Przy prognozowanym wzroście CAGR na poziomie 4,5% na światowym rynku elastycznych opakowań z tworzyw sztucznych do 2025 r., rynki końcowe, takie jak żywność, napoje, kosmetyki i farmaceutyka (między innymi) spodziewają się wzrostu popytu ze względu na trendy konsumenckie i detaliczne. Czytaj dalej, aby poznać kluczowe kwestie podczas projektowania opakowań elastycznych i co należy wziąć pod uwagę, gdy istnieją struktury wielowarstwowe i zrównoważony rozwój.
Definiowanie opakowania elastycznego za pomocą struktur wielowarstwowych
Elastyczne opakowanie jest dokładnie takie, jak brzmi; opakowanie jest elastyczne dla użytkownika końcowego, umożliwiając im gięcie, składanie i kształtowanie opakowania bez uszczerbku lub łamania opakowania.
Struktury wielowarstwowe wymagają więcej niż jednej warstwy materiału lub podłoża, aby osiągnąć pożądane właściwości i są opracowywane na dwa sposoby:
- Mono-materiał. 3 warstwy pochodzące z tej samej macierzy rodziny. Nie potrzebują kleju do ich wiązania i mogą być poddane recyklingowi, ponieważ są wykonane z tych samych tworzyw sztucznych.
- Wielomateriałowe struktury wielowarstwowe mają 3 lub więcej warstw (3, 5, 7, 9, 11), które pochodzą z różnych polaryzacji lub mieszanki różnych podłoży. Potrzebują kleju do wiązania, który jest określony metodą przetwarzania, ale może to być na przykład warstwa wiążąca, klej do laminowania, powłoka uszczelniająca termiczna. Recykling struktur wielomateriałowych jest nieco trudniejszy, ponieważ wiele polimerów jest połączonych w tę samą strukturę.
Projektowanie struktur wielowarstwowych
Projektując konstrukcje wielowarstwowe do opakowań elastycznych, cały proces należy wziąć pod uwagę od samego początku, aby zapewnić właściwą równowagę właściwości opakowań oraz odpowiednie metody przetwarzania i testowania. Przejdźmy przez każdy krok, aby odkryć kluczowe elementy na każdym etapie dzięki elastycznym opakowaniom i strukturom wielowarstwowym.
Maszyny i metoda przetwarzania
Metoda przetwarzania opakowań elastycznych jest określana przez maszyny dostępne do produkcji produktów. Mając na uwadze maszyny, następnym krokiem jest rozważenie metody przetwarzania. Aby to zrobić, ważne jest, aby spojrzeć na produkt końcowy i pomyśleć o właściwościach opakowania i o tym, jak przetwarzanie wpłynie na produkt podczas produkcji.
W przypadku opakowań elastycznych stosuje się pięć podstawowych procesów: wytłaczanie, współwytłaczanie, laminowanie, powlekanie wytłaczanie i laminowanie wytłaczane. Często metody te są łączone w różnych etapach, aby zaspokoić unikalne potrzeby projektu. Kliknij tutaj , aby zapoznać się z tabelą, aby zrozumieć każdą metodę przetwarzania, początkową formę, struktury i potrzebne kleje.
Wymagane właściwości opakowania
W przypadku struktur wielowarstwowych każda warstwa ma swoją własną funkcję. Przy określaniu wymaganych właściwości opakowań dla opakowań elastycznych należy wziąć pod uwagę każdy wymóg techniczny na każdej warstwie: warstwie zewnętrznej, funkcjonalnej i uszczelniającej.
Omówmy kluczowe pytania, które należy rozważyć przy każdej warstwie:
Warstwa zewnętrzna
Warstwa zewnętrzna zapewnia drukowność i stabilność mechaniczną konstrukcji. Podczas definiowania zewnętrznych warstw ważne jest, aby odpowiedzieć:
(1) Czy musi być odporny na określoną temperaturę?
