Полиэтиленовые пакеты делают из плёнки, которую раздувают в тонкий рукав, запечатывают, а затем сваривают, режут и вырубают в пакеты. Если два коммерческих предложения на один и тот же пакет с печатью расходятся на 20%, разница обычно кроется на одном из этих этапов: другая рецептура сырья, более тонкая плёнка с большим разбросом по толщине, более дешёвая конструкция ручки или меньший объём испытаний. Руководство прослеживает путь полиэтиленового пакета от гранул до пересчитанной коробки на паллете, объясняет настройки, от которых зависят прочность и внешний вид, и перечисляет испытания и дефекты, которые стоит согласовать до заказа. Оно входит в наш обзор того, как делают упаковку с индивидуальной печатью; о форматах и порядке заказа читайте в разделе полиэтиленовые пакеты с индивидуальной печатью.
Как делают полиэтиленовые пакеты: коротко об этапах
Большинство полиэтиленовых пакетов с печатью делают за пять-семь этапов: полиэтилен и мастербатч расплавляют и раздувают в тонкий рукав плёнки, плёнку обрабатывают коронным разрядом, чтобы к ней прилипала краска, печатают флексографским способом, затем на пакетоделательной машине сваривают, режут и вырубают пакеты, после чего испытывают и упаковывают. Курьерские пакеты получают клейкую ленту для закрытия; пакеты с накладкой и петлевыми ручками требуют отдельной операции приварки ручки.
Технологическая линия для типового торгового пакета с печатью:
Сырьё и мастербатч → экструзия рукавной плёнки (рукав, складки) → коронная обработка → флексопечать → изготовление пакетов (сварка, резка, вырубка или приварка ручек) → испытания и контроль в процессе → счёт, упаковка и паллетирование
| Этап | Что происходит | Что это определяет для покупателя |
|---|---|---|
| 1. Сырьё | Марки ПЭ смешивают с рециклатом и мастербатчами | Прочность, ощущение в руке, цвет, доля вторичного сырья, стоимость |
| 2. Экструзия рукавной плёнки | Расплав продавливают через кольцевую головку и раздувают в рукав | Толщина, ширина, складки, непрозрачность, ударная вязкость |
| 3. Коронная обработка | Электрический разряд повышает поверхностную энергию | Прилипает ли краска |
| 4. Печать | Флексопечать наносит от одной до нескольких красок на полотно плёнки | Внешний вид бренда, приводка, стойкость к истиранию |
| 5. Изготовление пакетов | Сварка, резка, вырубка, приварка накладок, петель или клейких лент | Размер пакета, прочность шва, прочность ручки |
| 6. Контроль качества | Испытания на толщину, механические свойства, швы, печать и нагрузку | Соответствие утверждённому образцу |
| 7. Упаковка | Пересчитанные пачки, коробки, паллеты | Состояние при получении, удобство работы в магазине |
Многие производители держат экструзию и печать в отдельных цехах, а некоторые покупают плёнку у специализированного экструзионного производства. Для простой печати в один-два цвета печать может идти и в линию с экструзией. Порядок этапов при этом не меняется.
Сырьё: полиэтилен, вторичное сырьё и мастербатч
Полиэтиленовый пакет обычно делают из смеси, а не из одного полимера. Производитель смешивает одну или несколько марок полиэтилена, часто с долей вторичного полиэтилена, и небольшие количества мастербатча (концентрата красителя или добавки в гранулах), чтобы получить нужную прочность, тактильные свойства и внешний вид при минимально возможной толщине.
Марки полиэтилена
Практически все пакеты с ручками и курьерские пакеты делают из трёх семейств полиэтилена. Различия на ощупь, по прозрачности и прочности разобраны для покупателей в руководстве пакеты с ручками из ПВД, ПНД и вторичного ПЭ; здесь описано то, что важно на экструдере.
| Сырьё | Типичная роль в плёнке для пакетов | Поведение при переработке |
|---|---|---|
| ПВД (LDPE, полиэтилен низкой плотности) | Основа мягких глянцевых торговых и курьерских пакетов | Длинноцепочечное ветвление даёт устойчивый рукав и лёгкую переработку; хорошая прозрачность; меньшая прочность на микрон |
| ЛПВД (LLDPE, линейный полиэтилен низкой плотности), включая металлоценовые марки | Добавляют в ПВД (или ПНД) для прочности на прокол, раздир и удар падающим грузом | Прочнее, но хуже перерабатывается отдельно; выше нагрузка на двигатель и давление; без технологических добавок склонен к дефекту melt fracture |
| ПНД (HDPE), обычно высокомолекулярные плёночные марки | Тонкие пакеты-майки и пакеты для овощей и фруктов | Работает на рукаве с высокой шейкой; высокая прочность на разрыв при очень малой толщине; шуршащая полупрозрачная плёнка |
Плёночные марки подбирают по показателю текучести расплава (ПТР, измеряется по ISO 1133 или ASTM D1238) и плотности. Марки для раздува обычно имеют низкий, часто дробный ПТР, поскольку более жёсткий расплав удерживает устойчивый рукав. Поставщики сырья выдают сертификат анализа на каждую партию и, для контакта с пищевой продукцией, информацию, которая нужна производителю для собственной декларации соответствия (DoC).
Вторичный полиэтилен (PIR и PCR)
Вторичное сырьё поступает в виде гранул от переработчика, который моет, плавит, фильтрует и заново гранулирует собранную плёнку. Рециклат из производственных отходов (PIR) образуется из брака и обрезков производства и обычно чистый и стабильный. Рециклат из постпотребительских отходов (PCR) получают из использованной плёнки, собранной после применения, и он сильнее различается по цвету, запаху, содержанию гелей и текучести расплава. Производители обычно смешивают рециклат с первичным полиэтиленом либо помещают его в средний слой соэкструзионной плёнки и корректируют рецептуру под каждую партию рециклата. Проблемы, которые PCR создаёт в производстве, рассмотрены в отдельном разделе ниже.
В некоторых странах в плёнку для пакетов добавляют также мастербатч-наполнитель (обычно карбонат кальция), чтобы сократить расход полиэтилена или изменить её тактильные свойства. Наполнитель повышает плотность плёнки, поэтому наполненный пакет при той же толщине в микронах весит больше ненаполненного. Уточняйте, применяется ли наполнитель: он влияет на массу пакета, на его переработку и на учёт пакета в отчётности по массе упаковки.
Мастербатч и добавки
Мастербатчи вводят в заданной дозировке, обычно несколько процентов от смеси, через гравиметрический дозатор.
| Мастербатч / добавка | Назначение | На что обратить внимание |
|---|---|---|
| Белый (диоксид титана) | Непрозрачность и чистая основа под печать | Для непрозрачной белой плёнки и маскировки серого PCR нужна более высокая дозировка; влияет на стоимость |
| Цветной мастербатч | Цветная плёнка, подобранная по Pantone или образцу | Цвет смещается с толщиной плёнки и с базовым цветом рециклата |
| Чёрный / серый | Непрозрачный внутренний слой курьерских пакетов | Применяется в соэкструзии, чтобы белая внешняя сторона скрывала содержимое |
| Слип-добавка (обычно амиды жирных кислот, например эрукамид) | Снижает коэффициент трения (COF), чтобы плёнка скользила на машинах, а пакеты легко открывались | В течение нескольких дней мигрирует на поверхность; избыток снижает адгезию краски и прочность шва |
| Антиблок (обычно кремнезём или тальк) | Не даёт слоям плёнки слипаться | Избыток повышает помутнение и изнашивает детали машин |
| УФ-стабилизатор | Замедляет деградацию у пакетов, подверженных солнцу, например при использовании на улице или в садовых центрах | Задавать только там, где это необходимо |
| Технологическая добавка (PPA) | Уменьшает melt fracture и нагар на головке, особенно с ЛПВД | Многие традиционные PPA основаны на фторполимерах; существуют альтернативы без PFAS, и покупатели пищевой упаковки всё чаще спрашивают, какой тип применяется |
| Осушитель (обычно на основе оксида кальция) | Поглощает влагу во вторичном сырье, чтобы не возникали пустоты и линзы | Часто применяется в плёнке с высокой долей PCR |
Одна категория добавок в этом списке отсутствует намеренно: оксоразлагаемые добавки, из-за которых плёнка распадается на фрагменты под действием тепла или УФ. Оксоразлагаемый пластик запрещён в ЕС с 3 июля 2021 года Директивой (ЕС) 2019/904 об одноразовом пластике (SUPD), а заявления о «разлагаемости» пакетов несут правовой риск также в Великобритании и США. Вопрос о PFAS в технологических добавках разобран в руководстве упаковка для пищевых продуктов без PFAS.
Входной контроль
Типичные проверки при приёмке: марка и номер партии сырья по сертификату анализа, выборочные проверки ПТР и плотности, влажность вторичного сырья, цвет мастербатча по эталону, визуальный контроль загрязнений и однородности гранул. Для пакетов, предназначенных для контакта с пищевой продукцией, производитель собирает также документы соответствия поставщиков на каждый полимер и каждую добавку. Используемые здесь термины о материалах определены в нашем глоссарии упаковочных материалов.
Как работает экструзия рукавной плёнки?
При экструзии рукавной плёнки (по-немецки Blasfolienextrusion) расплавленный полиэтилен продавливают через кольцевую головку, раздувают воздухом в высокий рукав, охлаждают, а затем плющат тянущими валами в двухслойный рукав, который называют сложенным рукавом. Отношение диаметра рукава к диаметру головки, скорость вытяжки и зазор головки совместно определяют ширину и толщину плёнки.
Из чего состоит линия рукавной экструзии
| Станция | Что делает | Ключевые параметры |
|---|---|---|
| Бункер и гравиметрическое дозирование | Взвешивает и смешивает полимер, рециклат и мастербатч в заданных пропорциях | Точность дозирования, влажность вторичного сырья |
| Экструдер (шнек и цилиндр) | Плавит, смешивает и создаёт давление в смеси | Конструкция шнека, температурные зоны цилиндра, температура расплава, давление расплава, производительность (кг/ч) |
| Фильтр расплава со сменой сеток | Удаляет загрязнения и неоплавленные частицы | Тонкость сетки, рост давления по мере загрязнения сеток (особенно важно для PCR) |
| Кольцевая головка | Формирует из расплава тонкий рукав | Диаметр головки, зазор, равномерность температуры, конструкция спирального дорна |
| Воздушное кольцо (часто с внутренним охлаждением рукава, IBC) | Охлаждает и стабилизирует рукав | Объём и температура воздуха, форма губы, высота линии кристаллизации |
| Рукав и стабилизирующая клеть | Растягивает плёнку в двух направлениях | Степень раздува, устойчивость рукава |
| Плоскоскладывающее устройство и формирователи складок | Сплющивает рукав; формирователи загибают боковые складки | Угол и трение рамы, глубина складки |
| Тянущие валы (часто с качанием) | Тянут плёнку, задают вытяжку и запирают воздух в рукаве | Скорость линии, прижим валов, качание для распределения полос разнотолщинности |
| Измерение толщины | Измеряет толщину по окружности рукава или по ширине сложенного рукава | Тип датчика, контур регулирования профиля |
| Установка коронной обработки (в линии) | Обрабатывает одну или обе поверхности | Мощность, ширина обработки, уровень дин |
| Обрезка кромок и намотка | Обрезает кромки или разрезает рукав; наматывает рулоны | Натяжение намотки, диаметр рулона, размер втулки |
Экструдер и температура расплава
Шнек экструдера подаёт гранулы вперёд, расплавляет их трением и теплом цилиндра и гомогенизирует расплав. Температура расплава полиэтилена для плёнки обычно составляет около 180-240 °C в зависимости от сырья, линии и производительности: ПВД, как правило, перерабатывают в нижней части диапазона, смеси с ЛПВД выше, а линии ПНД с высокой шейкой имеют собственные настройки. Слишком холодный расплав даёт плохое смешивание, неоплавленные гели и высокое давление; слишком горячий ослабляет рукав, может разрушать полимер и, при использовании рециклата, усиливает запах. Производительность линий варьируется широко: от менее 100 кг/ч на небольших однослойных линиях до нескольких сотен кг/ч и более на крупных соэкструзионных линиях, в зависимости от машины, формата и материала.
Головка, воздушное кольцо и линия кристаллизации
Расплав выходит из головки через узкий кольцевой зазор, обычно около 1 мм, а у смесей с высокой долей ЛПВД шире, и сразу охлаждается воздушным кольцом. По мере охлаждения полиэтилен кристаллизуется, и плёнка из прозрачного расплава превращается в слегка мутную твёрдую плёнку на видимой полосе, которую называют линией кристаллизации (frost line). Высота этой линии влияет на прозрачность, баланс прочности и производительность.
Смеси ПВД и ЛПВД обычно работают с «карманным» рукавом, который раздувается близко к головке при низкой или средней линии кристаллизации. Плёнка ПНД идёт с рукавом на высокой шейке: расплав поднимается узкой шейкой высотой в несколько диаметров головки, прежде чем расшириться, что ориентирует молекулы и придаёт пакетам-майкам из ПНД высокую прочность на раздир поперёк машинного направления.
Степень раздува, вытяжка и ширина сложенного рукава
Степень раздува (BUR) равна конечному диаметру рукава, делённому на диаметр головки. Она задаёт вытяжку в поперечном направлении (TD). Скорость вытяжки относительно скорости расплава задаёт вытяжку в машинном направлении (MD), а степень вытяжки (DDR) связывает зазор головки с конечной толщиной.
| Показатель | Формула (упрощённо) | Типичный диапазон | Влияние |
|---|---|---|---|
| Степень раздува (BUR) | Диаметр рукава / диаметр головки | Обычно около 2:1-3:1 для плёнки ПВД/ЛПВД; около 3:1-5:1 для плёнки ПНД с высокой шейкой | Более высокий BUR выравнивает прочность в MD и TD и расширяет плёнку при той же головке |
| Ширина сложенного рукава | π × диаметр головки × BUR / 2 (около 1,57 × диаметр головки × BUR) | Определяется шириной пакета плюс складки | Определяет, какие размеры пакетов данная головка делает эффективно |
| Степень вытяжки (DDR) | Зазор головки / (толщина плёнки × BUR) | Зависит от сырья и линии | Высокая вытяжка ориентирует плёнку вдоль MD; сопротивление раздиру в MD может снижаться |
| Толщина | Определяется производительностью, скоростью вытяжки и BUR | По спецификации | При той же производительности более толстая плёнка означает более медленную вытяжку |
Пример расчёта: головка 200 мм при BUR 2,5 даёт рукав диаметром около 500 мм и ширину сложенного рукава около 785 мм. Из такого рукава на машине с донной сваркой можно делать пакет шириной около 750-780 мм либо разрезать, складывать или формировать из него складки под другие форматы (на машине с боковой сваркой ширина сложенного рукава задаёт высоту пакета, а не его ширину).
Почему это важно покупателю: плёнка, раздутая с плохо сбалансированной ориентацией, легко рвётся в одном направлении. Пакет, который при испытании нагрузкой раскалывается от ручки вниз, может иметь правильную толщину в микронах, но неверные настройки раздува. Сбалансированные BUR и вытяжка объясняют, почему хорошо сделанный пакет 50 мкм может превосходить плохо сделанный 60 мкм, о чём говорится в руководстве о толщине полиэтиленовых пакетов.
Тянущие валы, формирователи складок и рукав
В верхней части башни плоскоскладывающее устройство сплющивает рукав, а тянущие валы его запирают. Если пакету нужны боковые складки (пакеты-майки, некоторые торговые пакеты и чехлы для одежды), формирователи загибают кромки внутрь перед тянущими валами. Донные складки обычно формируют позже, на пакетоделательной машине. Плёнка выходит как сложенный рукав, который можно намотать в виде рукава, разрезать по одной кромке для получения плёнки со сгибом J-fold или C-fold, либо разрезать на отдельные полотна для других конструкций пакетов.
Контроль толщины и профиль
Ни одна рукавная плёнка не бывает абсолютно ровной. Толщина меняется по окружности рукава из-за небольших различий в зазоре головки, температуре расплава и охлаждающем воздухе. Современные линии непрерывно измеряют профиль толщины бесконтактными ёмкостными, инфракрасными и другими датчиками и корректируют его автоматически: чаще всего сегментными воздушными кольцами, которые сильнее охлаждают толстые зоны, или головкой с терморегулируемыми сегментами.
Даже скорректированный профиль имеет толстые и тонкие зоны. Если они всегда попадают в одно и то же место рулона, они накапливаются в виде гребней, которые называют полосами разнотолщинности (gauge bands); они вызывают складки, плохую печать и неравномерные швы. Поэтому линии вращают или качают головку либо, что сегодня распространено чаще, качают тянущее устройство, чтобы разнотолщинность распределялась по ширине рулона.
Допуск по толщине (часто порядка ±10% от номинала, согласуется между покупателем и поставщиком) нужно прописывать в спецификации вместе с методом измерения, поскольку отдельные показания будут различаться даже при правильном среднем значении.
Соэкструзия
На соэкструзионных линиях два и более экструдера питают одну многослойную головку, так что у каждого слоя может быть собственная рецептура. Трёхслойная плёнка (часто обозначается A/B/A или A/B/C) распространена для качественной плёнки под пакеты; пять и более слоёв применяют для специальных плёнок, и они характерны для барьерных плёнок, описанных в руководстве как делают гибкие пакеты дой-пак.
| Назначение соэкструзии | Типичная логика слоёв |
|---|---|
| Пакет с долей вторичного сырья | Первичные или белые наружные слои для качества печати и сварки; средний слой из рециклата для доли вторичного сырья |
| Курьерский пакет | Белый (или серый) наружный слой, чёрный внутренний слой для непрозрачности |
| Прочный торговый пакет | Средний слой с высокой долей ЛПВД для ударной прочности; наружные слои ПВД для глянца и технологичности |
| Свариваемость | Наружный слой с более низкой температурой начала сварки |
Зачем нужна коронная обработка перед печатью?
