Con una crescita prevista al CAGR del 4,5% nel mercato globale degli imballaggi flessibili in plastica entro il 2025, i mercati finali come quello alimentare, delle bevande, dei cosmetici e farmaceutico (tra gli altri) si aspettano un aumento della domanda dovuto alle tendenze dei consumatori e della vendita al dettaglio. Continua a leggere per scoprire le considerazioni chiave nella progettazione di imballaggi flessibili e cosa devi considerare quando sono in gioco strutture multistrato e sostenibilità.
Definire imballaggi flessibili con strutture multistrato
L'imballaggio flessibile è esattamente come sembra; imballaggi flessibili per l'utente finale, che gli consentono di piegarli, piegarli e modellarli senza compromettere o rompere l'imballaggio.
Le strutture multistrato richiedono più di uno strato di materiale, o substrato, per ottenere le proprietà desiderate e sono sviluppate in due modi:
- Strutture multistrato monomateriale. Strutture multistrato monomateriale includono 2 o 3 livelli appartenenti alla stessa matrice familiare. Non hanno bisogno di un adesivo per incollarli e possono essere riciclati perché sono realizzati con la stessa plastica.
- Multimateriale. Le strutture multistrato multimateriale hanno 3 o più strati (3, 5, 7, 9, 11) che provengono da polarità diverse o un mix di substrati diversi. Hanno bisogno di un adesivo da incollare che è determinato dal metodo di lavorazione, ma può essere uno strato di legame, un adesivo per laminazione, un rivestimento termosaldato, ad esempio. Il riciclaggio di strutture multimateriali è un po' più impegnativo in quanto molti polimeri sono legati in una stessa struttura.
Progettazione di strutture multistrato
Quando si progettano strutture multistrato per imballaggi flessibili, è necessario considerare l'intero processo sin dall'inizio per garantire il giusto equilibrio tra proprietà di imballaggio e metodi di lavorazione e collaudo appropriati. Esaminiamo ogni fase per scoprire gli elementi chiave in ogni fase degli imballaggi flessibili e delle strutture multistrato.
Macchine e metodo di lavorazione
Il metodo di lavorazione degli imballaggi flessibili è determinato dalle macchine disponibili per produrre i prodotti. Tenendo conto delle macchine, il passo successivo è considerare il metodo di lavorazione. Per fare ciò, è fondamentale esaminare il prodotto finale e pensare alle proprietà dell'imballaggio in questione e a come la lavorazione influirà sul prodotto una volta prodotto.
Per gli imballaggi flessibili, vengono utilizzati cinque processi principali: estrusione, coestrusione, laminazione, rivestimento per estrusione e laminazione per estrusione. Spesso, questi metodi vengono combinati in diverse fasi per soddisfare le esigenze specifiche del progetto. Fai clic qui per esplorare la tabella e comprendere ogni metodo di lavorazione, la forma iniziale, le strutture e gli adesivi necessari.
Proprietà di imballaggio richieste
Con strutture multistrato, ogni strato ha la sua funzione. E nel determinare le proprietà di imballaggio richieste per gli imballaggi flessibili, ogni requisito tecnico deve essere considerato su ogni strato: gli strati esterni, funzionali e sigillanti.
Discutiamo le domande chiave da considerare con ogni strato:
Strati esterni
Lo strato esterno conferisce stampabilità e stabilità meccanica alla struttura. Quando si definiscono gli strati esterni, è importante rispondere:
(1) Deve resistere a una temperatura specifica?
Con gli imballaggi flessibili, è importante considerare a quale temperatura possono resistere le strutture multistrato per evitare deformazioni e perdite di forma. Se va in forno, ad esempio, devi assicurarti che i materiali che stai utilizzando non mescolino o fondano i polimeri. Se si devono considerare le alte temperature, è necessaria una Tg (temperatura di transizione vetrosa) elevata sugli strati esterni che resistono alle condizioni esterne.
(2) Verrà stampato?
Se la struttura verrà stampata per mostrare ciò che i consumatori vedono nei negozi, puoi prendere in considerazione l'uso di un primer o l'aggiunta di uno strato esterno aggiuntivo per proteggere gli inchiostri.
I livelli funzionali
I livelli funzionali sono quelli posti al centro della struttura. Possono conferire proprietà di barriera a molte cose diverse: ossigeno, umidità o luce. Possono anche rafforzare le proprietà meccaniche, se necessario. Quando pianifichi i tuoi strati funzionali, considera:
(1) È necessaria una barriera all'ossigeno?
Le barriere all'ossigeno sono proprietà molto utilizzate per gli strati interni delle strutture multistrato, specialmente nell'industria alimentare. Questo strato barriera impedirà all'ossigeno di entrare e ossidare il cibo, facendolo durare più a lungo sugli scaffali e nelle case.
(2) Di quali proprietà meccaniche ha bisogno?
È importante considerare quali proprietà meccaniche sono necessarie per resistere ai graffi, resistere allo stiramento, resistere alla perforazione, ecc.
Strati sigillanti
La pellicola sigillante è solitamente la pellicola che copre, protegge e sigilla un'altra parte. È responsabilità conferire alla confezione proprietà richiudibili e/o richiudibili. Quando pianifichi lo strato sigillante, considera:
(1) Avrà bisogno di un parametro di sigillatura?
A differenza della resistenza alla temperatura, dove è ideale un'elevata Tg (temperatura di transizione vetrosa), con la sigillatura, più bassa è la Tg, minore è l'energia necessaria per sigillarla e maggiore è il risparmio di denaro. Si tratta ancora una volta di trovare il giusto Tg per aumentare l'efficienza della macchina, ma che sia comunque in grado di resistere alla temperatura necessaria.
Su tutti gli strati
Su ogni strato delle strutture multistrato, è necessario considerare:
(1) Sarà trasparente?
Quando si aggiungono materiali multimateriali che non sono naturalmente compatibili, la trasparenza può risentirne. Ogni strato deve mantenere la sua trasparenza, ad esempio se questa struttura deve passare attraverso una fase di termoformatura.
(2) Quali sono gli ultimi polimeri da incollare?
Una volta definiti i polimeri che saranno necessari in ogni strato, il passo successivo è trovare l'adesivo giusto. La scelta dell'adesivo è fondamentale per ottenere buone prestazioni ed evitare problemi di delaminazione della struttura.
Prendi in considerazione fattori come la natura dei substrati e dei polimeri, i metodi di lavorazione e le apparecchiature di dosaggio per fare una scelta corretta.
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