В сфере гибкой упаковки качество сварного шва напрямую влияет на сохранность продукта. Выбор способа формирования продольного сварного шва на упаковке, изготовленной из рулонного материала, является ключевым моментом при проектировании упаковки и организации производственного процесса. Это решение влияет на затраты на материалы, эффективность производства, безопасность продукта и срок его хранения. В технологиях вертикальной формовки, наполнения и запечатывания (VFFS) и горизонтальной формовки, наполнения и запечатывания (HFFS) двумя основными методами термосварки являются сварка с ребрами и сварка внахлест.
Хотя оба типа уплотнений выполняют функцию “непрерывного и прочного” соединения двух краёв материала, механизмы достижения этой цели, а также эксплуатационные преимущества различаются. Таким образом, понимание этих различий в сфере упаковки имеет жизненно важное значение не только с точки зрения знаний, но и для раскрытия потенциала упаковочных линий в плане соответствия коммерческим и нормативным требованиям, предъявляемым к продукту.
В данном руководстве представлено объективное сравнение ребристых и накладных уплотнений, включая их конструкцию, эксплуатационные характеристики, совместимость с материалами и оптимальные сценарии применения. В нем изложены рекомендации по принятию решений и приведено руководство по устранению типичных проблем с уплотнениями, что позволяет специалистам в области упаковки принимать решения с учётом целей, связанных с продукцией и производством.
Что такое уплотнение типа «фин» и уплотнение типа «лап»?
Основное различие между ребристой и накладной сваркой заключается в способе соединения краев пленки в процессе термосварки. Это конструктивное различие определяет, какой упаковочный материал можно использовать, а также степень прочности сварного шва, которую можно достичь.
Финский тюлень заключается в соединении двух внутренних поверхностей пленочной упаковки под действием тепла и давления. Шов, а точнее образовавшаяся в результате этого ребристая кромка, выступает за пределы корпуса упаковки, напоминая небольшой плавник. Такой шов получается при складывании пленки таким образом, чтобы термосвариваемая сторона на внутренней поверхности пленки соединялась сама с собой (внутренняя сторона к внутренней). Это базовый метод обеспечения прочного соединения в случае многослойных или ламинированных пленок, внешний слой которых не поддаётся термосварке. Готовый шов обычно складывают плоско, закрывая упаковку для более привлекательного внешнего вида.
Уплотнитель Lap Seal, С другой стороны, существует метод, при котором два края пленки накладываются друг на друга, а внутренняя поверхность одного края сваривается с внешней поверхностью другого (по принципу «изнутри наружу»). Эта техника применяется для получения гладкой поверхности без выступающих ребер. Для успешного выполнения сварки внахлест как внутренняя, так и внешняя поверхности пленки в зоне сварки должны быть совместимы и способны образовывать прочное соединение под воздействием давления и тепла, создаваемых сварными планками. Это неизбежно ограничивает выбор материалов, которые можно использовать при данной технике сварки. Основным преимуществом сварки внахлёст является меньший расход материала по сравнению со сваркой с ребрами, поскольку для упаковки того же размера требуется плёнка меньшей ширины, чем при сварке с ребрами.
Уплотнение типа «Fin» и уплотнение типа «Lap»: основные различия вкратце
Для оценки двух вариантов запечатывания необходимо разобраться в конструкции каждого типа запечатки и понять его технические особенности. Двумя основными компонентами, отличающими запечатку с ребрами от запечатки с нахлестом, являются процесс запечатывания и выравнивание краев пленки в процессе термозапечатывания. Именно эти два компонента определяют тип упаковочного материала, который можно использовать, а также степень герметичности запечатки, которую можно достичь.
| Особенность | Fin Seal | Уплотнение колена |
| Прочность уплотнения | Высокая. Соединение двух одинаковых внутренних герметизирующих слоев обеспечивает очень прочное, надёжное и герметичное соединение. | Вариабельная. Прочность сварного шва зависит от совместимости внутреннего и внешнего слоев пленки. Как правило, считается, что прочность такого сварного шва ниже, чем у ребристого шва. |
| Использование материалов | Больше. Для формирования “плавника” требуется дополнительная ширина пленки от 1/2 до 3/4 дюйма (12–20 мм) на каждую упаковку. | Меньше. Минимальное перекрытие позволяет значительно уменьшить ширину материала, что, как правило, дает экономию пленки в размере 10–15%, что приводит к снижению затрат. |
| Совместимость с пленкой | Отлично. Совместимо практически со всеми гибкими пленками, особенно со сложными ламинированными структурами из гибких пленок с негерметичными наружными слоями (например, ПЭТ, ОПП). | Ограничено. Требуются пленки, внутренние и наружные поверхности которых поддаются термосварке, например, однослойный полиэтилен (ПЭ) или соэкструдированные пленки. |
| Внешний вид уплотнителя | Выступающий выступ, который обычно сложен вниз. Может перекрывать графическое изображение на задней панели сумок. | Плоская и гладкая поверхность. Обеспечивает элегантный внешний вид с непрерывным рисунком, что может соответствовать пожеланиям покупателей в сфере розничной торговли потребительскими товарами. |
| Скорость производства | Это может занимать немного больше времени из-за особенностей механизма складывания плавника. | Возможно, более быстрый процесс благодаря более простому механизму уплотнения. Однако скорость зачастую зависит от других факторов, связанных со станком и продукцией. |
| Типичная стоимость | Более высокая стоимость материала из-за большей ширины пленки. Кроме того, конструкция запечатывающих губок может быть более сложной. | Снижение затрат на материалы за счет уменьшения расхода пленки. Это является основным фактором, способствующим внедрению данной технологии в подходящих областях применения. |
Совместимость материалов: как тип пленки влияет на характеристики уплотнения
Хотя в приведенной выше таблице перечислены несколько ключевых отличий, один фактор — совместимость материалов — зачастую выступает в качестве основного, непреложного определяющего фактора в процессе выбора. Именно структура самой упаковочной пленки часто определяет, какой метод сварки не просто предпочтителен, но и технически возможен. В данном разделе более подробно рассматривается, почему пленка является наиболее решающим фактором.
Уплотнители типа «фин» являются обязательным выбором для многослойных ламинированных пленок. Эти материалы разрабатываются с учетом эксплуатационных характеристик и могут состоять из комбинации различных слоёв для обеспечения определённых барьерных свойств, долговечности и пригодности к печати. Одним из таких примеров может служить комбинация полиэстера (ПЭТ) / алюминиевой фольги (AL) / полиэтилена (ПЭ). Наружный слой из ПЭТ обеспечивает высококачественную поверхность для печати и прочность, фольга — отличную защиту от кислорода и влаги, а внутренний слой из ПЭ в данном случае выступает в качестве герметизирующего материала. Внутренний слой PE не может соприкасаться с внешним слоем PET, поэтому сварка внахлест невозможна. Единственной альтернативой является сварка по ребрам, при которой герметизирующий слой PE сцепляется только сам с собой, что обеспечивает целостность сварного шва и защиту продукта от воздействия внешних факторов. Благодаря этому данный материал стал стандартом в производстве высокобарьерной упаковки для пищевых продуктов, кормов для домашних животных и большинства применений в области биологических наук.
Уплотнительные прокладки лучше всего подходят для однослойных или определенных видов соэкструдированных пленок. Стыковое запечатывание наиболее эффективно при использовании однослойных пленок или определённых видов соэкструдированных пленок. Однослойные плёнки изготавливаются из одного полимера, например полиэтилена низкой плотности (ПЭНП), и имеют одинаковые поверхности. Хотя соэкструдированные плёнки также могут быть разработаны для стыкового запечатывания. Соэкструдированные плёнки создаются путём одновременной экструзии нескольких слоёв различных полимеров с образованием единой цельной плёнки. Если пленка имеет термосвариваемый слой как с внутренней, так и с внешней стороны, упаковка с нахлесточным сварным швом становится высокоэффективным вариантом, защищающим содержимое от внешних воздействий. Такая пленка, как правило, предназначена для изделий, где герметичность не является критически важной или где сварной шов не так важен, как экономия затрат на сырье, например, для оберток некоторых журналов или хлебобулочных изделий. Если сварка внахлёст применяется с несовместимой плёнкой, сварка не пройдёт, плёнка будет повреждена, а продукт придётся выбросить. Это может привести к травмам при транспортировке.
Применение в промышленности: в каких областях каждый тип уплотнения показывает наилучшие результаты
Материаловедение играет ключевую роль в определении различных областей применения каждого типа уплотнения на рынке. На свойства различных пленок влияют определенные технологии, которые и составляют основу для их внедрения в конкретных отраслях промышленности. Каждая отрасль использует специфические характеристики либо ребристых, либо накладных уплотнений. Эти области применения позволяют сравнить теоретические концепции с реальными условиями эксплуатации.
Области применения уплотнений Fin Seal:
Пластинчатый шов — лучший выбор для упаковок, к которым предъявляются самые высокие требования к безопасности и которые содержат продукты с длительным сроком хранения. Такие упаковки требуют прочных и долговечных швов для обеспечения их целостности.
Продукты питания: В зависимости от типа упаковки ребристая пломба применяется в самых разных видах упаковки для пищевых продуктов, особенно для продуктов, чувствительных к воздействию кислорода, влаги или загрязнению. К ним относятся герметичные упаковки для снеков (картофельных чипсов), кофе, порошковых смесей и замороженных продуктов. Пломба способствует сохранению безопасности и свежести продукта.
Фармацевтика и медицина: Плавниковые уплотнения обеспечивают герметичные камеры высокой степени герметичности для медицинских изделий и герметичные упаковки для фармацевтических препаратов, где первостепенное значение имеют предотвращение утечки, стерильность и барьерная защита.
Промышленность и химическая промышленность: Ламинированные пленки используются для упаковки промышленных и химических продуктов, таких как порошки и жидкости; они герметично запечатываются для предотвращения утечек и обеспечения безопасности продукта.
Области применения уплотнений Lap Seal:
Уплотнения типа «лап» идеально подходят для производств с большими объёмами выпуска, где основное внимание уделяется снижению затрат на материалы, а барьерные свойства не являются приоритетом.
Кондитерские изделия: Шоколадные батончики, крекеры и печенье — это популярные закуски, которые часто упаковывают с использованием лап-сварки. Такая упаковка придает изделию элегантный вид, позволяя разместить брендинг на всей поверхности упаковки, а при больших объемах производства обеспечивает значительную экономию материала.
Пекарня: В некоторых случаях для упаковки свежей хлебобулочной продукции с коротким сроком хранения, упакованной в простую полиэтиленовую пленку, также используется перекрывающий шов, обеспечивающий экономичную и надежную герметизацию.
Потребительские товары непродовольственного назначения: Примером использования данной упаковки служат классические потребительские товары с обволакивающей пленкой, такие как завернутые куски мыла, коллекционные карточки и журналы. Она удерживает и защищает предметы от пыли и не требует герметичного барьера.
Выбор подходящего уплотнения: практическая схема принятия решений
Выбор подходящих материалов для гибкой упаковки и метода запечатывания для вашей задачи требует системного и функционального подхода, позволяющего определить варианты упаковки, которые наилучшим образом соответствуют вашим потребностям. Воспользуйтесь этой системой из четырёх этапов, чтобы принять обоснованное решение и обеспечить тщательный анализ ваших потребностей.
- ● Шаг 1: Проанализируйте структуру своего фильма.
Это базовый этап. Определите состав вашей пленки. Является ли она однослойным гомополимером, соэкструдированной пленкой или многослойным ламинатом? Если наружный слой не является герметизирующим, единственным вариантом будет ребристый шов. Если обе поверхности поддаются герметизации, можно приступить к оценке возможности использования шовного соединения.
- ● Шаг 2: Определите свои потребности в защите и прочности.
Оцените требования, предъявляемые к вашему продукту. Требуется ли герметичное уплотнение для защиты от кислорода или влаги и обеспечения максимального срока хранения? Необходим ли высокий уровень устойчивости к проколу или защита от падений? Если ответ на любой из этих вопросов положительный, настоятельно рекомендуется использовать ребристое уплотнение, отличающееся более высокой прочностью.
- ● Шаг 3: Оцените эстетические задачи и задачи брендинга.
Оцените дизайн упаковки. Является ли чистая, цельная задняя панель критически важной для вашего брендинга или указания нормативной информации? Сварка по краю придает упаковке более гладкий и престижный вид. Если дизайн задней панели допускает использование отгибаемого выступа без ущерба для ключевых визуальных элементов, то сварка с выступом остается приемлемым вариантом.
- ● Шаг 4: Рассчитать долгосрочное влияние на затраты.
Принятие решения, как правило, требует поиска компромисса между производительностью и стоимостью. Оцените экономию, связанную с уменьшением количества материала, используемого для перекрывающегося шва, исходя из вашего годового расхода пленки. Рассмотрите эту экономию с учетом таких рисков, как более высокая частота разрывов швов, снижение уровня защиты продукта и отходы продукции. Использование перекрывающихся швов меньшего размера также является предпочтительным с учетом глобального акцента на экологически устойчивую упаковку.
От выбора уплотнителей до безупречной упаковки с компанией «Байшен Пак»
Выбор между ребристым и нахлесточным сварным швом — лишь небольшая часть успешной упаковки. Настоящий успех зависит от структуры пленки, точности сварки и мастерства при производстве.
В компании Baishen Pack мы уделяем пристальное внимание этим компонентам в каждом проекте и предлагаем индивидуально разработанную гибкую упаковку, созданную с учетом материала продукта, требований к барьерным свойствам и бренда. Наши специалисты определяют оптимальный тип сварки, состав материала и отделку, чтобы обеспечить идеальное сочетание защиты, эффективности и эстетической привлекательности.
Будь то упаковка снеков и корма для домашних животных или кофе, компания Baishen Pack воплощает технологические решения в точную упаковку, которая отличается функциональностью и защищает бренд.
Распространенные проблемы с герметизацией и способы их устранения
Успешный процесс упаковки начинается с выбора подходящих уплотнителей. Однако не менее важно и правильное их применение. Даже самый удачный выбор может привести к сбоям из-за эксплуатационных неисправностей, поэтому умение выявлять и устранять неисправности уплотнителей имеет не менее важное значение для планирования производственного процесса и разработки системы контроля качества на производственной линии.
| Задача | Возможная причина | Решение |
| Ненадежное или неполное уплотнение | Недостаточная температура, время выдержки или давление. Изношенные или загрязнённые уплотнительные планки. Несоосность краёв плёнки или уплотнительных губок. | Постепенно увеличивайте температуру, время выдержки или давление. Очистите или замените уплотнительные планки. Проверьте выравнивание формовочной трубки и уплотнительного механизма. |
| Морщинистая или скомканная прокладка | Чрезмерное нагревание или давление. Неравномерное натяжение пленки при входе в зону запайки. | Уменьшите температуру или давление. Проверьте и отрегулируйте натяжение размотки пленки и ролики, чтобы обеспечить плавную и равномерную подачу. |
| Прожигание пленки | Температура слишком высока для данного типа пленки или её толщины. Время выдержки слишком велико. | Немедленно снизьте температуру запечатывания. Уменьшите время выдержки. Убедитесь, что технические характеристики пленки соответствуют настройкам оборудования. |
| Продукт в зоне уплотнения | Несогласованность по времени между выпуском продукта и закрытием челюстей. Продукт образует пыль, которая загрязняет герметизирующие слои. | Отрегулируйте синхронизацию оборудования таким образом, чтобы продукт успевал осесть до формирования уплотнения. Установите систему пылеудаления или используйте специальные зажимные губки, предназначенные для пылеватых продуктов. |
| Протечки в уплотнении канала | Небольшая морщинка или складка, проходящая по всей длине уплотнения и образующая микроскопический канал. Часто возникает из-за несоосности или неправильной формовки. | Проверьте формующий воротник и трубку на наличие повреждений или смещения. Убедитесь, что пленка проходит абсолютно ровно. При уплотнении с помощью ребра убедитесь, что оно правильно сложено. |
Часто задаваемые вопросы о герметизации с загнутым краем и герметизации с нахлестом
Какие бывают типы уплотнительных планок?
Существуют гладкие и зубчатые зажимы. Использование зубчатых зажимов позволяет сконцентрировать и увеличить давление в определенных участках, что способствует вытеснению возможных загрязнений и герметизации данного участка. Конфигурация зубцов (горизонтальная, вертикальная или крестообразная) по-разному влияет на качество герметизации.
Что такое пакет с ребристым уплотнением?
В сфере гибкой упаковки под пакетом с ребристой прошивкой понимается любой пакет, например, пакет типа «подушка» или пакет с боковыми складками, у которого основной вертикальный шов прошит ребристой прошивкой. Такая упаковка широко распространена в индустрии производства снеков.
Что означает термин «упаковка с уплотнением»?
Герметичная упаковка — это защита упаковки путем её герметичного закрытия. Речь идёт о методах герметизации, применяемых в гибкой упаковке, где, как правило, используется термосварка, при которой слои термопластичной плёнки соединяются между собой.
Что прочнее: уплотнение с ребрами или уплотнение с нахлестом?
Да, ребристое уплотнение более прочное. Оно образует более прочное соединение за счет соединения двух одинаковых специализированных слоёв герметика, тогда как уплотнение с нахлестом соединяет менее специализированный внешний слой с внутренним слоем герметика, причём это соединение получается менее прочным.
Что выгоднее с финансовой точки зрения?
С точки зрения затрат на материалы уплотнение внахлест является более экономичным, поскольку для его изготовления требуется меньше пленки. Однако общая экономическая эффективность уплотнения внахлест зависит от конкретного случая применения. Если уплотнение внахлест приводит к чрезмерным потерям продукции, преимущества в плане затрат на материалы теряют свое значение.
Можно ли использовать оба типа уплотнений на одной и той же упаковочной линии?
Да, но для этого требуется переналадка. Машины VFFS и HFFS можно настроить на любой из этих типов запечатывания. Переналадка включает в себя замену формовочной трубки и, возможно, запечатывающих зажимов. Эта необходимая замена усложняет производственный график и увеличивает затраты времени.
Заключение
При упаковке потребительских и промышленных товаров выбор между ребристым швом и нахлестным швом, а также любым другим типом шва, представляет собой сложный вопрос, затрагивающий как техническую, так и коммерческую сферы. Речь никогда не идет о том, что один вариант лучше другого. Речь идет лишь о том, какой вариант лучше всего подходит для конкретного сочетания продукта, упаковочной пленки и производственных приоритетов.
В случаях, когда защита продукта и целостность уплотнения имеют решающее значение, стандартом является ребристое уплотнение, которое отличается отсутствием швов, надёжной работой и исключительной универсальностью при использовании различных материалов. В то же время уплотнение с нахлестом обладает явным экономическим преимуществом за счёт значительной экономии материалов и даже отвечает эстетическим требованиям к внешнему виду упаковки, особенно в случае продуктов, к которым предъявляются менее строгие требования к барьерным свойствам и которые чувствительны к стоимости.
Оценив предполагаемые к использованию упаковочные материалы с учетом защиты продукции, брендинга и общих затрат, специалист по упаковке может выбрать тип запечатки, обеспечивающий оптимальное сочетание эксплуатационных характеристик, экономической эффективности и ценности для конкретного применения. Это необходимо для успешного использования гибкой упаковки.
