فیلم چند لایه بسته بندی چیست، چه مزایایی دارد و به چه روشی ساخته می‌شود؟

این روزها بیشتر فیلم‌های بسته‌بندی موجود در بازار، فیلم چند لایه بسته بندی محسوب می‌شوند که بین 3 تا 12 لایه دارند. ساختارهای چند لایه بسته‌بندی در اصل با استفاده از محصولات تک لایه و از طریق روش‌های مختلف چسباندن و فرایندهای لمینت‌سازی به هم متصل می‌شدند. در طول زمان، فیلم‌های پلیمری مقاوم‌تری ایجاد شدند که در آنها می‌شد از لایه‌های غیر پلیمری مثل فویل آلومینیوم برای افزایش ویژگی‌هایی مانند مقاومت در برابر نور و هوا استفاده کرد.

پردازش پلیمر مواد ترموپلاستیکی شامل تبدیل پلیمرهای جامد به فرم پالت‌های حمل ساده اشکال و ترکیبات کارا می‌شود. این فرایند اغلب با کمک فرایندی ذوب‌محور انجام می‌شود که در آن پلیمر جامد ذوب شده، در صورت نیاز با مواد متجانس مخلوط می‌شود، و سپس به یک سطح منتقل می‌شود که روی آن شکل گرفته و در خروج از تونل، با خنک شدن منجمد می‌شود. در ادامه بیشتر راجع به ابعاد مختلف تکنولوژی فیلم چند لایه بسته بندی بحث خواهیم کرد.

 

فیلم بسته‌بندی چیست؟

به برش‌های پلاستیک در ابعاد نازک که برای چاپ و بسته‌بندی محصولات مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد فیلم پلاستیک یا فیلم بسته‌بندی گفته می‌شود. انواع مختلفی از فیلم‌های بسته‌بندی، با توجه به محصول مورد بسته‌بندی در دسترس تولیدکنندگان وجود دارد. اصلی‌ترین انواع فیلم‌های موجود شامل سه دسته کلی می‌شود:

–        فیلم پلی‌اتیلن

–        فیلم پلی‌پروپیلن

–        فیلم پلی‌استر

هر یک از این مواد ویژگی‌ها و قابلیت‌های خاصی دارند که در بسته‌بندی‌های گوناگون مورد توجه قرار می‌گیرند. برای مثال پلی‌اتیلن ماده‌ای است که انعطاف بسیار زیاد و قیمت بسیار ارزانی دارد و به همین دلیل در بسته‌بندی بسیاری از محصولات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این در حالی است که پلی‌پروپیلن بیشتر از همه مواد دیگر برای چاپ مناسب است. به همین دلیل معمولا در بسته‌بندی‌هایی که به چاپ نیاز دارند لایه‌هایی از این نوع پلیمر ترکیب می‌شود.

فیلم چند لایه بسته بندی چیست؟

فیلم چند لایه بسته بندی با استفاده از این مواد اصلی، و در ترکیب با مواد دیگر که در موارد زیادی مواد غیر پلیمری هستند ایجاد می‌شود. ترکیب چندین لایه از مواد مختلف باعث بهبود ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی فیلم از جمله سوراخ شدن، پارگی، مقاومت در برابر گرما و همچنین رطوبت و اکسیژن می‌شود.

امروزه از فیلم‌های چند لایه به ویژه برای بسته‌بندی محصولات غذایی و دارویی استفاده می‌شود. ترکیب چندین لایه پلیمری به شکل قابل توجهی عمر بسته را با کنترل میزان اکسیژن، دی‌اکسید کربن و رطوبت افزایش می‌دهد. پرکاربردترین مواد مورد استفاده در بسته‌بندی منعطف شامل موارد زیر می‌شود:

• پلی‌اتیلن (PE)
• پلی‌پروپیلن (PP)
• اتیلن-وینیل الکل (EVOH)
• پلی‌آمید (نایلون، PA)
• یونومرز (EAA, EMAA)
• اتیلن-وینیل استات (EVA)

فیلم‌های پلی‌اتیلن نیز به نوبه خود به دسته‌های گوناگونی تقسیم می‌شوند:

–        پلی‌اتیلن با چگالی پایین (LDPE)

–        پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE)

–        پلی‌اتیلن با چگالی پایین خطی (LLDPE)

–        پلی‌اتیلن با چگالی خیلی پایین (ULDPE)

–        پلی‌اتیلن متالوسن (Metallocene polyethylene)

همان طور که پیشتر اشاره شد، امروزه بیشتر فیلم‌های بسته‌بندی محصولات مختلف شامل فیلم چند لایه بسته بندی می‌شوند که بین 3 تا 12 لایه دارند. برای مثال از ترکیب دو نوع پلی‌اتیلن با چگالی پایین خطی و پلی‌اتیلن با چگالی بالا یک فیلم ترکیبی ممتاز به وجود می‌آید که از هر دو محصول کیفیت بهتری ارائه می‌دهد.

