هل آلة صنع أكياس LDPE مناسبة لأكياس التغليف الناعمة؟

تعد مواد التغليف الناعمة أحد أسرع-القطاعات نموًا في سوق التغليف الناعم عالميًا. وكانت هذه الزيادة مدفوعة بالطلب على سلامة الأغذية والطلب على أرفف البيع بالتجزئة والتخلص التدريجي من الحاويات الصلبة في السلع الاستهلاكية. وفي قلب هذا النمو هناك مشكلة عملية. في كثير من الأحيان، تطرح مصانع التحويل ومهندسو التعبئة والتغليف السؤال التالي: هل تتمتع أكياس LDPE بالقدرة الفنية على إنتاج أكياس التغليف الناعمة اللازمة في سلاسل التوريد الحديثة؟ الجواب ليس بسيطا. لفهم ذلك جيدًا، يجب علينا دراسة كل من علم المواد لأفلام LDPE والتصميم الميكانيكي لمعالجتها. .

تعريف "أكياس التغليف الناعمة"

يغطي مصطلح "التغليف الناعم" العديد من أنواع العبوات الناعمة المستخدمة في الأغذية والأدوية والعناية الشخصية والتطبيقات الصناعية الخفيفة. تشمل الأنواع الشائعة ما يلي:

• أكياس الوسائد (ثلاثة-أكياس محكمة الغلق من الجوانب أو من الخلف للوجبات الخفيفة والأطعمة المجمدة والسلع الجافة)
• الحقيبة العمودية (قاع مطوي للمشروبات والصلصات وأغذية الحيوانات الأليفة)
• الأكياس البلاستيكية المسطحة (أغطية الملفات، حماية الملابس، تغليف الأجهزة الطبية)
• الأكياس البلاستيكية (خطوط التعبئة الآلية للمخبوزات والمنتجات الزراعية)
• أكياس الخبز وأكياس الإنتاج (تغليف آمن -لعرض الأطعمة بدقة عالية)
• بطانات (بطانة داخلية مموجة جافة)

تشترك هذه الأنواع من الحقائب في بعض الاحتياجات المشتركة. إنهم بحاجة إلى درجة من الوضوح. إنهم بحاجة إلى الامتثال للتعرض للطعام. يجب أن يكون لديهم قوة ختم موثوقة تحت سمك الفيلم. انهم بحاجة لتناسب شكل المنتج. يمكن للبولي إيثيلين منخفض الكثافة-، كمادة، تلبية العديد من هذه الاحتياجات. لذلك، تعتبر حقيبة LDPE خيارًا طبيعيًا.

لماذا يعتبر LDPE مناسبًا بشكل طبيعي للتغليف الناعم

يعتبر البولي إيثيلين منخفض الكثافة المادة العليا في التغليف الناعم. هذا بسبب هيكل البوليمر. يتكون البولي إيثيلين منخفض الكثافة - (LDPE) من بلمرة الجذور الحرة تحت ضغط مرتفع. وهذا يخلق بنية جزيئية متفرعة للغاية. يمنح هذا الهيكل الفيلم خصائص خلط خاصة:

الوضوح البصري:يتميز فيلم LDPE بضباب منخفض ونفاذية بصرية جيدة. يعد هذا أمرًا جيدًا للتغليف حيث تحتاج إلى رؤية المنتج. تعتبر المنتجات الطازجة ومنتجات المخابز وحماية الملابس من الأمثلة الأكثر شيوعًا.

ناعمة الملمس:التفرع يقلل من كثافة كثافة تعبئة السلسلة الخارجية. الفيلم الناتج ناعم ومرن، مع ملمس جيد. هذا الشعور له أهمية كبيرة في عبوات التجزئة الناعمة. بدون تغيير الصيغة، من الصعب مطابقتها للمواد الأكثر صلابة مثل البولي إيثيلين -العالي الكثافة أو البولي بروبيلين.

نافذة واسعة مختومة:البولي إيثيلين منخفض الكثافة محكم الغلق بشكل جيد ويبلغ نطاق درجة حرارته 100-150 درجة. هذا النطاق الواسع يجعل إنتاجه أسهل من إنتاج البولي إيثيلين عالي الكثافة أو الأفلام الاتجاهية. إنها نطاقات ختم أصغر بكثير.

مقاومة التمدد والثقب:يمكن أن يتمدد البولي إثيلين المنخفض الكثافة (LDPE) كثيرًا قبل أن ينكسر (300-600% اعتمادًا على الدرجة والسمك). يتيح ذلك لأكياس التغليف الناعمة التعامل مع المنتجات ذات الأشكال الفردية-دون أن تتمزق. يعد هذا مفيدًا بشكل خاص في صنع الأطعمة وتجميدها نظرًا لحوافها الحادة أو أشكالها الغريبة-.

