บทนำ: การกำหนดฟิล์มขึ้นรูปและไม่ขึ้นรูปในบรรจุภัณฑ์แบบอ่อน
บรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่นสำหรับสินค้าที่เน่าเสียง่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาคส่วนอาหารและการแพทย์ ต้องอาศัยความแตกต่างที่สำคัญระหว่างฟิล์มสองตระกูล: ฟิล์มขึ้นรูปและฟิล์มไม่ขึ้นรูป แบบแรกได้รับการออกแบบให้ยืดออกลึกหรือมีรูปร่างเป็นโพรง (เทอร์โมฟอร์ม) ในขณะที่แบบหลังยังคงแบนและทำหน้าที่เป็นที่กำบังหรือเว็บด้านบน การทำความเข้าใจความแตกต่างนี้เป็นสิ่งสำคัญเมื่อระบุ ฟิล์มกั้นสูงด้านบนและด้านล่าง ระบบสำหรับการใช้งาน เช่น บรรจุภัณฑ์ดัดแปลงบรรยากาศ (MAP) หรือบรรจุภัณฑ์ผิวสุญญากาศ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างแผ่นด้านล่าง (ฟิล์มขึ้นรูป) และแผ่นด้านบน (แผ่นฟิล์มหรือฝาปิดที่ไม่ขึ้นรูป) จะกำหนดความสมบูรณ์ของซีล การซึมผ่านของออกซิเจน และความต้านทานต่อการเจาะทะลุทางกล บทความนี้จะให้ข้อมูลเจาะลึกด้านเทคนิคเกี่ยวกับวัสดุศาสตร์ ตัวชี้วัดประสิทธิภาพ และเกณฑ์การคัดเลือกสำหรับฟิล์มเหล่านี้ โดยเน้นที่โครงสร้างที่มีอุปสรรคสูงโดยใช้ EVOH, PA และการอัดขึ้นรูปร่วม PE
ข้อมูลจากการสำรวจทางอุตสาหกรรมระบุว่าการเปลี่ยนจากฟิล์มชั้นเดียวมาตรฐานไปเป็นระบบกั้นสูงที่มีการขึ้นรูป/ไม่ขึ้นรูปที่เหมาะสม สามารถลดอัตราการส่งผ่านออกซิเจน (OTR) ได้มากกว่า 90% ส่งผลให้อายุการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์จาก 7–10 วันเป็น 25–30 วันสำหรับเนื้อแดงสด การทำงานร่วมกันระหว่างเว็บทั้งสองนั้นไม่สามารถต่อรองได้: ฟิล์มที่ขึ้นรูปจะต้องทนต่อการดึงลึกโดยไม่ทำให้บางเกินขีดจำกัดที่ยอมรับได้ ในขณะที่ฟิล์มที่ไม่ขึ้นรูปจะต้องมีความสามารถในการปิดผนึกด้วยความร้อนที่สม่ำเสมอและลักษณะการพับแบบตายตัว บทความนี้แจกแจงข้อกำหนดทางกายภาพและเคมีของแต่ละข้อ ให้ข้อมูลเปรียบเทียบ และรวมถึงกรณีศึกษาเกี่ยวกับการปรับปรุงประสิทธิภาพการบรรจุเนื้อสัตว์
พื้นฐานทางเทคนิคของการขึ้นรูปฟิล์ม
