پلیمرهای مورد استفاده در بسته بندی

پلیمرها مواد خام اولیه می باشند، هم اکنون پلیمرهایی که در اینجا به آن اشاره می کنیم در صنعت بسته بندی به نام پلیمرهای پرمصرف شناخته می شوند ک

پلیمرها مواد خام اولیه می باشند، هم اکنون پلیمرهایی که در اینجا به آن اشاره می کنیم در صنعت بسته بندی به نام پلیمرهای پرمصرف شناخته می شوند که قیمت اغلب آنها کمتر از 2$ به ازای هر کیلو می باشد .

در بین پلیمرهای بسته بندی تنها PE  و PP به صورت دائمی غیر قطبی هستند، قطبیت بسیاری از خواص ماده را تحت تاثیر قرار می دهد، قطبیت حلالیت را نیز تحت تاثیر قرار میدهد.

 ( ماده ای که قطبیت بالاتری دارد نقطه ذوب آن  نیز بالاتر است، زیرا انرژی بیشتری برای غلبه بر نیروهای جاذبه بین مولکولی نیاز دارد)

 

 

پلی اتیلن "PE"                                                                                                                                                     

پلی اتیلن، نوعی پلیمر است که پایین ترین نقطه ذوب را برابر با 80 درجه سانتیگراد داراست . سطح PE با آب خیس نمی شود .

PE در برابر نفوذ بخار آب مقاومت عالی دارد اما در برابر اکسیژن مقاوم نمی باشد. PE به راحتی پاره می شود و نفوذ پذیری اش در برابر حلال ها زیاد است. همچنین به سختی می توان روی آنها چاپ کرد . در بسته بندی هایی که باید در دماهای پایین نگهداری شوند معمولا از PE  استفاده می شود .

دربهای  SNAP-ON برای ظروف PP معمولا با PE ساخته می شوند تا تغییر طول لازم برای کاربرد آسانتر را داشته باشند .

PEبه سه گروه تقسیم می شود LLDPE یک کوپلیمر پلی اتیلن سبک خطی می باشد . LDPE  پلیمر با چگالی پایین می باشد و HDPE پلیمر با چگالی بالا می باشد.

 

 پلی اتیلن با چگالی پایین LDPE"Low-density polyethylene"

LDPE پلی اتیلن سبک یا همان پلی اتیلن با چگالی پایین ( 910%) تا (925%) می باشد این پلیمر بسیار شفاف است .

هزینه تولید LDPE  پایین است، فرایند پذیری آسان و نفوذپذیری کم در برابر رطوبت، شفافیت بالا، تغییر طول زیاد و نرمی دیگر ویژگی هایش است، همچنین نفوذناپذیری کم آن در برابر گازها، نرمی، نقطه نرمی پایین و جریان سرد نسبتا بالا؛ LDPE دارای استحکام پارگی، مقاومت ضربه، کشش و انعطاف پذیری است اما به تنهایی نمی تواند خلاء را نگه دارد زیرا گاز را از خود عبور می دهد . مقاومت خراش پایین ، نفوذ بالای بو، جذب گرد و غبار( استاتیک) و مقاومت کم در برابر روغن .

هرچه چگالی بالاتر رود و به سمت HDPE سوق پیدا کند تمام این خواص کاهش می یابند .

در مواردی از بسته بندی مواد غذایی که شفافیت و مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادی لازم باشد مانند کیسه های نان یا کیسه های مخصوص حمل و نقل از LDPE  و LLDPE استفاده می شود.

LDPE و LLDPE برای بطری های فشاری عسل ، ظروف خردل، سس، رب و.... مناسب می باشد.

 

 پلی اتیلن با چگالی سنگین HDPE"High-density polyethylene"

HDPE پلی اتیلن سنگین یا همان پلی اتیلن با چگالی بالا (941%) تا (959%) می باشد، مات و غیر شفاف است .

HDPE پلی اتیلن با چگالی سنگین نوعی پلیمر می باشد که هزینه پایین، فرآیندپذیری آسان و نفوذناپذیری خوب در برابر رطوبت، نفوذپذیری بالای آن در برابراکسیژن، هیدرکربن، بو، عطرها، نرمی، نقطه نرمی پایین و جریان نسبتا بالای آن کاربردش را در برخی موارد محدود می کند.

در ساخت پاکت های چند لایه به عنوان لایه داخلی برای جلوگیری از نفوذ رطوبت بکار می رود . محصولات منجمد مانند بستنی باHDPE  بسته بندی می شوند چرا که در دماهای پایین شکننده نمی باشد. HDPE مقاومتش در برابر روغن بسیار بالاست .