الامتثال لإدارة الغذاء والدواء (FDA) والتعرض للأغذية: تتوافق العديد من درجات LDPE المستخدمة في التعرض للأغذية مع القانون الفيدرالي لإدارة الغذاء والدواء رقم 21 §177.1520 ولائحة الاتحاد الأوروبي رقم 10/2011 بشأن المواد البلاستيكية في التعرض للأغذية. يعد هذا أمرًا ضروريًا للاستخدام المباشر لتغليف المواد الغذائية. .

ما الذي تقوم به آلة تصنيع أكياس LDPE بشكل جيد في التغليف الناعم

تتميز أكياس LDPE للتغليف الناعم بالمزايا التالية:

إنتاج الأكياس-المسطحة-بسرعة عالية

بالنسبة للأكياس البسيطة المسطحة والسفلية والحائطية، والتي تستخدم على نطاق واسع في الخدمات الغذائية والإنتاج، تعمل ماكينة LDPE التي تعمل بأفلام LDPE من 20 إلى 80 ميكرون بمعدل 150 إلى 400 دورة في الدقيقة. هذه السرعة ممكنة لأن نافذة الغلق الواسعة والقطع السهل لـ LDPE يسمحان بدورات أسرع. لا تحتاج إلى ضوابط صارمة على HDPE أو الأغشية متعددة الطبقات.

بارد-توافق قطع الشفرة

LDPE مناسب للختم والقطع بسكين بارد (القص أو الضغط). قطع الأسلاك الساخنة يجعل HDPE له تأثير أفضل في الختم والقطع. قطع نظيف بشفرة باردة بعد الختم الحراري LDPE بالسماكة العادية. وهذا يجعل القاطع أسهل. كما أنه يقلل من الحاجة إلى صيانة نظام القطع.

مرونة التنسيق المتعددة ضمن المقاييس المتوسطة

يمكن لأكياس البولي إيثيلين المنخفض الكثافة -المجهزة جيدًا أن تتعامل عادةً مع مجموعة من سماكات الأفلام (عادةً 20-120 ميكرون) وعرض الكيس. لا تحتاج إلى إجراء تغييرات كبيرة على الجهاز للتبديل. يمكن للمحولين تشغيل منتجات مختلفة على نفس الخط عن طريق تغيير الإعدادات بدلاً من تبديل الأجزاء.

التوافق مع الفيلم المطبوع

عادة ما تستخدم العبوة الناعمة الفيلم المطبوع. يمكن طباعة هذا بشكل مضمّن قبل تصنيع الكيس، أو يمكن إدخال أسطوانة مطبوعة مسبقًا-في الجهاز. عند استخدام الإكليل لمعالجة LDPE في مرحلة الفيلم، يعمل السطح بأحبار فلكسوغرافية وأحبار الحفر. يمكن لآلة أكياس LDPE المزودة بنظام EPC (التحكم في موضع الحافة) التعامل مع المطبوعات من الفيلم. وهذا يحافظ على بصمات الأصابع في نفس المكان على كل حقيبة

حيث تواجه ماكينات أكياس LDPE قيودًا في التغليف الناعم

على الرغم من أن خصائص LDPE تلبي متطلبات التغليف الناعم، إلا أن لديها بعض القيود. هذه القيود تعني أن كيس LDPE ليس الخيار الأفضل: :

1. أفلام مصفحة ذات حواجز عالية

تتطلب العديد من استخدامات التغليف الناعمة-الحديثة، خاصة في مجال الأغذية والأدوية والأجهزة الطبية، أغشية عازلة عالية-. تجمع الأفلام بين LDPE ورقائق الألومنيوم، أو EVOH (بوليمر كحول فينيل الإيثيلين)، أو PET (البولي إيثيلين تيريفثاليت) أو النايلون (PA) لتشكيل هيكل متعدد الطبقات.

تعمل هذه الأغشية المصفحة بشكل مختلف تمامًا عن الطبقة-المفردة من LDPE:

• عادة ما تكون طبقات الختم عبارة عن بولي إيثيلين منخفض الكثافة أو ميتالوسين PE، وليس LDPE عادي.
• يجب ضبط درجة حرارة الختم والوقت بعناية أكبر. كل ما عليك فعله هو إغلاق الجزء الداخلي دون الإضرار بالطبقة العازلة.
• الشرائح أصعب. وهذا يعني أنك بحاجة إلى تحكم أكثر دقة في التوتر من فيلم LDPE أحادي الطبقة.

