Термоусадочная пленка POF: характеристики, сорта и руководство по упаковке

термоусадочная пленка ПОФ — полиолефиновая термоусадочная пленка — наиболее широко используемый гибкий упаковочный материал для упаковки товаров розничной торговли и электронной коммерции во всем мире. Он плотно сжимается вокруг продуктов при воздействии тепла, образуя прозрачное, защищенное от несанкционированного доступа уплотнение, которое защищает содержимое во время транспортировки и обеспечивает его чистоту на полках. Если вы выбираете термоусадочную пленку для упаковки продукта, POF является правильным выбором по умолчанию для подавляющего большинства продуктов питания, косметики, игрушек и потребительских товаров — она сочетает в себе прозрачность, прочность, соответствие FDA и совместимость с герметиками, чего нет в термоусадочной пленке из ПВХ и полиэтилена.

В этом руководстве подробно объясняется, что такое термоусадочная пленка POF, чем она отличается от альтернатив, какие характеристики следует оценивать и как подобрать правильный сорт пленки для вашей упаковочной линии и требований к продукции.

Что такое термоусадочная пленка POF и как она работает

POF означает полиолефин, который относится к семейству полимеров, включая полиэтилен (PE) и полипропилен (PP). Термоусадочная пленка POF — это многослойная соэкструдированная пленка — обычно от трех до пяти слоев — где каждый слой спроектирован так, чтобы придавать определенное свойство: герметичность, степень усадки, прозрачность или устойчивость к проколу. Наружные слои обычно изготавливаются из полипропилена для обеспечения жесткости и блеска; внутренние слои изготовлены на основе полиэтилена, что обеспечивает герметичность и гибкость.

Поведение усадки закладывается в пленку во время производства посредством процесса двухосной ориентации. Пленка растягивается одновременно как в машинном направлении (MD), так и в поперечном направлении (TD) при нагревании, а затем охлаждается под напряжением. Это растяжение создает молекулярное напряжение в полимерных цепях. Когда пленку позже повторно нагревают в термоусадочном туннеле, эти полимерные цепи расслабляются, и пленка сжимается — обычно 30–80% в обе стороны в зависимости от марки — плотно прилегают к поверхности изделия.

Коэффициент усадки и сила усадки — это два разных свойства. Коэффициент усадки показывает, насколько сжимается пленка. Усадочная сила описывает, насколько сильно он тянет при сжатии. Высокая сила усадки хрупких продуктов может вызвать деформацию, поэтому соответствие силы усадки жесткости продукта так же важно, как соответствие коэффициента усадки геометрии продукта.

Термоусадочная пленка POF, ПВХ и PE: ключевые различия

На рынке доминируют три материала термоусадочной пленки. Понимание их различий предотвращает неправильное применение и помогает оправдать ценовую надбавку POF по сравнению с альтернативами из ПВХ и ПЭ.

Низкая стоимость ПВХ сделала его доминирующей термоусадочной пленкой на протяжении десятилетий, но побочный продукт сгорания его HCl привел к ограничениям или запретам во многих странах и отраслях. Многие европейские ритейлеры теперь полностью запрещают упаковку из ПВХ. POF эффективно заменил ПВХ для упаковки продуктов, предназначенных для розничной торговли, на большинстве развитых рынков. , в то время как полиэтилен остается предпочтительным материалом для тяжелых упаковочных материалов, таких как групповые упаковки бутылок с водой, где прозрачность является второстепенной по сравнению с ценой и прочностью при нагрузке.

Характеристики термоусадочной пленки POF, которые действительно имеют значение

В технических характеристиках пленки содержится много цифр. Ниже приведены характеристики, которые напрямую влияют на результат упаковки и совместимость машины:

Калибр (толщина)

POF-пленку можно приобрести на От 12 микрон (0,48 мил) до 40 микрон (1,57 мил) , причем наиболее распространенным диапазоном для розничных потребительских товаров является 15–19 микрон. Более тонкие пленки снижают стоимость материала и быстрее сжимаются, но имеют меньшую устойчивость к проколу и прочность сварки. Для тяжелых продуктов или продуктов с острыми краями требуются более толстые пленки.

• 12–15 микрон: Светлая продукция, косметика, программные коробки, карты — высокоскоростные линии, экономичные приложения
• 15–19 микрон: Стандартные розничные товары, подносы для еды, книги, игрушки — широчайший спектр применения.
• 19–25 микрон: Более тяжелые или нестандартные изделия, скобяные изделия, промышленные товары с краями.
• 25–40 микрон: Упаковка в несколько упаковок, продукты, требующие значительной устойчивости к проколу.

