ความสุญญากาศของบรรจุภัณฑ์เยื่อขึ้นรูปและประสิทธิภาพของสิ่งกีดขวาง: วิธีการทดสอบ เทคโนโลยี และการประยุกต์สำหรับบรรจุภัณฑ์ดัดแปลงบรรยากาศ

ความสามารถในการกันซึมและประสิทธิภาพของสิ่งกีดขวางถือเป็นคุณสมบัติที่เข้าใจผิดมากที่สุดประการหนึ่งของเยื่อขึ้นรูป หลายๆ คนสันนิษฐานว่าเนื่องจากเยื่อขึ้นรูปทำจากกระดาษ - วัสดุที่มีรูพรุนและระบายอากาศได้ - จึงไม่สามารถกันอากาศเข้าหรือให้ประสิทธิภาพของสิ่งกีดขวางที่สำคัญได้ ข้อสันนิษฐานนี้เป็นจริงสำหรับเยื่อขึ้นรูปที่ไม่เคลือบผิวแบบดั้งเดิม แต่ไม่สามารถใช้ได้กับเยื่อขึ้นรูปสมัยใหม่ที่มีการเคลือบกั้นขั้นสูง การเคลือบ และการปิดผนึกด้วยความร้อน-อีกต่อไป ในปัจจุบัน เยื่อขึ้นรูปที่เคลือบและเคลือบลามิเนตสามารถบรรลุประสิทธิภาพในการกั้นซึ่งเทียบได้กับวัสดุบรรจุภัณฑ์พลาสติกหลายชนิด - ทำให้สามารถนำไปใช้งานต่างๆ เช่น บรรจุภัณฑ์ที่มีบรรยากาศดัดแปลง (MAP) สำหรับอาหารสด บรรจุภัณฑ์อาหารแห้ง-ชั้นวาง-ที่มีอายุการใช้งานยาวนาน และ-บรรจุภัณฑ์ทางอุตสาหกรรมที่ไวต่อความชื้น อย่างไรก็ตาม การบรรลุประสิทธิภาพการกันลมและประสิทธิภาพการกั้นที่เชื่อถือได้ด้วยเยื่อขึ้นรูปนั้นจำเป็นต้องเลือกวัสดุ เทคโนโลยีการเคลือบ การออกแบบซีล และการควบคุมคุณภาพอย่างระมัดระวัง - และสิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจทั้งความสามารถและข้อจำกัด ในบทความนี้ เรามีคำแนะนำทางเทคนิคที่ครอบคลุมเกี่ยวกับประสิทธิภาพการกันซึมของบรรจุภัณฑ์เยื่อขึ้นรูปและประสิทธิภาพของสิ่งกีดขวาง: เหตุใดการกันลมจึงมีความสำคัญ ศาสตร์ของการส่งก๊าซและไอผ่านเซลลูโลส วิธีการทดสอบสิ่งกีดขวาง (OTR, WVTR, Cobb, การทดสอบชุดอุปกรณ์, การทดสอบการรั่วไหล), เทคโนโลยีการกั้น (สารเติมแต่งภายใน, การเคลือบภายนอก, การเคลือบ, การปิดผนึกด้วยความร้อน), การใช้งานบรรจุภัณฑ์ดัดแปลงบรรยากาศ (MAP), หลักการออกแบบซีล และโปรโตคอลการควบคุมคุณภาพ เรารวมค่าอุปสรรคทั่วไปสำหรับเยื่อกระดาษขึ้นรูปที่ไม่เคลือบผิว เคลือบ และเคลือบลามิเนต - เพื่อให้คุณเข้าใจได้ว่าอะไรทำได้และอะไรไม่ได้ ไม่ว่าคุณจะเป็นวิศวกรบรรจุภัณฑ์อาหารที่ประเมินเยื่อขึ้นรูปสำหรับ MAP ผู้จัดการผลิตภัณฑ์ที่กำลังมองหาบรรจุภัณฑ์ที่มีแผงกั้นที่ยั่งยืน หรือผู้จัดการด้านคุณภาพที่กำหนดเกณฑ์การยอมรับแผงกั้น คู่มือนี้ควรให้ความรู้ทางเทคนิคแก่คุณเพื่อการตัดสินใจอย่างมีข้อมูล

เหตุใดการกันอากาศเข้าและประสิทธิภาพของแผงกั้นจึงมีความสำคัญ

ก่อนที่จะเจาะลึกรายละเอียดทางเทคนิค มาทำความเข้าใจว่าทำไมการกันอากาศและประสิทธิภาพของอุปสรรคจึงมีความสำคัญ - และจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อบรรจุภัณฑ์ขาดคุณสมบัติของอุปสรรคที่เพียงพอ

การเก็บรักษาอาหาร

สำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร ประสิทธิภาพของอุปสรรคส่งผลโดยตรงต่ออายุการเก็บรักษา ความปลอดภัยของอาหาร และคุณภาพ กลไกการย่อยสลายหลักที่บรรจุภัณฑ์กั้นป้องกันคือ:

- ออกซิเดชัน:ออกซิเจนทำปฏิกิริยากับไขมัน น้ำมัน วิตามิน และเม็ดสีในอาหาร - ทำให้เกิดกลิ่นหืน รสจืด- สีซีดจาง และสูญเสียสารอาหาร บรรจุภัณฑ์กั้นออกซิเจน (OTR ต่ำ) ป้องกันหรือชะลอการเกิดออกซิเดชัน ยืดอายุการเก็บรักษาสำหรับอาหารที่มีไขมัน (ถั่ว ของขบเคี้ยว เนื้อสัตว์ นม) วิตามิน-อาหารที่ไวต่อแสง และ-อาหารที่ไวต่อสี
- การเพิ่ม/ลดความชื้น:การส่งผ่านไอน้ำทำให้อาหารแห้งดูดซับความชื้น (เหม็นอับ เปียก หรือเกิดเชื้อราได้ง่าย) และอาหารชื้นสูญเสียความชื้น (แห้ง เหนียว หรือเหี่ยวเฉา) บรรจุภัณฑ์กั้นไอน้ำ (WVTR ต่ำ) ช่วยรักษาปริมาณความชื้นที่เหมาะสมของอาหาร โดยรักษาเนื้อสัมผัสและคุณภาพ
- การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์:ออกซิเจนและความชื้นทำให้เกิดสภาวะการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและเชื้อรา บรรจุภัณฑ์ดัดแปลงบรรยากาศ (MAP) - ซึ่งแทนที่อากาศภายในบรรจุภัณฑ์ด้วยส่วนผสมของก๊าซควบคุม (เช่น ไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์) - ต้องใช้บรรจุภัณฑ์สุญญากาศเพื่อรักษาบรรยากาศที่ดัดแปลง หากไม่มีสุญญากาศ บรรยากาศที่ดัดแปลงจะรั่วไหลออกมา และออกซิเจน/ความชื้นจากสภาพแวดล้อมจะรั่วไหลใน - ซึ่งทำลายวัตถุประสงค์ของ MAP
- การสูญเสียกลิ่น / การถลกหนังรส:สารประกอบอะโรมาระเหยสามารถหลุดออกมาทางบรรจุภัณฑ์ที่ซึมเข้าไปได้ (การสูญเสียกลิ่น) หรือวัสดุบรรจุภัณฑ์สามารถดูดซับสารประกอบที่มีรสชาติจากอาหารได้ (การร่อนกลิ่น) บรรจุภัณฑ์กั้นช่วยรักษากลิ่นและป้องกันการถลกหนังของรสชาติ - แม้ว่าสิ่งนี้จะเกี่ยวข้องกับพลาสติกมากกว่ากระดาษก็ตาม (กระดาษสามารถดูดซับรสชาติได้ แต่การเคลือบสามารถบรรเทาปัญหานี้ได้)
- การปนเปื้อน:บรรจุภัณฑ์สุญญากาศช่วยป้องกันสิ่งปนเปื้อนภายนอก (ฝุ่น แมลง จุลินทรีย์ สารเคมี) ไม่ให้เข้าไปในบรรจุภัณฑ์ - เพื่อปกป้องความปลอดภัยและคุณภาพของอาหาร

ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมและอิเล็กทรอนิกส์

สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ไม่ใช่อาหาร- ประสิทธิภาพของอุปสรรคก็มีความสำคัญเช่นกัน:

- การกัดกร่อน:ผลิตภัณฑ์โลหะ (ส่วนประกอบ เครื่องมือ เครื่องจักร) สึกกร่อนเมื่อสัมผัสกับความชื้นและออกซิเจน บรรจุภัณฑ์ป้องกันความชื้น (พร้อมสารดูดความชื้น) ช่วยป้องกันการกัดกร่อนระหว่างการจัดเก็บและการขนส่ง - โดยเฉพาะสำหรับการเดินทางในมหาสมุทร (ความชื้นสูง อุณหภูมิที่ผันผวน)
- ESD (การปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต):ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์มีความไวต่อไฟฟ้าสถิต แม้ว่าการป้องกัน ESD จะเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าเป็นหลัก (ไม่ใช่การกันอากาศเข้า) แต่บรรจุภัณฑ์ป้องกันความชื้นมักจะรวมกับบรรจุภัณฑ์ที่ปลอดภัย ESD- สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อน
- อุปกรณ์ที่ไวต่อความชื้น (MSD):ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์บางอย่าง (เช่น IC, LED, เซ็นเซอร์) จัดอยู่ในประเภทอุปกรณ์ไวต่อความชื้น (MSD) ตาม IPC/JEDEC J-STD-033 - จะต้องเก็บไว้ในถุงกันความชื้น (พร้อมการ์ดแสดงสารดูดความชื้นและความชื้น) เพื่อป้องกันการดูดซึมความชื้นที่อาจทำให้เกิด "ป๊อปคอร์น" (แตกร้าว) ในระหว่างการบัดกรีแบบรีโฟลว์
- เคมีภัณฑ์และยา:สารเคมีและยาหลายชนิดไวต่อความชื้น ออกซิเจน หรือแสง - ซึ่งจำเป็นต้องมีบรรจุภัณฑ์กั้นเพื่อรักษาประสิทธิภาพและความเสถียร

ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบและคุณภาพ

ประสิทธิภาพของแผงกั้นมักเป็นข้อกำหนดด้านกฎระเบียบหรือคุณภาพ:

- ชั้นวางอาหาร-ฉลากชีวิต:หากผลิตภัณฑ์อ้างว่ามีอายุการเก็บรักษาที่เฉพาะเจาะจง (เช่น "ควรบริโภคก่อน 12 เดือน") บรรจุภัณฑ์นั้นจะต้องมีประสิทธิภาพในการกั้นที่เพียงพอเพื่อรองรับการกล่าวอ้างดังกล่าว - และอาจต้องได้รับการตรวจสอบผ่านการทดสอบอายุการเก็บรักษา-
- บรรจุภัณฑ์ยา:บรรจุภัณฑ์ยาต้องเป็นไปตามข้อกำหนดการกั้นเฉพาะ (เช่น อัตราการส่งผ่านไอความชื้นต่อ USP<671>, อุปสรรคออกซิเจนสำหรับยา-ที่ไวต่อออกซิเจน) - มักจะต้องใช้บรรจุภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อเด็ก-และผู้สูงอายุ-เช่นกัน
- การจัดการ MSD:ดังที่กล่าวไว้ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อความชื้น-จะต้องบรรจุในถุงป้องกันความชื้นตาม IPC/JEDEC J-STD-033 - โดยมีข้อกำหนดเฉพาะของ WVTR สำหรับวัสดุของถุง
- บรรจุภัณฑ์ส่งออก:สำหรับการขนส่งทางทะเล ลูกค้าจำนวนมากต้องการบรรจุภัณฑ์ป้องกันความชื้น (ที่มีสารดูดความชื้น) เพื่อป้องกันความเสียหายจากความชื้นระหว่างการขนส่ง - โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโลหะ อิเล็กทรอนิกส์ และผลิตภัณฑ์มูลค่าสูง-

