Tipi di film per imballaggi flessibili: una guida completa

Imballaggio flessibile Il film non è un unico materiale. Può essere un film polimerico singolo, un nastro rivestito o metallizzato, una coestrusione o un laminato in cui ogni strato svolge una funzione diversa. La scelta corretta dipende dal prodotto confezionato, dalla durata di conservazione richiesta, dal sistema di sigillatura, dalle attrezzature di conversione e riempimento, dai rischi di distribuzione, dall'aspetto, dal mercato di destinazione e dalla progettazione per il fine vita. Utilizzare i nomi delle famiglie di film per creare una lista ristretta, quindi verificare il grado esatto, la struttura, lo spessore, le condizioni di prova, i documenti di conformità e i risultati delle sperimentazioni prima dell'approvazione.

Cosa si intende per film per imballaggio flessibile?

Per il contesto normativo, consultare la FDA statunitense. della FDA statunitense sugli imballaggi alimentari prima di approvare un uso previsto a contatto con gli alimenti.

Un film per imballaggio flessibile è un nastro sottile e continuo che può essere trasformato in involucri, coperchi, bustine, sacchetti, pouch, etichette o uno strato all'interno di un'altra struttura flessibile. La parola film descrive la forma fisica; non identifica una singola composizione chimica o un livello di prestazione.

I nomi commerciali spesso combinano diversi assi di classificazione. PE, PP, PET, PA ed EVOH identificano le famiglie di polimeri. BOPP, BOPET, e BOPA identificano le forme di film orientato; CPP identifica il film colato. polypropylene. “Metallizzato” descrive uno strato metallico depositato, mentre “laminato” e “coestrusione” descrivono modalità di combinazione degli strati. Un acquirente pertanto necessita di più di un acronimo di materiale. Grado, orientamento, additivi, trattamento, rivestimento, ordine degli strati, spessore, adesivo, posizione di stampa e sigillante influenzano tutti la struttura finita.

Principali tipi di film per imballaggio flessibile

Il modo più utile per confrontare le famiglie di film è in base al ruolo che un grado specifico può svolgere in una struttura. Le descrizioni seguenti sono punti di partenza, non specifiche universali.

Polietilene (PE)

Il PE comprende diverse famiglie di resine e forme di film, tra cui LDPE, È molto robusto con una flessibilità significativamente migliorata rispetto all'LDPE. Offre una resistenza agli urti superiore e protezione contro strappi e perforazioni. È più durevole e fornisce migliori prestazioni protettive., HDPE, gradi a base metallocenica e miscele. Nell'imballaggio flessibile, uno strato in PE è spesso considerato quando flessibilità, tenacità e comportamento di termosaldatura sono importanti. Alcuni gradi di PE sono progettati per la colata o film soffiato, mentre altri sono destinati all'inizio della sigillatura, all'adesione a caldo, alla trasparenza, alla rigidità o alle prestazioni di perforazione.

Queste proprietà non sono intercambiabili tra i gradi di PE. Una resina sigillante che funziona bene a una data temperatura delle ganasce, pressione, tempo di permanenza, velocità di linea e livello di contaminazione può comportarsi diversamente su un'altra macchina o contro un'altra superficie di sigillatura. Richiedere la designazione esatta della resina o del film e validare l'intero finestra di sigillatura piuttosto che trattare “PE” come una specifica.

Polipropilene (PP)

I film in PP includono polipropilene colato e polipropilene orientato, tra le altre forme. L'orientamento modifica il comportamento meccanico, ottico, di ritiro e di lavorazione del film, quindi CPP e BOPP non devono essere trattati come sinonimi. Il BOPP viene comunemente valutato quando è necessario un nastro chiaro, rigido, stampabile o con funzione di gestione dell'umidità; il CPP può essere considerato quando è adatto uno strato sigillante o di trasformazione in PP non orientato.

Le proprietà effettive di barriera, resistenza al calore, sigillabilità, **coefficient of friction**, e lavorabilità dipendono dalla resina, dall'orientamento, dallo spessore, dal trattamento superficiale, dai rivestimenti e dalla struttura. Un film in PP rivestito o coestruso può comportarsi in modo molto diverso da un film omopolimero non rivestito. Confrontare i dati dei fornitori solo quando la costruzione del campione e le condizioni di prova sono equivalenti.

Poliestere (PET)

Imballaggio il film in PET è comunemente fornito come PET biassialmente orientato PET, spesso chiamato BOPET. Gradi specifici possono offrire stabilità dimensionale, resistenza meccanica, chiarezza ottica, trattamenti superficiali, rivestimenti, funzioni di termosaldatura o metallizzazione. Queste caratteristiche possono rendere il PET un candidato per un nastro di stampa o strutturale, ma il nome del polimero di base da solo non stabilisce le prestazioni di barriera o sigillatura.