การขึ้นรูปฟิล์ม หรือที่มักเรียกกันว่าแผ่นใยด้านล่างเป็นส่วนสำคัญของสายการผลิตบรรจุภัณฑ์ที่ขึ้นรูปด้วยความร้อน พวกเขาได้รับความร้อนและขึ้นรูปสุญญากาศหรือช่วยด้วยแรงดันในแม่พิมพ์เพื่อสร้างช่องสำหรับเก็บผลิตภัณฑ์ ก ฟิล์มเทอร์โมฟอร์มมิงแบริเออร์สูง จะต้องปรับสมดุลคุณสมบัติสามประการที่มักจะขัดแย้งกัน: ความสามารถในการดึงออกได้ลึก การกระจายความหนาสม่ำเสมอ และ OTR ที่ต่ำมาก (โดยทั่วไปคือ ≤ 1.0 cc/(m²·24h·atm) สำหรับอุปสรรคสูง) สถาปัตยกรรมโพลีเมอร์มักจะประกอบด้วยชั้น EVOH ส่วนกลาง (เอทิลีนไวนิลแอลกอฮอล์) ซึ่งกั้นออกซิเจน ล้อมรอบด้วยชั้นยึดติดและชั้นโครงสร้างของโพลีเอไมด์ (PA) สำหรับความแข็งแรงเชิงกล และโพลีเอทิลีน (PE) สำหรับความสามารถในการปิดผนึก
ข้อกำหนดทางกลที่สำคัญสำหรับการขึ้นรูปฟิล์ม
- การยืดตัวเมื่อขาด: ขั้นต่ำ 300% (MD & TD) เพื่อรองรับอัตราส่วนการดึงลึกสูงสุด 3:1 หรือ 4:1 โดยไม่เกิดการแตกร้าว
- ความต้านทานผ้าม่านและการย้อย: ฟิล์มจะต้องคงความเสถียรของมิติเมื่อถูกความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่ขึ้นรูป (โดยทั่วไปคือ 90°C ถึง 130°C)
- ความต้านทานการเจาะ: ≥ 15 N (ใช้ ASTM F1306) เพื่อทนทานต่อขอบกระดูกแหลมคมในบรรจุภัณฑ์เนื้อสัตว์
- ความสม่ำเสมอของการทำให้ผอมบาง: มีการออกแบบอย่างดี ฟิล์มอัดรีดร่วม PA PE สามารถจำกัดการบางที่มุมที่ลึกที่สุดให้เหลือ ≤ 35% ของความหนาเดิม โดยคงประสิทธิภาพของแผงกั้นไว้
บทบาทของ EVOH ในโครงสร้างเทอร์โมฟอร์ม
EVOH คือมาตรฐานทองคำสำหรับกั้นออกซิเจนในบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่น อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติกั้นออกซิเจนของมันจะลดลงเชิงเส้นตามความชื้นสัมพัทธ์ที่เพิ่มขึ้น สำหรับการขึ้นรูปฟิล์มที่ใช้ในการใช้งานแบบเปียกหรือแช่แข็ง ชั้น EVOH จะต้องได้รับการปกป้องด้วยผิวหนังที่ทนความชื้น (เช่น ชั้น PA หรือชั้น PE หนา) ฟิล์มขึ้นรูปทั่วไปอาจมีโครงสร้าง: PE (สารผนึก)/Tie/EVOH/Tie/PA (ด้านนอก) PA ไม่เพียงแต่ให้ความต้านทานต่อการเสียดสีเท่านั้น แต่ยังช่วยให้มีความสามารถในการขึ้นรูปด้วยความร้อนได้ดีขึ้นเนื่องจากมีลักษณะเป็นอสัณฐาน ค่า OTR สำหรับ 5 เลเยอร์ดังกล่าว ฟิล์มกั้นสูง EVOH อาจต่ำได้ถึง 0.3–0.5 cc/(m²·24h·atm) ที่ 23°C และ 50% RH แต่เพิ่มเป็น 1.5–2.0 cc/(m²·24h·atm) ที่ 85% RH หากชั้นที่ผูกไม่เพียงพอ
| คุณสมบัติ | ฟิล์มขึ้นรูปมาตรฐาน (PA/EVOH/PE) | ฟิล์มขึ้นรูปประสิทธิภาพสูง (PA/EVOH/PA/EVOH/PE) |
|---|---|---|
| ความหนารวม (µm) | 120–180 | 150–250 |