ศาสตร์แห่งการส่งก๊าซและไอผ่านเซลลูโลส

เพื่อทำความเข้าใจประสิทธิภาพการกั้นของเยื่อขึ้นรูป - และวิธีการปรับปรุง - เราจำเป็นต้องเข้าใจว่าก๊าซและไอระเหยผ่านวัสดุเซลลูโลสได้อย่างไร

ทำไมเยื่อแม่พิมพ์ที่ไม่เคลือบผิวจึงสามารถซึมผ่านได้สูง

เยื่อแม่พิมพ์ที่ไม่เคลือบผิวสามารถซึมผ่านก๊าซได้สูง (ออกซิเจน ไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์) และไอระเหย (ไอน้ำ ไอระเหยอินทรีย์) ด้วยเหตุผลหลักสามประการ:

1. โครงสร้างที่มีรูพรุน:เยื่อขึ้นรูปเป็นวัสดุที่มีรูพรุน - โดยมีเครือข่ายของช่องว่าง (รูพรุน) ที่เชื่อมต่อถึงกันระหว่างเส้นใยเซลลูโลส รูพรุนเหล่านี้มีขนาดตั้งแต่นาโนเมตร (ระหว่างไมโคร-ไฟบริล) ไปจนถึงไมโครเมตร (ระหว่างเส้นใย) ไปจนถึงมิลลิเมตร (ในพื้นที่ที่มีความหนาแน่นต่ำ-) ก๊าซและไอสามารถไหลผ่านรูพรุนเหล่านี้ได้โดยการแพร่กระจาย (การเคลื่อนที่ของโมเลกุล) และสำหรับรูพรุนขนาดใหญ่ จะไหลผ่านความหนืด (การไหลที่ขับเคลื่อนด้วยความดัน-) ความพรุนของเยื่อกระดาษขึ้นรูป-โดยทั่วไปคือ 70-85% (ปริมาตรโมฆะ) ซึ่งหมายความว่ามีเพียง 15-30% ของปริมาตรเท่านั้นที่เป็นเส้นใยแข็ง ความพรุนสูงนี้เป็นเหตุผลว่าทำไมเยื่อแม่พิมพ์ที่ไม่เคลือบจึงสามารถซึมผ่านได้มาก
2. เซลลูโลสที่ชอบน้ำ:เซลลูโลสคือกลุ่มที่ชอบน้ำ (-ชอบน้ำ) - หมู่ไฮดรอกซิล (-OH) ของมันดึงดูดโมเลกุลของน้ำ ไอน้ำจะถูกดูดซับเข้าสู่โครงสร้างเส้นใยเซลลูโลสได้อย่างง่ายดาย และน้ำของเหลวสามารถขนส่งผ่านวัสดุได้โดยการกระทำของเส้นเลือดฝอย (การดูดซับ) ซึ่งทำให้เยื่อแม่พิมพ์ที่ไม่เคลือบสามารถซึมผ่านไอน้ำ - ได้เป็นพิเศษ มากกว่าก๊าซขั้วโลกที่ไม่ใช่- เช่น ออกซิเจนหรือไนโตรเจน
3. ผนังบาง:ถาดเยื่อกระดาษขึ้นรูปมีผนังค่อนข้างบาง (0.8-3 มม. สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่) อัตราการส่งก๊าซ/ไอจะแปรผกผันกับความหนาของวัสดุ (กฎการแพร่ของฟิค) - ผนังที่บางกว่า=การส่งสัญญาณที่เร็วกว่า แม้ว่าผนังที่หนาขึ้นจะลดการส่งสัญญาณ แต่ก็เพิ่มต้นทุน น้ำหนัก และเวลาในการทำให้แห้งด้วย ดังนั้นจึงมีข้อจำกัดในทางปฏิบัติ

กลไกการส่งกำลัง

การส่งก๊าซและไอผ่านวัสดุที่มีรูพรุน เช่น เยื่อกระดาษขึ้นรูปเกิดขึ้นผ่านกลไกหลักสามประการ:

1. การแพร่กระจายของคนุดเซ่น:สำหรับรูขุมขนที่มีขนาดเล็กกว่าเส้นทางเฉลี่ยของโมเลกุลก๊าซ (ประมาณ 68 นาโนเมตรสำหรับอากาศที่อุณหภูมิห้อง) โมเลกุลของก๊าซจะชนกับผนังรูพรุนบ่อยกว่ากัน นี่เป็นกลไกสำคัญสำหรับรูขุมขนที่เล็กมาก (ระดับนาโน) และสำหรับการแพร่กระจายของก๊าซผ่านผนังเส้นใยเซลลูโลสเอง
2. การแพร่กระจายของโมเลกุล (Fickian):สำหรับรูขุมขนที่มีขนาดใหญ่กว่าเส้นทางอิสระเฉลี่ย โมเลกุลของก๊าซจะชนกันและกระจายผ่านช่องว่างของรูพรุนด้วยการเคลื่อนที่ของโมเลกุลแบบสุ่ม นี่เป็นกลไกหลักสำหรับรูพรุนขนาดกลาง- (ระดับไมโครเมตร) และสำหรับการส่งก๊าซโดยรวมผ่านวัสดุที่มีรูพรุน
3. การไหลแบบหนืด (Poiseuille):สำหรับรูพรุนขนาดใหญ่ (ระดับมิลลิเมตร) หรือเมื่อมีความแตกต่างของความดันทั่วทั้งวัสดุ ก๊าซจะไหลผ่านรูพรุนโดยการไหลแบบหนืด - เหมือนน้ำผ่านท่อ นี่เป็นกลไกการส่งผ่านที่เร็วที่สุดและเป็นกลไกหลักสำหรับการรั่วไหลผ่านข้อบกพร่อง (รูเข็ม รอยแตก การปิดผนึกที่ไม่ดี) แทนที่จะผ่านวัสดุเทกอง

สำหรับเยื่อแม่พิมพ์ที่ไม่เคลือบ กลไกทั้งสามมีส่วนช่วยในการส่งก๊าซ - โดยการแพร่กระจายของโมเลกุลเป็นกลไกหลักสำหรับการส่งผ่านจำนวนมาก และการไหลแบบหนืดเป็นกลไกหลักในการรั่วไหลผ่านข้อบกพร่อง

การเคลือบช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของแผงกั้นได้อย่างไร

การเคลือบกั้นช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการกั้นของเยื่อขึ้นรูปโดย:

1. เติมเต็มรูขุมขนบนพื้นผิว:การเคลือบจะเติมเต็มรูพรุนบนพื้นผิวและช่องว่างของเยื่อที่ขึ้นรูป - ทำให้เกิดชั้นพื้นผิวที่ต่อเนื่องและไม่มีรูพรุน- ซึ่งจะช่วยขจัดรูขุมขนกว้าง (บริเวณที่มีความหนืดไหล) และลดความพรุนที่มีประสิทธิภาพ
2. การสร้างภาพยนตร์ต่อเนื่อง:สารเคลือบจะทำให้เกิดฟิล์มโพลีเมอร์ที่ไม่มีรูพรุน-ต่อเนื่องกันบนพื้นผิว การส่งก๊าซและไอผ่านฟิล์มนี้เกิดขึ้นโดยการแพร่กระจายของสารละลายเท่านั้น- (ก๊าซละลายในโพลีเมอร์ กระจายผ่านมัน และดูดซับอีกด้านหนึ่ง) - ซึ่งเป็นกระบวนการที่ช้ากว่าการแพร่กระจายผ่านวัสดุที่มีรูพรุนมาก
3. การลดความสามารถในการชอบน้ำ:สารเคลือบกั้นหลายชนิด (เช่น อะคริลิก, PLA, PU) เป็นแบบไม่ชอบน้ำ (-ไม่ซับน้ำ) - โดยจะลดความสัมพันธ์ของวัสดุต่อน้ำ ทำให้การส่งผ่านไอน้ำช้าลง และป้องกันการดูดน้ำของของเหลว
4. เพิ่มความหนาที่มีประสิทธิภาพ:การเคลือบเพิ่มชั้นกั้นที่บาง (5-50 ไมครอน) แต่มีความหนาแน่น - เพิ่มความหนาของกั้นที่มีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องเพิ่มความหนาหรือน้ำหนักจำนวนมาก

กุญแจสำคัญสู่ประสิทธิภาพการป้องกันที่มีประสิทธิภาพคือฟิล์มเคลือบที่ต่อเนื่อง-ปราศจากข้อบกพร่อง - รูเข็ม รอยขีดข่วน หรือจุดบางๆ ในสารเคลือบจะสร้างทางเดินสำหรับการส่งก๊าซ/ไอ (โดยการไหลที่มีความหนืดผ่านข้อบกพร่อง) ซึ่งสามารถเพิ่มอัตราการส่งผ่านโดยรวมได้อย่างมาก นี่คือสาเหตุที่การควบคุมคุณภาพการเคลือบมีความสำคัญมากสำหรับการใช้งานกั้น

วิธีการทดสอบสิ่งกีดขวาง

เพื่อหาปริมาณและควบคุมประสิทธิภาพของสิ่งกีดขวางของเยื่อขึ้นรูป จึงใช้วิธีการทดสอบที่ได้มาตรฐาน มาตรวจสอบการทดสอบที่สำคัญ - ว่าพวกเขาวัดอะไร ดำเนินการอย่างไร และค่าทั่วไปสำหรับเยื่อขึ้นรูป

อัตราการส่งออกซิเจน (OTR)

OTR วัดอัตราที่ออกซิเจนผ่านวัสดุ - ซึ่งเป็นพารามิเตอร์อุปสรรคที่สำคัญที่สุดสำหรับการเกิดออกซิเดชัน-อาหารและผลิตภัณฑ์ที่ไวต่อปฏิกิริยา

วัดได้อย่างไร:ตัวอย่างทดสอบถูกปิดผนึกไว้ในเซลล์ทดสอบ โดยมีออกซิเจน (หรืออากาศ) อยู่ที่ด้านหนึ่งและก๊าซตัวพา (ไนโตรเจนหรือฮีเลียม) อยู่ที่อีกด้านหนึ่ง ออกซิเจนที่ไหลผ่านตัวอย่างจะถูกลำเลียงโดยก๊าซพาหะไปยังเซ็นเซอร์ออกซิเจน (โดยทั่วไปคือเซ็นเซอร์คูลอมเมตริกหรือเซ็นเซอร์ออปติคอล) ซึ่งจะมีการตรวจวัดปริมาณเมื่อเวลาผ่านไป OTR รายงานเป็น cm³/m²/24h (ลูกบาศก์เซนติเมตรของออกซิเจนต่อตารางเมตรของวัสดุต่อ 24 ชั่วโมง) ที่สภาวะมาตรฐาน (23 องศา C, 0% RH หรือ 50% RH ขึ้นอยู่กับมาตรฐาน)

