Hoe multilaagse folieblaastechnologie de prestaties van verpakkingsfolie verbetert

Optimalisatie van barrièrepresentatie Via strategisch laagontwerp

Verbetering van zuurstof- en vochtbarrièreeigenschappen bij 5- versus 7-lagige configuraties

De manier waarop lagen in verpakkingsmaterialen zijn gerangschikt, beïnvloedt sterk hoe goed ze ongewenste elementen tegenhouden. Volgens recent industrieonderzoek dat vorig jaar werd gepubliceerd in Packaging Digest, verminderen zeventalagige folies de doordringing van zuurstof met ongeveer 40 tot 60 procent ten opzichte van vijftalagige folies. Ze voorkomen ook dat vocht doordringt ongeveer 25 tot 35 procent beter. Wat maakt dit mogelijk? Speciale barrièrelagen die tussen overeenkomstige bindlagen zijn ingeklemd, vormen deze complexe, kronkelende paden die het doordringen van stoffen vertragen. Dankzij deze extra controle over de structuur kunnen fabrikanten die speciale polymeren precies daar aanbrengen waar ze nodig zijn. Denk bijvoorbeeld aan EVOH om zuurstof tegen te houden of PA om de koolstofdioxideconcentratie te regelen in verpakkingen met gewijzigde atmosfeer. Dit soort nauwkeurige technische afstemming is van groot belang wanneer bedrijven willen dat hun producten langer vers blijven.

Functionele lagen van EVOH en polyamide: gerichte mechanismen voor uitsluiting van verontreinigingen

Wat betreft de barriëre-eigenschappen werken ethyleenvinylalcohol (EVOH) en polyamide (PA) perfect samen. EVOH heeft een zeer compacte, ethyleenrijke structuur die kleine niet-polare moleculen, zoals zuurstof (met een diameter van ongeveer 3,86 ångström), effectief buitensluit. Hierdoor blijft de zuurstofdoorlatingsgraad (OTR) ruimschoots onder de 1 cm³ per vierkante meter per dag. Aan de andere kant heeft polyamide een andere, maar even belangrijke functie: zijn kristallijne structuur maakt het uitstekend geschikt om vocht damp tegen te houden, terwijl bepaalde gassen er nog steeds selectief doorheen kunnen diffunderen. De vocht dampdoorlatingsgraad (MVTR) blijft onder de 1 gram per vierkante meter per dag. Deze twee materialen in combinatie voldoen aan alle strenge eisen die gelden voor producten zoals geneesmiddelen en levensmiddelen met een lange houdbaarheid. Fabrikanten maken gebruik van co-extrusietechnieken om ervoor te zorgen dat deze lagen goed aan elkaar hechten. Daartoe worden speciaal ontworpen hechtlagen tussen de lagen aangebracht, zodat er geen risico is op scheiding van de materialen, noch tijdens de productie noch later tijdens het gebruik.

Mechanische robuustheid: Hoe Co-extrusie en biaxiale oriëntatie verhogen Sterkte

Dynamiek van beluchtingsbellen en effecten van biaxiale oriëntatie op trek- en prikweerstand

Wanneer fabrikanten de manier waarop belletjes opzwellen tijdens het meervlaads extrusieproces beheren, ontstaat wat men biaxiale oriëntatie noemt. In feite betekent dit dat de polymeerketens tegelijkertijd in twee richtingen worden uitgelijnd – rondom de omtrek én langs de lengte van de folie. Het resultaat? Aanzienlijk betere prestatiekenmerken. De rek veroorzaakt daadwerkelijk een verschijnsel dat 'rekgeïnduceerde kristallisatie' wordt genoemd, waardoor deze folies veel sterker worden onder trekbelasting. We spreken over een verbetering van ongeveer 56% in treksterkte ten opzichte van conventionele folies, plus een indrukwekkende stijging van 300% in weerstand tegen doorprikken. Het instellen van de juiste rekverhouding is hierbij van groot belang. De meeste experts raden aan om deze te houden rond de 2:1 voor de omtrekriching en ongeveer 1,8:1 voor de axiale richting. Deze verhoudingen helpen de structurele integriteit te behouden en spanning gelijkmatig over het materiaal te verdelen. Zonder juiste afstemming kunnen verpakkingen bij de afdichtingen mislukken of geheel scheuren tijdens het passeren van snelle productielijnen.

LLDPE-kern + bindlaagarchitectuur: gevalideerde toename van 32% in Elmendorf-scheursterkte

Een synergetische laagarchitectuur verbetert de mechanische weerstand:

• Lineaire lage-dichtheidpolyethyleen (LLDPE)-kernen absorberen impactenergie via gecontroleerde kristalliniteit
• Reactieve bindlagen – meestal maleïnezuuranhydride-gegraafde polyolefinen – hechten chemisch ongelijksoortige polymeren aan elkaar en voorkomen daardoor ontlaagging
• Extrusieproeven bevestigen een verbetering van 32% in Elmendorf-scheursterkte, waardoor dunner uitvoeren mogelijk is zonder afbreuk te doen aan de duurzaamheid

Dit co-extrusieontwerp herverdeelt dynamische spanningen over de grensvlakken en onderdrukt het ontstaan en de voortplanting van scheuren onder realistische hanteringssituaties.

Functionele veelzijdigheid: evenwicht tussen afdichtbaarheid, buigzaamheid en thermische stabiliteit

LDPE/LLDPE-afdichtlagen zorgen voor betrouwbare warmteafdichting binnen een breed temperatuurbereik

LDPE- en LLDPE-afdichtlagen bieden ongeëvenaarde thermische aanpasbaarheid – met behoud van betrouwbare warmteafdichting van –50 °C tot 120 °C dit temperatuurbereik ondersteunt de opslag van diepvriesvoedsel, het opwarmen in de magnetron en de terminale sterilisatie van medische hulpmiddelen. Hun vertakte molecuulstructuur biedt:

• Lage afsluitinitiatietemperaturen (tot zo laag als 90 °C)
• Hoge heet-hechtkracht om druk tijdens het vullen te weerstaan
• Uitzonderlijke weerstand tegen brosse breuk bij subnultemperaturen

LDPE/LLDPE-blends vertonen minder dan 15% variatie in hechtsterkte binnen dit bereik — wat een betere thermische stabiliteit oplevert dan homogene polymeren, met een voorsprong van 40% in thermische stabiliteitstests. Deze consistentie zorgt ervoor dat flexibele zakken hun koudvormbaarheid behouden en stijve trays de autoclaafcycli doorstaan — zonder de hechtingintegriteit of productie-efficiëntie in gevaar te brengen.

Synergie tussen proces en materiaal: waarborging van compatibiliteit en integriteit in multilagige folieblaastechnologie

Regels voor polymeerkoppeling — waarom EVOH PA- of hechtlagen vereist om ontlaagning te voorkomen

EVOH levert toonaangevende zuurstofbarrièrepresentatie—maar door zijn hydrofiel karakter en slechte hechting aan polyolefinen zoals PE of PP is directe binding onstabiel. Zonder maatregelen lossen EVOH/PE-grensvlakken onder thermische cycli of mechanische belasting op, waardoor microkanalen ontstaan die de barrièrfunctie verlagen. Toonaangevende ontwerpen lossen dit op met twee bewezen strategieën:

• Tussenvlakmediatie : Maleïnezuuranhydride-gegrefte polyolefinen vormen covalente bindingen met de hydroxylgroepen van EVOH, wat de scheursterkte met 300–400% verhoogt
• PA-sandwichconstructie : Nylonlagen naast EVOH verbeteren de vochtbestendigheid en stabiliseren tegelijkertijd de interfaciale cohesie

Thermische cyclustests tonen aan dat niet-aangepaste EVOH-structuren al na slechts 15 cycli 80% ontbinding vertonen. Een juiste combinatie transformeert EVOH van een risicofactor in een duurzame, hoogwaardige barrière—en waarborgt daarmee zowel structurele als functionele integriteit tijdens extrusie, verwerking en eindgebruik.

Veelgestelde vragen

Wat zijn de voordelen van een 7-laagse folieconfiguratie ten opzichte van een 5-laagse configutatie?

Een 7-laagse folieconfiguratie verlaagt de zuurstofdoorlaatbaarheid met 40–60% en de vochttransmissie met 25–35% in vergelijking met een 5-laagse configutatie, waardoor de versheid van het product beter wordt bewaard.

Hoe dragen EVOH en polyamide bij aan de barrièreeigenschappen in verpakkingen?

EVOH biedt uitstekende zuurstofbarrièreeigenschappen dankzij zijn ethyleenrijke structuur, terwijl polyamide vochtdichtheid biedt en selectieve gasdoorlaatbaarheid mogelijk maakt. Samen voldoen ze aan de hoge eisen die worden gesteld aan producten met een lange houdbaarheid.

Wat is biaxiale oriëntatie en hoe versterkt deze de foliesterkte?

Biaxiale oriëntatie omvat het uitlijnen van polymeerketens in twee richtingen tijdens het folieblazen, wat leidt tot verbeterde treksterkte en prikbestendigheid door het bevorderen van rekgeïnduceerde kristallisatie.

Hoe ondersteunen LDPE/LLDPE-afdichtlagen de verpakking?

LDPE/LLDPE-afdichtingslagen maken betrouwbare warmteafsluiting over een breed temperatuurbereik mogelijk en ondersteunen diverse processen zoals opslag bij diepvries-temperatuur en terminale sterilisatie. Hun vertakte molecuulstructuur zorgt voor lage afsluittemperaturen en weerstand tegen brosse breuk.

Waarom is het belangrijk om hechtlagen te gebruiken met EVOH?

Hechtlagen, meestal maleïnezuuranhydride-gegraafde polyolefinen, zijn essentieel bij gebruik van EVOH vanwege de hydrofielheid van dit materiaal en de slechte hechting aan polyolefinen. Zij verbeteren de peeltreksterkte en voorkomen ontlaagging, waardoor duurzame en effectieve verpakking wordt gegarandeerd.