Опубликовано: 28.01.2019

Замок для упаковки. Детализированный обзор характеристик и особенностей замковых лент-застежек zip-lock («зипперных» лент)

Нужда в написании подобной статьи связана с тем, что спектр предложений различных вариантов и конфигураций зипперной ленты на российском рынке довольно широк, что зачастую сбивает с толку многих ее потребителей.

Главная цель данного материала – помочь читателю разобраться во всех особенностях, разновидностях и существующих образах данного компонента. Статья станет отличным подспорьем для специалистов, принимающих решения о закупке зипперных лент, поможет им избежать типических ошибок, в том числе покупки некачественного материала. Она будет полезной технологам упаковочных производств, а также операторам пакетоделательных и формовочных машин, позволит им выключить использование в работе некачественной продукции.

Области применения и основное назначение зипперных лент

Зипперный замок-застежка (zip lock) дает возможность хранить продукт в течение длительного времени свежим и качественным после вскрытия пакета, предохраняет от случайного рассыпания содержимого упаковки, его загрязнения, попадания в пакет инородных тел (так, насекомых), а также является одним из важнейших условий сохранения герметичности пакета и чистоты его содержимого. Одним словом, отвечает за неопасное (для человека и самого продукта) его многоразовое использование.

Пакет с зипперной лентой, привариваемой к многослойной ламинированной пленке на пакетоделательных или FFS-машинах. В этом случае замок zip-lock экструдируется отдельно, после чего наматывается на катушку. В процессе изготовления пакета зипперная застежка подается с катушечного размотчика в пакетоделательную машину, где приваривается к многослойной ламинированной пленке с внутренним полиэтиленовым (PE) или полипропиленовым (PP) слоем.

Замок для упаковки. Детализированный обзор характеристик и особенностей замковых лент-застежек zip-lock ("зипперных" лент)

Конфигурация и тип выпускаемых по данной технологии пакетов не имеют особого значения, хотя наиболее часто она применяется при изготовлении пакетов дой-пак, трехшовных пакетов, пакетов с фальцами или с плоским дном. Собственно на зипперных застежках этого типа мы подробно остановимся в данной статье.

Классификация зипперных лент по сферам применения

Верный выбор зипперной ленты для конкретной упаковки – непростая задача, поскольку универсальных замковых лент не существует. Выбор спрашиваемого их типа зависит от состава внутреннего полимерного слоя пакета и толщины пленки, типа упаковочного оборудования, характеристик наполняющего пакет продукта и даже размера пакета. Потому, в зависимости от функционального назначения, зипперные застежки подразделяются на довольно многочисленное семейство продуктов, предназначенных для решения целого линии задач, а именно:

  • стандартные ленты для производства пакетов непосредственно во время пленочной экструзии;
  • узкие ленты для изготовления пакетов небольшого размера и объема;
  • ленты с повышенным усилием открытия с внутренней стороны пакета для максимальной герметизации продукта;
  • ленты для бактерицидных и медицинских пакетов;
  • ленты с цветными пазами и выступами для визуализации замка;
  • легковесно открываемые ленты с широкой внешней стороной и узкой внутренней стороной;
  • воздухонепроницаемые ленты для пакетов, требующих удержания вакуума в течение длительного поре;
  • ленты для пакетов из прозрачных пленок;
  • ленты для пакетов, стерилизуемых под высоким давлением (ретортная упаковка);
  • ленты для упаковки, назначенной для хранения тяжелых продуктов (лед, увлажняющие маски и т.д.);
  • водостойкие ленты для упаковки жидких продуктов.

Рецептурные решения и их особенности

Имея в облику, что серьезных производителей зипперных лент в мире насчитывается не больше десяти, неудивительно, что подробные рецептуры материалов, из которых они изготовлены, равновелико как и технологии их производства являются тайнами за семью печатями. Однако, ключевую информацию о характеристиках лент их производители, разумеется, публикуют, вводя сведения о совместимости полимера, из которого изготовлена лента, с материалом внутреннего слоя полимерного пакета.

Учитывая, что приварка зипперной ленты производится собственно к внутреннему слою пакета, который, как правило, изготавливается из полиэтилена или полипропилена, то и материал самой ленты должен быть совместимым с ним.

Бывшие на протяжении нескольких десятилетий технологические ограничения не позволяли, например, использовать ленту, предназначенную для полипропиленовых пакетов, в пакетах с внутренним полиэтиленовым слоем, и навыворот.