วิธีทดสอบมาตรฐาน:ASTM D3985 (วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับอัตราการส่งผ่านก๊าซออกซิเจนผ่านฟิล์มพลาสติกและแผ่นโดยใช้เซนเซอร์คูลอมเมตริก), ASTM F1307 (วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับอัตราการส่งผ่านออกซิเจนผ่านบรรจุภัณฑ์แบบแห้งโดยใช้เซนเซอร์คูลอมเมตริก), ISO 15105-1 (พลาสติก - ฟิล์มและแผ่น - การหาปริมาณก๊าซ-อัตราการส่งผ่าน - ส่วนที่ 1: วิธีความดันดิฟเฟอเรนเชียล-) ISO 15105-2 (วิธีแรงดันเท่ากัน)

ค่า OTR โดยทั่วไปสำหรับเยื่อขึ้นรูป:

ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญ: Uncoated molded pulp has essentially no oxygen barrier (OTR >10,000) - แต่ด้วยเทคโนโลยีการเคลือบที่เหมาะสม (PVOH, หลาย-ชั้น หรือการเคลือบฟิล์ม) เยื่อที่ขึ้นรูปสามารถบรรลุอุปสรรคออกซิเจนที่ดีเยี่ยม (OTR<5), comparable to high-barrier plastic films. The choice of coating depends on the required OTR for the application: for short shelf-life foods (days to weeks), acrylic or PLA coating may be sufficient; for long shelf-life foods (months), PVOH or multi-layer coating is needed; for very long shelf-life (6+ months) or pharmaceutical applications, film lamination or aluminum foil may be required.

อัตราการส่งผ่านไอน้ำ (WVTR)

WVTR วัดอัตราที่ไอน้ำไหลผ่านวัสดุ - ซึ่งเป็นพารามิเตอร์กั้นที่สำคัญที่สุดสำหรับ-อาหารและผลิตภัณฑ์ที่ไวต่อความชื้น

วัดได้อย่างไร:ตัวอย่างทดสอบจะถูกปิดผนึกไว้เหนือถ้วยที่บรรจุน้ำ (เพื่อทดสอบการซึมผ่านภายนอก) หรือสารดูดความชื้น (เพื่อทดสอบการซึมผ่านภายใน) วางชุดประกอบไว้ในห้องควบคุมอุณหภูมิ/ความชื้น (โดยทั่วไปคือ 38 องศา C, 90% RH สำหรับการทดสอบ "ด้านใน" หรือ 23 องศา C, 50% RH สำหรับการทดสอบ "ภายนอก") การเปลี่ยนแปลงน้ำหนักของถ้วยวัดเมื่อเวลาผ่านไป - อัตราการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนัก (กำไรสำหรับสารดูดความชื้น การสูญเสียน้ำ) คือ WVTR ซึ่งรายงานเป็น g/m²/24h

วิธีทดสอบมาตรฐาน:ASTM E96 (วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการส่งผ่านไอน้ำของวัสดุ), TAPPI T 448 (อัตราการส่งผ่านไอน้ำของกระดาษ), ISO 2528 (วัสดุแผ่น - การหาอัตราการส่งผ่านไอน้ำ - วิธีกราวิเมตริก (จาน), ASTM F1249 (วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับอัตราการส่งผ่านไอน้ำผ่านฟิล์มและแผ่นพลาสติกโดยใช้เซ็นเซอร์อินฟราเรดแบบปรับ)

ค่า WVTR โดยทั่วไปสำหรับเยื่อขึ้นรูป (ที่ 38 องศา , 90% RH):

ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญ:เยื่อแม่พิมพ์ที่ไม่เคลือบมี WVTR สูงมาก (500-2,000) - แต่แม้กระทั่งการเคลือบอะคริลิกแบบน้ำ-ขั้นพื้นฐานก็สามารถลดได้ 90%+ (เป็น 30-150) และการเคลือบ PLA หรือหลาย-ชั้นก็สามารถลดลงได้ 95-99% (เป็น 2-30) สำหรับการใช้งานด้านอาหารส่วนใหญ่ (ของว่าง เบเกอรี่ สินค้าแห้ง) การเคลือบอะคริลิกหรือ PLA จะช่วยกั้นไอน้ำได้อย่างเพียงพอ สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ไวต่อความชื้นสูง (ยา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ MSD อาหารแห้งที่มีอายุการใช้งานยาวนาน) อาจจำเป็นต้องมีการเคลือบฟิล์ม (HDPE, PET) หรืออลูมิเนียมฟอยล์

การทดสอบ Cobb (การดูดซึมน้ำ)

การทดสอบ Cobb จะวัดปริมาณน้ำของเหลวที่พื้นผิวดูดซับในเวลาที่กำหนด - การทดสอบความต้านทานน้ำที่รวดเร็วและราคาไม่แพงซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมกระดาษและเยื่อกระดาษขึ้นรูป

วัดได้อย่างไร:วางปริมาณน้ำที่วัดได้ (โดยทั่วไปคือ 100 มล.) บนพื้นผิวของตัวอย่างทดสอบ (ถูกจำกัดด้วยกระบอกโลหะ) ตามเวลาที่กำหนด (โดยทั่วไปคือ 30 วินาที 1 นาที หรือ 5 นาที) จากนั้นเทน้ำออก ลบพื้นผิวให้แห้ง และตัวอย่างจะถูกชั่งน้ำหนักอีกครั้ง- ค่าคอบบ์คือน้ำหนักของน้ำที่ดูดซึมต่อหน่วยพื้นที่ (กรัม/ตร.ม.) ค่า Cobb ที่ต่ำกว่าแสดงว่าสามารถกันน้ำได้ดีกว่า

วิธีทดสอบมาตรฐาน:TAPPI T 441 (การดูดซับน้ำของกระดาษและกระดาษแข็งขนาด - วิธี Cobb), ISO 535 (กระดาษและกระดาน - การกำหนดความสามารถในการดูดซับน้ำ - วิธี Cobb), ASTM D3285 (วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการดูดซึมน้ำของกระดาษและกระดาษแข็งขนาด)

ค่า Cobb โดยทั่วไปสำหรับเยื่อขึ้นรูป (การทดสอบ 30 วินาที):

ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญ:การทดสอบ Cobb เป็นการทดสอบการควบคุมคุณภาพที่รวดเร็วและราคาไม่แพงสำหรับการกันน้ำ - ซึ่งเร็วกว่าและราคาถูกกว่าการทดสอบ WVTR มาก (ซึ่งใช้เวลา 24+ ชั่วโมง) สำหรับการควบคุมคุณภาพการผลิต การทดสอบ Cobb มักใช้เป็นตัวแทนสำหรับอุปสรรคไอน้ำ - ค่า Cobb ต่ำ (<30 g/m² for 30 seconds) generally indicates good water resistance and adequate WVTR for most applications. However, the Cobb test measures liquid water absorption, not water vapor transmission - so it's not a perfect substitute for WVTR. For critical applications, both tests should be performed.

ชุดทดสอบ (ความต้านทานจาระบี)

ชุดทดสอบวัดความต้านทานต่อจาระบี - สำคัญสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารที่เกี่ยวข้องกับอาหารที่มีไขมันหรือมัน

วัดได้อย่างไร:ชุดสารละลายทดสอบ (ส่วนผสมของน้ำมันละหุ่ง เฮปเทน และโทลูอีน) ของจาระบีที่เพิ่มขึ้น-พลังการเจาะทะลุ (หมายเลข 1-12 สูงกว่า=เข้มข้นกว่า) ถูกนำไปใช้กับพื้นผิวเป็นเวลา 15 วินาที จากนั้นพื้นผิวจะถูกเช็ดและตรวจสอบการเจาะ (การย้อมสีหรือการทำให้มืดลง) วิธีแก้ปัญหาที่มีหมายเลขสูงสุดซึ่งไม่สามารถเจาะทะลุได้คือ "การให้คะแนนชุดอุปกรณ์" ระดับชุดอุปกรณ์ที่สูงขึ้นบ่งชี้ว่าต้านทานจาระบีได้ดีขึ้น

วิธีทดสอบมาตรฐาน:TAPPI T 559 (การทดสอบชุดอุปกรณ์สำหรับความต้านทานจาระบีของกระดาษและกระดาษแข็ง -), ASTM F119 (วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับความต้านทานต่อจาระบีของวัสดุกั้นที่ยืดหยุ่น - การทดสอบชุดอุปกรณ์), ISO 16532 (การกำหนดความต้านทานของจาระบีสำหรับกระดาษและกระดาน -)

คะแนนชุดทั่วไปสำหรับเยื่อขึ้นรูป:

ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญ:เยื่อแม่พิมพ์ที่ไม่เคลือบผิวไม่มีความต้านทานต่อจาระบีโดยพื้นฐานแล้ว (ระดับชุดอุปกรณ์ 0-1) - สำหรับการใช้งานอาหารใดๆ ก็ตามที่เกี่ยวข้องกับจาระบี จำเป็นต้องมีการเคลือบต้านทานจาระบี- การเคลือบอะคริลิกมีความทนทานต่อจาระบีปานกลาง (ชุดที่ 3-6) - เพียงพอสำหรับอาหารที่มีไขมันต่ำ- (แซนด์วิช เบเกอรี่ ผลไม้) การเคลือบสไตรีน-อะคริลิกหรือ PLA ให้ความต้านทานต่อจาระบีดี-ถึง-ดีเยี่ยม (ชุดที่ 6-12) - เหมาะสำหรับอาหารที่มีไขมันสูง (ไก่ทอด พิซซ่า ซอสมัน เนื้อสัตว์) PLA ให้การต้านทานจาระบีได้ดีที่สุดแต่มีความต้านทานความร้อนต่ำกว่า (ไม่เหมาะกับไมโครเวฟ/เตาอบ) - สำหรับอาหารที่ร้อนและเป็นมันเยิ้ม การเคลือบสไตรีนอะครีลิก (ซึ่งสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงกว่าได้) อาจเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า

การทดสอบการรั่ว (ความสมบูรณ์ของบรรจุภัณฑ์)

สำหรับบรรจุภัณฑ์ที่ปิดผนึก (เช่น ถาด MAP ที่มีฝาปิด) การทดสอบการรั่วจะวัดความสมบูรณ์ของซีล - เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีการรั่วไหลที่จะทำให้มีการแลกเปลี่ยนก๊าซระหว่างด้านในและด้านนอกของบรรจุภัณฑ์

วิธีทดสอบการรั่วไหลทั่วไป:

1. การทดสอบการจุ่มฟอง (ASTM D3078):บรรจุภัณฑ์ที่ปิดสนิทจะจมอยู่ในน้ำ และใช้สุญญากาศ หากบรรจุภัณฑ์รั่ว ฟองอากาศจะหลุดออกจากจุดรั่วไหล นี่เป็นการทดสอบด้วยภาพที่เรียบง่าย - แต่เป็นการทดสอบเชิงคุณภาพ (ผ่าน/ไม่ผ่าน) และอาจตรวจไม่พบรอยรั่วเพียงเล็กน้อย
2. การทดสอบการสลายตัวของแรงดัน (ASTM F2095):บรรจุภัณฑ์ได้รับแรงดัน (หรือสุญญากาศถูกดึง) และความดันจะถูกตรวจสอบเมื่อเวลาผ่านไป หากความดันลดลง (หรือสูญเสียสุญญากาศ) แสดงว่าบรรจุภัณฑ์เกิดการรั่ว นี่คือการทดสอบเชิงปริมาณ - ซึ่งสามารถวัดอัตราการรั่วไหล (เช่น mbar·L/s) และตรวจจับการรั่วไหลที่มีขนาดเล็กมาก
3. การทดสอบการสลายตัวของสุญญากาศ:คล้ายกับการสลายตัวของแรงดัน แต่ใช้สุญญากาศแทนแรงดัน เหมาะสำหรับบรรจุภัณฑ์ที่มีความยืดหยุ่นหรือละเอียดอ่อนซึ่งอาจได้รับความเสียหายจากแรงดันบวก
4. การวิเคราะห์องค์ประกอบก๊าซ (สำหรับ MAP):สำหรับบรรจุภัณฑ์ MAP จะมีการวัดองค์ประกอบของก๊าซภายในบรรจุภัณฑ์ (โดยใช้เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ - โดยทั่วไปจะวัดเปอร์เซ็นต์ O2 และ CO2) ทันทีหลังจากการปิดผนึกและตามช่วงอายุการเก็บรักษา หากองค์ประกอบของก๊าซเปลี่ยนแปลง (เช่น O2 เพิ่มขึ้นจาก 0% เป็น 5%) แสดงว่ามีการรั่วหรือสิ่งกีดขวางไม่เพียงพอ นี่คือการทดสอบที่เกี่ยวข้องมากที่สุดสำหรับแพ็คเกจ MAP - โดยจะวัดโดยตรงว่าบรรยากาศที่ปรับเปลี่ยนนั้นยังคงอยู่หรือไม่
5. การทดสอบการเจาะสีย้อม:มีการใช้สารละลายสีย้อม (เช่น เมทิลีนบลู) ในบริเวณที่ปิดผนึก และตรวจสอบบรรจุภัณฑ์ว่าสีย้อมซึมผ่านซีลได้หรือไม่ นี่เป็นการทดสอบง่ายๆ สำหรับความสมบูรณ์ของซีล - แต่สามารถทำลายล้างและอาจตรวจไม่พบรอยรั่วเพียงเล็กน้อย

เกณฑ์การยอมรับ:สำหรับแพ็คเกจ MAP เกณฑ์การยอมรับโดยทั่วไปคือไม่มีการรั่วไหลที่ตรวจพบได้ (การทดสอบฟอง) หรืออัตราการรั่วไหลต่ำกว่าเกณฑ์ที่ระบุ (เช่น<10⁻⁵ mbar·L/s for pressure decay). For gas composition, the O2 level should remain below a specified threshold (e.g., <0.5% for nitrogen-flushed MAP, or <2% for low-oxygen MAP) throughout the intended shelf life.

การทดสอบความแข็งแรงของซีล

สำหรับบรรจุภัณฑ์ที่ปิดผนึกด้วยความร้อน- (เช่น ถาดเยื่อกระดาษขึ้นรูป + ฝาปิดผนึกด้วยความร้อน-) ความแข็งแรงของซีลจะวัดแรงที่ต้องใช้ในการลอกซีลออกจากกัน - ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้คุณภาพซีลและความสมบูรณ์ของบรรจุภัณฑ์

วัดได้อย่างไร:แถบของพื้นที่ปิดผนึก (โดยทั่วไปจะมีความกว้าง 15 มม. หรือ 25 มม.) ถูกตัดออกจากบรรจุภัณฑ์ และดึงวัสดุพิมพ์ทั้งสองออกจากกันในเครื่องทดสอบแรงดึงที่อัตราคงที่ (โดยทั่วไปคือ 300 มม./นาที) ที่มุม 180 องศาหรือ 90 องศา แรงสูงสุดที่จำเป็นในการแยกซีลคือความแข็งแรงของซีล ซึ่งรายงานเป็น N/15 มม. หรือ N/25 มม. (หรือปอนด์/นิ้ว)

วิธีทดสอบมาตรฐาน:ASTM F88 (วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับความแข็งแรงของซีลของวัสดุกั้นที่ยืดหยุ่น), ASTM F2824 (วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับความแข็งแรงของซีลของความร้อน-แผ่นใยยืดหยุ่นที่ปิดผนึก - อัตราคงที่ของการแยก), ISO 11339 (การทดสอบการลอกของกาว - T- สำหรับชุดประกอบที่มีความยืดหยุ่น-ถึง-

ค่าความแข็งแรงของซีลโดยทั่วไป:

ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญ:การบรรลุการปิดผนึกความร้อนที่แข็งแกร่งและสุญญากาศด้วยเยื่อที่ขึ้นรูปนั้นจำเป็นต้องมีการเคลือบ-การปิดผนึกด้วยความร้อน (เช่น PLA, อะคริลิกปิดผนึกด้วยความร้อน-) บนหน้าแปลนถาด และฟิล์มฝาปิดผนึกด้วยความร้อน-ที่เข้ากันได้ ความแข็งแรงของซีลขึ้นอยู่กับประเภทการเคลือบ ความหนาของการเคลือบ อุณหภูมิของซีล แรงกดของซีล และเวลาในการซีล สำหรับการใช้งาน MAP โดยทั่วไปจะต้องมีความแข็งแรงของซีลอย่างน้อย 5-10 ​​N/15 มม. เพื่อให้มั่นใจถึงความสุญญากาศ และควรตรวจสอบซีลด้วยการทดสอบการรั่วและการวิเคราะห์องค์ประกอบของก๊าซ

เทคโนโลยี Barrier สำหรับเยื่อกระดาษขึ้นรูป

ตอนนี้เราเข้าใจวิธีการทดสอบแล้ว เรามาตรวจสอบเทคโนโลยีที่ใช้ในการปรับปรุงประสิทธิภาพการกั้นของเยื่อขึ้นรูป - ตั้งแต่สารเติมแต่งภายในไปจนถึงการเคลือบภายนอก ไปจนถึงการเคลือบและการปิดผนึกด้วยความร้อน

สารเติมแต่งภายใน (ขนาดและความแข็งแรงเปียก)

สารเติมแต่งภายใน (เติมลงในสารละลายเยื่อกระดาษก่อนขึ้นรูป) ให้ระดับพื้นฐานในการต้านทานน้ำและจาระบี - แต่ไม่ได้สร้างอุปสรรคที่แท้จริง ใช้เป็นรองพื้นได้ดีที่สุด รวมกับการเคลือบภายนอกเพื่อให้มีข้อกำหนดในการกั้นที่สูงขึ้น

- ขนาดของอัลคิลคีทีนไดเมอร์ (AKD):ทำให้พื้นผิวของเส้นใยไม่ชอบน้ำ (กันน้ำ-) ลดการดูดซึมน้ำของเหลว (Cobb) และชะลอการส่งผ่านไอน้ำ ไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อ OTR หรือความต้านทานจาระบี
- ขนาดของอัลคีนิล ซัคซินิก แอนไฮไดรด์ (ASA):คล้ายกับ AKD แต่ออกฤทธิ์เร็วกว่า-และมีประสิทธิภาพมากกว่าที่อุณหภูมิสูงกว่า พบได้น้อยในเยื่อขึ้นรูป (พบมากในการผลิตกระดาษ)
- เรซินชนิดเปียก (PAE, MF):รักษาความแข็งแรงของถาดเมื่อเปียก - แต่ไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานของสิ่งกีดขวางอย่างมีนัยสำคัญ (จะคงความแข็งแรงไว้หากน้ำซึมเข้าไป แต่ไม่ป้องกันการทะลุ)
- สารเติมแต่งฟลูออโรเคมี (สำหรับการต้านทานจาระบี):ผลิตภัณฑ์เยื่อขึ้นรูปบางชนิดใช้สารเติมแต่งฟลูออโรเคมี (เช่น สารต่อ- และโพลีฟลูออโรอัลคิล, PFAS) เพื่อการต้านทานจาระบี อย่างไรก็ตาม PFAS ได้รับการควบคุมและห้ามมากขึ้นเนื่องจากปัญหาด้านสุขภาพและสิ่งแวดล้อม (เป็น "สารเคมีตลอดกาล" ที่คงอยู่ในสิ่งแวดล้อมและสะสมในร่างกายมนุษย์) แบรนด์บรรจุภัณฑ์อาหารรายใหญ่ส่วนใหญ่กำลังเลิกใช้ PFAS - และ Hesheng ไม่ได้ใช้ PFAS ในผลิตภัณฑ์ใดๆ ของเรา เราใช้ตัวเลือกอื่นที่ไม่ใช่-ฟลูออริเนต (อะคริลิก สไตรีน-อะคริลิก เคลือบ PLA) สำหรับการต้านทานจาระบี

ข้อจำกัด:สารเติมแต่งภายในให้การกันน้ำปานกลางเท่านั้น (Cobb 20-60) และไม่มีอุปสรรคต่อออกซิเจนหรือจาระบี เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการการกันน้ำน้อยที่สุด (เช่น ถาดอาหารแห้ง ถาดผลิต) แต่ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีอุปสรรคสูง

การเคลือบภายนอก

การเคลือบภายนอก (ใช้กับถาดขึ้นรูปและถาดแห้ง) เป็นเทคโนโลยีหลักในการปรับปรุงประสิทธิภาพการกั้นของเยื่อขึ้นรูป โดยจะสร้างฟิล์มกั้นต่อเนื่องบนพื้นผิว ซึ่งช่วยลดการส่งก๊าซและไอได้อย่างมาก

1. เคลือบอะคริลิกสูตรน้ำ-การเคลือบกั้นที่พบมากที่สุดและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากที่สุด การเคลือบอะคริลิกกั้นไอน้ำได้ดี (WVTR 30-150) กั้นออกซิเจนปานกลาง (OTR 2,000-10,000) และต้านทานจาระบีปานกลาง (ชุด 3-6) อาหารเหล่านี้-ปลอดภัย (เป็นไปตามข้อกำหนดของ FDA, EFSA, GB) สามารถรีไซเคิลได้ในกระดาษ และโดยทั่วไปสามารถย่อยสลายได้ การเคลือบอะคริลิกเหมาะสำหรับอาหารที่มีอายุการเก็บรักษาสั้นถึงปานกลาง (เบเกอรี่ ของขบเคี้ยว แซนด์วิช ผลิตผล) และสำหรับบรรจุภัณฑ์อุตสาหกรรมที่ต้องการการป้องกันความชื้นในระดับปานกลาง

2. สไตรีน-เคลือบอะคริลิกอะคริลิกรูปแบบต่างๆ ที่ต้านทานน้ำและจาระบีได้ดีขึ้น (เนื่องจากส่วนประกอบสไตรีน) สารเคลือบอะคริลิกสไตรีน-ช่วยป้องกันไอน้ำได้ดีมาก (WVTR 15-80) กั้นออกซิเจนได้ปานกลาง (OTR 1,000-5,000) และต้านทานจาระบีได้ดี (ชุดอุปกรณ์ 6-10) เหมาะสำหรับอาหารที่มีไขมันปานกลางถึงสูง (พิซซ่า อาหารทอด เนื้อสัตว์) และสำหรับการใช้งานที่ต้องการกั้นความชื้นได้ดีกว่าอะคริลิกบริสุทธิ์