انواع فیلم چند لایه بسته بندی

شرکت‌های تولیدکننده فیلم‌های بسته‌بندی امروزه انواع فیلم چند لایه که با ویژگی‌های مورد نیاز کسب و کارهای مختلف هماهنگ شده‌ و سازگار شده‌اند ارائه می‌دهند. هر یک از ترکیب‌های مورد استفاده در این فیلم‌ها با توجه به ویژگی‌های محصولات مختلف طراحی و ساخته می‌شود. برای مثال یک ظرف بسته‌بندی میوه تازه معمولی اغلب بین 4 تا 7 لایه دارد.

در جدول زیر بعضی از پرکاربردترین ترکیبات مورد استفاده در انواع فیلم چند لایه بسته بندی، ساختار معمول و کاربرد آنها معرفی می‌شود.

 

 

 

ساختار	ترکیب معمول	کاربرد
LLDPE/HDPE/LLDPE	15/70/15	کیسه‌های فروشگاه
HDPE/LLDPE/HDPE/EVA	10/30/30/30	محصولات آردی
کاغذ/LDPE/AI/LDPE	لمینت	بسته‌بندی مایع و خمیری
PET/Tie/LDPE/AI/LDPE	لمینت	آب‌میوه، پاکت شیر
LLDPE –Tie-EVOH-Tie-LLDPE	40/5/10/5/40	گوشت تازه
LLDPE-HDPE-Tie-EVOH-Tie-HDPE-LLDPE	20/20/5/10/5/20/20	گوشت فرآوری شده

 

 

 

 

همان طور که در جدول مشاهده می‌کنید، فیلم چند لایه بسته بندی از طریق ترکیب‌ فیلم‌های تک لایه تولید و ایجاد می‌شود. با توجه به ویژگی‌های مورد نیاز هر محصول، این فیلم‌ها می‌توانند ترکیبات و لایه‌های مختلفی داشته باشند.

در بیشتر ترکیباتی که در جدول قرار گرفته پلی‌اتیلن LLDPE یا پلی‌اتیلن با چگالی پایین خطی را مشاهده می‌کنید. بدون شک این پلی‌اتیلن پرکاربردترین فیلم پلی‌اتیلن است که در تولید ساختارهای چند لایه کارایی زیادی دارد. این فیلم شفاف است و از قابلیت ترکیب بسیار بالایی برای قرار گرفتن در کنار پلیمرهای دیگر برخوردار است.

ویژگی‌های فیلم چند لایه بسته بندی

از فیلم‌های چند لایه برای بسته‌بندی و چاپ محصولات غذایی مختلف استفاده می‌شود. از آنجا که این فیلم‌ها برای نگهداری از این محصولات طراحی می‌شوند، لازم است که با ویژگی‌های محصولی که قرار است از آن محافظت کنند هماهنگ باشند. انواع فیلم‌های مورد استفاده در یک فیلم چند لایه لازم است که ویژگی‌های زیر را داشته باشند:

• پایداری در مقابل نور، حرارت، رطوبت
• مقاومت در مقابل رطوبت، آب، نور، حرارت
• قابلیت دفع ضربه و مقاومت در مقابل سوراخ شدن، پاره شدن و امثال این
• شفافیت و قابلیت دیدن محصول

به صورت کلی تمام لایه‌های بسته‌بندی درجات متفاوتی از این ویژگی‌ها را ارائه می‌دهند. بعضی از فیلم‌ها قابلیت بیشتری در بعضی از زمینه‌ها دارند که باعث می‌شود کاربرد بیشتری در این زمینه‌ها داشته باشند. برای مثال یکی از فیلم‌های پرکاربرد در زمینه بسته‌بندی محصولات دارویی فیلم پلی‌کربنات است. این فیلم برای بسته‌بندی محصولات دارویی مورد تائید سازمان غذا و داروی امریکا است و برای بسته‌بندی محصولات دارویی خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما ویژگی دیگر این نوع فیلم، قیمت به نسبت گران آن است که باعث می‌شود بیرون از موارد استفاده برای دارو، کمتر کاربردی در زمینه بسته‌بندی داشته باشد.

همان طور که پیشتر اشاره شد، امروزه به ندرت ممکن است با فیلم‌های تک لایه بسته‌بندی مواجه شویم. بیشتر فیلم‌های بسته‌بندی موجود در بازار در حال حاضر فیلم چند لایه بسته بندی برای مصارف گوناگون هستند.

روش‌های ایجاد فیلم چند لایه بسته بندی

فیلم‌های چند لایه از طریق ترکیب یا چسباندن لایه‌های تک به هم تولید می‌شوند. روش‌های مختلفی برای انجام این کار مورد استفاده قرار می‌گیرد که برخی از مهم‌ترین آنها در ادامه معرفی می‌شود.

