Ambalajul Mono Material este plin de tehnologie
Rezumat: Acest articol analizează soluțiile dificultăților de producție (cum ar fi rezistența la căldură și proprietățile de barieră) și punctele cheie ale ambalajului monomaterial, apoi împărtășește o serie de cazuri practice de aplicare care au fost produse în serie.
Fondată în 1990, LD Packaging Co., Ltd. (pe scurt LD Pack) este, fără îndoială, un lider în industria ambalajelor flexibile. Cu 30 de ani de concentrare și dezvoltare inovatoare, a devenit o companie de ambalare flexibilă modernizată, cu capacități puternice de cercetare și dezvoltare, atingând o valoare anuală de producție de peste 600 de milioane de RMB. Deosebit de pionier în cercetarea și dezvoltarea ambalajelor reciclabile monomaterial, a fost unul dintre precursori în acest domeniu.
Încă din 2014, când BOPE tocmai a apărut, LD PACK a dezvoltat cu succes o husă reciclabilă cu fermoar cu structură mono PE, care conține BOPE. După peste 6 ani de efort, LD PACK a dezvoltat din nou cu succes patru serii de produse de ambalare reciclabile monomaterial, inclusiv ambalaje mono PE, ambalaje mono PP, ambalaje de mare capacitate și folii de ambalare automată, contribuind la protecția mediului. Fără îndoială, dezvoltarea ambalajelor reciclabile monomaterial este subiectul cel mai fierbinte din industria ambalajelor flexibile. Cu toate acestea, care sunt dificultățile când LD PACK a dezvoltat ambalaje monomateriale în ultimii șase ani?
care sunt limitările aplicării materialelor mono, cum ar fi PE și PP? care este cel mai recent progres? Având în vedere aceste întrebări, reporterul a avut recent privilegiul de a-l intervieva pe domnul Jason Zhong, directorul general al LD PACK. În ceea ce privește dezvoltarea materialelor mono, domnul Zhong a spus:"Dezvoltarea materialelor mono este imperativă, iar viitorul este luminos! Cu toate acestea, drumul cercetării și dezvoltării este anevoios și întortocheat, cu multe blocaje tehnice încă de depășit!"
Husă cu fermoar cu structură mono PE
1. Cele mai mari provocări tehnice ale ambalajului monomaterial sunt rezistența la căldură și proprietățile de barieră.
(1) Rezistență la căldură:
Când vine vorba de materiale precum PE/PE, transferul de căldură în timpul confecționării pungii are loc de la stratul de suprafață la stratul de termoetanșare. În ciuda îmbunătățirilor aduse proprietăților fizice, cum ar fi rezistența la tracțiune, rigiditatea și transparența prin procesele de întindere, proprietățile chimice ale filmului PE rămân aceleași, în special rezistența la căldură este cea mai mare provocare în timpul confecționării pungii. Stratul exterior de PE trebuie să fie fierbinte pentru a asigura integritatea etanșării, în timp ce stratul interior trebuie să rămână rece pentru a menține etanșarea termică. Această contradicție prezintă o provocare semnificativă. În plus, întinderea PE va afecta planeitatea pungii. Utilizarea LDPE poate rezolva problemele de întindere, dar rezistența sa slabă la căldură nu îndeplinește cerințele de ambalare. Pe de altă parte, HDPE nu poate suferi o întindere dublă, complicând și mai mult problema. BOPE poate înlocui nailonul pentru a rezolva problemele de rigiditate și rezistență la perforare, dar încă nu reușește să rezolve rezistența la căldură și planeitatea pungii. Pungile din BOPE/PE sunt predispuse la ondularea marginilor, crescând semnificativ dificultatea confecționării pungii.
Chiar și după 6 ani de dezvoltare mono-material, LD PACK a rezolvat doar parțial problema rezistenței la căldură. Soluția completă depinde de îmbunătățirea performanței rășinii și a tehnologiei de procesare, care încă lipsesc. Se spune că, companii precum ExxonMobil și Dow își dau seama cum să rezolve problema rezistenței la căldură a PE. Și sper că vor putea obține progrese practice în curând.