| OTR (ซีซี/(m²·24h·atm)) | 1.2–1.8 | 0.3–0.6 |
| WVTR (ก./(ตร.ม.·24ชม.)) | 4–7 | 2–4 |
| ความลึกในการดึงสูงสุด (มม.) | 60–80 | 90–120 |
ภาพยนตร์ที่ไม่ขึ้นรูป: บทบาทของใยชั้นนำและฝาปิด
ฟิล์มที่ไม่ขึ้นรูปหรือที่เรียกว่าแผ่นใยด้านบนหรือแผ่นปิดจะไม่ผ่านการดึงลึกใดๆ แต่จะวางราบบนกระเป๋าที่ขึ้นรูปแล้วปิดผนึกด้วยความร้อนและความดัน แม้ว่าบทบาทนี้จะดูเรียบง่ายกว่า แต่ความต้องการทางเทคนิคของ a ฟิล์มเคลือบชั้นสูง ก็เข้มงวดไม่แพ้กัน ฟิล์มจะต้องมีการพับตายที่ดีเยี่ยม (คงแบนโดยไม่โค้งงอ) อุณหภูมิเริ่มต้นการซีลด้วยความร้อนสม่ำเสมอ (โดยทั่วไปคือ 115°C–135°C) และมีความต้านทานสูงต่อการหลุดล่อนในระหว่างการลอก ในการใช้งานลอกง่าย จำเป็นต้องมีการควบคุมความแข็งแรงของซีล (เช่น 5–10 N/15 มม.) ในขณะที่สำหรับการซีลสุญญากาศ จะต้องมีการระบุความแข็งแรงของการลอกที่สูงกว่า 25 N/15 มม.
ภาพยนตร์บนเว็บด้านบนและด้านล่าง: การจับคู่ที่ทำงานร่วมกัน
ในระบบบรรจุภัณฑ์ที่สมบูรณ์ แผ่นด้านบน (ไม่ขึ้นรูป) และแผ่นด้านล่าง (ขึ้นรูป) แทบจะไม่เหมือนกัน ใยด้านบนมักจะบางกว่า (40–90 µm) และออกแบบมาเพื่อความสามารถในการพิมพ์ ความคมชัดของแสง และคุณสมบัติป้องกันการเกิดฝ้า ชั้นกั้น (โดยปกติคือ EVOH หรือ PET ที่เคลือบอะลูมิเนียมออกไซด์) จะต้องตรงกันหรือเกิน OTR ของใยด้านล่างเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบจาก "ลิงก์ที่อ่อนแอ" ตัวอย่างเช่น หากฟิล์มขึ้นรูปมี OTR 0.5 cc/(m²·24h·atm) แต่ฟิล์มที่ฝาอนุญาตให้มี 3.0 cc/(m²·24h·atm) OTR บรรจุภัณฑ์ทั้งหมดจะถูกครอบงำโดยฝาปิด ด้วยเหตุนี้จึงระบุ ฟิล์มกั้นสูงด้านบนและด้านล่าง เนื่องจากระบบมีความสำคัญ การตรวจสอบในโลกแห่งความเป็นจริงแสดงให้เห็นว่าชั้นกั้นที่ไม่ตรงกันทำให้เกิดการเน่าเสียก่อนกำหนดในผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์ MAP ถึง 40%
- สารเคลือบป้องกันการเกิดฝ้า: จำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์แช่เย็นเพื่อรักษาการมองเห็น
- ลอกง่ายด้วยเลเซอร์: ช่วยให้สามารถเปิดได้บางส่วนโดยไม่ทำให้ฟิล์มฉีกขาด
- ลื่นสูงและป้องกันไฟฟ้าสถิตย์: จำเป็นสำหรับเครื่องซีลแบบฟอร์มแนวนอนความเร็วสูง (HFFS)
นวัตกรรมที่โดดเด่นอย่างหนึ่งคือการใช้ PA (OPA) ในฟิล์มที่ไม่ขึ้นรูปเพื่อปรับปรุงความต้านทานการเจาะในขณะที่ลดความหนา โครงสร้าง OPA/EVOH/PE มีอัตราส่วนความแข็งต่อน้ำหนักที่ดีเยี่ยม และกำลังเข้ามาแทนที่ฝาปิดที่ใช้ PET ในถาดเนื้อสัตว์มากขึ้นเรื่อยๆ
ความแตกต่างหลัก: ฟิล์มขึ้นรูปกับฟิล์มไม่ขึ้นรูป – ตารางเปรียบเทียบ
ในการเลือกฟิล์มที่ถูกต้องสำหรับแต่ละเว็บ วิศวกรจะต้องเข้าใจตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน ตารางด้านล่างสรุปความแตกต่างพื้นฐานระหว่างฟิล์มขึ้นรูปและฟิล์มไม่ขึ้นรูปในบริบทของบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่นที่มีอุปสรรคสูง
| พารามิเตอร์ | ฟิล์มขึ้นรูป (เว็บด้านล่าง) | ฟิล์มไม่ขึ้นรูป (แผ่นด้านบน / ฝาปิด) |
|---|---|---|
| ความสามารถในการเทอร์โมฟอร์ม | ใช่ – ต้องยืดเป็นแม่พิมพ์ (อัตราส่วนการดึงสูงสุด 1:4) | ไม่ – ยังคงแบน; งอเล็กน้อยเท่านั้น |
| ช่วงความหนาทั่วไป | 120–250 µm (หนาขึ้นเพื่อชดเชยการผอมบาง) | 40–90 µm (ทินเนอร์เพราะไม่ทำให้บางลง) |
| ความเครียดทางกลปฐมภูมิ | การเจาะและแรงดึงระหว่างการขึ้นรูป รอยถลอกหลังการเติม | ผลกระทบระหว่างการปิดผนึก ความแข็งแรงของการลอกสำหรับการเปิด |
| ชั้นเคลือบหลุมร่องฟัน | โดยปกติแล้ว PE (จุดหลอมเหลวต่ำ, การยึดเกาะร้อนที่ดี) | PE หรือ PP ดัดแปลง (หน้าต่างปิดผนึกที่กว้างขึ้น) |
| ตำแหน่งชั้นกั้น | อยู่ตรงกลางหรือใกล้กับด้านผลิตภัณฑ์มากขึ้น | มักจะใกล้กับพื้นผิวด้านนอกมากขึ้น (เพื่อปกป้อง EVOH จากความชื้น) |
| ข้อกำหนด OTR โดยทั่วไป | ≤ 1.0 ซีซี/(ตรม.·วัน) | ≤ 1.5 ซีซี/(ตรม.·วัน) (แต่จับคู่กับใยด้านล่าง) |
ในสายการบรรจุความเร็วสูง ฟิล์มขึ้นรูปจะต้องมีแรงเสียดทานต่ำบนแผ่นทำความร้อนและพฤติกรรมการหย่อนคล้อยที่สม่ำเสมอ ในทางกลับกัน ฟิล์มไม่ขึ้นรูปต้องการคุณสมบัติการคลายตัวที่ดีเยี่ยมและการกระจายตัวแบบคงที่เพื่อป้องกันการแตกของราง ข้อมูลจำเพาะเสริมแต่แตกต่างเหล่านี้ทำให้สามารถเลือกได้ ฟิล์มขึ้นรูปและไม่ขึ้นรูป งานวิศวกรรมเฉพาะทาง
โครงสร้างอุปสรรคสูง: บทบาทของ EVOH, PA และ PE Coextrusion
ฟิล์มทั้งที่ขึ้นรูปและไม่ขึ้นรูปให้ประสิทธิภาพการกั้นสูงผ่านการอัดรีดร่วมหลายชั้น โดยทั่วไปคือ 5, 7 หรือ 9 ชั้น อุปสรรคออกซิเจนส่วนกลางคือ EVOH เกือบตลอดเวลา (โดยมีปริมาณเอทิลีน 27–44 โมล%) ปริมาณเอทิลีนที่ต่ำกว่าทำให้เกิดสิ่งกีดขวางที่ดีกว่าแต่ความสามารถในการแปรรูปลดลง โครงสร้างแกนหลักคือ PA6 หรือ PA แบบอสัณฐาน (PA6I/6T) ซึ่งมีส่วนช่วยในการสร้างความลึกในการขึ้นรูปด้วยความร้อนและความต้านทานการเจาะทะลุ ชั้นยาแนวซึ่งโดยปกติจะเป็น PE หรือส่วนผสมของ LLDPE และ LDPE ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการปิดผนึกสุญญากาศตลอดช่วงอุณหภูมิที่กว้าง ภาพด้านล่างแสดงฟิล์มกั้นสูงอัดรีดร่วม 5 ชั้นทั่วไปที่ใช้สำหรับการใช้งานทั้งแบบขึ้นรูปและไม่ขึ้นรูป (โดยปรับอัตราส่วนความหนาของชั้นตามบทบาท)
สำหรับการขึ้นรูปฟิล์ม ชั้น PA จะถูกวางไว้ด้านนอก (หรือด้านใน) เพื่อป้องกัน EVOH จากการแตกร้าวในระหว่างการวาดแบบลึก สำหรับฟิล์มที่ไม่ขึ้นรูป สามารถใช้โครงสร้างเดียวกันได้ แต่บ่อยครั้งที่ชั้น PA จะถูกสลับกับวัสดุโมดูลัสที่สูงกว่า เช่น PET หรือ OPA เพื่อลดการยืดตัว การใช้งานของ ฟิล์มกั้นสูง EVOH เทคโนโลยีช่วยให้ผู้บรรจุหีบห่อบรรลุค่า OTR ที่ต่ำกว่า 0.2 ซีซี/(ตรม.·วัน) ด้วยการออกแบบ 7 ชั้นที่มีชั้น EVOH และ PA เพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม การปรับต้นทุนให้เหมาะสมมักจะนำไปสู่การรีดขึ้นรูปร่วมกัน 5 ชั้นด้วยชั้นที่ยึดติดโดยใช้โพลิโอเลฟินส์กราฟต์มาลิกแอนไฮไดรด์ ซึ่งให้ความแข็งแรงในการยึดเกาะระหว่างชั้น > 5 N/15 มม.
การใช้งานในบรรจุภัณฑ์เนื้อสัตว์: บรรจุภัณฑ์ผิวสุญญากาศและการขึ้นรูปด้วยความร้อน
บรรจุภัณฑ์เนื้อสัตว์เป็นหนึ่งในการใช้งานที่มีความต้องการมากที่สุดสำหรับฟิล์มยืดหยุ่นที่มีอุปสรรคสูง ซึ่งผสมผสานการดึงลึก ความชื้นสูง และรูปทรงของผลิตภัณฑ์ที่คมชัด เทคโนโลยีที่โดดเด่นสองประการอาศัยฟิล์มที่ขึ้นรูปและไม่ขึ้นรูป: บรรจุภัณฑ์ผิวสุญญากาศ (VSP) และเทอร์โมฟอร์มมิง MAP ใน VSP ใยด้านบน (ไม่ขึ้นรูป) จะถูกให้ความร้อนและดึงสุญญากาศอย่างแน่นหนาเหนือเนื้อ ซึ่งสอดคล้องกับทุกรูปร่าง ในขณะที่ใยด้านล่าง (ขึ้นรูป) จะถูกขึ้นรูปไว้ล่วงหน้าเพียงเล็กน้อยเท่านั้น สิ่งนี้ต้องการ ฟิล์มบรรจุภัณฑ์ผิวสูญญากาศ มีความนุ่มเป็นพิเศษและยืดตัวสูง (>400%) โดยทั่วไป VSP จะใช้โครงสร้าง PA/EVOH/PE ที่มีความหนารวม 80–120 µm และ OTR ≤ 0.8 cc/(m²·day)