Un nastro in PET semplice, un PET con rivestimento barriera e un PET metallizzato sono materiali diversi. Registrare il rivestimento o la metallizzazione esatti, il lato trattato, le interfacce di stampa e adesivo, lo spessore e l'esposizione termica prevista. Se un grado di PET non è di per sé un sigillante, la confezione necessiterà di uno strato o rivestimento sigillante compatibile.

Poliammide (PA o Nylon)

La PA è una famiglia di polimeri che include diverse chimiche del nylon e forme di film orientate o non orientate. I team di imballaggio valutano spesso la PA dove sono importanti la tenacità, la durata alla flessione o la resistenza alla perforazione e alla microforatura. La PA biassialmente orientata, o BOPA, è una forma commerciale, ma non è rappresentativa di ogni grado di PA.

L'umidità può influenzare il comportamento di alcune poliammidi, e diversi gradi variano in termini di barriera, rigidità, risposta alla termoformatura, resistenza al calore, e adesione. Definire lo stato di condizionamento e l'ambiente di prova quando si confrontano i risultati. In un laminato o coestrusione, confermare anche gli strati leganti o gli adesivi e come lo strato di PA interagisce con il prodotto, il processo e le condizioni di distribuzione.

Strati barriera, Rivestimenti e Foglio di Alluminio

Alcune strutture aggiungono uno strato barriera funzionale anziché fare affidamento sul film strutturale o sigillante principale. L'EVOH è un esempio di polimero barriera all'ossigeno utilizzato in costruzioni multistrato. Le sue prestazioni sono sensibili alla composizione e alle condizioni ambientali, inclusa l'umidità, quindi gli strati circostanti e le condizioni di prova sono importanti. I rivestimenti barriera e il metallo depositato possono anche modificare le prestazioni relative a ossigeno, umidità, luce, aroma o superficie, ma la chimica del rivestimento, il peso del rivestimento, la continuità, la flessione e la cronologia di trasformazione devono essere noti.

Il foglio di alluminio è utilizzato quando è richiesta una forte barriera a luce, ossigeno e barriera all'umidità ma l'imballaggio convertito necessita comunque di spessore appropriato, controllo delle screpolature da flessione, controllo dei fori di spillo, qualità di laminazione e integrità della sigillatura. Il film polimerico metallizzato non è la stessa cosa dell'alluminio. La sua barriera dipende dallo strato metallico, dal substrato, dai difetti, dalla manipolazione e dalla struttura finale.

Film Monostrato vs. Strutture Multistrato

Un film monostrato può essere appropriato quando un unico materiale soddisfa i requisiti meccanici, ottici, di barriera, sigillatura, lavorazione e normativi. Semplifica la distinta base e può semplificare la valutazione del fine vita, ma né “monostrato” né “monomateriale” dimostrano che la confezione finita sia compatibile con un particolare flusso di riciclo.

Le strutture multistrato combinano funzioni. Uno strato può portare la stampa e fornire rigidità, un altro può fornire barriera all'ossigeno o alla luce, e uno strato interno può creare la superficie di contatto con il prodotto e di termosaldatura. Gli strati possono essere combinati mediante coestrusione, laminazione adesiva, laminazione per estrusione, rivestimento o metallizzazione. Il vantaggio è la personalizzazione funzionale.

Importante: Una scheda tecnica di un singolo strato non stabilisce le prestazioni di un imballaggio stampato, laminato, convertito, riempito e sigillato. Convalidare la costruzione finale e l'imballaggio in condizioni rappresentative.

Come le proprietà del film influenzano le prestazioni dell'imballaggio

Le parole che descrivono le proprietà diventano specifiche utili solo quando sono collegate a un campione, un metodo, un'unità, una direzione e un ambiente. “Resistente”, “trasparente”, “alta barriera,” e “facile sigillatura” non sono requisiti comparabili di per sé.

Requisiti di barriera e durata di conservazione

Iniziare con i meccanismi di deterioramento del prodotto. La sensibilità all'ossigeno, il guadagno o la perdita di umidità, il trasferimento di aromi, l'esposizione alla luce, grassi, sostanze chimiche e rischi microbici sono problemi diversi. Un film che controlla uno potrebbe non controllarne un altro. La durata di conservazione dipende anche dal formato dell'imballaggio, dall'area di sigillatura, dallo spazio di testa, dal processo di riempimento, dalla temperatura di stoccaggio, dal tempo di distribuzione e dal prodotto stesso.