Полиэтилен имеет низкую поверхностную энергию, обычно около 30-31 дин/см (мН/м), поэтому жидкая краска его не смачивает и не схватывается с ним. При коронной обработке плёнка проходит под высоковольтным разрядом, который окисляет поверхность и повышает её поверхностную энергию. Печатники обычно стремятся к значению около 38-42 дин/см на печатаемой стороне, причём для водных красок обычно нужен верхний край диапазона или больше.
Обработку обычно выполняют в линии на экструдере, а затем подтягивают на печатной машине, поскольку эффект со временем ослабевает. Слип-добавки, мигрирующие на поверхность, снижают уровень дин, поэтому плёнку, которая хранилась несколько недель до печати, может понадобиться обработать повторно.
| Точка обработки | Зачем |
|---|---|
| На экструдере, в линии | Свежая плёнка обрабатывается наиболее эффективно; задаётся базовый уровень |
| На печатной машине, перед первой секцией | Восстанавливает поверхностную энергию, снизившуюся при хранении |
| С обеих сторон | Только если печатаются обе стороны; необработанные внутренние стороны свариваются и раскрываются более предсказуемо |
Поверхностную энергию проверяют тестовыми чернилами или дин-ручками (ISO 8296, ASTM D2578). Чрезмерная обработка может вызвать слипание и ослабить сварные швы, поэтому больше не значит лучше. Электроды установки коронной обработки тоже требуют обслуживания: изношенная или загрязнённая станция может давать обработанную полосу с необработанными участками, что позже проявляется как отслоение краски вдоль рулона.
Как печатают на полиэтиленовых пакетах?
Печать на полиэтиленовых пакетах выполняют в основном флексографским способом: на машине с центральным печатным цилиндром (CI), где все красочные секции печатают вокруг одного большого термостатируемого барабана, или на этажерочной машине, где секции расположены друг над другом и можно запечатать обе стороны полотна за один проход. Печать наносят на рулон плёнки до изготовления пакетов, поэтому раппорт печати должен совпадать с шагом пакета.
Типичные параметры печати на плёнке для пакетов (взгляд покупателя на краски, макеты и адгезию изложен в материале печать на полиэтиленовых пакетах; сравнение флексопечати с другими процессами дано в руководстве флексопечать, офсет, глубокая и цифровая печать):
| Элемент | Типичная практика для плёнки ПЭ под пакеты |
|---|---|
| Тип машины | Флексо CI для качественной многоцветной печати и стабильной приводки; этажерочная флексо для более простой и двусторонней печати; печатные секции в линии на некоторых экструзионных линиях для одной-двух красок |
| Красочность | Обычно от одной до шести; машины CI для плёнки часто строят на шесть-десять секций |
| Формы | Фотополимерные клише, закреплённые на гильзах или цилиндрах на демпфирующей ленте, подобранной под макет (плашки или тонкие линии) |
| Анилоксовые валы | Керамические гравированные валы; больший объём ячеек и более грубая линиатура для плашек и непрозрачного белого, меньший объём и более тонкая линиатура для линий и растровых изображений. Ориентировочно для плашек часто используют около 4-7 см³/м², для тонких работ около 2-4 см³/м², в зависимости от краски и машины |
| Линиатура растра | Грубее, чем на бумаге; обычно примерно 85-133 lpi на плёнке для пакетов, тоньше на качественных машинах CI |
| Краски | На растворителях (спиртово-эфирные системы), водные или УФ-отверждаемые на некоторых машинах |
| Сушка | Горячий воздух между красками и основной сушильный туннель; температура ограничена, потому что ПЭ размягчается и растягивается |
Краски на растворителях и водные краски
Флексокраски на растворителях быстро сохнут и легко смачивают плёнку с низкой энергией, поэтому они менее чувствительны к чуть заниженному уровню дин и позволяют работать на высоких скоростях. Они выделяют летучие органические соединения (ЛОС), которые предприятия контролируют вытяжкой и, как правило, термическим дожиганием или рекуперацией растворителя в рамках местных разрешений на выбросы. Водные краски снижают выбросы ЛОС и запах, но сохнут медленнее, требуют более высокой поверхностной энергии и большей мощности сушки, и на тонкой плёнке их сложнее запускать на высокой скорости. Многие производители пакетов используют для плёнки краски на растворителях; водные системы распространяются там, где важны выбросы или остаточный запах растворителя.
Сушка и остаточный растворитель
Недосушенная краска вызывает слипание в рулоне, отмарывание на оборотную сторону плёнки и запах в готовом пакете. Производители контролируют сушку температурой и объёмом воздуха на секцию, скоростью полотна и длиной туннеля. Для пакетов, которые могут контактировать с пищевой продукцией, существенны и остаточный растворитель, и отмарывание: Регламент (ЕС) 2023/2006 о надлежащей производственной практике требует, чтобы печатные краски на непищевой стороне не переходили на сторону, контактирующую с пищей, через стопку или рулон в количествах, нарушающих требования безопасности Регламента (ЕС) 1935/2004. Германский Регламент о печатных красках (Druckfarbenverordnung) применяется с 1 января 2027 года к краскам на материалах для контакта с пищевой продукцией, а рекомендации EuPIA и швейцарский регламент по краскам часто используют как ориентир при выборе красок с низкой миграцией. Связанные документы описаны в руководстве требования к упаковке, контактирующей с пищевой продукцией.
Приводка на растяжимой плёнке
Тонкий полиэтилен растягивается под натяжением полотна и размягчается от тепла сушки, поэтому положение каждой краски может «плыть». Машины компенсируют это замкнутым контролем натяжения по отдельным зонам (размотка, печать, намотка), термостатируемым печатным барабаном на машинах CI, короткими путями полотна между секциями и автоматической регулировкой приводки с камерами или датчиками. Пакетоделательная машина также должна «увидеть» печать: печатная фотометка (метка приводки) сообщает машине, где сваривать и резать, поэтому шаг пакета следует за печатью, а не за фиксированной длиной.
Практические последствия: тонкая плёнка печатается с меньшей точностью приводки, чем бумага, совмещение лицевой и оборотной сторон при двусторонней печати менее точное, чем совмещение красок на одной стороне, а тонкие контурные линии первыми показывают несовмещение. Правила подготовки макетов, вытекающие отсюда, изложены в нашем руководстве по макетам упаковки.
Допечатная подготовка и оснастка
Допечатная подготовка для плёнки включает компенсацию искажений клише (клише растягивается при наклейке на гильзу), треппинг между соседними красками, минимальную толщину линий и размеры точек для плёнки, а также мультипликацию по ширине полотна. Раппорт печати должен равняться шагу пакета (или быть кратным ему), поэтому он привязан к окружности формного цилиндра или гильзы. Если для нового размера пакета нужен раппорт, которому не соответствует ни одна имеющаяся гильза или цилиндр, потребуется новая оснастка. Такие термины, как анилокс, треппинг и искажение, определены в глоссарии печати и допечатной подготовки; согласование цвета и цветопробы описаны в материале Pantone и CMYK и в руководстве по макетам.
Как пакетоделательная машина превращает плёнку в пакеты?
Пакетоделательная машина разматывает запечатанную плёнку, совмещает её с печатью, формирует донную складку или сгиб, сваривает нагретыми планками или горячим ножом, отрезает каждый пакет, вырубает или приваривает ручку и укладывает пересчитанные пакеты в пачки. Есть две базовые геометрии шва: боковая сварка и донная сварка, и выбор между ними определяет раскладку пакета на плёнке.
Боковая сварка и донная сварка
| Боковая сварка | Донная сварка | |
|---|---|---|
| Исходная плёнка | Сложенная плёнка или разрезанный рукав; сгиб становится дном пакета (либо W-образный сгиб формирует донную складку) | Сложенный рукав, гладкий или с боковыми складками |
| Сварочный инструмент | Нагретый нож, который одним ходом режет и сваривает обе боковые кромки | Нагретая сварочная планка поперёк рукава, затем отдельная резка |
| Вид шва | Узкий валик по каждой стороне | Плоская полоса шва поперёк дна |
| Направление раппорта печати | Поперёк ширины пакета | Вдоль длины пакета |
| Типичные изделия | Торговые пакеты с вырубной ручкой, пакеты с накладкой и петлевыми ручками, курьерские пакеты | Пакеты-майки, пакеты для овощей и фруктов и рулонные пакеты, некоторые торговые пакеты со складками |
| Характер прочности | Прочность зависит от качества шва; дно представляет собой сгиб без шва | Критичны ширина и температура шва; нагрузку несёт донный шов |
Горячий нож на машине с боковой сваркой работает при заметно более высокой температуре, чем сварочная планка, поскольку ему нужно прожечь плёнку и сформировать валик за очень короткий контакт. Донные сварочные узлы работают при более низкой температуре планки, но с большей выдержкой и контролируемым давлением. В обоих случаях три переменные шва: температура, время выдержки и давление, плюс время охлаждения до приложения нагрузки. Скорость машин составляет от десятков до нескольких сотен пакетов в минуту на один ручей, в зависимости от размера пакета, плёнки, формата и числа дополнительных операций.
Вырубные ручки
Для пакетов с вырубной ручкой вырубной узел на пакетоделательной машине вырубает ручку почкообразной или овальной формы сквозь обе стенки при формировании каждого пакета, либо ручки вырубают позже, пачками. Отворот верхнего края, при котором горловину загибают внутрь перед вырубкой, удваивает плёнку вокруг отверстия. Совмещение вырубки с печатью входит в систему приводки, а вырубленные высечки собирают для повторной переработки.
Приварка накладки под ручку
Для пакетов с накладкой узкую полосу плёнки-накладки подают с отдельного рулона, укладывают внутрь горловины пакета на обе стенки и приваривают к корпусу пакета, после чего ручку вырубают сквозь все слои. Накладку обычно делают из того же семейства ПЭ, что и пакет, поэтому пакет остаётся мономатериальным. Шов накладки требует такого же контроля температуры, выдержки и давления, как и основные швы; отрыв накладки под нагрузкой входит в число самых частых дефектов.
Приварка петлевых ручек
Гибкие петлевые ручки делают из отдельной полосы плёнки, часто соэкструзионной или сложенной вдвое для прочности, которую формируют в петлю и приваривают к внутренней стороне каждой стенки пакета у горловины. Это выполняют либо в линии на машине для пакетов с петлевыми ручками, либо на отдельном узле. Это добавляет станции, снижает производительность и расходует больше плёнки, поэтому пакеты с петлевыми ручками стоят дороже в пересчёте на штуку. Сравнение типов ручек по эксплуатационным свойствам приведено в материале типы ручек полиэтиленовых пакетов.
Раскрой пакетов-маек
Пакеты-майки изготавливают из рукава ПНД с боковыми складками. Машина с донной сваркой сваривает и отрезает каждый пакет, укладывает пересчитанный блок, а затем штамп вырубает форму ручек (и часто центральный язычок для подвеса в диспенсере) сквозь всю пачку за один ход. Некоторые блоки слегка свариваются в верхней части, чтобы пакеты отрывались по одному со стойки.
Перфорация и рулонные пакеты
Перфорационные ножи прорезают линию отрыва между пакетами, поэтому пакеты можно поставлять на рулонах (пакеты для овощей и фруктов, мешки для мусора) или в блоках с отрывом. Глубину и рисунок перфорации подбирают так, чтобы пакеты чисто отделялись и не рвались на рулоне.
Курьерские пакеты с клейкой лентой
Курьерские пакеты обычно делают из соэкструзионной плёнки на машине с боковой сваркой, с клапаном. На клапан наносят полосу самоклеящегося состава (чаще термоплавкого, hot-melt) и закрывают её силиконизированной защитной лентой. Для возврата можно добавить вторую клейкую ленту и линию отрыва. Клейкая лента имеет срок хранения и чувствительна к теплу при хранении, поэтому стоит уточнить тип клея и рекомендуемые условия хранения. Термины, связанные с изготовлением пакетов и ручками, объяснены в глоссарии переработки и производства.
Что меняется, если в пакете есть вторичный полиэтилен?
Вторичный полиэтилен перерабатывают на тех же линиях, что и первичный, но он приносит больше гелей, серый или грязно-белый оттенок, возможный запах, влагу и колебания текучести расплава от партии к партии. Производители справляются с этим более тонкой фильтрацией расплава, смешиванием партий, соэкструзией с первичными наружными слоями, осушающим мастербатчем и более частыми испытаниями.
| Проблема PCR | Откуда берётся | Как производство с ней справляется |
|---|---|---|
| Гели и крапинки | Сшитый полимер, неоплавленные частицы, бумажные волокна, остатки краски | Более тонкие пакеты сеток или непрерывные фильтры расплава у переработчика и на экструдере; требования к рециклату с лимитами по гелям |
| Запах | Остатки прежнего содержимого, деградировавший полимер, краски | Мытые и дегазированные марки рециклата; умеренная температура расплава; ограничение доли PCR там, где запах критичен |
| Колебания цвета | Плёнка из смешанных источников | Смешивание партий рециклата; белый или цветной мастербатч; средний слой из рециклата в соэкструзионной плёнке |
| Влага | Мытый рециклат, гигроскопичные загрязнения | Сушка или осушающий мастербатч, чтобы избежать пустот и линз |
| Колебания текучести расплава | Смешанные марки в сырье | Входной контроль ПТР; корректировка смеси и настроек линии по партиям |
| Меньшая и менее стабильная прочность | Более короткие цепи, загрязнения | Добавление ЛПВД; чуть большая толщина; более частые испытания на удар и нагрузку |
Влияние на внешний вид и прочность с точки зрения покупателя, включая ориентировочные доли вторичного сырья, разобрано в материале пакеты с ручками из ПВД, ПНД и вторичного ПЭ. Доля вторичного сырья сегодня имеет финансовый и юридический вес: британский налог на пластиковую упаковку (UK Plastic Packaging Tax) применяется к пластиковой упаковке с содержанием вторичного пластика менее 30%, а Регламент ЕС об упаковке и упаковочных отходах (PPWR) вводит минимальную долю вторичного сырья не ранее чем с 2030 года. Эти правила кратко изложены в материале правила для пластиковых пакетов с ручками, а для Великобритании в материале требования к упаковке в Великобритании. От производства здесь требуется прослеживаемость: заявления о доле вторичного сырья требуют документов поставщика рециклата, учёта партий, связывающего партии рециклата с партиями пакетов, и метода расчёта, соответствующего схеме или закону, по которому ведётся отчётность.
Как контролируют качество полиэтиленовых пакетов в производстве?
Качество полиэтиленовых пакетов контролируют в трёх точках: на экструзионной линии (профиль толщины, ширина, уровень дин, видимые гели), на печатной машине (цвет, приводка, адгезия) и на пакетоделательной машине (размеры, прочность шва, положение ручки, количество). Механические испытания плёнки и испытания готовых пакетов на нагрузку проводят через согласованные интервалы и фиксируют по партиям.
Контроль в процессе и методы испытаний
| Испытание | Что измеряет | Типичные методы | Где применяется |
|---|---|---|---|
| Толщина и профиль | Средняя толщина и разброс по полотну | ISO 4593 (механическое сканирование); данные измерителя на линии | Каждый рулон или через заданные интервалы |
| Ширина сложенного рукава, складка, размер пакета | Размеры относительно спецификации | Стальная линейка или шаблон | В начале тиража и периодически |
| Ударная прочность падающим грузом (dart impact) | Стойкость к падающему копью | ASTM D1709; ISO 7765-1 | По партии или при смене рецептуры |
| Прочность на разрыв и удлинение | Прочность и растяжение в MD и TD | ISO 527-3; ASTM D882 | По партии или при смене рецептуры |
| Сопротивление раздиру | Раздир по Эльмендорфу в MD и TD | ISO 6383-2; ASTM D1922 | По партии, особенно для ПНД |
| Прочность шва | Усилие, необходимое для разделения шва | ASTM F88 | В начале тиража и периодически |
| Испытание на нагрузку (подвешивание) и на сбрасывание | Готовый пакет выдерживает заданную массу, иногда с многократным подъёмом или сбрасыванием | Согласованный протокол для каждого типа пакета | В начале тиража и периодически |
| Коэффициент трения (COF) | Скольжение плёнки по плёнке или по металлу | ISO 8295; ASTM D1894 | По партии; влияет на раскрытие и укладку |
| Поверхностная энергия (дин) | Готовность к печати | ISO 8296; ASTM D2578 | Перед печатью |
| Проверка адгезии краски липкой лентой | Отрыв краски клейкой лентой | ASTM F2252 (часто применяется для гибкой упаковки) | Каждый тираж печати |
| Истирание и сминание | Стойкость краски к царапинам и изгибу | Согласованный метод | Каждый тираж печати |
| Визуальный контроль: гели, крапинки, цвет | Внешний вид относительно утверждённого образца | Световой стол; утверждённый эталон | Непрерывно |
| Счёт и масса | Пакетов в пачке; масса пакета относительно номинала | Счётная машина; контрольное взвешивание | При упаковке |
Общие планы выборочного контроля (AQL), эталонные образцы и утверждение перед производством описаны в руководстве выборочный контроль и контроль качества упаковки; названия испытаний и термины дефектов приведены в глоссарии испытаний и качества упаковки.
Типичные дефекты при производстве полиэтиленовых пакетов
| Дефект | Типичная причина | Профилактика в производстве | Как покупатель может обнаружить |
|---|---|---|---|
| Гели и «рыбьи глазки» | Неоплавленный или сшитый полимер, загрязнения, высокая доля PCR | Фильтрация расплава, правильная температура расплава, лимиты по гелям в рециклате | Посмотреть плёнку на просвет: мелкие прозрачные или тёмные линзы, иногда с «хвостом» |
| Полосы разнотолщинности и тонкие места | Неравномерный зазор головки или охлаждение; отсутствие качания | Автоматическое регулирование профиля, качающееся тянущее устройство, обслуживание головки | Замеры толщины по пакету микрометром; гребни на рулонах |
| Складки и заломы | Полосы разнотолщинности, смещённая клеть или валы, неверное натяжение | Регулирование профиля, выравнивание валов, настройка натяжения | Смятая печать, складки на швах |
| Слабые или протекающие швы | Низкая температура, короткая выдержка, загрязнения, выход слип-добавки на поверхность, краска в зоне шва, чрезмерная обработка | Контроль параметров сварки, испытания прочности шва, зоны шва без краски | Разорвать швы руками; испытать на нагрузку наполненные пакеты; швы расходятся, а не рвётся плёнка |
| Прожжённые или хрупкие швы | Слишком высокая температура или давление | Окна параметров, обслуживание ножа | Швы, которые трескаются или рвутся прямо у линии шва |
| Слипание (блокинг) | Недостаток антиблока, чрезмерная обработка, горячая намотка, недосушенная краска, плотная запечатка | Баланс добавок, охлаждение, контроль сушки | Пакеты слипаются, их трудно разделить или раскрыть |
| Закручивание (curl) | Несбалансированные слои соэкструзии, неравномерное охлаждение | Симметричная схема слоёв, контроль охлаждения | Пакеты не лежат ровно в пачках |
| Стирание краски или провал теста липкой лентой | Низкий уровень дин, неподходящая краска, плохая сушка, миграция слипа | Проверки коронной обработки, выбор краски, сушка | Проверка стандартной лентой; потереть большим пальцем |
| Несовмещение красок | Растяжение полотна, колебания натяжения | Контроль натяжения, системы приводки | Просветы между красками, смещённые контуры, печать со сдвигом относительно ручек |
| Выдирание ручки | Тонкая плёнка, плохой шов накладки, смещение вырубки, несбалансированная ориентация | Накладка или отворот верхнего края, настройка вырубки, контроль BUR | Испытание на нагрузку с реальным содержимым; разрывы начинаются от углов ручки |
| Запах | Остаточный растворитель, деградировавший или загрязнённый рециклат | Контроль сушки, выбор рециклата | Вскрыть коробку после транспортировки; проверить на запах или провести формальный тест на запах, если он требуется |
| Различия цвета между партиями | Дозирование мастербатча, базовый цвет рециклата | Гравиметрическое дозирование, смешивание партий, проверка цвета | Сравнить с сохранённым утверждённым образцом |
Как упаковывают и отгружают полиэтиленовые пакеты?
Готовые пакеты считают в стопки или пачки (машинным счётом и контрольным взвешиванием), укладывают в гофрокороба или связывают в плёнку и штабелируют на паллеты, которые обматывают стрейч-плёнкой. Количество в пачке, маркировка коробов и схема укладки паллеты входят в спецификацию и должны соответствовать тому, как пакеты используют в магазине или на складе фулфилмента.
- Пачки и короба: торговые пакеты обычно упаковывают пересчитанными стопками (например, по 50 или 100 штук) в короба; пакеты-майки в блоки или пачки с подвесом для диспенсеров; курьерские пакеты в пересчитанные пачки или коробки; рулонные пакеты на втулках.
- Маркировка: на этикетках коробов обычно указывают код изделия, размер, толщину, количество, номер партии или дату производства и ссылки покупателя. Прослеживаемость партии по коробам позволяет связать любую рекламацию с конкретными тиражами экструзии и печати.
- Паллеты: устойчивая колонная или перевязанная укладка, угловая защита при тяжёлых коробах, стрейч-плёнка и верхние листы от пыли. Размеры паллет различаются по рынкам (европаллета EUR в ЕС, стандартная британская паллета, 48 × 40 дюймов в США); эта тема разобрана в руководстве о закупке упаковки в Турции.
- Хранение: прохладное, сухое место без прямого солнечного света. Нагрев в контейнерах или на складах может вызывать слипание, ослаблять клейкие ленты и смещать COF, поскольку слип продолжает мигрировать. Плёночные пакеты лёгкие и упаковываются плоско, поэтому стоимость перевозки на тысячу пакетов обычно низкая по сравнению с бумажными аналогами.
Как технологический маршрут влияет на минимальный тираж, стоимость и срок изготовления?
Минимальный тираж полиэтиленовых пакетов с печатью определяется в основном экструзионным тиражом: запуск линии, выход на стабильную толщину и цвет и последующая очистка дают отходы, которые оправданы только при минимальном тоннаже плёнки. Остальное добавляют смены цвета, изготовление клише и гильз и число операций переработки.
- Минимальный экструзионный тираж: каждый запуск, смена рецептуры или цвета даёт отходы плёнки. Нестандартные цвета плёнки, специальные смеси и высокая доля вторичного сырья обычно идут отдельными партиями, что повышает минимум.
- Смены цвета: смена цвета плёнки или мастербатча требует очистки экструдера; смена цветов краски требует мойки печатных секций. Меньшее число красок и стандартные цвета плёнки снижают и стоимость, и минимальные тиражи.
- Клише и гильзы: на каждую краску и каждый дизайн нужен новый комплект фотополимерных клише; нестандартный раппорт печати может потребовать новых гильз или цилиндров.
