14.11.2024
Микроперфорация пленочных материалов
Микроперфорированные пленки широко распространены в упаковочной индустрии — чаще всего в пищевой отрасли. Они обеспечивают циркуляцию воздуха внутри упаковки и увеличивают срок хранения продукта. Производство перфорированной пленки осуществляется посредством специального оборудования, которое может быть интегрировано в линию с экструдером или другим устройством, осуществляющим перемотку пленки.
Виды перфорации
Перфорировать можно любые термоплавкие полимерные пленочные материалы: БОПП, каст-ПП-пленки, ПЭНД, ПЭВД.
Различают несколько видов перфорации:
— макроперфорация;
— вырубная (отверстия как от дырокола);
— микроперфорация (холодная или горячая).
Для получения микроперфорированной пленки применяют несколько способов нанесения перфорации на гибкую упаковочную продукцию.
Холодная микроперфорация реализуется методом обычного механического прокола. К сожалению, в случае ориентированных и жестких пленок он ведет к полной потере прочностных свойств. Холодную перфорацию выдерживают только очень пластичные материалы, такие как стретч- и термоусадочные ПВХ-пленки, термоусадочные полиолефиновые пленки, ПЭВД-пленки. Прокол пленки осуществляется механическим способом, с помощью игольчатого цилиндра. Расположение и интенсивность проколов подбирается в зависимости от поставленной задачи.
Метод холодной микроперфорации можно использовать не для всех материалов. Система же горячей микроперфорации подходит практически для любых термоплавких полимерных пленок. Отличительная особенность данного метода состоит в том, что отверстия в пленке прожигаются с помощью специального оборудования горячими иглами с одновременным разогреванием материала. Оплавление краев отверстий распределяет напряжения в материале, сохраняя прочностные свойства на уровне исходного. Это свойство позволяет беспрепятственно делать из перфорированных пленок пакеты и использовать такие материалы на скоростных упаковочных машинах.
Одна из инноваций на рынке высокотехнологичного оборудования для микроперфорации — микролазер. Он наносит отверстия на поверхность пленки с помощью инфракрасного лазера. Помимо перфорации с помощью такого оборудования можно осуществлять и непрерывный разрез пленки.
Лазерная микроперфорация заключается в проделывании очень маленьких сквозных отверстий в различных пленках, перетягиваемых через операционную зону, с использованием энергии лазерного источника в качестве метода перфорации. Такие отверстия могут иметь диаметр до 5 мкм, но текущий предел для промышленного применения обычно составляет 50 мкм в диаметре, что эквивалентно средней толщине человеческого волоса. Это устройство оптимально подходит для обработки упаковки для фасовки мытых, нарезанных и сушеных овощей.
Качество и размер отверстий
На рис. 1 приведены фотографии различных отверстий, сделанные под микроскопом: А — идеальная перфорация; Б — хорошая перфорация, но отверстие сильно вытянуто в направлении движения пленки (проблем на оборудовании не будет, но это не эстетично); В — удовлетворительная перфорация, так как нарушена граница отверстия; Г — граница отверстия разорвана, что снижает прочность материала в этом месте как при проколе, и пленка будет рваться на любом оборудовании.
Качественное оборудование для микроперфорации также может обеспечивать следующие опции:
— контроль края: выравнивает торец получаемого рулона независимо от качества намотки первоначального рулона;
— контроль продольного натяжения: автоматически регулирует плотность намотки и качество перфорации (исключает вероятность получения отверстий, изображенных рис. 1Б, даже в случае возникновения проблем со сматываемым рулоном;
— контроль поперечного натяжения: выравнивает поверхность получаемых рулонов;
— имеет регулятор и датчик прижима: задает глубину перфорации (размер отверстий) и контролирует ее равномерность.
Все это позволяет в дальнейшем успешно использовать полученные рулоны на высокоскоростных упаковочных линиях.
Различается диаметр микроперфорированных отверстий: М — мелкая перфорация (диаметр 0,5 мм), С — средняя (диаметр 1 мм), К — крупная перфорация (диаметр 1,5 мм). Чем больше отверстие, тем быстрее происходят воздухообменные процессы. Чем мельче, тем меньше загрязняется продукт пылью из воздуха; выше механическая прочность пленки за счет меньшего количества выплавленного материала; лучше прочность сварного шва на упаковочных машинах; меньше диаметр рулона при одной и тоже длине пленки.