3. เคลือบโพลียูรีเทน (PU)การเคลือบ PU กั้นไอน้ำได้ดี (WVTR 10-60) กั้นออกซิเจนในระดับปานกลาง และให้ผิวสัมผัสที่นุ่มนวล หรูหรา (กำมะหยี่/นุ่ม-) มีราคาแพงกว่าอะคริลิก และมักใช้สำหรับงานระดับพรีเมียม (เครื่องสำอาง อิเล็กทรอนิกส์ สินค้าฟุ่มเฟือย) ซึ่งรูปลักษณ์และความรู้สึกมีความสำคัญ การเคลือบ PU เกรดอาหารมีจำหน่ายแต่พบน้อยกว่าอะคริลิก

4. การเคลือบ PLA (กรดโพลีแลกติก)PLA เป็นพลาสติกชีวภาพที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและย่อยสลายได้ซึ่งผลิตจากทรัพยากรหมุนเวียน (แป้งข้าวโพด อ้อย) การเคลือบ PLA กั้นไอน้ำได้ดีมาก (WVTR 5-30) กั้นออกซิเจนปานกลาง (OTR 100-500) และต้านทานจาระบีได้ดีเยี่ยม (ชุด 8-12) PLA สามารถ-ปิดผนึกด้วยความร้อน - ได้ ทำให้สามารถผนึกสุญญากาศสำหรับการใช้งาน MAP อย่างไรก็ตาม PLA มีข้อจำกัด: (a) ทำให้นิ่มลงที่ ~60 องศาเซลเซียส (ไม่เหมาะกับไมโครเวฟ/เตาอบ); (b) ต้องใช้ปุ๋ยหมักทางอุตสาหกรรม (ไม่หมักในปุ๋ยหมักที่บ้าน) (c) ไม่สามารถรีไซเคิลได้ในกระแสกระดาษมาตรฐาน (เป็นพลาสติกที่สามารถปนเปื้อนในการรีไซเคิลกระดาษ) (ง) มีราคาแพงกว่าอะคริลิก การเคลือบ PLA เหมาะสำหรับอาหารที่มีอายุปานกลาง-ถึงอายุการเก็บรักษานาน (สลัด แซนด์วิช ผักผลไม้สด ของว่าง) และสำหรับการใช้งาน MAP ที่ต้องการความสามารถในการย่อยสลายทางอุตสาหกรรม

5. การเคลือบ PVOH (โพลีไวนิลแอลกอฮอล์)PVOH เป็นหนึ่งในโพลีเมอร์ป้องกันออกซิเจน-ที่ดีที่สุดที่มีอยู่ - เทียบได้กับ EVOH หรือไนลอน การเคลือบ PVOH กั้นออกซิเจนได้ดีเยี่ยม (OTR 1-50) แต่-ละลายน้ำได้ (ไม่{6}}ต้านทานน้ำ) - โดยจะละลายในน้ำ ด้วยเหตุนี้ PVOH จึงมักถูกใช้เป็นชั้นกั้นออกซิเจน-ในชั้นเคลือบหลาย- (เคลือบด้วยชั้นบนสุดที่กันน้ำ{- เช่น อะคริลิกหรือ PLA) PVOH เป็นอาหารที่ปลอดภัย- ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ และรีไซเคิลได้ในกระแสกระดาษ (จะละลายในระหว่างกระบวนการผลิตเยื่อกระดาษ) การเคลือบหลาย-ชั้นด้วย PVOH เหมาะสำหรับการเก็บรักษา-ที่ยาวนาน อาหารไวต่อออกซิเดชัน (ถั่ว ของขบเคี้ยว เนื้อสัตว์ ผลิตภัณฑ์นม กาแฟ) และสำหรับการใช้งาน MAP ที่ต้องการกั้นออกซิเจนที่ดีเยี่ยม

6. แว็กซ์อิมัลชันและแวกซ์จากพืช-การเคลือบแว็กซ์ (แว็กซ์คาร์นอบา แว็กซ์ถั่วเหลือง ไขรำข้าว อิมัลชันแว็กซ์) ช่วยป้องกันไอน้ำได้ดี (WVTR 10-80) และได้ผิวด้านที่เป็นธรรมชาติ สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ย่อยสลายได้ และรีไซเคิลได้ (ขี้ผึ้งจะสลายตัวระหว่างการรีไซเคิล/การทำปุ๋ยหมัก) อย่างไรก็ตาม ให้ประสิทธิภาพต่ำกว่าการเคลือบโพลีเมอร์ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการต้านทานจาระบีและความสามารถในการปิดผนึกด้วยความร้อน) และอาจให้ความรู้สึกลื่น การเคลือบแว็กซ์เหมาะสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารธรรมชาติ/ออร์แกนิก (ผลิตผล เบเกอรี่ สินค้าแห้ง) ที่ต้องการการเคลือบแบบด้านที่เป็นธรรมชาติ

7. การเคลือบหลายชั้น-สำหรับการใช้งานที่ต้องการความต้องการซึ่งต้องการคุณสมบัติกั้นหลายอย่าง (น้ำ ออกซิเจน จาระบี ความสามารถในการปิดผนึกด้วยความร้อน) การเคลือบหลาย-ชั้นจะรวมการเคลือบประเภทต่างๆ เข้าด้วยกัน ตัวอย่างเช่น: (a) PVOH (อุปสรรคออกซิเจน) + อะคริลิก (กันน้ำ เคลือบด้านบน) - สำหรับ-อายุการเก็บรักษาที่ยาวนาน ออกซิเดชัน- อาหารที่ละเอียดอ่อน; (b) อะคริลิก (ไพรเมอร์ การยึดเกาะ) + PLA (กั้นน้ำ/ไขมัน ความสามารถในการปิดผนึกด้วยความร้อน) - สำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร MAP (c) อิมัลชันขี้ผึ้ง (กันน้ำ ผิวด้าน) + อะคริลิก (ความทนทาน ต้านทานจาระบี) - สำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารธรรมชาติ/ออร์แกนิก การเคลือบหลายชั้น-ให้ประสิทธิภาพการป้องกันที่ดีที่สุด แต่มีความซับซ้อนและมีราคาแพงกว่า

การเคลือบ (การเคลือบฟิล์ม)

สำหรับความต้องการอุปสรรคสูงสุด เยื่อกระดาษขึ้นรูปสามารถเคลือบด้วยฟิล์มกั้น - เพื่อสร้างวัสดุคอมโพสิตที่รวมข้อดีทางโครงสร้างของเยื่อขึ้นรูปและความยั่งยืนเข้ากับประสิทธิภาพของฟิล์มกั้น

มันทำงานอย่างไร:ฟิล์มกั้นบาง (โดยทั่วไปคือ 10-50 ไมครอน) ถูกเชื่อมติดกับพื้นผิวเยื่อขึ้นรูปโดยใช้กาว (การเคลือบแบบอัดขึ้นรูป การเคลือบด้วยพันธะแห้ง หรือการเคลือบด้วยพันธะเปียก) ฟิล์มอาจเป็นฟิล์มชั้นเดียว- (เช่น PET, HDPE, PLA) หรือฟิล์มหลายชั้น- (เช่น PET/EVOH/PET, PET/PE, กระดาษ/PE/AL/PE - โครงสร้างกล่อง "ปลอดเชื้อ" แบบคลาสสิก) ภาพยนตร์เรื่องนี้เป็นสิ่งกีดขวาง ในขณะที่เยื่อกระดาษขึ้นรูปนั้นมีโครงสร้าง ความแข็งแกร่ง และการสร้างแบรนด์ที่ยั่งยืน

โครงสร้างฟิล์มทั่วไปสำหรับการเคลือบเยื่อแม่พิมพ์:

ข้อดีของการเคลือบ:(a) ประสิทธิภาพอุปสรรคสูงสุด - สามารถบรรลุ OTR<0.1 and WVTR <0.1, comparable to flexible plastic packaging; (b) proven technology - lamination is widely used in the paperboard and carton industry (e.g., liquid packaging board, aseptic cartons); (c) design flexibility - can choose from a wide range of film structures to meet specific barrier requirements; (d) heat sealable - many film structures (PE, PP, PLA) are heat-sealable, enabling hermetic MAP packaging.

ข้อจำกัดของการเคลือบ:(a) การเคลือบ - ต้นทุนที่สูงขึ้นจะเพิ่มวัสดุและต้นทุนการประมวลผล; (b) ความสามารถในการรีไซเคิล - การเคลือบหลาย-วัสดุ (กระดาษ + พลาสติก + อลูมิเนียม) มักจะไม่สามารถรีไซเคิลได้ในขั้นตอนมาตรฐาน (แม้ว่าโครงสร้างบางอย่าง เช่น กระดาษ/PE จะสามารถรีไซเคิลได้ในโรงงานเฉพาะทาง) (c) ความสามารถในการย่อยสลายได้ - ฟิล์มพลาสติก (PET, PE, EVOH) ไม่สามารถย่อยสลายได้ (PLA สามารถย่อยสลายได้ในเชิงอุตสาหกรรม); (d) การเคลือบที่ซับซ้อน - จำเป็นต้องมีขั้นตอนการประมวลผลเพิ่มเติมและการควบคุมคุณภาพ (e) การแลกเปลี่ยนความยั่งยืน-ลด - ในขณะที่เยื่อที่ขึ้นรูปนั้นมีความยั่งยืน ฟิล์มพลาสติกจะลดโปรไฟล์ความยั่งยืนโดยรวม (แม้ว่าจะยังมีพลาสติกน้อยกว่าบรรจุภัณฑ์พลาสติกทั้งตัวก็ตาม)

ดีที่สุดสำหรับ:การเคลือบเหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานที่ต้องการประสิทธิภาพการกีดขวางสูงสุด - การเก็บรักษานาน- อาหารที่มีอายุการใช้งาน (6+ เดือน) ยา อิเล็กทรอนิกส์ MSD ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมที่ไวต่อความชื้น- และ MAP สำหรับอาหารที่เน่าเสียง่ายสูง สำหรับการใช้งานเหล่านี้ ประสิทธิภาพการกั้นของการเคลือบเพียงอย่างเดียวอาจไม่เพียงพอ และการเคลือบเป็นวิธีแก้ปัญหาจากเยื่อขึ้นรูปเพียงอย่างเดียว-

การปิดผนึกด้วยความร้อนและบรรจุภัณฑ์สุญญากาศ

สำหรับบรรจุภัณฑ์ดัดแปลงบรรยากาศ (MAP) และการใช้งานแบบสุญญากาศอื่นๆ บรรจุภัณฑ์จะต้องปิดผนึกด้วยความร้อน-เพื่อสร้างซีลสุญญากาศ การปิดผนึกด้วยความร้อนด้วยเยื่อขึ้นรูปต้องใช้:

1. การเคลือบแบบปิดผนึกด้วยความร้อน-บนหน้าแปลนถาด:พื้นผิวปิดผนึกของถาด (หน้าแปลน) จะต้องเคลือบด้วย-วัสดุปิดผนึกด้วยความร้อน - ซึ่งโดยทั่วไปคือ PLA, อะคริลิกปิดผนึกด้วยความร้อน- หรือกาวปิดผนึกด้วยความร้อน- สารเคลือบจะต้องเข้ากันได้กับฟิล์มฝา (โพลีเมอร์ชนิดเดียวกันหรือคล้ายกันเพื่อความแข็งแรงในการซีลที่ดี)
2. ฟิล์มฝาปิดผนึกด้วยความร้อน-:ฝาปิดต้องเป็นฟิล์ม-ปิดผนึกด้วยความร้อน - โดยทั่วไปเป็นฟิล์มหลาย-ชั้นที่มีชั้นซีลความร้อน- (PE, PP หรือ PLA) ที่ด้านข้างที่สัมผัสกับถาด ฟิล์มฝาปิดอาจรวมถึงชั้นกั้น (PET, EVOH, อะลูมิเนียม) และชั้นนอกที่สามารถพิมพ์ได้
3. หน้าแปลนเรียบและเรียบ:หน้าแปลนซีลของถาดจะต้องเรียบและเรียบ - รอยยับ ความไม่สม่ำเสมอ หรือมีเศษใดๆ บนหน้าแปลนอาจทำให้เกิดการรั่วไหลของซีลได้ เยื่อขึ้นรูปที่ขึ้นรูปด้วยความร้อน (พื้นผิวเรียบ) เหมาะสำหรับการปิดผนึกด้วยความร้อนมากกว่าการปิดผนึกด้วยความร้อน-การขึ้นรูปด้วยความร้อน (พื้นผิวหยาบ) - แม้ว่าการขึ้นรูปด้วยความร้อน-สามารถปิดผนึกด้วยความร้อนได้- หากหน้าแปลนถูกเคลือบและทำให้เรียบ
4. พารามิเตอร์การปิดผนึกความร้อน:อุณหภูมิ ความดัน และเวลาของซีลต้องได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมสำหรับการผสมผสานการเคลือบ/ฟิล์มที่เฉพาะเจาะจง พารามิเตอร์การซีลทั่วไป: อุณหภูมิ 120-200 องศา C (ขึ้นอยู่กับโพลีเมอร์) ความดัน 0.2-0.5 MPa เวลา 0.5-3 วินาที อุณหภูมิ/ความดัน/เวลาต่ำเกินไป=ซีลอ่อนหรือไม่มีการซีล; การบิดเบือนของฟิล์ม=สูงเกินไป การเสื่อมสภาพของสารเคลือบ หรือความล้มเหลวของการซีล (การซีลมากเกินไป)
5. การล้างแก๊ส (สำหรับ MAP):สำหรับ MAP บรรจุภัณฑ์จะถูกล้างด้วยส่วนผสมของก๊าซที่ต้องการ (เช่น ไนโตรเจน 100% สำหรับอาหารที่ไวต่อออกซิเจน-, 30% CO2 + 70% N2 สำหรับเนื้อสด, 5% O2 + 30% CO2 + 65% N2 สำหรับผักผลไม้สด) ทันทีก่อนปิดผนึก เพื่อแทนที่อากาศภายในบรรจุภัณฑ์ การชะล้างแก๊สจะต้องมีประสิทธิภาพ (O2<0.5-1%) and the seal must be immediate (to prevent air re-entering).

หลักการออกแบบซีล:

- ความกว้างของหน้าแปลน:หน้าแปลนซีลควรมีความกว้างอย่างน้อย 5-8 มม. (10 มม. เหมาะสำหรับ MAP) เพื่อให้มีพื้นที่ซีลเพียงพอและรองรับการวางแนวที่ไม่ตรงเล็กน้อย
- ความเรียบของหน้าแปลน:หน้าแปลนต้องแบนและขนานกับขากรรไกรซีล - มุมหรือความโค้งใดๆ อาจทำให้เกิดแรงดันซีลและการรั่วไหลไม่สม่ำเสมอ
- เรขาคณิตของซีล:ขอบเขตการซีลที่ต่อเนื่องและต่อเนื่องเป็นสิ่งสำคัญ - ช่องว่าง รอยบาก หรือคุณสมบัติใดๆ ในพื้นที่ซีลอาจทำให้เกิดการรั่วไหลได้
- ซีลสองชั้น (สำหรับการใช้งานที่สำคัญ):สำหรับการใช้งานที่มีมูลค่าสูง-หรือมีความสำคัญ (ยา อุปกรณ์ทางการแพทย์) การซีลสองชั้น (เส้นการซีลที่มีศูนย์กลางสองเส้น) สามารถให้ความซ้ำซ้อนได้ - หากการซีลด้านในล้มเหลว ซีลด้านนอกยังคงรักษาความสมบูรณ์ไว้ได้
- ลอกออกได้และซีลถาวร: For consumer packages, a peelable seal (seal strength 3-8 N/15mm) is often desired - easy for the consumer to open without tools. For industrial or shipping packages, a permanent seal (seal strength >10 N/15มม.) อาจต้องการ - การงัดแงะ-ให้ชัดเจนและปลอดภัย
- การตรวจสอบซีล:ซีลจะต้องได้รับการตรวจสอบความถูกต้องด้วยการทดสอบความแข็งแรงของซีล การทดสอบการรั่วไหล และ (สำหรับ MAP) การวิเคราะห์องค์ประกอบของก๊าซ - เพื่อให้มั่นใจว่าการซีลสุญญากาศมีความสม่ำเสมอและเชื่อถือได้

บรรจุภัณฑ์ดัดแปลงบรรยากาศ (MAP) ด้วยเยื่อขึ้นรูป

บรรจุภัณฑ์ดัดแปลงบรรยากาศ (MAP) เป็นหนึ่งในการใช้งานที่สำคัญที่สุดสำหรับบรรจุภัณฑ์เยื่อขึ้นรูปสุญญากาศ MAP แทนที่อากาศภายในบรรจุภัณฑ์ด้วยส่วนผสมของก๊าซควบคุม - ซึ่งช่วยยืดอายุการเก็บอาหารที่เน่าเสียง่ายโดยชะลอการเกิดออกซิเดชัน การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ และการสูญเสียความชื้น มาดูวิธีการใช้เยื่อขึ้นรูปสำหรับ MAP กัน

แผนที่ทำงานอย่างไร

MAP ทำงานโดยการปรับเปลี่ยนบรรยากาศภายในบรรจุภัณฑ์เพื่อชะลอกลไกการย่อยสลายอาหารหลัก:

- การลดออกซิเจน:การลดออกซิเจน (จาก 21% ในอากาศเหลือ 0-5%) จะช่วยชะลอการเกิดออกซิเดชัน (กลิ่นหืน สีซีดจาง สูญเสียสารอาหาร) และยับยั้งแบคทีเรียและเชื้อราแบบแอโรบิก สำหรับอาหารที่ไวต่อออกซิเจนมาก (เช่น เนื้อหมัก ชีส ของขบเคี้ยว) จะใช้ไนโตรเจน 100% (ออกซิเจน 0%)
- การเติมคาร์บอนไดออกไซด์:การเติมคาร์บอนไดออกไซด์ (โดยทั่วไปคือ 20-40%) ยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียหลายชนิด (โดยเฉพาะแบคทีเรียแกรมลบ เช่น ซูโดโมแนส ซึ่งทำให้เกิดการเน่าเสียในเนื้อสัตว์และปลา) CO2 ละลายในความชื้นของอาหาร ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดอ่อนๆ ซึ่งยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย
- ไนโตรเจนเป็นสารตัวเติม:ไนโตรเจน (ก๊าซเฉื่อย) ใช้เพื่อเติมปริมาตรที่เหลือ - ซึ่งไม่ส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพอาหาร แต่ป้องกันการยุบของบรรจุภัณฑ์ (CO2 ถูกอาหารดูดซึม ซึ่งอาจทำให้บรรจุภัณฑ์หดตัว) และแทนที่ออกซิเจน
- ออกซิเจนสำหรับการหายใจ (สำหรับผักผลไม้สด):สำหรับผักและผลไม้สด (ซึ่งยังคง "มีชีวิต" และหายใจอยู่) ระดับออกซิเจนที่ต่ำ (2-5%) จะถูกคงไว้ - ออกซิเจนที่ต่ำเกินไปทำให้เกิดการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน (ไม่มีรสชาติ การหมัก) ในขณะที่ออกซิเจนที่สูงเกินไปทำให้หายใจได้เร็ว (การชราภาพเร็วขึ้น การสูญเสียความชื้น) ส่วนผสมของก๊าซที่เหมาะสมที่สุดนั้นขึ้นอยู่กับประเภทของผลิตผลเฉพาะ

ส่วนผสมของก๊าซ MAP ทั่วไป

เยื่อกระดาษขึ้นรูปสำหรับ MAP: ข้อกำหนดและแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด

สำหรับการใช้งาน MAP ถาดเยื่อขึ้นรูปต้องเป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะ:

1. ประสิทธิภาพของสิ่งกีดขวาง:ถาดจะต้องมีตัวกั้นออกซิเจนและไอน้ำเพียงพอเพื่อรักษาบรรยากาศที่ปรับเปลี่ยนตลอดอายุการเก็บรักษาที่ต้องการ สำหรับอายุการเก็บรักษาที่สั้น- (วันถึง 1-2 สัปดาห์) การเคลือบ PLA อาจเพียงพอแล้ว สำหรับอายุการเก็บรักษาขนาดกลาง- (2-4 สัปดาห์) จำเป็นต้องมีการเคลือบหลายชั้น (PVOH + PLA) สำหรับอายุการเก็บรักษาที่ยาวนาน (1+ เดือน) อาจจำเป็นต้องมีการเคลือบฟิล์ม (PET/EVOH/PE)
2. ซีลความร้อนสุญญากาศ: The tray must have a heat-sealable flange and be sealed with a compatible lid film to create an airtight seal. Seal strength >ข้อกำหนดทั่วไปคือ 5-10 N/15 มม. และไม่มีรอยรั่วที่ตรวจพบได้ (การทดสอบฟองอากาศ)
3. ความเข้ากันได้ของฟลัชก๊าซ:การออกแบบถาดต้องช่วยให้สามารถชะล้างแก๊สได้อย่างมีประสิทธิภาพ - ถาดควรมีรูปทรงที่ค่อนข้างเปิด (ไม่ลึกเกินไป มีการไหลเวียนของก๊าซที่ดี) และอุปกรณ์บรรจุ/ปิดผนึกจะต้องมีความสามารถในการชะล้างก๊าซอย่างมีประสิทธิภาพ (O2 ที่ตกค้าง<0.5-1%).
4. ความปลอดภัยของอาหาร:วัสดุทั้งหมด (เยื่อขึ้นรูป สารเคลือบ กาว ฟิล์มฝา) ต้องเป็นเกรดอาหาร-และสอดคล้องกับกฎระเบียบที่เกี่ยวข้อง (FDA, EFSA, GB) ส่วนผสมของก๊าซต้องเป็นเกรดอาหาร- (ไนโตรเจนเกรดทางการแพทย์/อุตสาหกรรมและ CO2 ไม่เหมาะสำหรับอาหาร - ต้องใช้ก๊าซเกรดอาหาร-)
5. ความแข็งแรงทางกล:ถาดจะต้องรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างตลอดอายุการเก็บรักษาและการกระจาย - รวมถึงเมื่อวางซ้อนกัน (ความต้านทานแรงอัด) และเมื่อจัดการ (ความต้านทานแรงดึงและการฉีกขาด) ความชื้นจากอาหาร (หรือจากสภาพแวดล้อม MAP ที่มีความชื้นสูง-) อาจทำให้เยื่อแม่พิมพ์ที่ไม่เคลือบ - อ่อนตัวลง ดังนั้นเรซินที่มีความแข็งแรงเปียกและการเคลือบป้องกันความชื้นจึงมีความจำเป็น
6. การควบคุมคุณภาพ:บรรจุภัณฑ์ MAP ต้องการการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวด - รวมถึงการทดสอบความแข็งแรงของซีล การทดสอบการรั่วไหล การวิเคราะห์องค์ประกอบของก๊าซ (ทันทีหลังจากการปิดผนึกและตามระยะเวลาระหว่างอายุการเก็บรักษา) และ-การตรวจสอบอายุการเก็บรักษา (การเก็บบรรจุภัณฑ์ในสภาวะที่กำหนดและการประเมินคุณภาพอาหารตามช่วงเวลา)