Однако, проблему удалось, наконец-то, решить путем применения полиолефиновых (POF) лент – инновационной разработки в сфере многослойной экструзии зипперных материалов. Такая многофункциональная лента немало эластична и обладает большей прочностью, что дает возможность применять ее с обоими указанными полимерными материалами. Но, разумеется, есть у нее свои преимущества и недостачи.

К первым следует отнести то, что она избавляет производителя больших партий упаковки от необходимости закупок специализированных лент, ограничившись применением одного унифицированного материала.

Совместно с тем, поскольку, как уже отмечалось, универсальных лент не бывает, полиолефиновая лента не способна заменить узкоспециализированные разновидности ленточных замков, такие как двойные воздухонепроницаемые или водостойкие. Тем не немного, популярность таких лент заметно растет, что подтверждается объективной информацией, поступающей от поставщиков и потребителей зипперных лент на российском базаре.

Основные характеристики зипперных лент

Чтобы разобраться в многообразии представленного на рынке ассортимента зипперных лент, целесообразно завести систему оценки их качества по ряду специальных показателей (критериев). Подобная система поможет принимающим решение специалистам сделать осознанный выбор в прок продукта, выпускаемого тем или иным производителем. Перейдем к рассмотрению таких критериев.

1. Ширина зипперной ленты. Как правило, укладывается в диапазон 3 – 13 мм. Так, в краях Азиатского региона стандартом является 13 мм, в России же массовое применение получили зипперные ленты шириной 10 мм. Совместно с тем, в нестандартных и специализированных пакетах часто используются ленточные замки шириной до 35 мм. Поскольку лента приваривается к пакету по всей ширине, то чем она размашистее, тем крепче и надежней ее соединение с внутренней стороной пакета. Во избежание перегревов ленты во время сварки или, наоборот, для исключения случаев неполного приваривания ее краев, непременным требованием к пакетоделательной машине является использование нагревательного элемента («утюга») соответствующей ширины.

2. Конструкция замка зипперной ленты и его двух основных элементов – паза и выступа. Различают пазы двух образов: с симметричным и ассиметричным сечением (рис.1). Первый вариант самый простой, не позволяющий регулировать усилие открытия замка с внешней и внутренней сторонки пакета. Является отличительной чертой дешевых зипперных лент тех производителей, которые не имеют возможности инвестировать значительные оружия в разработку сверхточных формующих фильер. Особенность второго варианта – форма паза в виде «крючка» с внутренней сторонки, характеризующего высокий технологический уровень его изготовителя.

Замок для упаковки. Детализированный обзор характеристик и особенностей замковых лент-застежек zip-lock ("зипперных" лент)

3. Усилие открытия замка зипперной ленты. С помощью уже упомянутых лент с ассиметричным пазом реализуются так именуемые системы «легкого открытия», благодаря которой пакет можно открыть без особых усилий, в то время как его спонтанное открытие с внутренней стороны становится невозможным.

Для большинства зипперных лент величина усилия открытия с внешней стороны пакета колыхается в пределах от 15 до 25 (N/50 мм), а открытия с внутренней стороны — от 60 до 120 (N/50 мм). Их рекомендуемые оптимальные смыслы, соответственно, составляют 15 – 20 и 70 – 100 (N/50 мм).

Понятно, что чем выше усилие с внутренней сторонки, тем меньше вероятность случайного открытия пакета. В случае использования зипперной ленты с ассиметричным пазом, работающим на пакетоделательных машинах операторам необходимо внимательно наблюдать за тем, где находится внешняя сторона такой ленты, о чем обычно предупреждает визуальная полоска на ней и метка на катушке.

4. Тип используемых пакетоделательных машин. К сожалению, этому аспекту уделяют слишком мало внимания на российских производствах. На рынке сегодня используются два вида такого оборудования. Первоначальный – пакетоделательные линии горизонтального типа без заполнения пакета готовым продуктом. Второй — упаковочные машины FFS полного цикла (формовка — фасовка — запайка).

Замок для упаковки. Детализированный обзор характеристик и особенностей замковых лент-застежек zip-lock ("зипперных" лент)

Не останавливаясь на отличиях того или иного способа формования пакетов, скажем лишь, что пакеты, произведенные на горизонтальных пакетоделательных машинах, имеют немало высокое качество при использовании абсолютно одинаковых материалов.