در دوخت حرارتی  HDPE مشکلاتی دیده می شود که با استفاده از یک روکش LDPE  یا آلیاژ کردن آن با  LDPE یا  EVA این مشکل برطرف می گردد.

 

پلی پرپیلن PP" Polypropylene "

PP (پلی پروپیلن) یک نوع پلیمر است که از آن به عنوان یک افزودنی برای بهبود شفافیت استفاده می شود. PP در دماهای پایین تر شکننده می شود که برای رفع این مشکلآن را با HDPE لمینیت می کنند.PP کاربردهای محدودی دارد،مثلا چسب. هزینه تولیدش پایین است، چگالی کم و فرآیند آسانتر از  PE مقاومتش در برابر جریان سرد بهتر است و در دمای بالا تغییر شکل آن نیز کمتر است. سختی و استحکام کششی و سختی سطح خوبی دارد. مقاومتش در برابر نور UV کم بوده لذا برای محصولاتی که در برابر UV قرار می گیرد بازدارنده UV نیاز دارد .

PP در شرایط یکسان از PE اقتصادی تر است و مزیتش این است که نقطه نرمی بالاتری دارد، لذا در ساخت بطری هایی که با مواد داغ پر می شوند یا در معرض حرارت قرار می گیرند استفاده می شود .

PP به صورت روکش داده نشده و مسطح، خواص نوری بهتری دارد، نفوذ ناپذیری آن بسیار عالی است، پایداری ابعادی خوبی دارد و استحکام دوخت حرارتی آن مناسب است، از طرفی استحکام کششی و ضربه پایین دارد، نفوذپذیری گاز در آن زیاد است، مقاومتش در دماهای پایین کم است، مقاومت شیمیایی بالایی دارد، مقاومت سایشی و کارآیی دستگاهی آن نیز مناسب است .

وقتیPP  را جهت یافته (ORIENTING) می کنیم استحکام کششی، سختی، نفوذناپذیری در مقابل روغن و رطوبت، مقاومت در دماهای پایین، شفافیت و خاصیت صیقلی آن را بهبود می بخشد، اما مشکلی که هست دیگر نمی توان آن را دوخت حرارتی کرد که این مشکل نیز با روکش دهی آن با یک ماده قابل دوخت مانند PE ، PVDC، EVA یا اکریلیک یا با اصلاح رزین فیلم و با کواکستروژن آن با یک ماده قابل دوخت رفع می شود .

برخی از مقواها نیز با PP روکش دهی اکستروژنی می شوند که به عنوان نگهدارنده مایعات برای محصولات غذایی قابل استفاده در مایکروویو بکار می روند .

استفاده از PE به علت نقطه نرمی پایین به این عنوان مقدور نمی باشد.                                                                                                                                                                                                                                                              

پلی وینیل الکل PVAL" Poly vinyl alcohol"

 

خواص PVAL (پلی مینیل الکل ) عکس PE می باشد، در برابر نفوذ اکسیژن بسیار مقاوم است اما به راحتی در آب حل می شود .

 

پلی استایرن PS" Polystyrene"

PS (پلی استایرن) هموپلیمری سخت با شفافیتی عالی و شکنندگی بالا می باشد و به عنوان پلی استایرن بلوری شناخته می شود، دارای سطحی صیقلی است و به راحتی رنگی می شود مقاوم در برابر ضربه HIPS ( High impact polysterne) می باشد، ارزان است و به راحتی فرآیند می شود .

PS خواص نوری عالی دارد و در مقابل اسیدها و بازهای غذایی مقاومت شیمیایی خوبی دارد و ویژگی های چاپی آن نیز مناسب است؛ می توان آن را با یک لایه بسیار نازک صیقلی کرد و مهمترین کاربردش برای لفاف تنفس پذیر برای محصولات غذایی تازه می باشد .

مقاومت پارگی، ضربه، کشش، استحکام و دوخت (sill) حرارتی پایین دارد، نفوذپذیری اش در برابر گازها و بخار آب بسیاربالا است. مقاومتش در برابر بسیاری از حلال ها پایین است، لذا این خاصیت برای تولید چسب حلالی PS استفاده می شود .

ورق PS  به اشکال مختلف جهت نمایش محصولات، محافظت و نگهداری محصولات و ضخیمتر آن برای بسته بندی محصولات لبنی استفاده می شود.

EPS (Expanded polystyrene) مقاوم در برابر ضربه با رنگ مات سفید، برای نگهداری گوشت و مرغ بکار می رود.