- Маршрут переработки: пакеты с вырубной ручкой изготавливаются быстрее всего; пакеты с накладкой и особенно с петлевыми ручками требуют больше станций и больше времени на каждый пакет.
- Масса плёнки: полимер составляет основную статью затрат, поэтому размер пакета, толщина и цена вторичного сырья определяют стоимость единицы. Формула массы приведена в материале о толщине полиэтиленовых пакетов.
- Срок изготовления: зависит от утверждения макета, изготовления клише, наличия полимера и рециклата, планирования экструзии и печати, переработки и транспортировки.
Подробности приведены в наших общих руководствах о минимальном тираже упаковки, факторах стоимости упаковки и сроках изготовления упаковки. Для конкретного пакета минимальный тираж и сроки зависят от материала, размера, печати и конфигурации тиража и подтверждаются при расчёте КП.
Какие гигиенические стандарты действуют при изготовлении пакетов для пищевого применения?
Если пакет или плёнка будут контактировать с пищевой продукцией, производственная площадка работает по правилам надлежащей производственной практики (в ЕС это Регламент (ЕС) 2023/2006), а сам пластик должен соответствовать Регламенту (ЕС) 10/2011 и подтверждаться декларацией соответствия (DoC). Многие пищевые компании также спрашивают у производителей о сертификации по отраслевой схеме гигиены.
В производственных терминах гигиена при контакте с пищевой продукцией означает: контролируемое сырьё с документами соответствия на каждый полимер, мастербатч и краску; разделение пищевого и непищевого производства или чёткую очистку линии при переходе между ними; чистое закрытое хранение рулонов и готовой продукции; борьбу с вредителями; правила по стеклу и хрупкому пластику; контроль ножей и острого инструмента на пакетоделательных машинах; правила по защитной одежде и гигиене рук; прослеживаемость партий от полимера до коробки. Вторичный полиэтилен требует особого внимания: PCR-полиэтилен, как правило, не подходит для прямого контакта с неупакованными пищевыми продуктами, если он не получен в процессе переработки, разрешённом для контакта с пищевой продукцией.
Из схем покупатели чаще всего спрашивают про BRCGS Packaging Materials, FSSC 22000 и системы на основе ISO 22000. Они различаются по охвату и модели аудита, а сертификат относится к конкретной площадке и области, поэтому запрашивайте сам сертификат и его область действия, а не общее заявление. Многие пакеты предназначены только для предварительно упакованных продуктов, и в этом случае требования к пакету при контакте с пищевой продукцией обычно менее строгие. Более широкий правовой контекст для пластиковых пакетов (правила ЕС для лёгких пакетов, PPWR, британский сбор за пакеты и налог на пластиковую упаковку, законы штатов США) изложен в материалах правила для пластиковых пакетов с ручками и требования к упаковке в Великобритании; обязанности зависят от вашей роли и рынка и должны быть подтверждены у соответствующего органа или схемы соответствия.
Что спросить у производителя полиэтиленовых пакетов о производстве?
Задавайте вопросы, которые показывают, как будет контролироваться спецификация, а не только что в ней написано. Список ниже охватывает технологический маршрут, описанный в этом руководстве; общая оценка поставщика дана в руководстве как выбрать производителя упаковки с индивидуальной печатью, а структура запроса КП в руководстве по запросу КП на упаковку.
- Рецептура плёнки: какие марки ПЭ, какая доля ЛПВД, есть ли наполнитель, какая доля вторичного сырья (PIR или PCR) и в каком слое соэкструзионной структуры она находится.
- Добавки: уровни слип-добавки и антиблока, УФ-стабилизатор при необходимости, тип технологической добавки (фторполимерная или без PFAS), подтверждение, что оксоразлагаемые добавки не используются.
- Толщина: номинальное значение, согласованный допуск, метод измерения и число точек, по которым берётся среднее.
- Экструзия: однослойная или соэкструзионная плёнка, цвет плёнки, формируются ли складки на экструдере.
- Поверхностная обработка: целевой уровень дин и проводится ли повторная обработка плёнки на печатной машине.
- Печать: тип печатной машины, система красок (на растворителях, водные или УФ), число красок, печать с лицевой и оборотной стороны, способ утверждения цвета на реальной плёнке.
- Изготовление пакетов: боковая или донная сварка, конструкция ручки (вырубная, с отворотом, накладка, петлевая, майка), толщина плёнки накладки или петли, тип клея для курьерских пакетов.
- Испытания: какие испытания проводят по каждой партии (толщина, удар падающим грузом, разрыв, шов, COF, проверка лентой, нагрузка) и можно ли получить результаты.
- Подтверждение доли вторичного сырья: документы поставщика рециклата, прослеживаемость партий, метод расчёта.
- Контакт с пищевой продукцией (если применимо): декларация соответствия, заявления о соответствии красок, сертификат гигиенической схемы и его область действия.
- Упаковка: количество в пачке и в коробе, маркировка коробов с номерами партий, тип и схема укладки паллет, рекомендации по хранению.
- Рынок применения, чтобы проверить толщину и долю вторичного сырья по местным пороговым значениям.
Следующий шаг: направьте готовую к производству спецификацию
Чтобы получить коммерческое предложение, отражающее реальный технологический маршрут, направьте формат и размер пакета, боковые складки, тип плёнки (или «рекомендуйте»), толщину с допуском, цвет плёнки, целевую долю вторичного сырья, тип ручки, красочность по сторонам со ссылками на Pantone, макет на развёртке (чертёж высечки), тираж по каждому дизайну и рынок, где будут использоваться пакеты. Воспользуйтесь чек-листом в разделе полиэтиленовые пакеты с индивидуальной печатью или отправьте данные через страницу контактов. Компания 9 Packaging, производитель упаковки с печатью и экспортёр из Стамбула, работающий в формате B2B, при расчёте и технической проверке сверяет каждую спецификацию с предполагаемым рынком. Об остальных семействах упаковки читайте в разделе как делают упаковку, а если рассматривается бумажная альтернатива, сравните с материалом как делают бумажные пакеты.