قد لا تتمتع ماكينة أكياس LDPE القياسية للفيلم أحادي الطبقة بالتحكم في التوتر أو دقة درجة الحرارة أو معالجة الفيلم المطلوبة للشرائح المعقدة. غالبًا ما تتمتع الآلات التي تصنع عبوات ناعمة مصفحة بأنظمة رقص أفضل، ومناطق إغلاق يتم التحكم فيها بواسطة PID-، وتسجيل أكثر صرامة للأفلام.

2. الوقوف-إنتاج الأكياس

تحتاج الحقيبة الدائمة إلى قاع مقوى لإبقاء الحقيبة في وضع مستقيم عند ملئها. يتطلب إنتاج هذا التنسيق ما يلي:

عادة ما تكون طبقات الختم عبارة عن بولي إيثيلين منخفض الكثافة أو ميتالوسين PE، وليس LDPE عادي.

يجب ضبط درجة حرارة الختم والوقت بعناية أكبر. كل ما عليك فعله هو إغلاق الجزء الداخلي دون الإضرار بالطبقة العازلة.

الشرائح أصعب. وهذا يعني أنك بحاجة إلى تحكم أكثر دقة في التوتر من فيلم LDPE أحادي الطبقة.

قد لا تتمتع ماكينة أكياس LDPE القياسية للفيلم أحادي الطبقة بالتحكم في التوتر أو دقة درجة الحرارة أو معالجة الفيلم المطلوبة للشرائح المعقدة. غالبًا ما تتمتع الآلات التي تصنع عبوات ناعمة مصفحة بأنظمة رقص أفضل، ومناطق إغلاق يتم التحكم فيها بواسطة PID-، وتسجيل أكثر صرامة للأفلام.

3. أفلام رفيعة جدًا (أقل من 15 ميكرون)

يتم تعبئة بعض الأطعمة في مادة LDPE رقيقة جدًا (12-18 ميكرون). وهذا سيوفر على تكاليف المواد. عند هذا السماكة، يكون من الصعب معالجة الفيلم. إذا تغير التوتر قليلاً، يمكن للفيلم أن يتمزق بسهولة. الالتصاق الثابت يسبب مشاكل في التتبع. نطاق الختم أيضًا أضيق من المعتاد.

لا تتمتع ماكينة أكياس LDPE الأساسية بالتحكم الدقيق في الشد (التوسيع الموجه بواسطة المؤازرة، والضبط النشط للفة الراقصة) ونظام مضاد للكهرباء الاستاتيكية، مما يؤدي إلى إهدار الكثير من الوقت على الأغشية الرقيقة جدًا. إنها مسألة مواصفات الآلة. الأمر لا يتعلق بالمادة نفسها. ولكن هذا يعني أن ماكينات أكياس LDPE ليست كلها مناسبة للتغليف الرقيق والناعم.

متغيرات المواد: LLDPE وmLLDPE في عبوات ناعمة

تجدر الإشارة إلى أن "التغليف الناعم" اليوم يستخدم عادةً LLDPE (البولي إيثيلين الخطي منخفض الكثافة-) والميتالوسين (mLLDPE)، بدلاً من LDPE العادي. توفر هذه المواد:

• قوة شد عالية واختراق بنفس السمك أو أقل (حتى تتمكن من استخدام مواد أقل)
• في درجات حرارة الختم المنخفضة، يكون الختم أقوى
• أداء أفضل-للبيع الساخن (مهم لسدادات التعبئة الرأسية)

يمكن لآلات تعبئة البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) -بشكل عام معالجة أفلام LLDPE. يتداخل نطاق درجة حرارة الختم. البولي إيثيلين منخفض الكثافة أكثر ليونة من HDPE. لكن LLDPE لديه معامل احتكاك عالي. يمكن أن يتسبب ذلك في حدوث مشكلات في تتبع الفيلم على الأجهزة التي لا تحتوي على قضبان إلكتروستاتيكية وأسطح سكك توجيه منخفضة الاحتكاك. عادةً ما يحتاج المشغلون الذين يتحولون من البولي إيثيلين منخفض الكثافة- إلى البولي إيثيلين منخفض الكثافة -على نفس الجهاز إلى تغيير إعدادات الشد، وأوقات الختم، والانتهاء من لفات الدليل.

يمكن التعامل مع التغييرات في هذه المادة باستخدام مجموعة جيدة من الآلات. لكنك تحتاج إلى معلمات مكتوبة وتدريب المشغلين.

