¿Es una máquina para fabricar bolsas de LDPE adecuada para bolsas de embalaje blando?

Los envases blandos son uno de los segmentos de más rápido-crecimiento del mercado mundial de envases blandos. El aumento fue impulsado por la demanda de seguridad alimentaria, la demanda de estantes minoristas y la eliminación gradual de contenedores rígidos en bienes de consumo. En el centro de este crecimiento hay un problema práctico. Con frecuencia, las plantas convertidoras y los ingenieros de embalaje se preguntan: ¿Tiene una bolsa de LDPE la capacidad técnica para producir las bolsas de embalaje blandas necesarias en las cadenas de suministro modernas? La respuesta no es sencilla. Para entenderlo bien, debemos estudiar tanto la ciencia de los materiales de la película de LDPE como el diseño mecánico para procesarla.. .

Definición de "bolsas de embalaje blando"

El término "envases blandos" cubre muchos tipos de envases blandos utilizados en alimentos, medicinas, cuidado personal y aplicaciones industriales ligeras. Los tipos comunes incluyen:

• Bolsas tipo almohada (bolsas selladas por tres-lados o por detrás para refrigerios, alimentos congelados y productos secos)
• Bolsa vertical (fondo plisado para bebidas, salsas, comida para mascotas)
• Bolsas de plástico planas (cubiertas de archivos, protección de prendas, embalaje de dispositivos médicos)
• Bolsas de plástico (líneas de embalaje automatizadas para panificación y productos agrícolas)
• Bolsas de pan y bolsas de producción (envases seguros para exposición a alimentos en alta-definición)
• Revestimientos (revestimiento interior corrugado seco)

Este tipo de bolsos comparten algunas necesidades comunes. Necesitan cierto grado de claridad. Necesitan cumplimiento de la exposición a los alimentos. Deben tener una resistencia de sellado confiable bajo el espesor de la película. Deben adaptarse a la forma del producto. El polietileno de baja-densidad, como material, puede satisfacer muchas de estas necesidades. Por tanto, la bolsa de LDPE es una elección natural.

Por qué el LDPE es una opción natural para los envases blandos

El polietileno de baja densidad es el material superior en los envases blandos. Esto se debe a su estructura polimérica. El polietileno de baja-densidad (LDPE) se forma mediante la polimerización de radicales libres a alta presión. Esto crea una estructura molecular altamente ramificada. Esta estructura confiere a la película propiedades de mezcla especiales:

Claridad óptica:La película de LDPE tiene poca niebla y buena permeabilidad óptica. Esto es bueno para empacar donde necesita ver el producto. Los productos frescos, los productos de panadería y la protección de prendas de vestir son los ejemplos más comunes.

Suave al tacto:la ramificación reduce la densidad de la densidad de empaquetamiento de la cadena exterior. La película resultante es suave y flexible, con buen tacto. Esa sensación cuenta mucho en el embalaje minorista blando. Sin cambiar la fórmula, es difícil combinarlo con materiales más duros como el polietileno o el polipropileno de alta-densidad.

Amplia ventana sellada:El polietileno de baja densidad está bien sellado y tiene un rango de temperatura de 100-150 grados. Esta amplia gama hace que sea más fácil de producir que el polietileno de alta densidad o las películas direccionales. Son rangos de sellado mucho más pequeños.

Resistencia al estiramiento y punción:El LDPE puede estirarse mucho antes de romperse (entre un 300 % y un 600 % según el grado y el grosor). Esto permite que las bolsas de embalaje blando puedan manipular productos con formas-extrañas sin romperse. Esto es especialmente útil para preparar y congelar alimentos debido a sus bordes afilados o formas -extrañas.

Cumplimiento de la FDA y la exposición a alimentos: Muchos grados de LDPE utilizados para la exposición de alimentos cumplen con el Código Federal 21 §177.1520 de la FDA y el Reglamento de la UE 10/2011 sobre materiales plásticos en exposición a alimentos. Esto es esencial para el uso directo de envases de alimentos. .

Qué hace bien una máquina para fabricar bolsas de LDPE en envases blandos

Una bolsa de LDPE para embalaje blando tiene las siguientes ventajas:

Producción de bolsas planas-a alta velocidad-

Para bolsas simples planas, de fondo y de pared, que se utilizan ampliamente en la producción y el servicio de alimentos, una máquina de LDPE que procesa películas de LDPE de 20 a 80 micrones opera a una velocidad de 150 a 400 ciclos por minuto. Esta velocidad es posible porque la amplia ventana de sellado del LDPE y su fácil corte permiten ciclos más rápidos. No necesita controles estrictos sobre HDPE o membranas multicapa.

Compatibilidad de corte con cuchilla en frío-

El LDPE es apto para sellar y cortar con cuchillo en frío (cizallamiento o prensado). El corte con alambre caliente hace que el HDPE tenga un mejor efecto de sellado y corte. Corte limpio con cuchilla fría después del sellado térmico de LDPE de espesor normal. Esto hace que el cortador sea más fácil. También reduce la necesidad de mantenimiento del sistema de corte.

Flexibilidad multi-formato en calibres medios

Una bolsa de LDPE bien-normalmente puede soportar una variedad de espesores de película (generalmente de 20 a 120 micrones) y anchos de bolsa. No es necesario realizar cambios importantes en la máquina para cambiar. Los convertidores pueden ejecutar diferentes productos en la misma línea cambiando la configuración en lugar de intercambiar piezas.

Compatibilidad con película impresa

Los envases blandos suelen utilizar película impresa. Esto se puede imprimir en línea antes de fabricar la bolsa, o se puede introducir un rodillo preimpreso en la máquina. Cuando se utiliza corona para tratar el LDPE en la etapa de película, la superficie funciona con tintas flexográficas y de huecograbado. Una máquina de bolsas de LDPE con sistema EPC (Edge Position Control) puede manejar impresiones de película. Esto mantiene las huellas dactilares en el mismo lugar en cada bolsa.

Donde las máquinas de bolsas de LDPE enfrentan limitaciones en el embalaje blando

Aunque las propiedades del LDPE cumplen con los requisitos de los envases blandos, tiene algunas limitaciones. Estas restricciones significan que una bolsa de LDPE no es la mejor opción:

1. Películas laminadas de alta-barrera

Muchos usos modernos de-envases blandos, especialmente en alimentos, medicamentos y dispositivos médicos, requieren membranas de alta-barrera. Las películas combinan LDPE con papel de aluminio, EVOH (copolímero de etileno y alcohol vinílico), PET (tereftalato de polietileno) o nailon (PA) para formar una estructura multicapa.

Estas películas laminadas actúan de manera muy diferente al LDPE-de una sola capa:

• Las capas de sellado suelen ser polietileno de baja densidad o PE metaloceno, no LDPE normal.
• La temperatura y el tiempo de sellado deben ajustarse con más cuidado. Todo lo que tienes que hacer es sellar el interior sin dañar la capa barrera.
• Los laminados son más duros. Esto significa que necesita un control de tensión más preciso que la película LDPE monocapa.

Es posible que una máquina de bolsas de LDPE estándar para película monocapa no tenga el control de tensión, la precisión de la temperatura o el manejo de la película necesarios para laminados complejos. Las máquinas que fabrican envases blandos laminados suelen tener mejores sistemas de rollo de baile, zonas de sellado controladas por PID- y un registro de películas más estricto.

2. Producción de bolsas-de pie

La bolsa vertical necesita un fondo reforzado para mantener la bolsa en posición vertical cuando se llena. Producir este formato requiere:

Las capas de sellado suelen ser polietileno de baja densidad o PE metaloceno, no LDPE normal.

La temperatura y el tiempo de sellado deben ajustarse con más cuidado. Todo lo que tienes que hacer es sellar el interior sin dañar la capa barrera.

Los laminados son más duros. Esto significa que necesita un control de tensión más preciso que la película LDPE monocapa.

Es posible que una máquina de bolsas de LDPE estándar para película monocapa no tenga el control de tensión, la precisión de la temperatura o el manejo de la película necesarios para laminados complejos. Las máquinas que fabrican envases blandos laminados suelen tener mejores sistemas de rollo de baile, zonas de sellado controladas por PID-y un registro de películas más estricto.

3. Películas de calibre muy fino (menos de 15 micrones)

Algunos alimentos están envasados ​​en LDPE muy fino (12 a 18 micrones). Esto ahorrará en costos de material. Con este espesor, es difícil procesar la película. Si la tensión cambia ligeramente, la película puede romperse fácilmente. La adherencia estática causa problemas de seguimiento. El rango de sellado también es más estrecho de lo normal.

Una máquina de bolsas de LDPE básica no tiene un control de tensión preciso (expansión impulsada por servo-, ajuste activo del rodillo giratorio) ni un sistema antiestático, lo que desperdicia demasiado tiempo con películas muy delgadas. Es una cuestión de especificación de la máquina. No se trata del material en sí. Pero eso significa que no todas las máquinas de bolsas de LDPE son adecuadas para envases finos y blandos.

Variantes de materiales: LLDPE y mLLDPE en embalaje blando

Cabe señalar que los "envases blandos" actuales suelen utilizar LLDPE (polietileno lineal de baja-densidad) y metaloceno (mLLDPE), en lugar de LDPE normal. Estos materiales proporcionan:

• Alta resistencia a la tracción y penetración con el mismo espesor o menor (para que pueda utilizar menos material)
• A temperaturas de sellado más bajas, el sello es más fuerte.
• Mejor rendimiento-de ventas (importante para selladores de llenado verticales)

Las máquinas ensacadoras de polietileno de baja-densidad (LDPE) generalmente pueden procesar películas de LLDPE. El rango de temperatura del sello se superpone. El polietileno de baja densidad es más blando que el HDPE. Pero el LLDPE tiene un alto coeficiente de fricción. Esto puede causar problemas de seguimiento de la película en máquinas sin varillas electrostáticas y superficies de rieles guía de baja fricción. Los operadores que cambian de polietileno de baja-densidad a polietileno de baja-densidad en la misma máquina generalmente necesitan cambiar los ajustes de tensión, los tiempos de sellado y el acabado de los rodillos guía.

Los cambios en este material se pueden manejar en un buen conjunto de máquinas. Pero necesita parámetros escritos y capacitación del operador.

Especificaciones clave de máquinas para aplicaciones de embalaje blando

Para los ingenieros de embalaje de una máquina de LDPE especificada para el servicio de embalaje blando, los siguientes parámetros no son transferibles:

Normas relevantes para envases blandos producidos en máquinas de LDPE

Las normas de calidad y materiales para la producción de bolsas de embalaje blando de LDPE se basan en los siguientes criterios:

• ISO 11607-1: Normas para materiales de embalaje para la desinfección de dispositivos médicos (relacionadas con bolsas médicas de LDPE)
• FDA 21 CFR §177.1520: Polímeros de olefinas-lista de grados de polietileno aprobados para exposición a alimentos
• Reglamento (CE) nº. 10/2011 de la UE: el plástico utilizado en contacto con los alimentos se aplica a los envases de alimentos de LDPE en Europa
• ASTM D882: Prueba estándar para las propiedades de tracción de láminas de plástico delgadas: verifique la idoneidad de la resistencia cada vez que se usan bolsas de plástico.
• ISO 15105-1: prueba de velocidad de transmisión de gas para películas y láminas de plástico (inspección del rendimiento de la barrera para envases blandos)
• Fuente: Reglamento de la UE (UE) nº. 10/2011 -Materiales y objetos plásticos destinados al contacto con alimentos, Diario Oficial de la Unión Europea.

Resumen

Una bolsa de LDPE es realmente buena para muchas bolsas blandas. Especialmente adecuado para bolsas planas, bolsas de fondo, bolsas de producción, bolsas de pan, bolsas de revestimiento y bolsas de revestimiento hechas de película de LDPE co-de una sola capa o simple coextruida. La claridad del LDPE, su amplio rango de sellado, su conformidad con el contacto con alimentos y su tacto suave lo convierten en una opción natural para este tipo de bolsas. Los tipos de máquinas están diseñados para hacer un buen uso de estas características.

Pero los límites son reales. Los complejos laminados de barrera multicapa, las bolsas verticales, las membranas muy delgadas y los usos que requieren un registro de impresión cercano requieren mejores especificaciones de la máquina. Es posible que un fabricante básico de bolsas de polietileno de baja-densidad no pueda satisfacer estas necesidades sin una actualización específica. Cuando se utiliza una máquina de LDPE, se deben entender claramente la estructura de la película, el tipo de bolsa, el rango de espesor y los requisitos de calidad. No se debe dar por sentado que las máquinas de LDPE manipulan envases blandos.

Cuando se combina correctamente la capacidad de la máquina y el trabajo, la bolsa de LDPE sigue siendo una de las opciones más productivas y rentables-en la producción de envases blandos.

Referencias:

• Emblem, A. & Emblem, H. – Tecnología de embalaje: fundamentos, materiales y procesos, Woodhead Publishing (Elsevier), 2012
• Robertson, GL – Envasado de alimentos: principios y práctica, tercera edición, CRC Press, 2012
• Briston, JH - Películas plásticas, tercera edición, Longman Scientific & Technical, 1989
• Soroka, W. – Fundamentos de la tecnología del embalaje, cuarta edición, Instituto de Profesionales del Embalaje (IoPP), 2009
• Glanvill, AB - Libro de datos del ingeniero de plásticos, Publicaciones de ingeniería mecánica, 1993
• Reglamento de la UE n.º. 10/2011: Materiales y artículos plásticos destinados a entrar en contacto con alimentos, Diario Oficial de la Unión Europea
• ASTM D882-18 – Método de prueba estándar para propiedades de tracción de láminas de plástico delgadas, ASTM International