 

پلی پروپیلن جهت یافته دو محوره BOPP" Biaxially oriented polypropylene"

كيسه هاي BOPP از منظر توليد در رده كيسه هاي پلاستيكي طبقه بندي مي شوند و از نظر اهل فن كيسه هاي BOPP بهترين گزينه ممكن براي كيسه هاي با قابليت بسته شدن دوباره مي باشند. BOPP فیلم هایی با ویژگی کششی بالا، مقاومت در برابر سایش، وضوح خوب، سطح صاف، مقاوم در برابر حرارت و اسید بالا، اپتیک عالی و مانع از نفوذ آب 15 تا 30 میکرون می باشد. این فیلم ها می توانند شفاف یا مات یا متالایز باشند.BOPP جزء اصلی بسته بندی های تنقلات و شیرینی جات محسوب می شود. مناسب برای ده ها تن بسته بندی مواد غذایی، کیفیت چاپ خوب دارد و درجه حرارت پایین، دارای شفافیت بالاست و مقوام در برابر رطوبت، اکسیژن و موانع گاز می باشد .

این فیلم ها بطور کامل قابل بازیافت می باشند و غیر سمی هستند.

دارای ویژگی حفاظت از شعله ماوراء بنفش، نور، رطوبت، عطر و بو می باشند . تحت درمان با خواص اکریلیک و PVC می توانند پوشش های بهتری بسازند .

از كيسه هاي با قابليت دوباره باز شونده BOPP مي توان در جهت بسته بندي انواع غذاهاي ميان وعده، ماكاروني و لازانيا، بسته بندي انواع محصولات شيريني و شكلات و در نهايت به عنوان بسته بندي اوليه و يا همان روكش داخلي بسته بندي هاي چند تكه استفاده نمود. كيسه هاي BOPP در انواع مختلف از جمله چاپ شده، بدون چاپ، با نوار خود چسب، درون جعبه هاي PP و با نوار نگهدارنده PET عرضه مي شود.
3 نمونه اول مذكور، در اندازه هاي Jumbo و دلخواه مشتري موجود مي باشد و محدوديتي در رنگ درخواستي وجود ندارد.

 

پلی پروپیلن جهت یافته OPP" Oriented polypropylene"

OPP (اورینت پلی پروپیلن) پلی پروپیلن جهت یافته ای است که عمدتا روی سطح نازک آن بطور معکوس چاپ انجام می گیرد و سپس بر روی آن یک لایه OPP دیگر لمینیت می شود .

لایه OPP دوم ممکن است متالایزه شده باشد تا نفوذ ناپذیری گاز بهبود یابد و پس از آن یک لایه روکش دوخت پذیر حرارتی قرار می گیرد .

 

پلی اتیلن ترفتالیت PET"Poly ethylene terephthalate"

PET (پلی اتیلن ترفتالیت) نوعی پلیمر بسیار سبک است که باعث حفظ گاز و مانع انتقال رطوبت می شود . در برابر ضربه قوی و مقاوم است، بطور طبیعی دارای رنگ و شفافیت بالاست .

دمای PET برابر با 249 درجه سانتیگراد می باشد که در بین پلیمرهای بسته بندی بالاترین دمای ذوب را دارد .

فیلم های PET  استحکام کششی بالا، تغییر طول پایین، نقطه ذوب بالا، نفوذ پذیری عالی در برابر روغن ها، نفوذپذیری کم در برابر رطوبت و گاز، چاپ پذیری مناسب، مقاومت ضربه بالا و پایداری ابعادی عالی دارند .

محدودیت های PET  عبارتند از عدم داشتن پایداری حرارتی و..... که این مشکلات با روکش دهی یا لمینیت کردن PET  با مواد دیگر برطرف می شود . به عنوان مثال : کارایی بالای دوخت حرارتی به کمک یک لایه روکش PVDC ایجاد می شود و نفوذ ناپذیری PET  را افزایش می بخشد .

از ترکیب PET  با PE  یا یک عامل دوخت پذیر حرارتی دیگر نیز نفوذ ناپذیری اش افزایش می یابد . بسته بندی پنیر، گوشت و مواردی که به استحکام کششی بالا یا مقاومت دمای بالا نیاز دارند .

مقاومت حرارتی و شفافیت PET در برابر مایکروویو با اضافه کردن لایه های دوخت پذیر حرارتی امکان پذیر می باشد .

فیلم PET متالایزه شده به علت خاصیت نفوذ ناپذیری و مقاومت سایشی در بسته های وکیوم قهوه به کار می روند، همچنین بسته بندی اجزاء الکترونیکی، زیرا تحت اعمال نیرو بار استاتیکی ایجاد شده را پراکنده می کند .

با ایجاد شرایطی که  PET کریستالی شود (CPET ) مقاومت دمایی اش بهتر می شود .