کوکستروژن (Coextrusion)

این روش شامل ترکیب دو لایه از طریق ذوب کردن و ترکیب آنها در یک فیلم چند لایه می‌شود. در این روش از دیگ‌های جدا برای ذوب کردن پالت یا گرانولارهای پلیمر متمایز استفاده می‌شود. سپس پلیمرهای مذاب در دو لایه متمایز روی صفحه خروجی قرار می‌گیرند. در این مرحله کافی است فیلم چند لایه خنک شود تا آماده استفاده شود. این روش شایع‌ترین نوع ترکیب چند لایه فیلم برای تشکیل فیلم چند لایه بسته بندی محسوب می‌شود.

کوکستروژن لایه کوچک (Microlayer)

در حالی که در روش متعارف و معمول کوکستروژن دو فیلم در ابعاد بزرگ تبدیل به یک فیلم می‌شوند، در این روش فرایند لایه‌چینی با ابعاد کوچک‌تری انجام شده و بالقوه می‌تواند شامل لایه‌های بسیار زیادی شود. از این روش برای ایجاد فیلم چند لایه بسته بندی در ضخامت‌های بالا و ابعاد کوچک می‌توان استفاده کرد.

لمینت‌کردن

از این روش برای ایجاد فیلم چند لایه بسته بندی با پایداری، قدرت، ظاهر، و کاربرد بهبودیافته استفاده می‌شود. مجموعه گسترده‌ای از لایه‌های پلیمری و غیر پلیمری در این روش می‌توانند با هم لمینت شوند تا یک ساختار شبکه‌ای تشکیل دهند که برای کاربرد مورد نظر مناسب باشد. روش‌های مختلفی برای لمینت کردن وجود دارد.

کتینگ

یکی دیگر از راه‌های ترکیب و روی هم قرار دادن لایه‌های پلیمری و غیر پلیمری در فیلم چند لایه بسته بندی شامل انواع روش‌های کتینگ می‌شود. این روش به خصوص برای ترکیباتی که در آنها از کاغذ استفاده می‌شود کاربرد دارد. در این روش از یک کتینگ محلول استفاده می‌شود که روی لایه‌ها قرار گرفته و سپس فیلم وارد فر می‌شود. به این ترتیب با گرم شدن محلول کتینگ فعال شده و فیلم چند لایه ایجاد می‌شود.

تزریق همزمان همراه با دمیدن هوا

این روش منحصرا برای ایجاد بطری‌های پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش شامل دو مرحله اصلی می‌شود. در مرحله اول پلیمرها ذوب شده و به شکل اولیه مناسب در می‌آیند. سپس گردن بطری‌ها توسط یک دستگاه قفل شده و حرارت می‌بینند تا جایی که آماده دمیدن هوا و شکل‌گیری نهایی شوند. در نهایت با استفاده از سیستم دمنده بطری‌ها به شکل مورد نظر در می‌آیند.

علاوه بر روش‌های بالا روش‌های مختلف دیگری نیز برای ترکیب لایه‌های مختلف فیلم بسته‌بندی، از جمله روش ساختاردهی نانو، روش‌های متفاوت پردازش الکتروهیدرودینامیکی و روش‌های دیگر نیز وجود دارد.

سخن پایانی

فیلم‌ چند لایه بسته بندی شامل مجموعه به نسبت گسترده‌ای از ترکیبات و ساختارهای مختلف چند لایه پلیمری و غیر پلیمری مناسب برای بسته‌بندی محصولات مختلف می‌شود. این نوع فیلم‌ها با ترکیب لایه‌های مختلف ویژگی‌های جدید و قابل اعتنایی پیدا می‌کنند که باعث می‌شود استفاده از آنها ارجحیت داشته باشد. امروزه بیشتر فیلم‌های بسته‌بندی و چاپ موجود در بازار شامل انواع فیلم‌های چند لایه می‌شود. بیشتر این فیلم‌ها از ترکیب لایه‌های مختلف پلی‌اتیلن با لایه‌های دیگر پلیمری مثل پلی‌استر یا پلی‌پروپیلن‌ها ایجاد می‌شوند و خواص هر دو را منتقل می‌کنند.

فیلم‌های چند لایه از طریق ساختاربندی و ترکیب چند لایه تک ایجاد می‌شوند. برای این کار از روش‌های مختلفی از جمله کوکستروژن یا هم‌گدازی، لمینت، تزریق همزمان و مواردی مانند این استفاده می‌شود. فیلم‌های چند لایه به دلیل بهبود و بهینه‌سازی ساختار، از قابلیت‌های بیشتری به نسبت فیلم‌های تک لایه برخوردار هستند. از آنها به ویژه برای نگهداری مایعات، نوشیدنی‌ها، و محصولات غذایی تازه استفاده می‌شود.