W przypadku elastycznego opakowania ważne jest, aby zastanowić się, jaką temperaturę mogą wytrzymać konstrukcje wielowarstwowe, aby uniknąć deformacji i utraty kształtu. Jeśli na przykład trafi do piekarnika, musisz upewnić się, że użyte materiały nie zmieszają ani nie stopią polimerów. Jeśli trzeba wziąć pod uwagę wysokie temperatury, potrzebna jest wysoka Tg (temperatura przejścia szkła) na zewnętrznych warstwach odpornych na warunki zewnętrzne.
(2) Czy ma zostać wydrukowany?
Jeśli struktura zostanie wydrukowana w celu wyświetlenia tego, co widzą konsumenci w sklepach, można rozważyć użycie podkładu lub dodanie dodatkowej warstwy zewnętrznej w celu ochrony atramentów.
Warstwy funkcjonalne
Warstwy funkcjonalne to te umieszczone w środku konstrukcji. Mogą nadawać właściwości barierowe wielu różnym rzeczom: tlenowi, wilgoci lub światłu. W razie potrzeby mogą również wzmocnić właściwości mechaniczne. Planując warstwy funkcjonalne, weź pod uwagę:
(1) Czy wymagana jest bariera tlenowa?
Bariery tlenowe są wysoko stosowanymi właściwościami dla wewnętrznych warstw struktur wielowarstwowych, zwłaszcza w przemyśle spożywczym. Ta warstwa barierowa zapobiega przedostawaniu się tlenu i utlenianiu żywności, dzięki czemu będzie trwać dłużej na półkach i w domach.
(2) Jakich właściwości mechanicznych potrzebuje?
Ważne jest, aby wziąć pod uwagę, jakie właściwości mechaniczne są potrzebne, aby wytrzymać zarysowania, wytrzymać rozciąganie, odporność na przebicie itp.
Warstwy uszczelniające
Folia uszczelniająca jest zwykle folią, która zakrywa, chroni i uszczelnia inną część. Obowiązkiem jest nadanie opakowaniu właściwości wielokrotnego zamykania i/lub ponownego zamknięcia. Planując warstwę uszczelniającą, weź pod uwagę:
(1) Czy będzie wymagał parametru uszczelnienia?
W przeciwieństwie do odporności na temperaturę, gdzie wysoka Tg (temperatura przejścia szkła) jest idealna, przy uszczelnieniu im niższe Tg, tym mniej energii potrzeba do uszczelnienia i tym więcej zaoszczędzonych pieniędzy. Powraca to ponownie do aktu równoważenia polegającego na znalezieniu właściwego Tg w celu zwiększenia wydajności maszyny, ale takiego, który nadal może wytrzymać wymaganą temperaturę.
We wszystkich warstwach
Na każdej warstwie twoich struktur wielowarstwowych musisz wziąć pod uwagę:
(1) Czy będzie przezroczysty?
W przypadku dodawania wielu materiałów, które nie są naturalnie kompatybilne, może to mieć wpływ na przezroczystość. Każda warstwa musi zachować swoją przezroczystość, na przykład jeśli ta struktura musi przejść przez fazę termoformowania.
(2) Jakie są końcowe polimery do wiązania?
Po zdefiniowaniu polimerów, które będą potrzebne w każdej warstwie, następnym krokiem jest znalezienie odpowiedniego kleju. Wybór kleju jest kluczem do uzyskania dobrej wydajności i uniknięcia problemów z rozwarstwianiem struktury.
Aby dokonać właściwego wyboru, należy wziąć pod uwagę czynniki takie jak podłoża i polimery, metody przetwarzania i sprzęt dozujący.
Czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej o badaniach, przepisach, zachowaniu konsumentów i opakowaniach elastycznych, strukturach wielowarstwowych i zrównoważonym rozwoju.
Chcesz przeczytać cały artykuł?
Pełny dostęp znaczy: