Czym właściwie są opakowania aluminiowe
Aluminiowane lub metalizowane opakowanie to folia polimerowa zawierająca cienką,-odłożoną próżniowo warstwę aluminium, a nie litą folię. Warstwa jest wytwarzana poprzez odparowanie-czystości aluminium w komorze próżniowej i skondensowanie go na poruszającej się wstędze, co daje powłokę o grubości około 30-60 nm -, czyli mniej więcej jednej dwusetnej grubości folii o grubości 9 mikrometrów. Powłoka ma gęstość optyczną, zwykle 2,0-2,5, co odpowiada przepuszczalności światła poniżej 1% i zapewnia zarówno srebrzysty wygląd, jak i poprawę bariery, za którą płaci rynek. Folie bazowe to zwykle PET o grubości 12 mikrometrów, OPP o grubości 20–25 mikrometrów lub wylewany PP, które następnie są laminowane, drukowane lub powlekane.
Jak rozwijał się rynek
Folia metalizowana pojawiła się na rynku opakowań w latach 60. XX wieku, a w latach 80. XX w. szybko rozprzestrzeniła się w Ameryce Północnej i Europie, kiedy linie do powlekania próżniowego osiągnęły szerokość i prędkość, dzięki którym proces był tańszy niż laminowanie folią. Wdrożenie następowało w trzech falach: najpierw etykiety dekoracyjne i zabezpieczające, następnie opakowania zewnętrzne i elastyczne, następnie papier do wyklejania papierosów i specjalistyczne laminaty. Siła napędowa była raczej ekonomiczna niż czysto techniczna, ponieważ metalizowana warstwa zużywa ułamek aluminium potrzebnego do produkcji folii litej, więc koszt materiału spada, a efekt wizualny pozostaje zbliżony do folii. Tam, gdzie wymagania dotyczące barier są umiarkowane, metalizowane konstrukcje zastąpiły laminaty foliowe; tam, gdzie specyfikacja wymaga absolutnej bariery, folia nadal wygrywa.
Wydajność bariery i sposób jej pomiaru
Barierę określa się jako współczynnik przepuszczalności pary wodnej (WVTR) i współczynnik przenikania tlenu (OTR), mierzony zgodnie z ASTM F1249 dla wilgoci i ASTM D3985 dla tlenu. Warunki testowe dla WVTR to zwykle 38°C i wilgotność względna 90%, a wyniki należy zawsze podawać wraz z zastosowanymi warunkami.
| Struktura | Warstwa aluminium (nm) | WVTR (g/m2 na 24 godz.) | OTR (cm3/m2 na 24 godz.) |
|---|---|---|---|
| Niepowlekany PET o grubości 12 mikrometrów | nic | 15-25 | 80-120 |
| Metalizowany PET o grubości 12 mikrometrów | 40-60 | 0.3-1.0 | 0.5-1.5 |
| Metalizowany OPP o grubości 25 mikrometrów | 40-60 | 0.3-1.0 | 15-40 |
| PET / folia 9 mikrometrów / laminat PE | 9000 | poniżej 0,01 | poniżej 0,01 |
Nasuwają się dwa praktyczne wnioski. Po pierwsze, metalizacja poprawia barierę o jeden do dwóch rzędów wielkości w porównaniu z niepowlekanym polimerem, ale pozostaje daleko w tyle za laminatem foliowym, ponieważ dziury i defekty powłoki umożliwiają powolną dyfuzję. Po drugie, osiągnięta bariera zależy od podłoża i sposobu postępowania: zginanie, marszczenie, a nawet drukowanie zwiększa szybkość transmisji, dlatego przetwórcy powinni określić barierę na gotowym laminacie, a nie na folii.
Względy dotyczące kosztów, przepisów i recyklingu
Zgodność z przepisami dotyczącymi kontaktu z żywnością oceniana jest w oparciu o dyrektywę UE 1935/2004 oraz, w przypadku Stanów Zjednoczonych, 21 CFR 175.300 dla powłok żywicznych; badanie migracji gotowego artykułu pozostaje w gestii pakowacza, a sama warstwa aluminium powinna spełniać wymagania czystości określone w normie EN 602 dla aluminium kutego w kontakcie z żywnością. Ponieważ warstwa metalu jest tak cienka, mono-materiał, taki jak metalizowany PET laminowany na PE, jest łatwiejszy do umieszczenia w strumieniu recyklingu niż laminat foliowo-polimerowy, a zawartość metalu nie zakłóca większości procesów recyklingu mechanicznego. Koszt za metr kwadratowy stanowi zazwyczaj ułamek równoważnej struktury folii, ale oszczędności należy porównać z wyższym WVTR, gdy produkt jest wrażliwy na wilgoć.
Określanie folii metalizowanej dla zamówienia zakupu
Pełna specyfikacja określa podłoże i grubość, gęstość optyczną aluminium, przyczepność powłoki, stronę uszczelnienia, kierunek nawinięcia, średnicę rdzenia, szerokość rolki, maksymalną liczbę splotów na rolkę i okres trwałości. Należy zażądać danych dotyczących bariery dla konstrukcji laminowanej w określonych warunkach testowych, wraz z wartościami blokowania i współczynnikiem tarcia dla linii przekształcającej. W przypadku produktów o wysokiej-wilgotności lub długim okresie przydatności do spożycia metalizowaną folię należy traktować jako jedną warstwę zaprojektowanego laminatu, a nie jako samodzielną-barierę.
Często zadawane pytania
Q:Czy folia metalizowana może całkowicie zastąpić folię aluminiową?
Odpowiedź: Tylko tam, gdzie wymagania dotyczące barier są umiarkowane. Folia metalizowana osiąga WVTR w zakresie 0,3-1,0 g/m2 na 24 godziny, podczas gdy laminat foliowy o grubości 9 mikrometrów utrzymuje wartość poniżej 0,01, więc produkty wrażliwe-na wilgoć lub produkty o długiej żywotności nadal wymagają folii.
Q:Jaką gęstość optyczną należy określić?
Odp.: 2,0-2,5 na opakowanie. Poniżej 2,0 powłoka staje się wyraźnie przezroczysta i bariera opada; powyżej 2,5 dodatkowe aluminium zwiększa koszty bez mierzalnego wzmocnienia bariery.
Q:Która strona folii jest metalizowana?
Odpowiedź: Powłoka jest zawsze nakładana na jedną stronę. Podczas laminowania metalizowana powierzchnia jest zwykle chowana wewnątrz laminatu, dzięki czemu powłoka jest zabezpieczona przed ścieraniem i bezpośrednim kontaktem z produktem.
Q:Czy druk uszkadza barierę?
Odp.: Drukowanie, zwłaszcza przy użyciu atramentów rozpuszczalnikowych i suszenie na gorąco, może podnieść WVTR. Barierę należy weryfikować na strukturze drukowanej lub laminowanej, a nie na zwykłej folii metalizowanej.
Q:Jak bada się przyczepność powłoki?
Odp.: Zwykle na podstawie testów przyczepności taśmy lub testów ścierania uzgodnionych między kupującym a dostawcą, ponieważ powłoka próżniowa jest cienka, a przyczepność zależy od obróbki powierzchni folii bazowej.
Q:Czy folia aluminiowa nadaje się do kontaktu z żywnością?
Odpowiedź: Tak, jeśli konstrukcja jest zgodna z dyrektywą UE 1935/2004 i odpowiednimi przepisami krajowymi, a na gotowym wyrobie przeprowadzono badania migracji.