ในทางกลับกัน การขึ้นรูปด้วยความร้อนแบบดั้งเดิมจะใช้แผ่นใยด้านล่างที่แข็งแรง (การขึ้นรูป) ซึ่งสร้างช่องลึก และแผ่นใยด้านบนที่ไม่ขึ้นรูปนั้นจะถูกผนึกให้เรียบตลอดทั้งหน้าแปลน สำหรับการตัดเนื้อวัวขั้นต้นขนาดใหญ่ ฟิล์มขึ้นรูปจะต้องรองรับความลึกในการดึง 100 มม. ขึ้นไป ข้อมูลจากผู้แปรรูปเนื้อสัตว์ของยุโรป (ไม่ระบุชื่อ) แสดงให้เห็นว่าโดยการอัพเกรดจากฟิล์มขึ้นรูป PA/PE มาตรฐานเป็น 5 ชั้น ฟิล์มอัดรีดร่วม PA PE ด้วย EVOH ส่วนกลาง ปริมาณออกซิเจนภายในบรรจุภัณฑ์ลดลงจาก 2.5% เป็น 0.3% หลังจาก 14 วัน และอายุการเก็บรักษาเพิ่มขึ้นจาก 18 เป็น 34 วันที่ 2°C สิ่งสำคัญคือความหนาสม่ำเสมอของ EVOH ทั่วทั้งมุมที่เกิดขึ้น ซึ่งยังคงสูงกว่า 6 µm แม้ว่าอัตราส่วนการวาดจะเป็น 3.2:1 ก็ตาม
คู่มือการเลือกฟิล์มบรรจุภัณฑ์เนื้อสัตว์
- เนื้อแดงสด (หยดสูง): ใช้ฟิล์มไม่ขึ้นรูปเคลือบป้องกันฝ้าและฟิล์มขึ้นรูปที่มีค่า WVTR สูง (เพื่อให้ความชื้นระบายออกได้) – จริงๆ แล้ว WVTR ต่ำเพื่อป้องกันการแห้ง ความหนา EVOH ≥ 8 µm
- เนื้อสัตว์แปรรูป (ซาลามิ, แฮม): ต้องการความต้านทานการเจาะทะลุจากเศษกระดูกสูง ใช้ฟิล์มขึ้นรูปที่อุดมด้วย PA (ปริมาณ PA 40%)
- เนื้อแช่แข็ง: ต้องหลีกเลี่ยงความเปราะบาง เลือกฟิล์มขึ้นรูปที่มีตัวปรับแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ (เช่น การผสมผสาน EVA)
ที่ ฟิล์มบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่นสำหรับเนื้อสัตว์ ต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบการสัมผัสอาหารของ FDA และ EU โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการย้ายถิ่นของโอลิโกเมอร์ EVOH คอนเวอร์เตอร์ชั้นนำใช้ไลน์การอัดรีดร่วมที่รักษาความบริสุทธิ์ของ EVOH และรับรองว่าไม่มีตัวทำละลายตกค้าง โดยสรุป ตัวเลือกเนื้อสัตว์แบบขึ้นรูปและไม่ขึ้นรูปไม่ได้เป็นเพียงกลไกเท่านั้น เป็นเรื่องเกี่ยวกับการรักษาสมดุลของการไล่ออกซิเจน การเก็บความชื้น และความสมบูรณ์ทางกลของห่วงโซ่ความเย็นทั้งหมด
การเลือกระหว่างฟิล์มขึ้นรูปและฟิล์มไม่ขึ้นรูป: พารามิเตอร์หลัก
เมื่อออกแบบโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ที่ยืดหยุ่น วิศวกรจะต้องตัดสินใจว่าแผ่นใยใด (หรือทั้งสองอย่าง) จะเป็นองค์ประกอบที่มีอุปสรรคสูง ในหลายกรณี ทั้งสองอย่างมีอุปสรรคสูงในการบรรลุปริมาณ OTR ของบรรจุภัณฑ์ที่ต่ำกว่า 0.5 ซีซี/(ตรม.·วัน) อย่างไรก็ตาม มีสถานการณ์ที่เฉพาะฟิล์มขึ้นรูปหรือฟิล์มไม่ขึ้นรูปเท่านั้นที่รวม EVOH ขึ้นอยู่กับรูปทรงและราคาของผลิตภัณฑ์ ตารางด้านล่างนี้เป็นเมทริกซ์การตัดสินใจ