Что же касается зипперных лент, применяемых на горизонтальных пакетоделательных машинах и машинах FFS, то они имеют принципиальные отличия. На лентах, предназначенных для машин FFS, присутствуют дополнительные ребра жесткости (рис.2). Необходимость в них вызвана очень коротким промежутком поре между процедурами приварки зипперной ленты и раскрытием пакета для расфасовки продукции. Поскольку за этот промежуток лента не успевает простыть и окончательно затвердеть, ребра жесткости предотвращают искажения ее геометрической формы, соответственно, исключая деформации пакета после расфасовки и запайки.

Замок для упаковки. Детализированный обзор характеристик и особенностей замковых лент-застежек zip-lock ("зипперных" лент)

5. Сопротивление ленты на сжатие (к усадке) после нагрева и охлаждения. Весьма важный показатель, от которого зависит степень аккуратности сварного шва ленты на внешней стороне пакета. Основным фактором, воздействующим на это значение, является качество используемого в экструзионном процессе сырья, специальных добавок, а также скорость самой экструзии.

Применение некачественного дешевого сырья и рослые скорости экструзии (с целью увеличения производительности в ущерб качеству) приводят к тому, что выпускаемая зипперная лента становится жесткой и неэластичной, содействуя появлению эффекта «гармошки» на лицевом сварном шве (рис.3). Этот эффект особенно заметен на тонких пленках толщиной до 80 микрон, и ликвидировать его не в состоянии даже упомянутые ребра жёсткости.

Замок для упаковки. Детализированный обзор характеристик и особенностей замковых лент-застежек zip-lock ("зипперных" лент)

Качественная зипперная лента должна иметь аккуратный равномерный шов по всей длине пакета (рис.4) и не собирать пленку буграми.

Замок для упаковки. Детализированный обзор характеристик и особенностей замковых лент-застежек zip-lock ("зипперных" лент)

Способность ленты не сжиматься и не собираться в «гармошку» после охлаждения достигается за счет использования особых добавок в рецептуру полимера, обеспечивающих увеличение его эластичности.

6. Наличие посторонних включений (примесей) в материале зипперной ленты.

Этот критерий качества ленты можно наглядно охарактеризовать, с поддержкой рисунков 3 и 4. На них представлены фотографии фрагментов пакетов, изготовленных из одного и того же материала на одной и той же пакетоделательной машине при равных температурах и скорости работы. Единственное отличие – разные зипперные ленты. На рис. 3 изображен пакет, при изготовлении какого была использована российская полиэтиленовая зипперная лента, на рис. 4 – пакет с корейской полиолефиновой лентой.

К сожалению, предварительно не удаленная слякоть (рис.5), оставшаяся на тянущих валах и охлаждающей пластине машины после работы с российской лентой, привела к появлению микронеровностей на сварном шве полиолефиновой ленты (рис. 4), изготовление пакета с какой началась сразу после выполнения предыдущей работы.

Однако, к гораздо большим потерям, вызванным указанным недостатком недорогих лент, приводит загрязнение охлаждающей пластины пакетоделательной машины, вследствие чего лента перестает привариваться к пленке, что, в свою очередность требует остановки машины для ее очистки и переналадки.

Качественно изготовленные зипперные ленты не засоряют соприкасающиеся с ней элементы во время прохождения по большаку машины. И, что еще более важно, работа с такими лентами исключает возможность попадания посторонних микрочастиц полиэтилена внутрь пакета, что особенно живо при изготовлении упаковки для продуктов питания.

Замок для упаковки. Детализированный обзор характеристик и особенностей замковых лент-застежек zip-lock ("зипперных" лент)

7. Внешний вид лицевого сварного шва зипперной ленты. Как видно из рисунка 6, для формования четкого и прекрасного рисунка по линии сварки рекомендуется применять на нагревателях и холодильниках пакетоделательной машины тефлоновое полотно мелкозернистой структуры.

Замок для упаковки. Детализированный обзор характеристик и особенностей замковых лент-застежек zip-lock ("зипперных" лент)

8. Степень мягкости (эластичности) зипперной ленты. Специалистам неплохо известно, что одним из самых проблемных мест пакетов с замками zip-lock является область пересечения зипперной ленты и поперечного сварного шва. Сложность в том, что в процессе формования пакета, в точке соединения, лента должна быть в максимальной степени расплющена, но без повреждения внешнего слоя пленки.

