot fi etanșate eficient, dar etanșarea trebuie să fie suficient de rezistentă pentru a preveni desprinderea între stratul de barieră și cel de etanșare. Etanșările pe aceste structuri nu sunt întotdeauna punctul de cedare; de fapt, punctul de cedare se află de obicei la interfața dintre straturi.
Testare și depistare practică a defecțiunilor
Un program practic de măsurare a rezistenței etanșării începe prin etanșarea unei serii de eșantioane la diverse temperaturi, folosind o presiune constantă și o durată de menținere constantă, urmată de măsurarea rezistenței la desprindere. Curba obținută crește de obicei până la un platou și apoi scade. Fereastra de funcționare țintă nu este neapărat punctul cel mai înalt al platoului, ci de fapt centrul acestuia, deoarece această alegere permite toleranță față de variațiile normale.
Dacă sigiliul nu funcționează, vă oferă un indiciu privind locul în care a eșuat. O rezistență scăzută și o desprindere curată indică o încălzire insuficientă sau o zonă de sigilare murdară. Dacă un sigiliu se rupe în momentul în care smulge suportul, acesta este suprasigilat sau utilizează un sigilant incompatibil. Un sigiliu care se separă între straturile filmului indică o defecțiune de coextrudare sau de adeziv. Un sigiliu care pierde în condiții de frig poate fi cauzat de o presiune insuficientă sau de un timp de răcire foarte scurt.
Xiamen Xiefa Packing Co., Ltd. colaborează cu clienți din domeniile retail, servicii alimentare, industrie și ospitalitate pentru a personaliza filmele de termosigilare pentru diverse tipuri de tavi, pahare, saci și containere. Compania deține peste 50 de brevete de proiectare produs, un atelier propriu de confecționare matrițe și peste 2.000 de referințe proprii (SKU) pentru a sprijini personalizarea imprimării, structurii, materialelor și accesoriilor, precum și proiectarea și chiar furnizarea gratuită de mostre pentru evaluare. Rezistența la sigilare este o proprietate de sistem, astfel încât cele mai bune rezultate se obțin testând împreună filmul și recipientul, în linie.
Concluzie
Folia de etanșare prin căldură nu este un produs care trebuie ales doar în funcție de preț. Rezistența la etanșare rezultă din interacțiunea dintre temperatură, presiune, durata de aplicare a presiunii, compoziția chimică a stratului etanșant, substratul și contaminanți. Atunci când se cunosc factorii implicați, cumpărătorii și utilizatorii de ambalaje pot selecta folii care asigură o etanșare fiabilă, o deschidere fiabilă și o barieră eficientă pe întreaga durată a lanțului de distribuție. Cel mai bun mod de abordare constă în considerarea foliei și a recipientului ca un singur sistem de ambalare, utilizând măsurători reale pentru determinarea ferestrei de etanșare și analizând modul de cedare în cazul apariției unor probleme.