ข้อดีของเยื่อกระดาษขึ้นรูปสำหรับ MAP

เมื่อเปรียบเทียบกับถาด MAP พลาสติก (มาตรฐานปัจจุบัน) เยื่อขึ้นรูปมีข้อดีหลายประการ:

1. ความยั่งยืน:เยื่อขึ้นรูปทำจากวัสดุรีไซเคิลหรือหมุนเวียน สามารถรีไซเคิลและย่อยสลายได้ และมีปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนต่ำกว่าพลาสติกมาก สำหรับแบรนด์ที่มีเป้าหมายด้านความยั่งยืนหรือผู้บริโภค-ที่คำนึงถึงสิ่งแวดล้อม นี่เป็นการสร้างความแตกต่างที่สำคัญ
2. รูปลักษณ์ระดับพรีเมียม:เยื่อขึ้นรูปที่ขึ้นรูปด้วยความร้อนมีลักษณะเรียบ เคลือบด้าน และเป็นธรรมชาติ ซึ่งผู้บริโภคจำนวนมากมองว่าเป็นของพรีเมียมและ "เป็นธรรมชาติ" - เมื่อเปรียบเทียบกับรูปลักษณ์พลาสติกเทียม สิ่งนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์อาหารระดับพรีเมียม (งานฝีมือ ออร์แกนิก อาหารกูร์เมต์)
3. ทนต่ออุณหภูมิ:เยื่อแม่พิมพ์ที่ไม่เคลือบสามารถทนต่ออุณหภูมิเตาอบ (สูงถึง 200-250 องศา C) - ทำให้บรรจุภัณฑ์ MAP "พร้อมสำหรับเตาอบ- (ผู้บริโภคสามารถใส่ถาดลงในเตาอบได้โดยตรง) ถาด MAP พลาสติก (PET, PP) ไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิเตาอบได้ - แม้ว่า PP จะสามารถเข้าไมโครเวฟได้ก็ตาม
4. ไม่มีการเคลื่อนย้ายทางเคมี:เยื่อขึ้นรูปมีข้อกังวลในการเคลื่อนย้ายสารเคมีน้อยกว่าพลาสติก (ไม่มีสาร BPA, พทาเลท, สไตรีน, พลวง) - สำคัญอย่างยิ่งสำหรับอาหารร้อนหรือมีไขมัน ซึ่งการเคลื่อนย้ายของพลาสติกเป็นเรื่องที่น่ากังวลมากกว่า
5. ความแตกต่างของแบรนด์:เนื่องจากแบรนด์ต่างๆ หันมาใช้ MAP แบบพลาสติกมากขึ้น MAP เยื่อขึ้นรูปจึงนำเสนอวิธีที่โดดเด่นบนชั้นวาง - ด้วยรูปลักษณ์ระดับพรีเมียมที่มีเอกลักษณ์ ยั่งยืน

ข้อจำกัดของเยื่อกระดาษขึ้นรูปสำหรับ MAP

เยื่อกระดาษขึ้นรูปยังมีข้อจำกัดสำหรับ MAP:

1. ประสิทธิภาพของสิ่งกีดขวาง:แม้จะมีการเคลือบที่ดีที่สุด ประสิทธิภาพการกั้นของเยื่อแม่พิมพ์อาจไม่ตรงกับพลาสติกที่มีอุปสรรคสูง- (เช่น EVOH, PVDC) หรืออลูมิเนียมฟอยล์ สำหรับอายุการเก็บรักษาที่ยาวนานมาก- (6+ เดือน) หรือผลิตภัณฑ์ที่ไวต่อออกซิเจนสูง- อาจยังจำเป็นต้องใช้พลาสติกหรืออลูมิเนียม
2. ค่าใช้จ่าย:ถาด MAP สำหรับเยื่อแม่พิมพ์เคลือบ/เคลือบลามิเนตอาจมีราคาแพงกว่าถาด MAP พลาสติกมาตรฐาน - แม้ว่าช่องว่างจะลดลงตามขนาด และต้นทุนทั้งหมด (รวมถึง EPR, ภาษีพลาสติก, มูลค่าแบรนด์) อาจชอบเยื่อขึ้นรูป
3. ความโปร่งใส:เยื่อขึ้นรูปมีความทึบ - ผู้บริโภคไม่สามารถมองเห็นอาหารภายในได้ สำหรับผลิตภัณฑ์ที่การมองเห็นเป็นสิ่งสำคัญ (เช่น ผลิตผลสด อาหารสำเร็จรูป) ฟิล์มฝาใสช่วยให้มองเห็นได้ (ถาดมีความทึบแต่ฝาปิดชัดเจน)
4. ความเข้ากันได้ของอุปกรณ์:อุปกรณ์บรรจุ/ปิดผนึก MAP ที่มีอยู่อาจต้องมีการปรับเปลี่ยนหรือปรับเปลี่ยนเพื่อจัดการกับถาดเยื่อที่ขึ้นรูป (การนำความร้อนที่แตกต่างกัน พื้นผิว พารามิเตอร์ของซีล) อุปกรณ์รุ่นใหม่มักจะเข้ากันได้ แต่อาจจำเป็นต้องมีการติดตั้งเพิ่มเติมสำหรับสายรุ่นเก่า
5. ความไวต่อความชื้น:เยื่อที่ขึ้นรูปไวต่อความชื้น - แม้จะเคลือบไว้ก็ตาม การสัมผัสกับอาหารเปียกมากเป็นเวลานาน (เช่น ซุป ซอส ผลผลิตที่ชื้นมาก) อาจทำให้เกิดการอ่อนตัวหรือเสื่อมคุณภาพ สำหรับอาหารที่เปียกมาก พลาสติกอาจยังเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า (หรือเยื่อขึ้นรูปที่มีการเคลือบกั้นที่แข็งแกร่งและมีเวลาสัมผัสที่จำกัด)

การควบคุมคุณภาพสำหรับสิ่งกีดขวางและสุญญากาศ

การรับรองประสิทธิภาพของสิ่งกีดขวางและสุญญากาศที่สม่ำเสมอจำเป็นต้องมีโปรแกรมควบคุมคุณภาพที่ครอบคลุม - ตั้งแต่วัสดุที่เข้ามาจนถึงบรรจุภัณฑ์สำเร็จรูป เรามาสรุปองค์ประกอบ QC ที่สำคัญกัน

QC วัสดุขาเข้า

- เยื่อกระดาษและเส้นใย:ทดสอบประเภทเส้นใย การกระจายความยาวเส้นใย ความอิสระ (ระดับ SR/CSF) และสิ่งปนเปื้อน ตรวจสอบความสอดคล้องระหว่างแบทช์
- สารเคมี:ตรวจสอบประเภทวัตถุเจือปน ความเข้มข้น และใบรับรองเกรดอาหาร- (ถ้ามี) ทดสอบประสิทธิผลของสารเติมแต่ง (เช่น ประสิทธิภาพในการกำหนดขนาดผ่านการทดสอบ Cobb ความทนเปียกผ่านการทดสอบแรงดึงแบบเปียก)
- สารเคลือบ:ตรวจสอบประเภทการเคลือบ ปริมาณของแข็ง ความหนืด pH และใบรับรองเกรดอาหาร- ทดสอบประสิทธิภาพการเคลือบ (คุณสมบัติกั้น) บนพื้นผิวทดสอบมาตรฐาน
- ฟิล์มฝา:ตรวจสอบโครงสร้างของฟิล์ม ความหนา ประเภทชั้นซีล คุณสมบัติการกั้น (OTR, WVTR) และการรับรองเกรดอาหาร- ทดสอบความเข้ากันได้ของซีลความร้อนกับการเคลือบถาด

ใน-การควบคุมคุณภาพกระบวนการ

- ความสม่ำเสมอของเยื่อกระดาษและอุณหภูมิ:ตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง (ทุกๆ 15-30 นาที) เพื่อให้แน่ใจว่าการขึ้นรูปสม่ำเสมอ
- พารามิเตอร์การขึ้นรูป:ตรวจสอบแรงดันสุญญากาศ เวลาในการขึ้นรูป และอุณหภูมิแม่พิมพ์ ตรวจสอบน้ำหนักถาดเปียกและปริมาณความชื้น (ทุกๆ 1-2 ชั่วโมง)
- พารามิเตอร์การอบแห้ง:ตรวจสอบอุณหภูมิอุโมงค์ การไหลของอากาศ และความเร็วสายพานลำเลียง ตรวจสอบปริมาณความชื้นของถาดแห้ง (เป้าหมาย 6-10%) ทุกๆ 2-4 ชั่วโมง
- พารามิเตอร์การเคลือบ:ตรวจสอบความหนืดของการเคลือบ ปริมาณของแข็ง อัตราการใช้งาน (น้ำหนักการเคลือบ) และอุณหภูมิการทำให้แห้ง/การบ่ม ตรวจสอบความครอบคลุมของการเคลือบ (การตรวจสอบด้วยสายตา ไม่มีรูเข็มหรือจุดบาง ๆ) และน้ำหนักการเคลือบ (การวัดแบบกราวิเมตริก) ทุก 1-2 ชั่วโมง
- การตัดแต่ง:ตรวจสอบขนาดที่เล็มแล้ว (การวัดคาลิเปอร์) และคุณภาพขอบ (การตรวจสอบด้วยสายตาเพื่อหาขอบขาดหรือครีบ)
- การปิดผนึกด้วยความร้อน (สำหรับ MAP):ตรวจสอบอุณหภูมิ ความดัน และเวลาของซีล ตรวจสอบความแข็งแรงของซีล (ทุก 1-2 ชั่วโมง) และทำการทดสอบการรั่วไหล (ทุกกะหรือต่อชุด) ตรวจสอบองค์ประกอบของก๊าซ (สำหรับ MAP) - O2 ที่ตกค้างทันทีหลังจากการปิดผนึก และตามช่วงอายุการเก็บรักษา

การควบคุมคุณภาพผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

- การตรวจสอบด้วยสายตา:การตรวจสอบ 100% หรือการสุ่มตัวอย่าง AQL สำหรับข้อบกพร่องที่มองเห็นได้ - น้ำตา รู การบิดงอ การเปลี่ยนสี ข้อบกพร่องในการเคลือบ (รูเข็ม จุดบาง การครอบคลุมที่ไม่สม่ำเสมอ) ข้อบกพร่องในการพิมพ์ ข้อบกพร่องในการตัดแต่ง
- การตรวจสอบมิติ:เก็บตัวอย่างทุกๆ 1-2 ชั่วโมง - ขนาดของถาด (ความยาว ความกว้าง ความสูง ขนาดโพรง ความกว้างของหน้าแปลน) ความหนาของผนัง และน้ำหนัก เปรียบเทียบกับข้อกำหนด
- ปริมาณความชื้น:เก็บตัวอย่างทุกๆ 2-4 ชั่วโมง - เป้าหมาย 6-10%
- การทดสอบสิ่งกีดขวาง:ต่อชุดหรือต่อกะ - การทดสอบ Cobb (การดูดซึมน้ำ) การทดสอบชุดอุปกรณ์ (ความต้านทานจาระบี) และ (สำหรับการใช้งานที่สำคัญ) การทดสอบ OTR และ WVTR เปรียบเทียบกับข้อกำหนด
- การทดสอบความแข็งแรง:ต่อชุด - แรงอัด, แรงระเบิด, แรงดึง (ขึ้นอยู่กับการใช้งาน) เปรียบเทียบกับข้อกำหนด
- การทดสอบซีล (สำหรับ MAP):ต่อแบทช์ - ความแข็งแรงของซีล การทดสอบการรั่วไหล (ฟองอากาศหรือการสลายตัวของแรงดัน) และการวิเคราะห์องค์ประกอบของก๊าซ (ระดับ O2 และ CO2) เปรียบเทียบกับข้อกำหนด
- ความปลอดภัยในการสัมผัสกับอาหาร (สำหรับการใช้งานกับอาหาร):ต่อการเปลี่ยนแปลงวัสดุหรือการทดสอบการโยกย้าย - เป็นระยะ (การโยกย้ายโดยรวมและการโยกย้ายเฉพาะ) ตามมาตรฐาน FDA, EFSA หรือ GB ตรวจสอบใบรับรองเกรดอาหาร-สำหรับวัสดุทั้งหมด
- การตรวจสอบความถูกต้องของชั้นวาง-อายุการใช้งาน (สำหรับ MAP):สำหรับผลิตภัณฑ์ใหม่หรือการเปลี่ยนแปลงวัสดุ - ดำเนินการศึกษาอายุการเก็บรักษา- (จัดเก็บบรรจุภัณฑ์ที่อุณหภูมิ/ความชื้นที่ระบุ ประเมินคุณภาพอาหารและองค์ประกอบของก๊าซตามช่วงเวลา) เพื่อตรวจสอบว่าบรรจุภัณฑ์ตรงตามอายุการเก็บรักษาที่กำหนดไว้

ข้อบกพร่องของสิ่งกีดขวางทั่วไปและสาเหตุที่แท้จริง

บรรทัดล่าง

ประสิทธิภาพของการป้องกันอากาศและอุปสรรคเป็นคุณสมบัติที่สำคัญสำหรับการใช้งานบรรจุภัณฑ์จำนวนมาก - ตั้งแต่บรรจุภัณฑ์ดัดแปลงบรรยากาศ (MAP) สำหรับอาหารสด ไปจนถึงบรรจุภัณฑ์ป้องกันความชื้นสำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์และผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม แม้ว่าเยื่อแม่พิมพ์ที่ไม่เคลือบจะมีการซึมผ่านได้สูง (โดยพื้นฐานแล้วไม่มีสิ่งกีดขวาง) เทคโนโลยีกั้นที่ทันสมัย ​​- สารเติมแต่งภายใน การเคลือบภายนอก (อะคริลิก สไตรีน-อะคริลิก PU, PLA, PVOH หลาย-ชั้น) การเคลือบฟิล์ม และการปิดผนึกด้วยความร้อน - สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการกั้นของเยื่อขึ้นรูปได้อย่างมาก ทำให้สามารถใช้งานที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นโดเมนเฉพาะของพลาสติกและอลูมิเนียม

ประเด็นสำคัญคือ:

1. เยื่อกระดาษขึ้นรูปที่ไม่เคลือบผิวไม่มีสิ่งกีดขวาง - OTR >10,000, WVTR 500-2,000, Cobb 50-150, ระดับชุดอุปกรณ์ 0-1 เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการการระบายอากาศ (พืชผล ดอกไม้) หรือในกรณีที่ไม่ต้องการสิ่งกีดขวาง (ผลิตภัณฑ์แห้งและไม่เน่าเสียง่าย) แต่ไม่ใช่สำหรับการใช้งานที่เป็นอุปสรรค
2. การเคลือบสามารถปรับปรุงสิ่งกีดขวางได้อย่างมาก- แม้แต่การเคลือบอะคริลิกแบบน้ำขั้นพื้นฐาน-ก็ลด WVTR ลง 90%+ (เป็น 30-150) และ Cobb ลง 70%+ (เหลือ 5-30) การเคลือบ PLA กั้นน้ำ/ไขมันได้ดีมาก (WVTR 5-30, ชุด 8-12) และสามารถปิดผนึกด้วยความร้อน การเคลือบ PVOH ช่วยป้องกันออกซิเจนได้ดีเยี่ยม (OTR 1-50) การเคลือบหลายชั้นผสมผสานสิ่งที่ดีที่สุดของแต่ละชั้นเข้าด้วยกัน
3. การเคลือบฟิล์มถือเป็นอุปสรรคสูงสุดเยื่อกระดาษขึ้นรูปเคลือบ - สามารถบรรลุ OTR<0.1 and WVTR <0.1, comparable to flexible plastic packaging. Lamination is best for long shelf-life (6+ months), pharmaceuticals, MSD electronics, and highly perishable MAP foods.
4. สามารถทำ MAP ด้วยเยื่อขึ้นรูปได้- ด้วยการเคลือบที่เหมาะสม (PLA หรือหลาย-ชั้น) หน้าแปลนปิดผนึกด้วยความร้อน- ฟิล์มฝาที่เข้ากันได้ พารามิเตอร์การซีลที่ได้รับการปรับปรุง และการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวด เยื่อกระดาษขึ้นรูปสามารถให้บรรจุภัณฑ์ MAP ที่ปิดสนิทโดยมีอายุการเก็บรักษาเทียบได้กับพลาสติกสำหรับการใช้งานหลายประเภท MAP เยื่อขึ้นรูปนำเสนอความยั่งยืน รูปลักษณ์ระดับพรีเมียม ทนต่ออุณหภูมิ และข้อได้เปรียบในการสร้างความแตกต่างของแบรนด์เหนือพลาสติก
5. การทดสอบและการควบคุมคุณภาพถือเป็นสิ่งสำคัญ- ประสิทธิภาพของอุปสรรคต้องวัดด้วยการทดสอบที่ได้มาตรฐาน (OTR, WVTR, Cobb, การทดสอบชุดอุปกรณ์, การทดสอบการรั่วไหล, ความแข็งแรงของซีล, องค์ประกอบของก๊าซ) และควบคุมด้วยโปรแกรม QC ที่ครอบคลุม (วัสดุขาเข้า อยู่ใน-กระบวนการ ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป) ข้อบกพร่องทั่วไป (รูเข็ม การรั่วไหลของขอบ การรั่วไหลของซีล) จะต้องได้รับการระบุและแก้ไขโดยการวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริง
6. เข้าใจข้อจำกัดเยื่อขึ้นรูป - ไม่ตรงกับแผงกั้นของอลูมิเนียมฟอยล์หรือพลาสติกที่มีแผงกั้นสูง- (EVOH, PVDC) สำหรับการเก็บรักษา-อายุการใช้งานที่ยาวนานมากหรือข้อกำหนดด้านสิ่งกีดขวางที่รุนแรง นอกจากนี้ยังไม่โปร่งใส (แม้ว่าฝาปิดที่ชัดเจนจะช่วยให้มองเห็นได้) และอาจต้องมีการปรับเปลี่ยนอุปกรณ์สำหรับเส้น MAP สำหรับการใช้งานเหล่านี้ อาจยังคงต้องใช้พลาสติกหรืออะลูมิเนียม - แต่สำหรับการใช้งานที่เป็นอุปสรรคปานกลาง- ส่วนใหญ่ เยื่อกระดาษขึ้นรูปเป็นทางเลือกที่ยั่งยืนและใช้งานได้จริง

ที่ Hesheng เรามีประสบการณ์มากมายในด้านบรรจุภัณฑ์เยื่อกระดาษที่ขึ้นรูปด้วยสิ่งกีดขวางและสุญญากาศ เรามีเทคโนโลยีกั้นแบบครบวงจร: สารเติมแต่งภายใน (ขนาด AKD, ความแข็งแรงเปียกของ PAE), การเคลือบภายนอก (อะคริลิกน้ำ-, อะคริลิกผสมน้ำ, สไตรีน-อะคริลิก, PU, ​​PLA, PVOH, หลาย-ชั้น), การเคลือบฟิล์ม (PET, PE, EVOH, PLA, โครงสร้างหลาย-ชั้น) และการปิดผนึกด้วยความร้อน (ด้วยฟิล์มฝาที่เข้ากันได้) เราสามารถช่วยคุณเลือกเทคโนโลยีกั้นที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานของคุณ - โดยพิจารณาจากอายุการเก็บรักษา ประเภทผลิตภัณฑ์ ส่วนผสมของก๊าซ (สำหรับ MAP) งบประมาณ และเป้าหมายด้านความยั่งยืน นอกจากนี้เรายังให้บริการทดสอบที่ครอบคลุม - OTR, WVTR, Cobb, ชุดทดสอบ, ความแข็งแรงของซีล, การทดสอบการรั่วไหล, การวิเคราะห์องค์ประกอบของก๊าซ และ-การตรวจสอบอายุการเก็บรักษา - เพื่อให้มั่นใจว่าบรรจุภัณฑ์ของคุณตรงตามข้อกำหนดด้านอุปสรรคของคุณ วัสดุกั้นเกรดอาหารของเรา-เป็นไปตามข้อกำหนดของ FDA, EFSA และ GB และเราไม่เคยใช้ PFAS หรือสารเติมแต่งที่เป็นอันตรายอื่นๆ

หากคุณกำลังประเมินเยื่อขึ้นรูปสำหรับการใช้กั้นหรือ MAP และต้องการทำความเข้าใจว่าอะไรทำได้ - และอะไรไม่สามารถทำได้ -ติดต่อทีมเทคนิคของ Hesheng- เรายินดีที่จะประเมินผลิตภัณฑ์และความต้องการของคุณ แนะนำเทคโนโลยีกั้นที่เหมาะสมที่สุด จัดเตรียมต้นแบบและข้อมูลการทดสอบ และแนะนำคุณตลอดทุกขั้นตอนของกระบวนการพัฒนาและคุณสมบัติ ตั้งแต่การต้านทานความชื้นขั้นพื้นฐานไปจนถึงบรรจุภัณฑ์ MAP สุญญากาศ เยื่อขึ้นรูปสามารถตอบสนองความต้องการอุปสรรคของคุณ - ด้วยความยั่งยืน รูปลักษณ์ระดับพรีเมียม และประสิทธิภาพที่แบรนด์และผู้บริโภคในปัจจุบันต้องการ ให้เราช่วยคุณค้นหาวิธีแก้ปัญหาสิ่งกีดขวางที่เหมาะสมสำหรับผลิตภัณฑ์ของคุณ