Основываемое при этом давление должно быть таким, чтобы ленточный замок был полностью раздавлен (паз и выступ) до состояния однородной массы. Если же лента недостаточно эластична, то типовых величин давления и температуры на точечных сварных электродах бывает недостаточно, что приводит к образованию отверстий (рис. 7а).

Замок для упаковки. Детализированный обзор характеристик и особенностей замковых лент-застежек zip-lock ("зипперных" лент)

В случае же увеличения давления и температуры выходит деформирование и пережигание внешнего слоя пленки, что, естественно, портит внешний вид пакета. Итак, чем выше эластичность зипперной ленты, тем несложнее оператору добиться 100% герметичности в точке ее соединения с материалом пакета в зоне поперечного сварного шва. (рис. 7б).

Второй способ устранения этой проблемы – использование ультразвуковой сварки, в процессе какой выделение тепла происходит исключительно в компактной рабочей зоне, тем самым исключая поверхностный перегрев пленки пакета при сваривании. Пожалуй, один-единственный недостаток данной технологии – высокая цена ультразвукового генератора, которая может доходить до 25 000 долларов США. Вдали не все производители упаковки готовы инвестировать в подобную установку, тем более что применение эластичной полиолефиновой зипперной ленты полностью устраняет эту проблему.

9. Отсутствие деформации профиля зипперной ленты в процессе неоднократного открытия/закрытия замка zip lock.

Весьма важный показатель, так как одной из основных функций пакетов с зипперными лентами является собственно их многоразовое использование (от 50 и более раз). Решить эту задачу непросто, поскольку требуется найти компромиссное технологическое решение, одновременно обеспечивающее спрашиваемую жесткость замка при его открытии и закрытии и хорошую эластичность в процессе приварки зипперной ленты пакету.

10. Температура плавления и сварки материала зипперной ленты.

Учитывая, что скорость производства пакетов с zip-lock напрямую зависит от образа материала, состава полимерной пленки и ее толщины, и, как правило, составляет от 40 до 200 пакетов в минуту, два вынесенных в заголовок параметра имеют крайне значительное значение при подборе оптимальной скорости пакетоделательной машины для работы с конкретным материалом.

Чем ниже его температура плавления, тем меньше поре требуется для сварочного контакта с его поверхностью и тем выше можно поднять скорость машины. Обладающие такими характеристиками зипперные ленты именуют низкотемпературными, поскольку нижний предел температуры рабочего контакта для них начинается от 105 °C.

В свою очередь, высокотемпературные (тугоплавкие) ленты не могут гарантировать высоких скоростей производства, поскольку требуют увеличенного времени теплового контакта во время сварки, что также отрицательно сказывается на качестве лицевого сварного шва.

Прок оценочных критериев или «убыточная экономия»

Теперь, учитывая общее состояние российской экономики и невысокую покупательную способность народонаселения, а также располагая полным набором критериев выбора зипперной ленты, попробуем подвести итоги и понять, какую собственно зипперную ленту следует применять для производства пакетов.

Какие, в связи с этим, задачи должны поставить перед собой технологи предприятий, а также специалисты их отделов торговель и закупок?

Естественно, все потребители зипперных лент – равно как изготовители пакетов, так и занимающиеся расфасовкой поставщики готовой продукции – влекутся минимизировать себестоимость готовой продукции в целях увеличения прибыли. В связи с этим, менеджерам по продажам гораздо удобней трудиться с низкой отпускной ценой на продукцию, чем объяснять потребителю преимущества качественного продукта, особенно в условиях, когда конкуренты деятельно используют аргумент «у нас тоже самое, только дешевле».

По такому же «алгоритму» будет работать и менеджер по закупкам, не понимающий особенностей технологического процесса и не обладающий знаниями о свойствах зипперных лент. Для него все существующие ленты предложения на базаре будут дифференцироваться лишь по одному показателе – их цене.

