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可持續性包裝解決方案

使用 MULTIVAC 可以滿足可回收性以及降低包裝材料消耗的要求

Packaging And Processing Solutions For A Sustainable World

材料

通過不同的材料方案,製造商可以為滿足當前的市場對於可持續性包裝解決方案的需求做出貢獻。

包裝設計

通過執行創新包裝方案,例如新的包裝形狀,可以減少包裝材料用量並因此減少合成材料的浪費。

加工技術

通過使用創新加工技術可以減少使用包裝材料。


材料

基於紙纖維的包裝材料

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由可再生原料製成的包裝材料

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單一材料

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1. 由基於紙纖維製成的包裝材料

MULTIVAC PaperBoard 方案

針對現有封閉式回收循環系統,開發基於材料的包裝方案極具前景。例如,基於紙纖維的包裝解決方案,這是由於紙張在使用後可以送入現有的紙張循環處理。即使將材料丟棄在普通包裝廢物中而不是專門放置紙箱廢物的桶內時,在現代回收設施內仍然可以發現、分類並將此材料引導至對應的循環過程中。

MULTIVAC 藉助 PaperBoard 方案為基於紙纖維材料的包裝製造提供不同的解決方案。這種包裝材料由領先的製造商共同研發,滿足食品工業對於隔絕和保護功能要求,可以使用標準機器加工。為生產 MAP 以及貼體包裝,此產品組合不僅包含托盤密封裝置,還包含熱成型包裝機的各種解決方案。因此,這款包裝機可以根據客戶不同的性能要求進行個性化的設計。

這樣,就可以在托盤密封裝置上加工由終端客戶使用後根據類型分離出來的紙板複合材料或紙箱坯料製成的托盤。針對使用熱成型包裝機製造基於紙纖維的包裝,MULTIVAC 提供了三個不同的解決方案。對於製造真空貼體包裝可以使用可變形且具備不同克數和不同功能層的紙複合材料。同樣可以使用成卷的紙板複合材料作為真空貼體包裝的基底材料。兩種基底材料都可以在終端用戶使用後分離。

此外,我們還研發了一個機器方案,在熱成型包裝機上加工由單一紙箱製成的紙箱托盤。將這些托盤在熱成型工具內裝配對應的合成材料密封層,用以密封相應的貼體膜。此方案使終端客戶可以將包裝材料根據類型進行分離。

2. 由可再生資源製成的包裝材料

使用有機聚合物

在開發可持續性包裝中,所謂的有機聚合物也可以考慮作為替代選擇。有機聚合物概念包含兩種級別的材料:一方面聚合物是由可再生原料製成,例如 PLA 或 PHA。這種聚合物是可生物降解的。另一方面,這種材料級別也可歸類為聚合物,其可以全部或部分由可再生資源製成,但是不可生物降解,例如 PET 或 PE。

根據目前的知識水平,對於由可再生資源有機聚合物製造的熱成型包裝,熱塑性塑料 PLA 屬於常見的替代選擇。由於其低隔絕性以及低抗衝擊性,由這種材料製成的熱成型包裝的應用領域時存在局限。通常僅用於新鮮水果和蔬菜領域。對於有機聚合物的整體評估,除了經濟性方面,還應考慮其價格和供應情況,以及此材料在使用生命週期結束時的適用性。由於缺少消費者說明的和通用的系統,至今仍不能夠對這些材料按照類型實現徹底分離。這樣可導致將可降解聚合物送入传统合成材料的回收流中,而非工業堆肥設備中。

3. 單一材料

由 PP 或 APET 製成的材料

另一種方式即開發盡可能僅由一種材料,即單一材料構成的包裝。這些材料可以根據類型引導至對應的循環。從現今的視角來看,由 PP(聚丙烯)和 APET(無定形聚對苯二甲酸乙二醇酯)製成的材料特別適合這種工藝。

使用單一材料進行食品包裝時,必須考慮與在此之前所使用的複合材料相比,阻隔性能的變化,以及對所包裝產品產生的影響。此外,通過消除功能層,例如密封層,以改變材料的加工窗口。因此,必須調整加工參數的設計。

PP - 聚丙烯

PP 薄膜是在包裝上很常用的標準合成材料。此材料在隔絕性、耐熱性和穩定性方面有很好的表現。在所有標準合成材料中 PP 具有最低的密度。由 PP 製成的包裝與其他材料相比重量更輕,這對於可持續性和環境保護方面尤為重要。但是,熱成型包裝機上的材料加工比其他合成材料要求更高。

 

APET - 聚對苯二甲酸乙酯

高透明度的 APET 在水蒸汽和氣體方面同樣具備非常好的阻隔性能。其耐油、耐油脂並且可以在溫度範圍 –40 °C至 +70 °C 內使用。目前已經取代了複合材料而使用 APET 托盤和其他單一材料,用於包裝新鮮產品。為了達到更安全的包裝效果,可以使用例如密封漆這種更薄的密封介質做為封蓋膜。

 

 

 