| สถานการณ์การใช้งาน | บาเรียได้รับมอบหมายให้สร้างฟิล์ม | สิ่งกีดขวางที่กำหนดให้กับฟิล์มที่ไม่ขึ้นรูป | โครงสร้างที่แนะนำ |
|---|---|---|---|
| ถาดตื้น (เนื้อ, ชีส) | ใช่ – จำเป็น | ทางเลือก – สามารถเป็น PE มาตรฐานได้ | การขึ้นรูป: PA/EVOH/PE; ไม่ขึ้นรูป: PE หรือ PET/PE |
| หมักลึก (ไก่ทั้งตัว, แฮมติดกระดูก) | ใช่ – บังคับ | ใช่ – เพื่อหลีกเลี่ยงการเข้าขอบ | ทั้งสอง: PA/EVOH/PE ที่มี EVOH ขั้นต่ำ 8 µm |
| ชุดสกินสุญญากาศ (VSP) | อุปสรรคมักต่ำ (5–10 ซีซี/ตร.ม.·วัน) | สิ่งกีดขวางสูง (EVOH หรือ AlOx) | การขึ้นรูป: PA/PE; ไม่ขึ้นรูป: PA/EVOH/PE |
พารามิเตอร์ที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือส่วนต่อประสานการปิดผนึก เมื่อฟิล์มที่ไม่ขึ้นรูปถูกผนึกกับฟิล์มขึ้นรูป ชั้นของวัสดุยาแนวจะต้องเข้ากันได้ สารเคลือบหลุมร่องฟันที่เข้ากันไม่ได้ (เช่น สารเคลือบหลุมร่องฟัน PP บนแผ่นใยด้านบนและสารเคลือบหลุมร่องฟัน PE ที่ด้านล่าง) จะส่งผลให้การปิดผนึกอ่อนแอหรือการปนเปื้อนของแถบปิดผนึก ทันสมัยที่สุด ภาพยนตร์บนเว็บด้านบนและด้านล่าง ใช้ชั้นยาแนวอัดรีดร่วมของ LLDPE ที่มีจุดหลอมเหลว 110–125°C เพื่อให้ได้ซีลสุญญากาศ ความแข็งแรงของการเชื่อมติดร้อนที่ 0.2 วินาทีควรอยู่ที่ > 3 N/15 มม.
สุดท้ายนี้ ข้อควรพิจารณาทางเศรษฐกิจ: โดยทั่วไปการขึ้นรูปฟิล์มจะมีราคาแพงกว่าต่อตารางเมตร เนื่องจากมีความหนามากกว่าและมี PA มากกว่า อย่างไรก็ตาม หากฟิล์มกั้นสูงที่ไม่ขึ้นรูปที่บางกว่าสามารถทดแทนแผ่นกั้นที่หนาขึ้นได้ การใช้วัสดุทั้งหมดอาจลดลง 20–30% การประเมินวงจรชีวิต (LCA) สำหรับบรรจุภัณฑ์เนื้อสัตว์ระบุว่าการเปลี่ยนจากฟิล์มขึ้นรูป 180 µm ไปเป็นฟิล์มขึ้นรูป 120 µm ฝาปิดที่มีอุปสรรคสูง 50 µm ช่วยลดการใช้โพลีเมอร์ลง 28% ในขณะที่ยังคง OTR ไว้เท่าเดิม เนื่องจากชั้น EVOH ของฝาปิดไม่ได้ถูกทำให้บางลงในระหว่างการขึ้นรูป นี่เป็นตัวอย่างคลาสสิกของการทำงานร่วมกันระหว่างฟิล์มขึ้นรูปและฟิล์มไม่ขึ้นรูป
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
คำถามที่ 1: ฟิล์มที่ไม่ขึ้นรูปสามารถใช้เป็นฟิล์มขึ้นรูปได้หากความลึกในการดึงตื้นมาก?