Коэффициент усадки (MD и TD)

Коэффициент усадки измеряется отдельно в машинном направлении (MD, вдоль рулона пленки) и в поперечном направлении (TD, по ширине). Сбалансированная усадка, при которой соотношения MD и TD близки, обеспечивает отсутствие складок на прямоугольных изделиях. Несбалансированная усадка подходит для трубчатых или цилиндрических изделий, где наибольшая усадка необходима в одном направлении.

Стандартное предложение POF-пленок на развороте Усадка MD на 40–70% и усадка TD на 35–65%. при 130°С. Запросите у своего поставщика кривые усадки (% усадки в зависимости от температуры) — они показывают, насколько устойчива пленка к изменениям температуры в туннеле, что важно для обеспечения постоянства скорости линии.

Температура начала уплотнения

Это минимальная температура запаивающей планки, при которой пленка образует надежное запечатывание. Большинство пленок POF запечатываются при температуре 100–140°C на сварочной планке. Пленки с более низкой температурой начала запечатывания позволяют ускорить цикл машины, поскольку запечатывающей планке требуется меньше времени для закрытия и повторного открытия. Это имеет большое значение для высокоскоростных машин с L-образной или боковой сваркой, работающих со скоростью более 25 упаковок в минуту.

Коэффициент трения (COF)

COF определяет, насколько плавно пленка проходит через упаковочную машину и насколько легко упакованные продукты проходят через термоусадочный туннель. Низкий коэффициент трения (0,1–0,2) предпочтителен для высокоскоростных автоматизированных линий. Пленки с противозапотевающими или антистатическими добавками часто имеют измененные значения коэффициента трения — перед сменой марки пленки убедитесь в ее совместимости со спецификациями производителя вашей машины.

Форматы пленки POF: развертка, одинарная обмотка и трубка.

Термоусадочная пленка ПОФ поставляется в трех физических форматах. Требуемый формат полностью определяется типом вашей упаковочной машины — переключение типов машин для доступа к другому формату пленки редко бывает практичным.

Пленка с центральным фальцованием является доминирующим форматом для полуавтоматических и ручных операций с L-образной планкой, поскольку один рулон служит как верхней, так и нижней пленкой, что упрощает переналадку. Для полностью автоматизированных машин флоу-пак или бокового запечатывания, работающих со скоростью более 40 упаковок в минуту, стандартом является одинарная намотка пленки в отдельных верхних и нижних позициях размотки.

Специальные марки пленки POF для особых применений

Стандартная пленка POF оптимизирована для обеспечения прозрачности и усадки сухих товаров. Несколько специальных марок расширяют возможности POF для более требовательных применений:

Противотуманная пленка POF

Пленка против запотевания содержит поверхностные добавки, которые предотвращают образование капель конденсата на внутренней поверхности пленки при упаковке холодных или охлажденных продуктов. Без обработки против запотевания влага из охлажденных пищевых продуктов конденсируется на внутренней стороне пленки, затемняя продукт и создавая для потребителя впечатление испорченного. Защита от запотевания POF требуется для свежих продуктов, охлажденных готовых блюд и любых охлажденных продуктов, продаваемых в розничной упаковке. Сорта с защитой от запотевания обычно имеют надбавку к цене на 15–25% по сравнению со стандартным POF.

Перфорированная пленка ПОФ

Микроперфорированная пленка POF имеет точечную перфорацию, выполненную лазером или механическим способом, которая позволяет воздуху выходить из упаковки во время усадки. Без перфорации воздух, попавший внутрь запечатанной упаковки, создает давление, которое препятствует усадке и может привести к разрыву пленки или нарушению герметичности на продуктах неправильной или вогнутой формы. Перфорация также позволяет парам влаги выходить из свежих пищевых продуктов, продлевая срок их хранения за счет уменьшения накопления внутренней влаги.

Схема перфорации определяется размером отверстий (обычно диаметром 0,3–1,0 мм) и плотностью (отверстий на см²). Более грубая перфорация обеспечивает более быстрый выпуск воздуха для объемных продуктов; более мелкие перфорации обеспечивают лучший барьер, сохраняя при этом снижение давления.