通過優化設計達到材料節約

包裝設計

包裝尺寸

基本上每一款包裝都應該在形狀和尺寸方面,最佳地適應各種產品。 MULTIVAC 的規格轉換方案有助於快速、個性化地根據實際所需的包裝尺寸調整規格。進而避免小型產品的過度包裝並節約包裝材料。

通過創新成型工藝加工更薄的材料

在熱成型包裝時,可以通過使用更薄的薄膜減少包裝材料用量。為此,可以使用即使厚度更小卻具備相當阻隔性能的材料,並因此確保了與較厚材料相同的產品保護性能。通過適當的包裝設計,可以達到與加工較厚材料相同的堅固性和包裝功能。此外,這還通過使用包裝側壁上的穩定強化肋,以及邊角和包裝底部的適配成型件實現。

另一方面,還涉及熱成型包裝期間的成型工藝。通過使用替代成型工藝可以優化成型工具中材料流,從而能夠採用相對更薄的材料,在不降低產品保護性能的前提下,加工成包裝。此時就要使用到例如所謂的衝壓成型裝置或爆炸成型裝置。在爆炸成型時,可以通過在熱成型工具中壓力的快速生成而達到更好的塑型,這是由於薄膜材料比標準成型系統能夠更均勻、更快速地展開。通過爆炸成型裝置與衝壓工藝相結合,可以增強這些積極效果——在相同的成型質量下,將更薄的薄膜利用率提升至 20%。

 

真空貼體包裝

真空貼體包裝的製造所使用的材料其厚度極低,但具有最佳的阻隔性能,並由此提升理想的產品保質期。另外,貼體薄膜和紙纖維基底材料的組合可使大部分包裝在從紙製基底分離出 PE 密封層後,循環再造。

折疊包裝

考慮所謂的折疊包裝,相較於傳統的剛性膜熱成型包裝,折疊包裝以其明顯較少的材料用量,成為例如切片香腸製品或芝士包裝的理想替代選擇。包裝材料填充物的另一種適當的方式是加工泡沫材料,由於其較低的密度,確保了更低的合成材料用量。如今,機械發泡 APET 膜已經可達到基重約為 25% 的緻密薄膜水平。

通過使用創新加工技術以降低包裝材料消耗

在熱成型包裝製造中會產生薄膜廢料,但是,通過使用創新工藝和工具技術可以使廢料降至最低——不僅在包裝材料消耗方面,以及包裝製造的經濟性方面都有積極影響。

加工技術

1. 製造標準半徑 (9mm) 的包裝


 

 

 

減少薄膜廢料

在熱成型工藝中,側邊條確保了熱成型薄膜以及成品和填充包裝的精確引導,直至其在工藝結束時分離。為了確保高品質以及最低電力消耗,側邊條必須採用最小寬度,尤其是密封工具中吸氣截面的適配度,從而確保最小的排氣和供气時間。
通過最新一代用於熱成型包裝機 RX 4.0 的工具 X-tools,將在包裝工藝中需要引導熱成型薄膜的側邊條由 19.5 mm 降低至 15 mm,且不會降低包裝工藝的性能。

降低薄膜面積

通常在熱成型包裝時的密封接縫為 5 mm。通過將其減少至 3 mm,可以顯著節約製造包裝所必需的薄膜面積。創新工具確保最高的密封接縫質量。

通過在密封站和切割站內使用伺服電機運行的加工單元,可以進一步降低機器運行方向上密封法蘭的寬度。

2. 製造較大半徑的包裝

對於生產較大半徑的包裝,使用條形衝模是必不可少的。因此在標準工具配置中,為橫向於機器運行方向的包裝之間設計了 5 mm 寬度的接片。

為了降低橫向於機器運行方向的接片寬度,可以使用分段切割工具,從而使接片寬度降低至 3 mm。通過分段切割工具與上述技術結合,能夠進一步優化材料消耗,同時顯著的材料節約還能夠快速攤銷所必需的投資成本。

3. 製造貼體包裝

對於貼體包裝的製造,MULTIVAC 提供的創新切割工具,確保切割無大量廢料,例如 BAS 20 成型和貼體切割機,從而最大限度地減少廢料。同樣,整體切割工具有助於盡量平攤在製造貼體包裝時產生的衝壓網格。

 

4. MULTIVAC X-line

The X-line from MULTIVAC sets a new benchmark in the market for reduced consumption of packaging materials. The new generation of thermoforming packaging machines, which was shown for the first time at interpack 2017, is equipped with a wide range of innovative technology. In addition to the X-tools described above, there is also MULTIVAC Pack Pilot, which supports operators in setting up the thermoform packaging machine to the optimum level. When new recipes are created, the machine sets the parameters itself to the optimum operating point, using the die set data and the features for pack, product and packaging material that have been selected. This leads to significant savings as regards product, packaging materials and production time. The X-line also has a level of sensor control never achieved before. Using closed control circuits, the Multi Sensor Control constantly captures a wide range of process values, such as for forming, evacuation, and sealing. These are then combined and controlled to the optimum level for every process stage - and this guarantees excellent packaging results are achieved with efficient use of materials. And last but not least, film consumption is reduced significantly by the reduction in film loss during start-up and die conversion, particularly where there are frequent format changes.

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