Une machine de fabrication de sacs en LDPE est-elle adaptée aux sacs d'emballage souples ?

L'emballage souple est l'un des segments-à la croissance la plus rapide du marché mondial de l'emballage souple. Cette augmentation est due à la demande en matière de sécurité alimentaire, à la demande de rayons de vente au détail et à l'élimination progressive des contenants rigides dans les biens de consommation. Au cœur de cette croissance se trouve un problème pratique. Les usines de transformation et les ingénieurs d'emballage se posent fréquemment la question : un sac en LDPE a-t-il la capacité technique de produire les sacs d'emballage souples nécessaires dans les chaînes d'approvisionnement modernes ? La réponse n'est pas simple. Pour bien le comprendre, nous devons étudier à la fois la science des matériaux des films LDPE et la conception mécanique de leur traitement. .

Définir les « sacs d'emballage souples »

Le terme « emballage souple » couvre de nombreux types d’emballages souples utilisés dans les applications alimentaires, médicales, de soins personnels et industrielles légères. Les types courants incluent :

• Sacs oreiller (sacs-scellés sur trois côtés ou à l'arrière pour les collations, les aliments surgelés et les produits secs)
• Pochette verticale (fond plissé pour boissons, sauces, nourriture pour animaux)
• Sacs plastiques plats (protège-dossiers, protections de vêtements, emballages de dispositifs médicaux)
• Sacs en plastique (lignes de conditionnement automatisées pour produits de boulangerie et agricoles)
• Sacs de pain et sacs de production (emballage sûr pour une exposition alimentaire en haute-définition)
• Doublures (doublure intérieure ondulée sèche)

Ces types de sacs partagent certains besoins communs. Ils ont besoin d’un certain degré de clarté. Ils ont besoin de se conformer à l’exposition alimentaire. Ils doivent avoir une résistance d’étanchéité fiable sous l’épaisseur du film. Ils doivent épouser la forme du produit. Le polyéthylène basse-densité, en tant que matériau, peut répondre à bon nombre de ces besoins. Le sac LDPE est donc un choix naturel.

Pourquoi le LDPE est un choix naturel pour les emballages souples

Le polyéthylène basse densité est le matériau le plus utilisé dans les emballages souples. Cela est dû à sa structure polymère. Le polyéthylène basse-densité (LDPE) est formé par la polymérisation de radicaux libres sous haute pression. Cela crée une structure moléculaire hautement ramifiée. Cette structure confère au film des propriétés de mélange particulières :

Clarté optique :Le film LDPE a un faible brouillard et une bonne perméabilité optique. C'est bon pour emballer là où vous avez besoin de voir le produit. Les produits frais, les produits de boulangerie et la protection des vêtements en sont les exemples les plus courants.

Doux au toucher :la ramification réduit la densité de la densité de compactage de la chaîne externe. Le film obtenu est doux et flexible, avec un bon toucher. Ce sentiment compte beaucoup dans les emballages de vente au détail souples. Sans changer la formule, il est difficile de l'adapter à des matériaux plus durs tels que le polyéthylène haute-densité ou le polypropylène.

Large fenêtre scellée :Le polyéthylène basse densité est bien scellé et a une plage de température de 100 -150 degrés. Cette large gamme facilite la production par rapport aux films en polyéthylène haute densité ou aux films directionnels. Ce sont des plages d’étanchéité beaucoup plus petites.

Résistance à l’étirement et à la perforation :Le LDPE peut s'étirer beaucoup avant de se briser (300 à 600 % selon la qualité et l'épaisseur). Cela permet aux sacs d'emballage souples de manipuler des produits de forme irrégulière-sans se déchirer. Ceci est particulièrement utile pour préparer et congeler des aliments en raison de leurs bords tranchants ou de leurs formes étranges-.

Conformité à la FDA et à l'exposition alimentaire: De nombreuses qualités de LDPE utilisées pour l'exposition alimentaire sont conformes au code fédéral FDA 21 §177.1520 et au règlement européen 10/2011 sur les matériaux plastiques utilisés dans l'exposition alimentaire. Ceci est essentiel pour une utilisation directe des emballages alimentaires. .

Ce qu'une machine de fabrication de sacs en LDPE fait bien dans les emballages souples

Un sac LDPE pour emballage souple présente les avantages suivants :

Production de sacs plats-à grande vitesse-

Pour les sacs simples à plat, à fond et à paroi, largement utilisés dans la restauration et la production, une machine LDPE exécutant des films LDPE de 20 à 80 microns fonctionne à une cadence de 150 à 400 cycles par minute. Cette vitesse est possible parce que la large fenêtre de scellage du LDPE et sa coupe facile permettent des cycles plus rapides. Vous n'avez pas besoin de contrôles stricts sur les membranes HDPE ou multicouches.

Compatibilité de coupe à froid-avec la lame

Le LDPE convient au scellement et à la découpe avec un couteau froid (cisaillement ou pressage). La découpe au fil chaud le PEHD a-t-il un meilleur effet d'étanchéité et de coupe. Coupe nette avec lame froide après thermoscellage LDPE d'épaisseur normale. Cela rend le coupeur plus facile. Cela réduit également le besoin d’entretien du système de coupe.

Flexibilité multi-format sous des jauges moyennes

Un sac en PEBD-bien placé peut généralement gérer une gamme d'épaisseurs de film (généralement de 20 à 120 microns) et de largeurs de sac. Vous n'avez pas besoin d'apporter des modifications majeures à la machine pour changer. Les convertisseurs peuvent exécuter différents produits sur la même ligne en modifiant les paramètres plutôt qu'en échangeant des pièces.

Compatibilité avec le film imprimé

Les emballages souples utilisent généralement un film imprimé. Celui-ci peut être imprimé en ligne avant la fabrication du sac, ou un rouleau pré-imprimé peut être introduit dans la machine. Lorsque vous utilisez la couronne pour traiter le LDPE au stade du film, la surface fonctionne avec des encres flexographiques et hélio. Une machine à sacs LDPE dotée du système EPC (Edge Position Control) peut gérer les impressions de films. Cela permet de conserver les empreintes digitales au même endroit sur chaque sac

Où les machines à sacs en LDPE sont confrontées à des limites en matière d'emballage souple

Bien que les propriétés du LDPE répondent aux exigences des emballages souples, elles présentent certaines limites. Ces restrictions font qu'un sac LDPE n'est pas la meilleure option : :

1. Films laminés à haute-barrière

De nombreuses utilisations modernes des emballages souples-, en particulier dans les aliments, les médicaments et les dispositifs médicaux, nécessitent des membranes-à haute barrière. Les films combinent du LDPE avec une feuille d'aluminium, de l'EVOH (copolymère d'éthylène-alcool vinylique), du PET (polyéthylène téréphtalate) ou du nylon (PA) pour former une structure multicouche.

Ces films laminés agissent très différemment du LDPE-monocouche :

• Les couches d'étanchéité sont généralement en polyéthylène basse densité ou en PE métallocène, et non en LDPE ordinaire.
• La température et la durée du joint doivent être réglées avec plus de soin. Tout ce que vous avez à faire est de sceller l’intérieur sans endommager la couche barrière.
• Les stratifiés sont plus durs. Cela signifie que vous avez besoin d'un contrôle de tension plus précis qu'un film LDPE monocouche.

Une machine à sacs LDPE standard pour film monocouche peut ne pas offrir le contrôle de tension, la précision de la température ou la manipulation du film requis pour les stratifiés complexes. Les machines qui fabriquent des emballages souples laminés disposent souvent de meilleurs systèmes de rouleaux de danse, de zones de scellage contrôlées par PID- et d'un enregistrement de film plus strict.

2.-Production de sachets debout

La pochette debout doit avoir un fond à soufflet pour maintenir le sac droit une fois rempli. Produire ce format nécessite :

Les couches d'étanchéité sont généralement en polyéthylène basse densité ou en PE métallocène, et non en LDPE ordinaire.

La température et la durée du joint doivent être réglées avec plus de soin. Tout ce que vous avez à faire est de sceller l’intérieur sans endommager la couche barrière.

Les stratifiés sont plus durs. Cela signifie que vous avez besoin d'un contrôle de tension plus précis qu'un film LDPE monocouche.

Une machine à sacs LDPE standard pour film monocouche peut ne pas offrir le contrôle de tension, la précision de la température ou la manipulation du film requis pour les stratifiés complexes. Les machines qui fabriquent des emballages souples laminés disposent souvent de meilleurs systèmes de rouleaux de danse, de zones de scellage contrôlées par PID- et d'un enregistrement de film plus strict.

3. Films très fins (inférieurs à 15 microns)

Certains aliments sont emballés dans du LDPE très fin (12 à 18 microns). Cela permettra d'économiser sur les coûts de matériaux. A cette épaisseur, il est difficile de traiter le film. Si la tension change légèrement, le film peut se déchirer facilement. L'adhérence statique provoque des problèmes de suivi. La plage de scellage est également plus étroite que la normale.

Une machine à sacs en LDPE de base ne dispose pas d'un contrôle précis de la tension (expansion pilotée par servo-, réglage actif du rouleau danseur) ni d'un système antistatique, ce qui fait perdre trop de temps sur des films très fins. C'est une question de spécifications de la machine. Il ne s'agit pas du matériau lui-même. Mais cela signifie que toutes les machines à sacs en LDPE ne sont pas adaptées aux emballages fins et souples.

