Aby przedłużyć okres przydatności do spożycia substancji takich jak żywność i leki, wielemateriały opakowanioweDo pakowania żywności i leków obecnie stosuje się wielowarstwowe folie kompozytowe. Obecnie dostępne są dwie, trzy, pięć, siedem, dziewięć, a nawet jedenaście warstw kompozytowych materiałów opakowaniowych. Wielowarstwowa folia opakowaniowa to cienka folia formowana poprzez jednoczesne wytłaczanie wielu tworzyw sztucznych do wielu kanałów z jednego otworu formy, co pozwala wykorzystać zalety różnych materiałów.
Wielowarstwowyrolka folii opakowaniowejSkładają się głównie z kombinacji poliolefin. Obecnie powszechnie stosowane struktury obejmują: polietylen/polietylen, kopolimer polietylenu i octanu winylu/polipropylen, LDPE/warstwa kleju/EVOH/warstwa kleju/LDPE, LDPE/warstwa kleju/EVH/EVOH/EVOH/warstwa kleju/LDPE. Grubość każdej warstwy można regulować za pomocą technologii wytłaczania. Poprzez regulację grubości warstwy barierowej i zastosowanie różnorodnych materiałów barierowych, można projektować elastyczne folie o różnych właściwościach barierowych. Materiały warstw zgrzewanych na gorąco można również elastycznie wymieniać i dostosowywać do potrzeb różnych opakowań. Ten wielowarstwowy i wielofunkcyjny kompozyt opakowaniowy stanowi główny kierunek rozwoju materiałów foliowych do opakowań w przyszłości.
Struktura folii kompozytowej do opakowań wielowarstwowych
Wielowarstwową folię kompozytową do pakowania, niezależnie od liczby warstw, dzieli się na warstwę bazową, warstwę funkcjonalną i warstwę klejącą, w zależności od funkcji każdej warstwy folii.
Poziom podstawowy
Zasadniczo, warstwy wewnętrzne i zewnętrzne folii kompozytowych powinny charakteryzować się dobrymi właściwościami fizycznymi i mechanicznymi, wysoką wydajnością obróbki formującej oraz dobrą zgrzewalnością. Muszą również charakteryzować się dobrą zgrzewalnością i spawalnością, co jest stosunkowo niedrogie, zapewnia dobre podparcie i retencję warstwy funkcjonalnej oraz stanowi najwyższy odsetek folii kompozytowej, decydując o jej ogólnej sztywności. Materiałami bazowymi są głównie PE, PP, EVA, PET i PS.
Warstwa funkcjonalna
Warstwa funkcjonalnafolia do pakowania żywnościjest najczęściej warstwą barierową, zwykle znajdującą się pośrodku wielowarstwowej folii kompozytowej, wykonanej głównie z żywic barierowych, takich jak EVOH, PVDC, PVA, PA, PET itp. Spośród nich najczęściej stosowanymi materiałami o wysokiej barierowości są EVOH i PVDC, a popularne PA i PET mają podobne właściwości barierowe, należąc do materiałów o średniej barierowości.
EVOH (kopolimer etylenu i alkoholu winylowego)
Kopolimer etylenu i alkoholu winylowego to materiał polimerowy, który łączy w sobie przetwarzalność polimerów etylenu z właściwościami barierowymi dla gazów polimerów alkoholu etylenowego. Jest wysoce transparentny i charakteryzuje się dobrym połyskiem. EVOH charakteryzuje się doskonałymi właściwościami barierowymi dla gazów i olejów, doskonałą wytrzymałością mechaniczną, elastycznością, odpornością na zużycie, odpornością na niskie temperatury i wytrzymałością powierzchniową, a także doskonałymi właściwościami przetwórczymi. Właściwości barierowe EVOH zależą od zawartości etylenu. Wraz ze wzrostem zawartości etylenu właściwości barierowe dla gazów maleją, ale wzrasta odporność na wilgoć, a sam materiał jest łatwy w obróbce.
Do produktów pakowanych z użyciem materiałów EVOH zaliczają się przyprawy, produkty mleczne, produkty mięsne, produkty serowe itp.
PVDC (polichlorek winylidenu)
Polichlorek winylidenu (PVDC) to polimer chlorku winylidenu (1,1-dichloroetylenu). Temperatura rozkładu homopolimeru PVDC jest niższa niż jego temperatura topnienia, co utrudnia jego topienie. Dlatego też, jako materiał opakowaniowy, PVDC jest kopolimerem chlorku winylidenu i chlorku winylu, który charakteryzuje się dobrą szczelnością, odpornością na korozję, a także dobrymi właściwościami do nadruku i zgrzewania.
Początkowo był stosowany głównie do pakowania żywności wojskowej. W latach 50. XX wieku zaczęto go używać jako folii do konserwacji żywności, zwłaszcza w związku z szybkim rozwojem nowoczesnych technologii pakowania i tempem życia współczesnego człowieka. Szybkie zamrażanie i konserwowanie żywności, rewolucja w dziedzinie naczyń do gotowania w kuchence mikrofalowej oraz wydłużenie okresu przydatności żywności i leków sprawiły, że zastosowanie PVDC stało się bardziej popularne. PVDC można wytwarzać w ultracienkie folie, co pozwala na redukcję zużycia surowców i kosztów pakowania. Folia ta cieszy się popularnością do dziś.
Warstwa klejąca
Ze względu na słabe powinowactwo między niektórymi żywicami bazowymi a żywicami warstw funkcjonalnych, konieczne jest umieszczenie między nimi kilku warstw kleju, które będą działać jak klej i tworzyć zintegrowaną folię kompozytową. Warstwa kleju wykorzystuje żywicę klejową, do której powszechnie stosuje się poliolefiny szczepione bezwodnikiem maleinowym i kopolimerem etylenu i octanu winylu (EVA).
Poliolefiny szczepione bezwodnikiem maleinowym
Poliolefina szczepiona bezwodnikiem maleinowym jest wytwarzana poprzez szczepienie bezwodnika maleinowego na polietylenie metodą reaktywnego wytłaczania, wprowadzając polarne grupy boczne do łańcuchów niepolarnych. Jest to spoiwo łączące materiały polarne i niepolarne i jest powszechnie stosowane w foliach kompozytowych z poliolefin, takich jak polipropylen i nylon.
EVA (kopolimer etylenu i octanu winylu)
EVA wprowadza monomer octanu winylu do łańcucha cząsteczkowego, zmniejszając krystaliczność polietylenu i poprawiając rozpuszczalność oraz właściwości uszczelniające wypełniaczy. Różna zawartość etylenu i octanu winylu w materiałach przekłada się na różnorodne zastosowania:
① Głównymi produktami EVA o zawartości octanu etylenu poniżej 5% są kleje, folie, przewody i kable itp.;
② Głównymi produktami EVA o zawartości octanu winylu wynoszącej 5%–10% są folie elastyczne itp.;
③ Głównymi produktami EVA o zawartości octanu winylu wynoszącej 20%–28% są kleje topliwe i produkty powłokowe;
④ Głównymi produktami EVA o zawartości octanu winylu wynoszącej 5%–45% są folie (w tym folie rolnicze) i arkusze, produkty formowane wtryskowo, produkty piankowe itp.
Czas publikacji: 12 czerwca 2024 r.