 

پلی وینیل کلرید PVC"  Poly vinyl chloride"

استفاده از PVC (پلی وینیل کلرید) بدون مواد افزودنی ممکن نمی باشد، زیرا شکننده و سخت است و پایداری حرارتی پایینی دارد. تولید فیلم های PVC سخت تر از PE و PP می باشد .

فیلم های PVC استحکام ضربه بالا، مقاومت خراش خوب، پایداری ابعادی مطلوب، خواص نوری مناسب و نفوذناپذیری بالا در برابر روغن ها را دارند اما نفوذ ناپذیری اش در برابر رطوبت در محدوده ضعیف می باشد .

فیلم های PVC که درصد نرم کننده بالاتری دارند خواص کششی عالی دارند .

جوش پلاستیکی و چسبندگی منحصر به فرد این فیلم آن را ماده ای مناسب برای لفاف پیچی دستی گوشت ها و محصولات غذایی تازه کرده .

PVC به روش پرتو افکنی اشعه گاما استریلیزه می شود.

 

پلی وینیلیدن کلرید PVDC" Poly vinylidene chloride"

PVDC (پلی وینیلیدن کلرید) نفوذپذیر بسیار کم در برابر آب و گازها بصورت خالص می باشد .

رزین های PVDC در بسته بندی مواد دارویی و غذایی جهت محافظت از آنها در برابر گازها، رطوبت و بوها استفاده می شود همچنین مقاومت خوبی در برابر روغن دارد.

PVDC برای تولید فیلم های تک لایه و چند لایه یا به عنوان روکش به شکل محلولی و لاتکس استفاده می شود .

PVDC به عنوان لایه نفوذناپذیر و روکش دوخت پذیر حرارتی بکار می رود و دارای استحکام و سختی بالاست.

 

اتیلن وینیل استات EVA"Ethylene-vinyl acetate"

EVA (اتیلن وینیل استات) نوعی پلیمر که شفافیت بالایی دارد و مقاومت ترک خوردگی خوبی دارد، برای تولید چسب بکار می رود.

 

نایلون "NAYLON"

NYLON (نایلون) گونه ای دیگر از پلیمرهای پر مصرف شمرده می شود که خواص نوری و مقاومت شیمیایی عالی دارند. نایلون ها موادی ضمخت با مقاومت سایشی بالا، ضربه پذیر و مقاومت ترکیدگی و ترک خودگی بالا در خم شدن های متوالی دارند .

نایلون در بسته بندی وکیوم پنیر و گوشت به علت نفوذناپذیری خوب آن در برابر اکسیژن و مقاومت در برابر روغن ها و کشیده شدن آسان بر روی ظروف ترموفرم شده استفاده گسترده دارد .

نه نایلون جهت یافته و نه OPP را نمی توان ترموفرم کرد .                                                                                                                                                                                                                                                                              

پلی آمید PA"  Polyamide"

 

PA (پلی آمید) ها در برابر اسیدهای غیرآلی قوی مقاوم نبوده و با وسایل معمول دوخت پذیر حرارتی نمی باشند.

نفوذناپذیری PA در برابر بوها، اکسیژن، نیتروژن و دی اکسید کربن بالا می باشد اما در مقابل بخار آب نفوذناپذیری پایینی دارد که این ضعف با کمک یک روکش PVDC بهبود میابد .

 

 

اتیلن وینیل الکل EVAL"Ethylene_vinyl alcohol"

 

EVAL (اتیلن وینیل الکل ) بالاترین نفوذناپذیری موثر در برابر اکسیژن را دارد. بعضی از مواد شیمیایی کشاورزی امروزه در بسته های داخلی EVAL  عرضه می شوند. این بسته ها مشکل آلودگی محیط زیست را برطرف می کنند .

EVAL  و PVAL به شدت تحت تاثیر آب قرار دارند، لذا در کاربردهای بسته بندی به منظور محافظت از فیلم دیگر کمک گرفته می شود .

لایه های بیرونی PP یا  PE و لایه میانی را EVAL  و چسب مناسب تشکیل می دهد.                                                                                                                                                                                                                                         

بلورینگی

زنجیرهای پلیمری به صورت های مختلف کنار هم قرار می گیرند. به حالت کنار هم قرار گرفتن منظم «بلوری» و به حالت غیرمنظم بی شکل «آمورف» گفته می شود. هرچه بلورینگی بالاتر باشد استحکام فیزیکی بالاتر، نفوذناپذیری بهتر و نقطه نرمی پلیمر بالاتر خواهد بود. مهمترین تاثیر بلورینگی بر خواص بر شفافیت می باشد.

یک پلیمر بلورینگی سخت تر بوده و نقطه ذوب آن بالاتر است همچنین نفوذپذیری آن کمتر است .