مواصفات الماكينة الرئيسية لتطبيقات التغليف الناعم

بالنسبة لمهندسي التعبئة والتغليف لآلة LDPE المخصصة لخدمة التغليف الناعم، فإن المعلمات التالية غير قابلة للتحويل:

المعايير ذات الصلة للتغليف الناعم المنتج على آلات LDPE

تعتمد قواعد الجودة والمواد لإنتاج أكياس التغليف الناعمة LDPE على المعايير التالية:

• ISO 11607-1: قواعد مواد التعبئة والتغليف لتطهير الأجهزة الطبية (المتعلقة بأكياس LDPE الطبية)
• FDA 21 CFR §177.1520: قائمة بوليمرات الأوليفين - لدرجات التعرض الغذائي المعتمدة من البولي إيثيلين
• لائحة الاتحاد الأوروبي (EC) رقم. 10/2011: ينطبق البلاستيك المستخدم في لمس الطعام على عبوات المواد الغذائية من البولي إيثيلين المنخفض الكثافة (LDPE) في أوروبا
• ASTM D882: الاختبار القياسي لخصائص الشد للأغطية البلاستيكية الرقيقة - التحقق من مدى ملاءمة القوة في كل مرة يتم فيها استخدام الأكياس البلاستيكية
• ISO 15105-1: اختبار معدل نقل الغاز للأغشية والألواح البلاستيكية (فحص أداء الحاجز للتغليف الناعم)
• المصدر: لائحة الاتحاد الأوروبي (الاتحاد الأوروبي) رقم. 10/2011 -المواد البلاستيكية والأدوات المخصصة للتلامس مع الطعام، الجريدة الرسمية للاتحاد الأوروبي.

ملخص

تعتبر حقيبة LDPE جيدة حقًا للعديد من الأكياس الناعمة. مناسبة بشكل خاص للأكياس المسطحة، والأكياس السفلية، وأكياس الإنتاج، وأكياس الخبز، وأكياس الأكياس المبطنة، وأكياس البطانة المصنوعة من طبقة واحدة أو فيلم LDPE مبثوق بسيط -. إن وضوح LDPE ونطاق الغلق الواسع والتوافق مع ملامسة الطعام والملمس الناعم يجعله خيارًا طبيعيًا لهذه الأنواع من الأكياس. تم تصميم أنواع الآلات للاستفادة بشكل جيد من هذه الميزات.

لكن الحدود حقيقية. إن شرائح الحواجز المعقدة متعددة الطبقات، والأكياس الدائمة، والأغشية الرقيقة جدًا، والاستخدامات التي تتطلب تسجيلًا وثيقًا للطباعة، كلها تتطلب مواصفات أفضل للآلة. قد لا يتمكن صانع أكياس البولي إيثيلين الأساسي-منخفض الكثافة من تلبية هذه الاحتياجات بدون ترقية محددة. عند استخدام آلة LDPE، يجب أن تكون بنية الفيلم ونوع الكيس ونطاق السمك ومتطلبات الجودة مفهومة بوضوح. لا يجب أن تفترض فقط أن آلات LDPE تتعامل مع التغليف الناعم.

عند مطابقة قدرات الماكينة والعمل بشكل صحيح، تظل أكياس LDPE واحدة من أكثر الخيارات إنتاجية وفعالية من حيث التكلفة-في إنتاج العبوات الناعمة.

مراجع:

• Emblem, A. & Emblem, H. - تكنولوجيا التغليف: الأساسيات والمواد والعمليات، Woodhead Publishing (Elsevier)، 2012
• روبرتسون، جي إل – تغليف المواد الغذائية: المبادئ والممارسة، الطبعة الثالثة، مطبعة اتفاقية حقوق الطفل، 2012
• بريستون، جيه إتش – الأفلام البلاستيكية، الطبعة الثالثة، لونجمان العلمية والتقنية، 1989
• سوروكا، دبليو – أساسيات تكنولوجيا التعبئة والتغليف، الطبعة الرابعة، معهد محترفي التعبئة والتغليف (IoPP)، 2009
• جلانفيل، AB – كتاب بيانات مهندس البلاستيك، منشورات الهندسة الميكانيكية، 1993
• لائحة الاتحاد الأوروبي رقم. 10/2011 – المواد والأدوات البلاستيكية المخصصة للطعام، الجريدة الرسمية للاتحاد الأوروبي
• ASTM D882-18 – طريقة الاختبار القياسية لخصائص الشد للصفائح البلاستيكية الرقيقة، ASTM International