Met een verwachte groei van de CAGR van 4,5% in de wereldwijde markt voor flexibele plastic verpakkingen tegen 2025, verwachten eindmarkten zoals onder meer voedingsmiddelen, dranken, cosmetica en farmaceutische producten een toename van de vraag als gevolg van consumenten- en retailtrends. Lees verder om de belangrijkste overwegingen te leren bij het ontwerpen van flexibele verpakkingen en waar u rekening mee moet houden wanneer meerlaagse structuren en duurzaamheid op tafel liggen.
Flexibele verpakkingen definiëren met meerlaagse structuren
Flexibele verpakkingen zijn precies zoals het klinkt; verpakkingen die flexibel zijn voor de eindgebruiker, waardoor ze deze kunnen buigen, vouwen en vormen zonder de verpakking in gevaar te brengen of te breken.
Meerlaagse structuren hebben meer dan één laag materiaal of substraat nodig om de gewenste eigenschappen te bereiken en worden op twee manieren ontwikkeld:
- Monomateriaal met meerdere lagen omvatten 2 of 3 lagen die uit dezelfde familiematrix komen. Ze hebben geen lijm nodig om ze te verlijmen en kunnen worden gerecycled omdat ze van hetzelfde plastic zijn gemaakt.
- Multimateriaal. Meerlaagse structuren met meerdere materialen hebben 3 of meer lagen (3, 5, 7, 9, 11) die afkomstig zijn van verschillende polariteiten of een mix van verschillende substraten. Ze hebben een kleefstof nodig om te hechten die wordt bepaald door de verwerkingsmethode, maar dit kan bijvoorbeeld een bindlaag, lamineerlijm of heatseal-coating zijn. Het recyclen van structuren van meerdere materialen is een beetje uitdagender omdat veel polymeren in dezelfde structuur zijn gebonden.
Het ontwerpen van meerlaagse structuren
Bij het ontwerpen van meerlaagse structuren voor flexibele verpakkingen moet vanaf het begin rekening worden gehouden met het hele proces om te zorgen voor de juiste balans tussen verpakkingseigenschappen en de juiste verwerkings- en testmethoden. Laten we elke stap doorlopen om de belangrijkste elementen in elke fase met flexibele verpakkingen en meerlaagse structuren te ontdekken.
Machines en verwerkingsmethode
De verwerkingsmethode voor flexibele verpakkingen wordt bepaald door de machines die beschikbaar zijn om de producten te produceren. Met het oog op de machines is de volgende stap het overwegen van de verwerkingsmethode. Om dit te doen, is het van cruciaal belang om naar het eindproduct te kijken en na te denken over de verpakkingseigenschappen die voorhanden zijn en hoe de verwerking het product zal beïnvloeden wanneer het wordt geproduceerd.
Voor flexibele verpakkingen worden vijf primaire processen gebruikt: extrusie, co-extrusie, laminering, extrusiecoating en extrusielaminering. Vaak worden deze methoden in verschillende stappen gecombineerd om aan de unieke behoeften van het project te voldoen. Klik hier om de tabel te bekijken om inzicht te krijgen in elke verwerkingsmethode, de oorspronkelijke vorm, structuren en benodigde kleefstoffen.
Vereiste verpakkingseigenschappen
Bij meerlaagse structuren heeft elke laag zijn eigen functie. En bij het bepalen van de vereiste verpakkingseigenschappen voor flexibele verpakkingen moet rekening worden gehouden met elke technische vereiste op elke laag: de buitenste, functionele en afdichtende lagen.
Laten we de belangrijkste vragen bespreken waarmee u bij elke laag rekening moet houden:
Buitenlagen
De buitenlaag zorgt voor bedrukbaarheid en mechanische stabiliteit van de structuur. Bij het definiëren van je buitenste lagen is het belangrijk om te antwoorden:
(1) Moet de laag bestand zijn tegen een bepaalde temperatuur?
Bij flexibele verpakkingen is het belangrijk om te overwegen welke temperatuur de meerlaagse structuren kunnen weerstaan om vervorming en vormverlies te voorkomen. Als het bijvoorbeeld in de oven gaat, moet je ervoor zorgen dat de materialen die je gebruikt de polymeren niet mengen of smelten. Als er rekening moet worden gehouden met hoge temperaturen, is een hoge Tg (glasovergangstemperatuur) nodig op de buitenste lagen die bestand is tegen de externe omstandigheden.
(2) Wordt het afgedrukt?
Als de structuur wordt afgedrukt om weer te geven wat consumenten in winkels zien, kunt u overwegen een primer te gebruiken of een extra buitenlaag toe te voegen om de inkt te beschermen.
Functionele lagen
Functionele lagen zijn lagen die in het midden van de structuur worden geplaatst. Ze kunnen barrière-eigenschappen geven aan veel verschillende dingen: zuurstof, vocht of licht. Ze kunnen indien nodig ook de mechanische eigenschappen versterken. Houd bij het plannen van uw functionele lagen rekening met:
(1) Is een zuurstofbarrière vereist?
Zuurstofbarrières zijn veelgebruikte eigenschappen voor de binnenste lagen van meerlaagse structuren, vooral in de voedingsindustrie. Deze barrièrelaag voorkomt dat zuurstof in voedsel terechtkomt en het oxideert, waardoor het langer meegaat in de schappen en in huizen.
(2) Welke mechanische eigenschappen heeft het nodig?
Het is belangrijk om te overwegen welke mechanische eigenschappen nodig zijn om bestand te zijn tegen krassen, uitrekken, perforatie, enz.
Afdichtingslagen
De afdichtingsfolie is meestal de folie die een ander onderdeel bedekt, beschermt en afdicht. Het is de verantwoordelijkheid om de verpakking hersluitbare en/of hersluitbare eigenschappen te geven. Houd bij het plannen van uw afdichtingslaag rekening met:
(1) Is er een afdichtingsparameter nodig?
In tegenstelling tot de temperatuurbestendigheid waarbij een hoge Tg (glasovergangstemperatuur) ideaal is, geldt bij afdichting dat hoe lager de Tg, hoe minder energie nodig is om het te verzegelen en hoe meer geld wordt bespaard. Dit komt weer neer op het vinden van de juiste Tg om de efficiëntie van de machine te verhogen, maar wel een Tg die nog steeds bestand is tegen de benodigde temperatuur.
Over alle lagen
Op elke laag van uw meerlaagse structuren moet u rekening houden met:
(1) Zal deze transparant zijn?
Wanneer u meerdere materialen toevoegt die van nature niet compatibel zijn, kan de transparantie worden beïnvloed. Elke laag moet zijn transparantie behouden, bijvoorbeeld als deze structuur een thermovormfase moet doorlopen.
(2) Welke zijn de laatste polymeren die moeten worden gebonden?
Als u eenmaal de polymeren hebt gedefinieerd die nodig zijn voor elke laag, is de volgende stap het vinden van de juiste lijm. De keuze van de lijm is essentieel voor het verkrijgen van goede prestaties en het vermijden van delaminatieproblemen van de structuur.
Houd rekening met factoren zoals de aard van de substraten en polymeren, verwerkingsmethoden en doseerapparatuur om een juiste keuze te maken.
Lees verder voor meer informatie over testen, regelgeving, consumentengedrag en flexibele verpakkingen, meerlaagse structuren en duurzaamheid.
Wilt u het volledige artikel lezen?
Volledige toegang betekent ook: