LDPE製袋機は軟包装袋に適していますか?

軟包装は、世界の軟包装市場で最も急速に成長している分野の 1 つです。{0}この増加は、食品の安全性の需要、小売店の棚の需要、消費財の硬質容器の段階的廃止によって促進されました。この成長の中心には現実的な問題があります。コンバーターの工場や包装技術者は、次のような質問をよくします。LDPE 袋には、現代のサプライチェーンで必要とされる軟包装袋を製造する技術的能力があるのでしょうか?答えは簡単ではありません。それをよく理解するには、LDPE フィルムの材料科学とそれを処理する機械設計の両方を研究する必要があります. .

「軟包装袋」の定義

「軟包装」という用語は、食品、医薬品、パーソナルケア、軽工業用途で使用される多くの種類の軟包装を指します。一般的なタイプは次のとおりです。

• ピローバッグ（スナック、冷凍食品、乾物用の三方または裏面が密封された袋）-
• 縦型ポーチ（プリーツ底に飲料、ソース、ペットフード用）
• 平らなビニール袋（ファイルカバー、衣類保護、医療機器の包装）
• ポリ袋（製パン・農産物自動包装ライン）
• パンの袋と製造用バッグ（高解像度の食品にさらされる場合の安全な包装）-
• ライナー（ドライ波形インナーライニング）

これらのタイプのバッグには、いくつかの共通のニーズがあります。ある程度の明確さが必要です。彼らは食品暴露のコンプライアンスを必要としています。フィルムの厚みの下で信頼性の高いシール強度が必要です。製品の形状に合わせる必要があります。低密度ポリエチレンは材料として、これらのニーズの多くを満たすことができます。したがって、LDPE バッグを選択するのは自然なことです。

なぜLDPEが軟包装に適しているのか

低密度ポリエチレンは、ソフトパッケージの最上位の素材です。これはそのポリマー構造によるものです。低密度ポリエチレン (LDPE) は、高圧下でのフリーラジカルの重合によって形成されます。これにより、高度に分岐した分子構造が形成されます。この構造により、フィルムに次のような特別な混合特性が与えられます。

光学的透明度:LDPE フィルムはかぶりが少なく、光透過性に優れています。商品が見える場所に梱包するのに適しています。最も一般的な例としては、生鮮食品、ベーカリー製品、衣類保護などが挙げられます。

柔らかい手触り:分岐により、外側の鎖の充填密度が減少します。得られるフィルムは柔らかく柔軟で、感触が良好です。この感覚は、小売用のソフトパッケージでは非常に重要です。配合を変更しない限り、高密度ポリエチレンやポリプロピレンなどの硬い素材に適合させることは困難です。-

広い密閉窓:低密度ポリエチレンは密封性が高く、100-150 度の温度範囲に耐えます。この範囲が広いため、高密度ポリエチレンや方向性フィルムよりも製造が容易になります。シール範囲ははるかに狭いです。

伸縮性と耐穿刺性:LDPE は、破断する前に大幅に伸びる可能性があります (グレードと厚さに応じて 300 ～ 600%)。これにより、軟包装袋が破れることなく、奇妙な形状の製品を扱うことができます。-これは、鋭い端や奇妙な形をした食品を作って冷凍する場合に特に便利です。-

FDA と食品暴露のコンプライアンス: 食品暴露に使用されるLDPEグレードの多くは、食品暴露におけるプラスチック材料に関するFDA連邦法第21条177.1520およびEU規則10/2011に準拠しています。これは食品包装を直接使用する場合に不可欠です. .

軟包装に適したLDPE製袋機の特長

軟包装用のLDPE袋には次の利点があります。

高速-フラットバッグ-生産

食品サービスや生産で広く使用されているシンプルなフラット、底、ウォールバッグの場合、20 ～ 80 ミクロンのLDPE フィルムを実行するLDPE マシンは、毎分 150 ～ 400 サイクルの速度で動作します。この速度は、LDPE の広いシールウィンドウと簡単な切断により、より速いサイクルが可能になるため可能です。 HDPE や多層膜を厳密に管理する必要はありません。

冷間ブレード切断の互換性-

LDPE は、シールやコールド ナイフによる切断 (シャーリングまたはプレス) に適しています。熱線切断では、HDPE がより優れたシール効果と切断効果を発揮します。通常の厚さのLDPEヒートシール後、コールドブレードできれいにカットします。こうすることでカッターが使いやすくなります。また、切断システムのメンテナンスの必要性も軽減されます。

中ゲージでのマルチフォーマットの柔軟性-

適切に設定されたLDPEバッグは、通常、さまざまなフィルム厚さ（通常は20～120ミクロン）とバッグ幅に対応できます。-切り替えるためにマシンに大きな変更を加える必要はありません。コンバータは、部品を交換するのではなく設定を変更することで、同じラインで異なる製品を実行できます。

印刷フィルムとの互換性

通常、軟包装には印刷フィルムが使用されます。これは袋を作る前にインライン印刷することも、事前に印刷されたローラーを機械に供給することもできます。-フィルム段階でコロナを使用してLDPEを処理すると、表面はフレキソインクやグラビアインクで機能します。 EPC (Edge Position Control) システムを備えたLDPE製袋機は、フィルムのプリントアウトを処理できます。これにより、各バッグの同じ場所に指紋が残ります

軟包装におけるLDPE製袋機の限界に直面する場所

LDPE の特性は軟包装の要件を満たしていますが、いくつかの制限があります。これらの制限は、LDPE バッグが最良の選択肢ではないことを意味します:

1. ハイ-バリアラミネートフィルム

現代の軟包装用途の多く、特に食品、医薬品、医療機器では、高バリア膜が必要です。-このフィルムは、LDPE とアルミ箔、EVOH (エチレンビニルアルコール共重合体)、PET (ポリエチレンテレフタレート) またはナイロン (PA) を組み合わせて多層構造を形成しています。

これらのラミネート フィルムは、単層のLDPEとは大きく異なる動作をします。{0}

• シール層は通常、通常のLDPEではなく、低密度ポリエチレンまたはメタロセンPEです。
• シール温度と時間はより慎重に設定する必要があります。バリア層を傷つけずに内部を密閉するだけです。
• ラミネートの方が硬いです。これは、単層LDPEフィルムよりも正確な張力制御が必要であることを意味します。

単層フィルム用の標準的なLDPE製袋機では、複雑なラミネートに必要な張力制御、温度精度、またはフィルムの取り扱いができない場合があります。ラミネートされた軟包装を製造する機械は、多くの場合、より優れたダンス ロール システム、PID 制御されたシーリング ゾーン、より厳格なムービー登録を備えています。-

2. スタンドアップポーチの製造-

スタンディングポーチは、中身を入れたときにバッグが直立するように底にマチが必要です。この形式を作成するには以下が必要です。

シール層は通常、通常のLDPEではなく、低密度ポリエチレンまたはメタロセンPEです。

シール温度と時間はより慎重に設定する必要があります。バリア層を傷つけずに内部を密閉するだけです。

ラミネートの方が硬いです。これは、単層LDPEフィルムよりも正確な張力制御が必要であることを意味します。

単層フィルム用の標準的なLDPE製袋機では、複雑なラミネートに必要な張力制御、温度精度、またはフィルムの取り扱いができない場合があります。ラミネートされた軟包装を製造する機械は、多くの場合、より優れたダンス ロール システム、PID 制御されたシーリング ゾーン、より厳格なムービー登録を備えています。-

3. 非常に薄いゲージのフィルム (15 ミクロン未満)

一部の食品は非常に薄いLDPE (12 ～ 18 ミクロン) で包装されています。そうすれば材料費も節約​​できます。この厚さになるとフィルムの加工が難しくなります。張力がわずかに変化すると、フィルムが破れやすくなります。静電気でくっつくとトラッキングの問題が発生します。封印範囲も通常より狭いです。

基本的なLDPE製袋機には、正確な張力制御（サーボ駆動の拡張、アクティブなダンサーロール調整）や帯電防止システムが備わっていないため、非常に薄いフィルムを作成するのに非常に多くの時間を無駄にします。{0}それはマシンのスペックの問題です。素材自体の問題ではありません。しかし、それは、すべてのLDPE製袋機が薄くて柔らかい包装に適しているわけではないことを意味します。

材質のバリエーション: ソフトパッケージの LLDPE および mLLDPE

現在の「ソフト パッケージ」では通常、通常のLDPEではなく、LLDPE（直鎖状低密度ポリエチレン）とメタロセン（mLLDPE）が使用されていることに注意してください。{0}これらの資料は以下を提供します。

• 同じかそれ以下の厚さで高い引張強度と貫通力を発揮 (そのため、使用する材料が少なくなります)
• シール温度が低いほど、シールはより強力になります
• 売れ筋-パフォーマンスの向上（縦型充填シーラーにとって重要）

低密度ポリエチレン（LDPE）袋詰め機は通常、LLDPE フィルムを処理できます。-シール温度範囲が重複しています。低密度ポリエチレンは HDPE よりも柔らかいです。しかし、LLDPE は摩擦係数が高くなります。これにより、静電ロッドと低摩擦ガイド レール表面のない機械ではフィルム トラッキングの問題が発生する可能性があります。同じ機械で低密度ポリエチレンから低密度ポリエチレンに切り替えるオペレータは、通常、張力設定、シール時間、ガイド ロールの仕上げを変更する必要があります。-

このマテリアルの変更は、一連のマシンで処理できます。ただし、パラメータを記述し、オペレータのトレーニングが必要です。

軟包装用途の主要な機械仕様

ソフトパッケージングサービス用に指定されたLDPEマシンのパッケージングエンジニアの場合、次のパラメータは転送できません。

LDPE 機械で製造される軟包装の関連規格

LDPE 軟包装袋の製造に関する品質と材料の規則は、次の基準に基づいています。

• ISO 11607-1: 医療機器を消毒するための包装材料に関する規則 (医療用LDPEバッグに関する)
• FDA 21 CFR §177.1520: オレフィンポリマー-食品暴露が承認されたポリエチレングレードのリスト
• EU 規制 (EC) No. 10/2011: 食品に接触するために使用されるプラスチックは、ヨーロッパのLDPE食品包装に適用されます
• ASTM D882: 薄いプラスチック シートの引張特性に関する標準試験 -- ビニール袋を使用するたびに強度の適合性を確認します。
• ISO 15105-1：プラスチックフィルム及びシートのガス透過率試験（軟包装のバリア性能検査）
• 出典: EU 規制 (EU) いいえ. 10/2011 -食品との接触を目的としたプラスチック材料および物品、欧州連合官報。

まとめ

LDPE バッグは、多くの柔らかいバッグに最適です。単層または単純な共押出LDPEフィルムで作られたフラットバッグ、ボトムバッグ、プロダクションバッグ、ブレッドバッグ、ライナーバッグバッグ、ライニングバッグに特に適しています。- LDPE の透明性、広いシール範囲、食品との接触への適合性、および柔らかな感触により、これらのタイプの袋には自然な選択肢となります。マシンタイプは、これらの機能を有効に活用できるように設計されています。

しかし、限界は現実のものです。複雑な多層バリアラミネート、スタンディングパウチ、非常に薄いメンブレン、および厳密な印刷位置合わせが必要な用途にはすべて、より優れた機械仕様が必要です。基本的な低密度ポリエチレン袋メーカーでは、特別なアップグレードがなければこれらのニーズを満たすことができない場合があります。- LDPE 機械を使用する場合、フィルムの構造、袋の種類、厚さの範囲、品質要件を明確に理解する必要があります。 LDPE 機械が軟包装を処理すると単純に想定すべきではありません。

機械の能力と作業を正しく適合させれば、LDPE 袋は依然として軟包装製造において最も生産性が高く、費用対効果の高いオプションの 1 つとなります。{0}}

参考文献:

• エンブレム A. およびエンブレム H. – パッケージング技術: 基礎、材料およびプロセス、Woodhead Publishing (エルゼビア)、2012
• ロバートソン、GL – Food Packaging: Principles and Practice、第 3 版、CRC Press、2012
• ジョン・H・ブリストン – プラスチックフィルム、第 3 版、Longman Scientific & Technical、1989 年
• W. ソロカ – 包装技術の基礎、第 4 版、包装専門家協会 (IoPP)、2009 年
• アラバマ州グランビル – プラスチックエンジニアのデータブック、機械工学出版物、1993
• EU 規制番号. 10/2011 – 食品との接触を意図したプラスチック材料および製品、欧州連合の官報
• ASTM D882-18 – 薄いプラスチック シートの引張特性の標準試験方法、ASTM インターナショナル