Per il tasso di trasmissione dell'ossigeno e il tasso di trasmissione del vapore acqueo, definire il metodo di prova, la temperatura, l'umidità relativa, lo spessore del campione, il lato di prova, le condizioni del gas o del vapore e le unità di misura. Distinguere la permeabilità tipica di una resina dalla trasmissione misurata di una coestrusione o laminato finito. Se l'imballaggio sarà flesso, piegato, pastorizzato, trattato in autoclave, congelato o conservato a umidità variabile, testare lo stato condizionato e post-processo pertinente.

Sigillatura e integrità dell'imballaggio

Le prestazioni di sigillatura sono una proprietà di sistema. Lo strato sigillante, la superficie opposta, la contaminazione, il design delle ganasce, la temperatura, la pressione, il tempo di permanenza, il raffreddamento, la velocità di linea, e la geometria dell'imballaggio contribuiscono tutti. Un risultato di resistenza della sigillatura deve identificare la larghezza del campione, la configurazione di pelatura, la velocità di prova, il condizionamento, la modalità di rottura e le unità di misura. Non deve essere presentato come un valore universale svincolato dal metodo.

La resistenza della sigillatura non è inoltre la stessa cosa dell'integrità complessiva dell'imballaggio. Le prove di perdita, scoppio, scorrimento, penetrazione di colorante, decadimento del vuoto o distribuzione rispondono a domande diverse. Selezionare i metodi che corrispondono all'imballaggio e al rischio di guasto, quindi definire del riciclatore o del programma prima della prova. Per gli imballaggi a facile apertura, sia il limite inferiore di integrità sia l'obiettivo superiore di forza di apertura possono essere rilevanti.

Requisiti meccanici e ottici

I requisiti meccanici possono includere tensile strength e allungamento nelle direzioni macchina e trasversale, modulo, lacerazione, perforazione, resistenza alla caduta del dardo, durabilità alla flessione, bloccaggio, scivolosità e stabilità dimensionale. Il metodo, la geometria del campione, la direzione, lo spessore, il condizionamento e la velocità di prova influenzano i risultati. Non confrontare dati MD con dati TD o valori generati con metodi diversi come se fossero equivalenti.

I requisiti ottici e superficiali possono includere opacità, trasmittanza, lucentezza, colore, aspetto di stampa, energia superficiale, coefficiente di attrito e resistenza all'abrasione. Queste proprietà possono cambiare dopo trattamento, stampa, rivestimento, laminazione, polimerizzazione e invecchiamento. Le prove su macchina dovrebbero valutare l'avanzamento del nastro, la tensione, l'elettricità statica, la registrazione, la formatura, il taglio, la sigillatura e la movimentazione dell'imballaggio, non solo i dati di laboratorio del rotolo.

Come scegliere un film per imballaggio flessibile

1. Definire il prodotto confezionato e i rischi di guasto. Registrare composizione, sensibilità a ossigeno, umidità, luce, aromi o sostanze chimiche, bordi taglienti, temperatura di riempimento e interazione prevista con l'imballaggio.
2. Definire l'imballaggio e le condizioni di distribuzione. Specificare formato, dimensioni, peso di riempimento, spazio di testa, temperatura e umidità di stoccaggio, durata della distribuzione, cadute, vibrazioni, compressione, flessione, congelamento, riscaldamento, pastorizzazione o esposizione in autoclave, ove applicabile.
3. Tradurre i rischi in requisiti funzionali. Identificare il comportamento di sigillatura richiesto, barriera, tenacità, rigidità, ottica, superficie di stampa, comportamento di apertura e movimentazione. Utilizzare criteri misurabili e metodi concordati laddove siano disponibili evidenze.
4. Mappare le funzioni agli strati. Decidere quale nastro fornisce il controllo strutturale e di stampa, quale strato fornisce la barriera e quale strato contatta il prodotto e sigilla. Evitare di scegliere l'intero imballaggio da un singolo acronimo di materiale.
5. Verificare la compatibilità con la conversione e il riempimento. Registrare stampa, rivestimento, adesivo, polimerizzazione, taglio in strisce, formatura, tipo di ganascia, intervallo di temperatura, tempo di permanenza, velocità di linea, tensione del nastro, esigenze di COF e sistemi di rilevamento.
6. Revisionare i requisiti di conformità e fine vita. Collegare le dichiarazioni di contatto alimentare, migrazione, contenuto riciclato, riciclabilità, compostabilità o altre al mercato di destinazione, alla struttura finale, all'uso previsto e ai documenti di supporto.
7. Eseguire campioni controllati e prove sull'imballaggio. Approvare la struttura esatta solo dopo aver confrontato le evidenze del fornitore, i test sul film in entrata, le prestazioni della macchina, i test sull'imballaggio sigillato e la validazione rappresentativa della durata di conservazione o della distribuzione.