Если необходимо ускорить воздухообменные процессы, рекомендуется менять частоту перфорации. Существует степень частоты перфорации: Р4 — четыре отверстия на 1 см2 пленки, Р9 — девять отверстий на 1 см2 пленки, Р25 — двадцать пять отверстий на 1 см2 пленки. В табл. 1 показана зависимость проницаемости водяных паров сквозь пленку от степени частоты перфорации (средний диаметр отверстий — 1 мм, сплошная перфорация).
Преимущества перфорации
Перфорированные пленки используют для упаковки таких изделий, как хлеб и хлебобулочные изделия (их можно упаковывать и в горячем виде), овощи, фрукты, салаты, зелень, вобла, колбасы, балык, копченые или приготовленные мясные, куриные, рыбные продукты, шоколадные конфеты и даже цветы. Перфорация необходима упаковке, в которой расфасованы продукты для последующего разогревания в микроволновых печах, или для продуктов, которые можно заваривать или варить в пакете (различные каши, например).
Перфорацию можно выполнять как сплошную, так и сегментированную. Последняя обеспечивает следующие преимущества:
— дополнительная регулировка воздухообмена (при уменьшении площади перфорации снижается коэффициент проницаемости), направленность этого процесса (например, если перфорированная часть пленки приходится на корку хлеба, то корка высыхает быстрее, чем хлеб, но при этом продукт дышит);
— изготовление индивидуальной упаковки с целью узнаваемости на рынке и защиты от подделок (к примеру, можно сделать перфорирующий сегмент в виде торгового знака заказчика);
— привлечение внимания потенциального клиента к внешнему виду продукта (перфорированная часть пленки менее прозрачная, чем неперфорированная. Поэтому, если одна часть продукта — та, которую нежелательно показывать (например, корни салата), находится в части упаковки с перфорацией, то другая часть выгодно выделяется. Это решение концентрирует внимание покупателя на нужном участке.
Также выгодно выделить продукт можно, если одну сторону пакета (ту, которой продукт будет лежать на прилавке) всплошную окрасить в белый или любой другой выделяющий цвет, а другую часть пакета оставить прозрачной или мелко нанести торговый знак.
Кроме того, перфорация снижает уровень бликов, а ведь блики на пленке действуют на фотоэлементы и датчики упаковочных машин, нарушая их работу. Так, во время работы этикеровщика блик пленки дает сигнал на выход этикетки и тогда на одной упаковке оказывается две этикетки. К тому же наличие бликов при определенных условиях делает содержимое упаковки на прилавке невидимым: на солнце пленка может отражать свет как зеркало.
Посмотреть в журнале
Виды перфорации
Перфорировать можно любые термоплавкие полимерные пленочные материалы: БОПП, каст-ПП-пленки, ПЭНД, ПЭВД.
Различают несколько видов перфорации:
— макроперфорация;
— вырубная (отверстия как от дырокола);
— микроперфорация (холодная или горячая).
Для получения микроперфорированной пленки применяют несколько способов нанесения перфорации на гибкую упаковочную продукцию.
Холодная микроперфорация реализуется методом обычного механического прокола. К сожалению, в случае ориентированных и жестких пленок он ведет к полной потере прочностных свойств. Холодную перфорацию выдерживают только очень пластичные материалы, такие как стретч- и термоусадочные ПВХ-пленки, термоусадочные полиолефиновые пленки, ПЭВД-пленки. Прокол пленки осуществляется механическим способом, с помощью игольчатого цилиндра. Расположение и интенсивность проколов подбирается в зависимости от поставленной задачи.
Метод холодной микроперфорации можно использовать не для всех материалов. Система же горячей микроперфорации подходит практически для любых термоплавких полимерных пленок. Отличительная особенность данного метода состоит в том, что отверстия в пленке прожигаются с помощью специального оборудования горячими иглами с одновременным разогреванием материала. Оплавление краев отверстий распределяет напряжения в материале, сохраняя прочностные свойства на уровне исходного. Это свойство позволяет беспрепятственно делать из перфорированных пленок пакеты и использовать такие материалы на скоростных упаковочных машинах.
Одна из инноваций на рынке высокотехнологичного оборудования для микроперфорации — микролазер. Он наносит отверстия на поверхность пленки с помощью инфракрасного лазера. Помимо перфорации с помощью такого оборудования можно осуществлять и непрерывный разрез пленки.
Лазерная микроперфорация заключается в проделывании очень маленьких сквозных отверстий в различных пленках, перетягиваемых через операционную зону, с использованием энергии лазерного источника в качестве метода перфорации. Такие отверстия могут иметь диаметр до 5 мкм, но текущий предел для промышленного применения обычно составляет 50 мкм в диаметре, что эквивалентно средней толщине человеческого волоса. Это устройство оптимально подходит для обработки упаковки для фасовки мытых, нарезанных и сушеных овощей.