ในทางเทคนิค ฟิล์มไม่ขึ้นรูป (เช่น PET/EVOH/PE ขนาด 60 µm) อาจทนทานต่อความลึกในการดึง 5–10 มม. โดยไม่ฉีกขาด แต่จะไม่มีการยืดตัวหรือการกระจายความหนาที่จำเป็นเพื่อรักษาคุณสมบัติของกั้น สำหรับความลึกในการดึงที่สูงกว่า 10 มม. จำเป็นต้องใช้ฟิล์มขึ้นรูปที่กำหนดด้วย PA หรือ PET ที่ไม่มีรูปร่างเพื่อป้องกันการผอมบางและรูเข็มมากเกินไป
คำถามที่ 2: อัตราส่วนการดึงสูงสุดที่สามารถทำได้ด้วยฟิล์มขึ้นรูปที่มีกั้นสูง PA/EVOH/PE คือเท่าใด
ด้วยฟิล์มอัดรีดร่วม 5 ชั้นที่มี PA 25% และ EVOH 10% อัตราส่วนการวาดที่ 1:3.5 จึงเป็นเรื่องปกติ สำหรับฟิล์ม 7 ชั้นที่มีชั้น PA เพิ่มเติม สามารถวาดอัตราส่วนได้สูงสุด 1:4.5 ควรวัดความหนาหลังจากการขึ้นรูปที่มุมที่ลึกที่สุด ขีดจำกัดล่างที่ปลอดภัยคือ 35% ของความหนาเริ่มต้นเพื่อให้ชั้น EVOH ต่อเนื่อง
คำถามที่ 3: ความชื้นส่งผลต่อฟิล์มกั้นสูงที่ใช้ EVOH ในบรรจุภัณฑ์เนื้อสัตว์แช่เย็นอย่างไร
อุปสรรคออกซิเจนของ EVOH จะลดลงเมื่อความชื้นสัมพัทธ์เพิ่มขึ้น ที่ 90% RH OTR สามารถสูงกว่าที่ 50% RH ได้ 8-10 เท่า เพื่อบรรเทาปัญหานี้ ให้ใช้ฟิล์มหลายชั้นที่มีผิวหนังหนากั้นความชื้น (HDPE หรือ PP) ทั้งสองด้านของ EVOH ในทางปฏิบัติ สำหรับเนื้อสัตว์แช่เย็น (2-4°C, 85-95% RH ภายในบรรจุภัณฑ์) OTR ที่มีประสิทธิภาพของฟิล์ม EVOH ที่ไม่มีการป้องกันอาจเพิ่มขึ้นเป็น 4-5 ซีซี/(ตรม.·วัน) ซึ่งไม่เพียงพอสำหรับอายุการเก็บรักษาที่ยาวนาน ต้องมีข้อมูลการทดสอบที่ RH สูงเสมอ
คำถามที่ 4: อะไรคือความแตกต่างระหว่างฟิล์มเคลือบและแผ่นใยด้านบนในการทำเทอร์โมฟอร์ม?
ในการทำเทอร์โมฟอร์ม แผ่นด้านบนคือฟิล์มที่ไม่ขึ้นรูปซึ่งถูกผนึกไว้บนแผ่นด้านล่างที่ขึ้นรูปหลังจากโหลดผลิตภัณฑ์แล้ว ฟิล์มเคลือบเป็นส่วนย่อยของแผ่นใยด้านบน โดยทั่วไปจะตัดล่วงหน้าหรือป้อนแบบม้วน และมักจะบางกว่า (30–60 µm) ฟิล์มเคลือบเปลือกทั้งหมดไม่ขึ้นรูป แต่ไม่ใช่แผ่นใยด้านบนทั้งหมดที่มีการหุ้มฟิล์ม (แผ่นใยด้านบนบางแผ่นยังขึ้นรูปด้วยความร้อนเล็กน้อยใน VSP)
คำถามที่ 5: ฉันสามารถรีไซเคิลฟิล์มที่อัดรีดด้วย PA/EVOH/PE ได้หรือไม่
ที่se films are multi-material and generally not accepted in curbside recycling streams due to the difficulty of separating EVOH and PA from PE. However, some advanced recycling facilities use solvent-based separation or pyrolysis. Many meat packers are switching to mono-material PE-based high barrier films (with SiOx coating) to improve recyclability, but those have lower thermoforming depth.