(2) Proprietățile barierei:
Spre deosebire de rezistența la căldură, există soluții existente pentru a îmbunătăți bariera materialelor mono. În general, EVOH sau PVA pot fi adăugate pentru a îndeplini cerințele de barieră și reciclare, atâta timp cât cantitatea adăugată nu depășește 5% din grosimea totală. De exemplu, într-un film laminat cu o grosime totală de 100um, cantitatea de EVOH adăugată ar fi în jur de 5um, rezultând un OTR sub 8cc. Astfel de structuri pot păstra în mod eficient calitatea alimentelor uscate ambalate și a produselor de uz casnic, deși cu o perioadă de valabilitate puțin mai scurtă în comparație cu ambalajele compozite convenționale. Cu toate acestea, costul crește semnificativ, iar aceste soluții abordează doar parțial problemele de barieră, nereușind să abordeze preocupări precum rezistența la ulei, rezistența la lumină și rezistența chimică, limitând aplicarea lor în toate ambalajele alimentare.
În ceea ce privește avantajele și dezavantajele adăugării de EVOH sau PVA pentru îmbunătățirea proprietăților de barieră, am testat ambele materiale. În timp ce PVA excelează în proprietățile de barieră la oxigen și poate fi aplicat pe diferite substraturi cu flexibilitate în procesare, dezavantajele sale includ rezistența slabă la apă, susceptibilitatea la deformare și rezistența inadecvată la căldură. În schimb, credem că adăugarea EVOH este mai favorabilă. Tehnologia de suflare a filmului cu EVOH este matură, iar atunci când clienții necesită proprietăți de barieră mai mari, EVOH poate fi adăugat în mijlocul stratului de termoetanșare fără procesarea suplimentară a acoperirii. Fiind plasat în stratul mijlociu reduce impactul umidității, asigurând o performanță stabilă a barierei și o bună rezistență la căldură.
În concluzie, ambalajele monomateriale actuale care utilizează PP sau PE sunt potrivite doar pentru ambalajele pentru alimente uscate sau lichide de spălat. Nu poate îndeplini cerințele ridicate pentru ambalare, cum ar fi sterilizarea la temperatură ridicată sau rezistența chimică. În plus, o problemă semnificativă cu materialele mono este rezistența lor slabă la căldură, care nu îndeplinește cerințele privind diferența de temperatură, afectând viteza mașinilor automate de ambalare sau a mașinilor de umplere. Reduceri semnificative ale vitezei de ambalare sunt necesare pentru a atinge obiectivele de ambalare.
2. Întreprinderile de ambalare flexibilă trebuie să se concentreze asupra mai multor puncte cheie în controlul procesului atunci când produc ambalaje reciclabile monomaterial:
1) Procesul de imprimare: Practic, nu există supraimprimare din cauza deformării la tracțiune a materialelor, dar este necesar un echipament de imprimare de înaltă precizie pentru a asigura alinierea precisă a imprimării și controlul tensiunii. Pentru materialele noastre PE, viteze de 250-300 m/min pot fi atinse cu echipamentele de imprimare BOBST.
2) Procesul de fabricare a pungii:Procesul de fabricare a pungii este cel mai provocator aspect. Mașinile trebuie modificate pentru a se adapta la tensiunea și temperatura ambalajelor monomaterial. Tensiunea trebuie redusă la minimum, iar viteza mașinii trebuie redusă pentru a minimiza întinderea materialului. Scăderea temperaturii de etanșare și implementarea proceselor multiple de etanșare la temperatură joasă pentru punga PE/PE poate îmbunătăți calitatea fabricării pungii. Diferența de temperatură dintre straturile interior și exterior ar trebui să fie de cel puțin 30 ℃ pentru a asigura realizarea corectă a pungii.
3) Post-procesare:Controlul tehnicilor de post-procesare, cum ar fi duzele și supapele de sudare, este, de asemenea, crucial. Aceste procese necesită temperaturi mai mari decât fabricarea pungilor, necesitând o selecție atentă a materialelor și ajustări ale proceselor de sudare.
3. Studiu de caz:
1) Ambalaj reciclabil mono PE
În prezent, folosim structura BOPE/EVOH/PE pentru a înlocui BOPA/PE. Stratul exterior este realizat din PE termorezistent și rezistent la întindere pentru imprimare, în timp ce stratul de laminare utilizează materiale cu rigiditate și rezistență ridicate pentru a asigura planeitatea și rezistența pungii. Această soluție este potrivită pentru diferite tipuri de pungi, cum ar fi husă cu sigiliu cu trei laturi, husă cu fermoar în picioare și pungi cu gură, care sunt vândute în principal pe piețele de peste ocean. Sunt utilizate în principal pentru ambalarea alimentelor uscate, a alimentelor proaspete și congelate, a produselor de zi cu zi și a ambalajelor ușoare.