Cosa inserire in un RFQ o in una prova campione

Un RFQ tecnicamente completo consente ai fornitori di proporre strutture comparabili e di dichiarare cosa coprono effettivamente le loro evidenze. Includere:

• prodotto confezionato, ingredienti o problemi di contatto chimico, stato di riempimento, temperatura di riempimento e durata di conservazione target;
• formato dell'imballaggio, dimensioni nominali, peso di riempimento, caratteristica di apertura, geometria di sigillatura ed eventuali valvole, cerniere, beccucci, etichette o accessori;
• struttura target, se nota, inclusi ordine degli strati, spessore totale e degli strati, posizione della stampa, trattamento, rivestimento, metallizzazione, adesivo e sigillante.;
• apparecchiature di conversione e riempimento, larghezza del nastro, anima, limiti di diametro o peso del rotolo, direzione di svolgimento, velocità di linea, tensione, tipo di ganascia, temperatura, pressione, tempo di sosta ed esigenze di registrazione;
• prove meccaniche, ottiche, di barriera, di tenuta e di integrità dell'imballaggio richieste, con metodi, condizioni, unità, direzioni, campionamento e criteri di accettazione;
• condizioni di stoccaggio e distribuzione, inclusi temperatura, umidità, flessione, compressione, vibrazione, caduta, congelamento, riempimento a caldo, pastorizzazione o esposizione in autoclave, se applicabili;
• paese o regione di destinazione, uso a contatto con alimenti o altro uso regolamentato, tempo e temperatura di contatto, dichiarazioni richieste, rapporti di migrazione, rapporti di prova o certificati;
• obiettivo di fine vita e specifico sistema di riciclo o compostaggio, linea guida, protocollo e caratteristiche complete dell'imballaggio da valutare;
• quantità del campione, piano di prova, aspettative di controllo delle modifiche, tracciabilità, responsabilità dell'approvazione e le prove esatte che il fornitore deve restituire.

Se un valore target non è ancora noto, etichettarlo come elemento di sviluppo anziché inventare una tolleranza. Mantenere campioni approvati, specifiche, metodi di prova e registri delle modifiche legati al grado e alla struttura esatti.

Verifiche di Conformità e Sostenibilità

L'idoneità al contatto alimentare non è stabilita da un nome di polimero, un logo o l'espressione "food grade". La catena di evidenza deve collegare la formulazione esatta e la struttura finita.

La riciclabilità è anch'essa specifica del design e del sistema. Il polimero di base, la densità, il colore, la stampa, i rivestimenti, gli adesivi, gli strati barriera, la metallizzazione, le etichette, le cerniere, i beccucci e i residui di prodotto possono influenzare la compatibilità con la raccolta, la cernita e il ritrattamento. Una valutazione di design-for-recycling non dimostra automaticamente che l'imballaggio venga raccolto e riciclato in ogni località.

• Problema: un'affermazione generica come “riciclabile” o “conforme UE” è attribuita a un film non specificato.
• Causa: l'evidenza per una resina, uno strato, un campione o un mercato viene generalizzata all'intero imballaggio.
• Conseguenza: l'affermazione potrebbe non corrispondere alla costruzione finale, alle condizioni d'uso, alle infrastrutture locali o alle norme vigenti.
• Controllo: identificare la struttura e il mercato esatti, applicare la norma o il protocollo ufficiale corrente, ottenere documenti specifici del prodotto e conservare la valutazione insieme alla specifica approvata.

Importante: Il contenuto biobased, la biodegradabilità, la compostabilità industriale, la compostabilità domestica, contenuto riciclato, e la riciclabilità sono dichiarazioni diverse. Ciascuna richiede la propria definizione, prova o evidenza di catena di custodia, ambito di mercato e condizioni di smaltimento.

Concetto Chiave: Selezionare la Struttura, Poi Verificarla

PE, PP, PET, PA, EVOH, rivestimenti, film metallizzati, e foglio di alluminio sono elementi costitutivi, non soluzioni complete. Definire prima i requisiti del prodotto, dell'imballaggio, del processo, della distribuzione, del mercato e del fine vita. Quindi assegnare ciascuna funzione richiesta a un grado e a uno strato, documentare la costruzione esatta e testarla in condizioni rappresentative. L'approvazione finale deve essere legata ai documenti del fornitore, ai campioni controllati, alle prove su macchina, ai risultati di integrità dell'imballaggio e a qualsiasi valutazione richiesta di shelf-life, migrazione o riciclabilità. Quando una condizione cambia, rivalutare le evidenze invece di presumere che il risultato precedente sia ancora valido.

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