Высокоусадочная пленка POF

Стандартный POF обеспечивает усадку 40–60 % при типичных температурах туннеля. Сорта с высокой усадкой достигают Усадка 70–80% и предназначены для продуктов с очень неправильной геометрией — подарочных наборов необычной формы, продуктов с глубокими углублениями или пакетов из нескольких предметов, где пленка должна плотно прилегать к сложному профилю поверхности. Сорта с высокой усадкой требуют точного контроля температуры в туннеле, поскольку перегрев приводит к чрезмерной усадке пленки, создавая точки напряжения в углах продукта.

POF-пленка для печати

Пленка POF с обработанной поверхностью допускает флексографическую, глубокую или цифровую печать для нанесения фирменного знака, штрих-кодов или информации о продукте непосредственно на термоусадочную пленку. Поверхность пленки должна быть обработана коронным разрядом для достижения динного уровня. 38–42 дин/см для адекватной адгезии чернил. Термоусадочная пленка с печатью устраняет необходимость в отдельной этикетке на многих продуктах и ​​широко используется для групповой упаковки и рекламной упаковки.

Настройка термоусадочного туннеля и его влияние на качество пленки

Термоусадочный туннель — нагретая камера, которая активирует усадку пленки — является второй половиной упаковочной системы POF. Даже самая лучшая пленка даст плохие результаты, если туннель неправильно сконфигурирован. Тремя контролируемыми переменными туннеля являются температура, скорость ленты (время выдержки) и характер воздушного потока.

• Слишком низкая температура: Пленка не дает полной усадки, оставляя «рыбий глаз» (неусадочные участки), неплотно прилегающую пленку или видимые морщины, особенно в углах прямоугольных изделий.
• Слишком высокая температура: Пленка дает чрезмерную усадку по краям до того, как тело успеет принять форму, создавая прожоги, следы от собачьих ушей в углах или белые следы от чрезмерного напряжения усадки.
• Время выдержки слишком мало (слишком высокая скорость ленты): Недостаточная теплопередача, особенно для толстых изделий с высокой термической массой, поглощающих тепло от пленки и туннельного воздуха.
• Неравномерный поток воздуха: Горячие или холодные точки по поперечному сечению туннеля приводят к неравномерной усадке — одна сторона упаковки сжимается больше, чем другая, что приводит к перекосу упаковки или неравномерному натяжению пленки по продукту.

Большинство пленок POF оптимально работают в термоусадочных туннелях с температурой 150–190°C и скоростью ленты 6–15 метров в минуту. , но правильная комбинация зависит от размера продукта, термической массы продукта и конкретного сорта пленки. При проверке новой пленки или нового размера продукта всегда запускайте тестовые пакеты при нескольких сочетаниях температуры и скорости, а не только при одной настройке.

Тип туннеля также имеет значение. Туннели горячего воздуха входят в стандартную комплектацию и совместимы со всеми марками POF. Кварцевые инфракрасные туннели нагревают пленку более непосредственно и хорошо подходят для термочувствительных продуктов, где температура воздуха в туннеле должна поддерживаться на более низком уровне — пленка избирательно поглощает лучистую энергию, не перегревая продукт внутри.

Распространенные дефекты термоусадочной пленки и способы их устранения

Большинство дефектов термоусадочной упаковки имеют идентифицируемые основные причины. Ниже описаны наиболее распространенные проблемы и действия по их устранению:

Безопасность пищевых продуктов и соответствие нормативным требованиям для пленки POF

Термоусадочная пленка POF, используемая при прямом или косвенном контакте с пищевыми продуктами, должна соответствовать правилам безопасности пищевых продуктов, которые определяют, какие добавки и базовые смолы разрешены в количествах, используемых в рецептуре пленки.

• Соединенные Штаты: FDA 21 CFR 177.1520 охватывает полиолефиновые полимеры, контактирующие с пищевыми продуктами. Соответствующие требованиям пленки POF будут указывать соответствие FDA в своих технических характеристиках.
• Европейский Союз: Регламент ЕС 10/2011 о пластиковых материалах и изделиях, контактирующих с пищевыми продуктами, регулирует продажу пленок из ПОФ в Европе. Поставщики должны предоставить Декларацию о соответствии (DoC) по запросу.
• Китай: GB 9685 и GB 4806.6 регулируют использование пластмасс, контактирующих с пищевыми продуктами. POF-пленка для китайского рынка должна иметь документацию, соответствующую требованиям GB.

Всегда запрашивайте у поставщика пленки декларацию о соответствии требованиям, касающимся контакта с пищевыми продуктами, прежде чем использовать любую марку POF для прямой упаковки пищевых продуктов. — базовая смола может соответствовать требованиям, но специальные пакеты добавок (антистатики, антизапотевающие вещества) не могут быть одобрены для всех типов пищевых продуктов или всех температур контакта. Это различие между соответствием базовой смолы и полным соответствием рецептуры часто упускается из виду.