2) Pungi mono PP
Aceste pungi utilizează structură 100% PP, cu stratul exterior rezistent la căldură și contracție, iar stratul interior proiectat pentru etanșare la căldură la temperaturi scăzute și rezistență la impact. Sunt potrivite pentru umplere la cald, refrigerare și au proprietăți de barieră ridicate, făcându-le ideale pentru ambalarea produselor lactate. Conținutul ambalajului variază în mod obișnuit de la 70 g la 150 g, iar tipurile de pungi includ pungi cu duză verticală și pungi cu duză cu etanșare pe patru laturi. Cu toate acestea, aceste pungi sunt în prezent în curs de testare la scară mică și nu au fost încă aplicate pe piață. Principalele provocări constau în rezistența la căldură și eficiența scăzută a producției. Pungile cu jet necesită o diferență de temperatură mai mare în zona gurii, cel puțin 70-80℃ sau chiar 100℃, ceea ce PP nu poate realiza, ceea ce face producția extrem de dificilă.
3) Husă de ambalare mono PP
Aceste pungi au o structură 100% PP sau structuri PP/PP sau PP/MOPP/PP, utilizând monomateriale pentru a îndeplini cerințele ridicate de barieră. Stratul exterior este realizat din PP cu rezistență ridicată la căldură, în timp ce stratul interior este realizat din materiale cu o bună flexibilitate, rezistență la etanșare la căldură și rezistență la impact, asigurând că punga îndeplinește cerințele clienților. Poate fi fabricat în diferite tipuri, cum ar fi husă cu fermoar stand-up, husă cu fermoar cu sigilare pe patru laturi și husă cu fermoar cu fund plat, cu o capacitate de la 500g la 3kg
Perspective viitoare pentru ambalajele reciclabile monomaterial:
Mărci importante precum Nestle, Unilever și Kraft s-au angajat la Forumul Economic Mondial din 2018 de la Davos să tranziție la materiale reciclabile sau biodegradabile pentru toate ambalajele lor până în 2025. Tendința către sustenabilitatea mediului, atât pe plan intern, cât și internațional, a determinat guvernele și mărcile importante. să adopte ambalaje reciclabile monomaterial pentru a promova dezvoltarea unei economii circulare. Cu toate acestea, multe provocări tehnice rămân nerezolvate, împiedicând ambalajele monomaterial să înlocuiască complet materialele de laminat multistrat. Soluțiile actuale, cum ar fi cele care conțin EVOH pentru a înlocui folia de aluminiu, se confruntă în continuare cu blocaje tehnologice, deoarece abordează doar parțial problemele cu bariera de oxigen și nu pot înlocui complet proprietățile cuprinzătoare de barieră ale foliei de aluminiu.
În prezent, proprietarii de mărci și întreprinderile de ambalare se hotărăsc să dezvolte materiale mono, dar mai este un drum lung de parcurs până la implementarea reală. În ciuda acestor provocări, companii ca noi se angajează să dezvolte soluții pentru proprietățile de barieră și rezistența la căldură. În prezent testăm filme MDOPE, utilizând procese de extrudare și îmbunătățim și ajustăm continuu procesele. Cu toate acestea, fără reglementări stricte în vigoare, aplicarea ambalajelor monomaterial rămâne limitată, chiar și pe piețele externe unde a fost promovat mai devreme decât pe piețele din China. Rezolvarea problemelor legate de rezistența la căldură și barierele este esențială pentru adoptarea pe scară largă a ambalajelor monomateriale.
Pe lângă provocările tehnice, există și preocupări legate de costuri. Deoarece costul ambalajului monomaterial, de obicei, cu cel puțin 20-30% mai mult decât cel al ambalajului convențional, limitând dezvoltarea acestuia.
Dezvoltarea ambalajelor monomaterial va continua să se confrunte cu provocări și obstacole tehnologice, dar creșterea eforturilor de cercetare și dezvoltare pentru ambalajele reciclabile este un punct cheie pentru dezvoltarea viitoare a LD PACK. Scopul nostru este să obținem peste 70% adoptarea ambalajelor monomaterial până în jurul anului 2025. Îi dorim din suflet succes LD PACK în depășirea blocajelor tehnologice ale dezvoltării ambalajelor monomaterial și pentru a deveni un pionier principal în acest domeniu.
Declarație: Acest articol este scris de LD PACK și toate drepturile rezervate de LD PACK. Conținutul este doar pentru referință. Vă rugăm să corectați eventualele erori. Nu va fi reprodus fără permisiune, în caz contrar LD PACK își va rezerva dreptul de a-și urmări răspunderea legală. Dacă aveți întrebări tehnice, vă rugăm să trimiteți un e-mail la sales@ldpack.com pentru o discuție.
Articol de la: < AMBALARE ÎN FRONT>,