Variantes de matériaux : LLDPE et mLLDPE dans un emballage souple

Il convient de noter que les « emballages souples » d'aujourd'hui utilisent généralement du LLDPE (polyéthylène linéaire à basse densité-) et du métallocène (mLLDPE), plutôt que du LDPE ordinaire. Ces matériaux fournissent :

• Résistance à la traction et pénétration élevées pour une épaisseur identique ou inférieure (vous pouvez donc utiliser moins de matériau)
• À des températures de scellage plus basses, le joint est plus solide
• Meilleures performances de vente-à chaud (important pour les scelleuses à remplissage vertical)

Les ensacheuses-en polyéthylène basse densité (LDPE) peuvent généralement traiter des films LLDPE. La plage de température du joint se chevauche. Le polyéthylène basse densité est plus doux que le PEHD. Mais le LLDPE a un coefficient de frottement élevé. Cela peut entraîner des problèmes de suivi du film sur les machines dépourvues de tiges électrostatiques et de surfaces de rails de guidage à faible friction. Les opérateurs qui passent du polyéthylène basse-densité au polyéthylène basse-densité sur la même machine doivent généralement modifier les paramètres de tension, les temps de scellage et la finition des rouleaux de guidage.

Les modifications de ce matériau peuvent être traitées sur un bon ensemble de machines. Mais vous avez besoin de paramètres écrits et d’une formation des opérateurs.

Spécifications clés de la machine pour les applications d’emballage souple

Pour les ingénieurs d'emballage d'une machine LDPE spécifiée pour le service d'emballage souple, les paramètres suivants ne sont pas transférables :

Normes pertinentes pour les emballages souples produits sur des machines LDPE

Les règles de qualité et de matériaux pour la fabrication des sacs d'emballage souples en LDPE reposent sur les critères suivants :

• ISO 11607-1 : Règles relatives aux matériaux d'emballage pour la désinfection des dispositifs médicaux (relatives aux sacs médicaux en LDPE)
• FDA 21 CFR §177.1520 : Polymères d'oléfines-liste des qualités de polyéthylène approuvées pour l'exposition alimentaire
• Règlement (CE) n° . 10/2011 : Le plastique utilisé pour toucher les aliments s'applique aux emballages alimentaires en LDPE en Europe
• ASTM D882 : test standard pour les propriétés de traction des feuilles de plastique minces - vérifiez la résistance à chaque fois que des sacs en plastique sont utilisés
• ISO 15105-1 : test de taux de transmission des gaz pour les films et feuilles plastiques (inspection des performances barrières pour les emballages souples)
• Source : Règlement (UE) n° . 10/2011 -Matériaux et objets en plastique destinés au contact alimentaire, Journal officiel de l'Union européenne.

Résumé

Un sac LDPE convient vraiment à de nombreux sacs souples. Particulièrement adapté aux sacs plats, aux sacs à fond, aux sacs de production, aux sacs à pain, aux sacs de doublure et aux sacs de doublure en film LDPE monocouche ou simple co-extrudé. La clarté du LDPE, sa large plage de scellage, sa conformité au contact alimentaire et son toucher doux en font un choix naturel pour ces types de sacs. Les types de machines sont conçus pour faire bon usage de ces fonctionnalités.

Mais les limites sont réelles. Les laminés barrières multicouches complexes, les sachets debout, les membranes très fines et les utilisations nécessitant un repérage d'impression précis nécessitent tous de meilleures spécifications de machine. Un fabricant de sacs basiques en polyéthylène basse densité-peut ne pas être en mesure de répondre à ces besoins sans une mise à niveau spécifique. Lors de l'utilisation d'une machine LDPE, la structure du film, le type de sac, la plage d'épaisseur et les exigences de qualité doivent être clairement compris. Vous ne devez pas simplement supposer que les machines LDPE traitent des emballages souples.

Lorsque vous adaptez correctement les capacités de la machine et la tâche, le sac LDPE reste l'une des options les plus productives et les plus rentables-dans la production d'emballages souples.

Références :

• Emblem, A. & Emblem, H. – Technologie de l'emballage : principes fondamentaux, matériaux et processus, Woodhead Publishing (Elsevier), 2012
• Robertson, GL – Emballage alimentaire : principes et pratiques, 3e édition, CRC Press, 2012
• Briston, JH – Films plastiques, 3e édition, Longman Scientific & Technical, 1989
• Soroka, W. – Fondamentaux de la technologie de l'emballage, 4e édition, Institute of Packaging Professionals (IoPP), 2009
• Glanvill, AB – Plastics Engineer's Data Book, Mechanical Engineering Publications, 1993
• Règlement UE n° . 10/2011 – Matériaux et objets en plastique destinés à entrer en contact avec des denrées alimentaires, Journal officiel de l'Union européenne
• ASTM D882-18 – Méthode d'essai standard pour les propriétés de traction des feuilles de plastique minces, ASTM International