Качество и размер отверстий
На рис. 1 приведены фотографии различных отверстий, сделанные под микроскопом: А — идеальная перфорация; Б — хорошая перфорация, но отверстие сильно вытянуто в направлении движения пленки (проблем на оборудовании не будет, но это не эстетично); В — удовлетворительная перфорация, так как нарушена граница отверстия; Г — граница отверстия разорвана, что снижает прочность материала в этом месте как при проколе, и пленка будет рваться на любом оборудовании.
Качественное оборудование для микроперфорации также может обеспечивать следующие опции:
— контроль края: выравнивает торец получаемого рулона независимо от качества намотки первоначального рулона;
— контроль продольного натяжения: автоматически регулирует плотность намотки и качество перфорации (исключает вероятность получения отверстий, изображенных рис. 1Б, даже в случае возникновения проблем со сматываемым рулоном;
— контроль поперечного натяжения: выравнивает поверхность получаемых рулонов;
— имеет регулятор и датчик прижима: задает глубину перфорации (размер отверстий) и контролирует ее равномерность.
Все это позволяет в дальнейшем успешно использовать полученные рулоны на высокоскоростных упаковочных линиях.
Различается диаметр микроперфорированных отверстий: М — мелкая перфорация (диаметр 0,5 мм), С — средняя (диаметр 1 мм), К — крупная перфорация (диаметр 1,5 мм). Чем больше отверстие, тем быстрее происходят воздухообменные процессы. Чем мельче, тем меньше загрязняется продукт пылью из воздуха; выше механическая прочность пленки за счет меньшего количества выплавленного материала; лучше прочность сварного шва на упаковочных машинах; меньше диаметр рулона при одной и тоже длине пленки.
Если необходимо ускорить воздухообменные процессы, рекомендуется менять частоту перфорации. Существует степень частоты перфорации: Р4 — четыре отверстия на 1 см2 пленки, Р9 — девять отверстий на 1 см2 пленки, Р25 — двадцать пять отверстий на 1 см2 пленки. В табл. 1 показана зависимость проницаемости водяных паров сквозь пленку от степени частоты перфорации (средний диаметр отверстий — 1 мм, сплошная перфорация).
Преимущества перфорации
Перфорированные пленки используют для упаковки таких изделий, как хлеб и хлебобулочные изделия (их можно упаковывать и в горячем виде), овощи, фрукты, салаты, зелень, вобла, колбасы, балык, копченые или приготовленные мясные, куриные, рыбные продукты, шоколадные конфеты и даже цветы. Перфорация необходима упаковке, в которой расфасованы продукты для последующего разогревания в микроволновых печах, или для продуктов, которые можно заваривать или варить в пакете (различные каши, например).
Перфорацию можно выполнять как сплошную, так и сегментированную. Последняя обеспечивает следующие преимущества:
— дополнительная регулировка воздухообмена (при уменьшении площади перфорации снижается коэффициент проницаемости), направленность этого процесса (например, если перфорированная часть пленки приходится на корку хлеба, то корка высыхает быстрее, чем хлеб, но при этом продукт дышит);
— изготовление индивидуальной упаковки с целью узнаваемости на рынке и защиты от подделок (к примеру, можно сделать перфорирующий сегмент в виде торгового знака заказчика);
— привлечение внимания потенциального клиента к внешнему виду продукта (перфорированная часть пленки менее прозрачная, чем неперфорированная. Поэтому, если одна часть продукта — та, которую нежелательно показывать (например, корни салата), находится в части упаковки с перфорацией, то другая часть выгодно выделяется. Это решение концентрирует внимание покупателя на нужном участке.
Также выгодно выделить продукт можно, если одну сторону пакета (ту, которой продукт будет лежать на прилавке) всплошную окрасить в белый или любой другой выделяющий цвет, а другую часть пакета оставить прозрачной или мелко нанести торговый знак.
Кроме того, перфорация снижает уровень бликов, а ведь блики на пленке действуют на фотоэлементы и датчики упаковочных машин, нарушая их работу. Так, во время работы этикеровщика блик пленки дает сигнал на выход этикетки и тогда на одной упаковке оказывается две этикетки. К тому же наличие бликов при определенных условиях делает содержимое упаковки на прилавке невидимым: на солнце пленка может отражать свет как зеркало.
Посмотреть в журнале