Итогом столь «высокой» его квалификации и осознания своей основной задачи по минимизации себестоимости, он, не мудрствуя лукаво, выберет продукт из низкой или средней ценовой категории, что явится роковой промахом, способной привести к существенным убыткам его компании, спровоцированной очевидным желанием получить кажущуюся экономию на одном километре зипперной ленты

Ничтожная экономия при колоссальных уронах

Давайте разберемся на двух примерах, как ситуация может развиваться дальше. Начнем со случая выпуска пакетов с замками zip-lock на машине FFS целого цикла с расфасовкой продукта в изготовленный пакет. Все необходимые материалы: пленка, зипперная лента и фасуемый продукт, например, кофе, поступают на производство, где ответственность за качество произведенной упаковки целиком ложится на технолога и оператора машины.

Их задача – выпустить готовый продукт, используя имеющийся материал, с минимальным процентом супружества. Просьбы же операторов о закупке более качественных зипперных лент зачастую уходят в пустоту, вследствие чего им приходится трудиться с тем, на чем остановился взгляд «профессионалов» из отдела закупок и проявлять чудеса изобретательности.

Начинаются мучения с подбором давления и температур на нагревательных элементах, оптимальной скорости, ведется неустанный контроль за состоянием вышеперечисленных «болевых точек». В итоге неплохой специалист все-таки умудряется изготовить качественный пакет из сырья, характеристики которого чрезвычайно далеки от оптимальных.

После завершения этого, поистине геройского, труда, казалось бы, наступает момент истины для службы контроля качества этой компании, которая должна, в теории, высчитать полный объем и стоимость израсходованного сырья, а иногда и потери самого фасуемого продукта. Однако, реальная ситуация во немало компаниях, к сожалению, говорит об обратном.

Другой неприятный аспект этой проблемы – изменения, пусть даже ничтожные, свойств некачественного материала при смене роликов пленки или зипперных катушек, что вынуждает повторять наладку машины и, как следствие, приводит к добавочной порции бракованной продукции.

Наконец, в машинах FFS невозможно проверить качество внутренней сварки зипперной ленты без вскрытия пакета, а если подобный брак обнаружит оператор, он будет вынужден остановить машину и поочередно вскрывать изготовленные пакеты с готовой продукцией для их последовательной отбраковки и фиксации момента возникновения супружества.

Рассмотрим ту же ситуацию для производств, использующих специализированные пакетоделательные машины. Хотя процесс их наладки незначительно отличается от порядка трудов на машинах FFS, степень ответственности изготовителя перед заказчиком заставляет его заметно увеличить требования к качеству пакета, герметичности его сварных швов, в том числе для зипперной ленты.

Немного того, производство пакетов должно быть реализовано на максимальных скоростях до 300 пакетов в минуту при их выпуске в две поточных черты, что технологически невозможно в случае использования недорогих высокотемпературных зипперных лент.

Подобные скорости требуют от оператора больших навыков и надлежащих оружий для контроля качества продукции, которые, даже при их наличии, особенно в условиях работы на нескольких машинах одновременно, он физически не сможет применить.

Непредвиденных же ситуаций случается много, в том числе и связанных с использованием некачественных зипперных лент. Среди таковых – уже упомянутое неполное приваривание ленты к внутренней сторонке пакета или недостаточная герметизация бокового сварного шва. Закономерный итог – попадание бракованной продукции в отгружаемую заказчику партию пакетов.

Подведем итог: последствия мнимой экономии на закупке некачественных зипперных лент бывают очень неприятными для пакетоделательной компании, ведь, как правило, по условиям контракта, заказчик вправе вернуть изготовителю всю партию пакетов целиком, потребовав от него возмещения уронов или же перевыпуска этой партии за его счет. Ну, а самым болезненным результатом станет уход клиентов в конкурирующую компанию с последующими утратами прибыли и, утратой доверия со стороны заказчиков.

В ответе за качество

Безусловно, за все риски от использования зипперных лент низкого качества вечно отвечает производитель пакетов, поскольку поставщики замковых лент всегда предлагают ему провести предварительное тестирование своей продукции, по итогам какого его технологи должны дать заключение о возможности закупки лент конкретного поставщика.

Так что единственным логичным объяснением факту покупки дешевого зипперного сырья может быть лишь преходящее отсутствие на рынке альтернативного качественного материала.

В противном же случае, применение такового является показателем полного непрофессионализма сотрудников пакетоделательной компании, и безотносительного пренебрежения интересами заказчиков и, в итоге, интересами и перспективами развития собственной фирмы.

Автор: Александр Луцкий

Все публикации компанииИнформация о компании

Ключ