Соображения устойчивого развития термоусадочной пленки POF

Устойчивость пластиковой упаковки находится под растущим давлением со стороны регулирующих органов и потребителей во всем мире. Термоусадочная пленка ПОФ имеет более благоприятный экологический профиль, чем ПВХ, но все же существуют практические варианты снижения ее воздействия на окружающую среду:

• Сокращение источника: Уменьшение толщины с 19 до 15 микрон, где позволяет хрупкость продукта, снижает расход материала примерно на 21% на упаковку. Это самое значимое отдельное изменение в большинстве операций.
• Пригодность к вторичной переработке: Пленка POF классифицируется как полиолефин (ПЭНП № 4 или ПЭВП № 2) и технически пригодна для вторичной переработки посредством гибких потоков сбора пленки там, где она существует. Однако загрязнение и сбор смешанных полимеров ограничивают практические показатели переработки в большинстве регионов.
• Переработанный контент POF: Пленки POF, переработанные после потребления (ПЦР), теперь доступны от нескольких производителей, обычно с содержанием переработанного материала на 30–50%, сохраняя при этом функциональные характеристики для непищевого применения.
• ПОФ на биологической основе: Биополиолефиновые пленки, полученные из этанола сахарного тростника, коммерчески доступны. Они химически идентичны ПОФ, полученному из ископаемого топлива, и полностью совместимы с существующим оборудованием, но требуют значительного повышения стоимости на 30–60% по сравнению со стандартной пленкой.
• Удаление фильма: Для некоторых категорий продуктов термоусадочную пленку POF можно заменить картонной лентой, термоусадочной бумагой (на основе растительных волокон) или полностью исключить внешнюю обертку. Наиболее эффективным сокращением является полное отсутствие пленки там, где это позволяют требования по защите продукта.

Регламент ЕС по упаковке и упаковочным отходам (PPWR), который, как ожидается, вступит в полную силу постепенно до 2030 года, будет устанавливать минимальные требования к перерабатываемому содержимому и стандарты пригодности к вторичной переработке для всех упаковочных материалов, включая термоусадочную пленку. Инженеры по упаковке, выбирающие сегодня пленки из ПОФ, должны оценивать выбор материалов с учетом целевого показателя содержания переработанных материалов PPWR в 30–35% для пластиковых пленок к 2030 году.

Как правильно выбрать пленку POF для вашего применения

Сведение выбора к практическому процессу принятия решения: ответьте на эти вопросы по порядку, и правильная оценка фильма станет ясна.

1. Продукт пищевой или непищевой? Для контакта с пищевыми продуктами требуется пленка, соответствующая требованиям FDA/EU 10/2011. Перед отбором проб запросите декларацию о соответствии.
2. Будет ли продукт храниться в холодильнике или храниться в холодном виде? Если да, укажите степень защиты от запотевания.
3. Какое изделие имеет самый большой вес и самую неправильную форму? Они определяют минимальную толщину и необходимость использования марки с высокой усадкой.
4. Какой у вас тип упаковочной машины? L-образный уплотнитель → пленка с разворотом. Машина с боковой или задней сваркой → однообмоточная. Это не подлежит обсуждению.
5. Какова ваша целевая пропускная способность в упаковках в минуту? При скорости более 40 ppm обычно требуется пленка с низким коэффициентом трения и толщиной не менее 15 микрон для надежного высокоскоростного запечатывания.
6. Есть ли на упаковке фирменный знак, напечатанный непосредственно на пленке? Если да, укажите сорт, пригодный для печати, обработанный коронным разрядом, и подтвердите уровень в динах на своем принтере.
7. Какие требования устойчивости применяются? Укажите требования к переработанному содержимому или варианту использования биологического сырья, если того требуют политика розничного продавца или предстоящие нормативные акты.

После того, как вы составили шорт-лист фильмов по этим критериям, всегда проводите производственные испытания, прежде чем принимать заказы на полный объем. Пробный запуск 2–3 рулонных образцов через вашу настоящую машину и термоусадочный туннель на вашем реальном продукте — единственный надежный способ убедиться, что лабораторные характеристики соответствуют производственной эффективности. Поведение пленки в реальных производственных условиях, включая изменения температуры окружающей среды, температуры продукта и скорости машины, может существенно отличаться от значений, указанных в технических характеристиках, измеренных в контролируемых лабораторных условиях.