Cos'è l'imballaggio per termoformatura

L'imballaggio per termoformatura è uno dei processi di formatura più importanti nel settore dell'imballaggio alimentare e il suo livello tecnologico determina direttamente il limite massimo di prestazioni delle macchine per l'imballaggio. Questa sezione fornirà un'analisi approfondita da tre dimensioni: principi di processo, parametri chiave e scienza dei materiali, per facilitare una migliore comprensione dell'imballaggio per termoformatura.

Principi del confezionamento mediante termoformatura

La termoformatura è un processo in cui un foglio termoplastico viene riscaldato a una temperatura di rammollimento e quindi modellato mediante forza esterna (vuoto, pressione dell'aria o forza meccanica) per conformarsi alla superficie di uno stampo. Secondo la definizione in 《Food and Beverage Packaging Technology 》(Wiley, 2011), il processo di termoformatura è essenzialmente un processo di deformazione tridimensionale di un polimero in uno stato viscoelastico.

L'essenza del processo: l'imballaggio per termoformatura è il processo di trasformazione di fogli bidimensionali in contenitori tridimensionali, che coinvolge il comportamento di accoppiamento termo-meccanico dei polimeri. Una termoformatura di successo richiede un controllo preciso del campo di temperatura vicino al punto di rammollimento del materiale, garantendo una duttilità sufficiente mantenendo la necessaria resistenza strutturale ed evitando perforazioni o cedimenti causati dal surriscaldamento.

Processo di confezionamento termoformatura

Le tre fasi dell'imballaggio per termoformatura: riscaldamento → formatura → raffreddamento e sformatura

Tipo di metodi di confezionamento della termoformatura

A seconda della fonte della forza di formatura, la termoformatura può essere suddivisa nei seguenti metodi principali:

Come controllare la qualità degli imballaggi per termoformatura

1.Parametri chiave del processo e controllo dello spessore delle pareti

L'uniformità dello spessore delle pareti è l'indicatore di qualità più critico nella termoformatura. Secondo una ricerca pubblicata sulla rivista *Polymer Engineering & Science*, lo spessore delle pareti agli angoli inferiori dei contenitori imbutiti (come bicchieri di yogurt e vassoi di carne) può essere più sottile del 50-70% rispetto al foglio originale, una delle principali cause di fallimento dell'imballaggio (danni, proprietà barriera ridotte).

【Sfida principale】Durante la termoformatura, la quantità di deformazione varia notevolmente in punti diversi quando il materiale viene allungato da un foglio bidimensionale a un contenitore tridimensionale. Gli angoli inferiori del vassoio subiscono il maggiore allungamento biassiale, con lo spessore della parete ridotto al 30-50% dello spessore originale. Nel frattempo, i bordi della flangia non mostrano quasi alcuna deformazione, mantenendo il loro spessore originale.

2. Fattori chiave che influenzano la distribuzione dello spessore delle pareti

3. Problemi tipici e soluzioni relative alla distribuzione dello spessore delle pareti

Area problematica: angolo

Spessore originale 300μm - dopo lo stampaggio può essere solo 90-120μm (diluizione del 60-70%).

La termoformatura tradizionale utilizza una temperatura uniforme per riscaldare l'intero materiale, che è la causa principale dello spessore delle pareti irregolare. La tecnologia di riscaldamento della matrice cera2heat sviluppata dalla società tedesca Watttron utilizza pixel riscaldanti indipendenti e controllabili da 5×5 mm per impostare temperature diverse per aree diverse, risolvendo sostanzialmente il problema della distribuzione irregolare dello spessore delle pareti.

Scelta dei materiali in pellicola per una macchina confezionatrice per termoformatura s

Le pellicole per termoformatura sono un fattore chiave che determina le prestazioni dell'imballaggio. Il moderno imballaggio alimentare impiega comunemente strutture di coestrusione multistrato per ottenere la combinazione ottimale di proprietà meccaniche, barriera e termosaldatura.

Relazione tra velocità di trasmissione dell'ossigeno (OTR) e stampaggio

【Risultato chiave】 La termoformatura aumenta significativamente la permeabilità all'ossigeno (OTR) dei film sottili. Secondo uno studio del 2014 di Buntinx et al. pubblicato sulla rivista *Polymers*, l'OTR dei film multistrato contenenti strati barriera EVOH era di 0,48-1,7 cc/m²·giorno·atm prima della termoformatura, ma dopo la termoformatura, a causa dello spessore ridotto della parete, l'OTR può aumentare di 2-3 volte. Lo spessore della parete dello strato barriera è il fattore chiave che determina le prestazioni della barriera.

Le proprietà barriera dei contenitori termoformati sono determinate dalla parte più sottile (solitamente il fondo). La progettazione deve garantire che lo spessore dello strato di EVOH dopo lo stampaggio soddisfi ancora i requisiti di durata di conservazione del prodotto.

Ciò può essere ottenuto:

(1) aumentare lo spessore del film iniziale;

(2) ottimizzazione dei parametri di stampaggio per ridurre l'allungamento eccessivo;

(3) utilizzo della tecnologia di riscaldamento della matrice per migliorare la distribuzione dello spessore delle pareti.