کاربرد آمیزه های برپایه پلی اتیلن های ارتقایافته (EPE) برای استفاده در خطوط پرسرعت بسته‌بندی و پر کردن مایعات داغ در ساشه

اصطلاح ساشه معمولا به کیسه های کوچک و یک بار مصرفی گفته می شود که حاوی مواد مصرفی متنوعی مانند سس کچاب، مایونز، مربا، شامپو و غیر می باشند. این بسته بندی های کوچک که در صنایع غذایی، بهداشتی و دارویی کاربردهای فرآوانی دارد، از یک ساختار چند لایه یا به اصلاح لمینه تشکل شده اند. لمینه کردن با چسب یکی از متداول ترین روش های تولید فیلم های لمینه است. در این روش لایه های گوناگون به کمک چسب به یکدیگر متصل می گردند. ساختار این گونه از فیلم های لمینه به طور رایج متشکل از حداقل دولایه چسب، یک لایه فیلم آلومینیومی ، یک لایه برپایه فیلم آرایش یافته PET، PP، یا PA و یک لایه با قابلیت دوخت پذیری حرارتی (معمولا از جنس پلی اتیلن) می باشد. شماتیکی از یک ساختار متداول در شکل زیر نمایش داده شده است.

پلی اتیلن ارتقا یافته

مزیت اصلی استفاده از ساختارهای چند لایه، امکان بهره بردن هم زمان از خواص منحصر به فرد و مجزای هر یک لایه ها می باشد. مجموع خواص منحصر به فرد تمام لایه ها در نهایت سبب می گردد که بسته بندی نهایی، داری ویژگی های اساسی باشد که بر طول عمر و کیفیت محصول بسته بندی شده تاثیر مستقیم می گذراند. بخشی از این ویژگی ها در ذیل آمده است.

  • عدم عبورپذیری و یا عبورپذیری کم و کنترل شده بسته بندی در برابر اکسیژن، رطوبت، نور و بو
  • قابلیت دوخت پذیری
  • درخشندگی و براقیت بالا
  • خواص مکانیکی مناسب

دستگاه های Form/Fill/Seal یا به اصلاح FFS متداول ترین تجهیزات برای تبدیل فیلم های لمینه به ساشه های پرشده از محصول مورد نظر می باشند. در فرآیند تولید ساشه توسط دستگاه های FFS، فیلم لمینه  به صورت پیوسته در داخل دستگاه شکل گرفته، پرشده و دوخت داده می شود. شماتیکی از این دستگاه در شکل ذیل آمده است.

پلی اتیلن ارتقا یافته

یکی از اساسی ترین لایه ها در ساختار فیلم های لمینه لایه دوخت پذیر می باشد. ویژگی های این لایه در مرحله اول سرعت بسته بندی محصول و در مرحله دوم طول عمر نگداری آن را کنترل می نماید. پایین بود استحکام و کیفیت دوخت در این لایه راه را برای نفوذ اکسیژن و رطوبت به داخل بسته بندی باز کرده و سبب کاهش طول عمر محتویات آن می گردد. انواع متداول مواد مورد استفاده در لایه دوخت در شکل زیر آمده است.

پلی اتیلن ارتقا یافته

پلی اتیلن های ارتقایافته (EPE) نسل جدیدی از پلی اتیلن ها هستند که به واسطه خواص منحصر به فردشان در کاربردهای گوناگونی نظر لایه دوخت پذیر فیلم ساشه، به طور کامل یا جزئی جایگزین پلی اتیلن های عادی شده اند. مزیت اصلی EPE ها دمای دوخت حرارتی به مراتب پایین تر (کمتر از ۱۰۰ درجه سانتی گراد) و استحکام دوخت بسیار بالاتر آنها در مقایسه با سایر مواد رایج می باشد. این مهم از طرفی سبب یک کاهش قابل ملاحضه در مصرف انرژی و یک افزایش قابل ملاحضه در سرعت تولید می گردد و از طرف دیگر استحکام دوخت بسیار بالاتر EPE ها نسبت به سایر مواد رایج، امکان نشت بسته بندی، باز شدن و ورود آلودگی یا اکسیژن به آن از طریف درزها را به حداقل می رساند. همان طور که گفته شد، دوخت پذیری حرارتی فوق العاده این مواد در دماهای پایین سبب گردیده است که از این مواد در خطوط پرسرعت تولید ساشه استفاده گردد. با این وجود، یک مشکل اساسی  EPEها مقاومت حرارتی (دمای نرمی وایکت) پایین تر آنها نسبت به پلی اتیلن های معمولی است. این موضوع سبب گردیده است تا در خطوط پرسرعت پرکردن مایعات داغ که یکی از ملزومات مهم برای پاستورزیه کردن محصولات غذایی می باشد، EPEها عملکرد مناسبی نداشته و استفاده از آنها محدودتر گردد. از طرفی LLDPE خالص نیز با وجود این که مقاومت حرارتی بالاتری دارد اما استحکام دوخت آن برای استفاده در خطوط پر سرعت تولید ساشه مناسب نیست. به همین جهت یک روش موثر به منظور بهبود مقاومت حرارتی EPE ها برای استفاده در خطوط پرسرعت تولید ساشه از مایعات داغ، آمیزه سازی آنها با LLDPE می باشد. بررسی ها نشان داده است که در هنگام تولید فیلم های لمینه، استفاد از ترکیب ۲۰/۸۰  LLDPE /EPE در لایه دوخت، بهترین فرمولاسیون برای خطوط پرسرعت پرکردن مایعات داغ در ساشه می باشد. جایگزین کردن ۲۰درصد از EPE با LLDPE (ترجیها با کومنومر اوکتن)، در لایه دوخت سبب می گردد که گستره دمایی دوخت پهن تر گردد و استحکام دوخت نسبت به EPE خالص مقداری کاهش یابد. اما از طرفی به واسطه این ترکیب، لایه دوخت در دماهای بالای ۱۰۰ درجه سانتی گراد نیز استحکام دوخت به مراتب بالایی(بالاتر از LLDPE خالص) داشته و به علاوه برخلاف LLDPE  یا EPE خالص می تواند در سرعت های بالای پرکردن مایعات داغ (۲۷ متر بر دقیقه) نیز کیفیت دوخت بسیار خوبی داشته باشد.