Картон из алюминиевой фольги: типы, свойства и руководство по применению

Что Картон из алюминиевой фольги Есть и как это сделано

Картон из алюминиевой фольги — это композитный материал, получаемый путем ламинирования одного или нескольких слоев алюминиевой фольги на картон или картонную подложку с использованием клеевого соединения, термоламинирования или экструзионного покрытия. Результат сочетает в себе структурную жесткость и возможность печати картона с барьерными, отражающими и термическими свойствами алюминиевой фольги, создавая материал, которого ни один из компонентов не мог бы достичь по отдельности.

Производственный процесс начинается с базовой подложки, обычно твердой плиты из беленого сульфата (SBS), серой ДСП, гофрированного картона или крафт-картона, выбранной по толщине (толщине), жесткости и качеству поверхности. Затем алюминиевую фольгу толщиной от 6 до 25 микрон приклеивают к одной или обеим сторонам подложки. При клеевом ламинировании на поверхность фольги или подложки наносится клей на водной основе или на основе растворителя, они сжимаются вместе при контролируемой температуре и давлении, а композит сматывается в рулоны или разрезается на листы. При экструзионном ламинировании между фольгой и картоном используется слой расплавленного полиэтилена, который склеивает обе поверхности при охлаждении и добавляет вторичный барьер для влаги на границе раздела.

Толщина фольги является наиболее важной характеристикой при производстве картона из алюминиевой фольги. Более тонкая фольга (6–9 микрон) экономична и достаточна для декоративного применения и умеренной защиты от влаги, но она склонна к образованию точечных дыр — микроскопических разрывов в слое фольги, которые ухудшают защитные свойства. Фольга толщиной 12 микрон и выше обеспечивает более надежное непрерывное покрытие и применяется там, где целостность барьера имеет решающее значение для безопасности пищевых продуктов, сдерживания фармацевтических препаратов или теплоизоляционных характеристик.

Ключевые свойства, определяющие производительность

Характеристики картона из алюминиевой фольги во всем диапазоне его применения определяются четырьмя взаимодействующими наборами свойств: барьерными свойствами, термическим поведением, структурными характеристиками и качеством поверхности.

Барьерная производительность

Алюминиевая фольга непроницаема для паров влаги, кислорода, света и большинства газов, если в ней нет мелких отверстий. В ламинированной форме слой фольги придает картону барьерные свойства из алюминиевой фольги, с которыми картон не может справиться сам по себе. Скорость проникновения водяного пара (СПВП) для хорошо ламинированного композитного фольгированного картона обычно падает ниже 0,1 г/м²/день при 38°C и относительной влажности 90% — по сравнению с несколькими сотнями г/м²/день для картона без покрытия. Скорость пропускания кислорода (OTR) аналогичным образом снижается на несколько порядков. Эти свойства напрямую определяют продление срока годности при упаковке пищевых продуктов и эффективность защиты при упаковке фармацевтических препаратов и электронных компонентов.

Термическое поведение

Алюминий отражает примерно 95–97% лучистой тепловой энергии, что делает ламинированный фольгой картон эффективным теплоизолятором в упаковке и строительстве. В изолированной упаковке лицевая сторона фольги отражает лучистое тепло от содержимого упаковки, значительно замедляя рост температуры по сравнению с альтернативами из простого картона или пенопласта. Эти отражательные характеристики в значительной степени не зависят от толщины фольги более 9 микрон — фольга толщиной 9 микрон и фольга толщиной 25 микрон отражают энергию излучения почти с одинаковой скоростью. Разница между манометрами заключается в первую очередь в целостности барьера и механической прочности при обращении, а не в коэффициенте отражения тепла.

Структурные характеристики

Картонная подложка обеспечивает структурный вклад — жесткость, прочность на сжатие, способность складываться и сгибаться, а также характеристики высечки. Ламинат из фольги добавляет незначительную структурную жесткость при типичных толщинах, но способствует устойчивости к разрыву и проколу поверхностного слоя. Прочность соединения ламината имеет решающее значение для операций по переработке. : композит с недостаточной адгезией фольги к картону будет расслаиваться под нагрузками, возникающими при надрезании, складывании или высечке, что приведет к повреждению упаковки и увеличению количества отходов. Прочность соединения обычно измеряется методом отслаивания и указывается в Н/15 мм; для конверсионного материала ожидаются значения выше 1,5–2,0 Н/15 мм.

Качество поверхности

Поверхность фольги может поставляться с блестящей (зеркальной) отделкой, матовой или с рельефной текстурой. Яркая фольга обеспечивает глянцевый отражающий внешний вид, характерный для упаковки премиум-класса для кондитерских, косметических и фармацевтических блистеров. Матовая фольга более равномерно воспринимает глубокую и флексографскую печать, чем яркая фольга, и предпочтительна для применений, требующих высокого разрешения печати. Лаковые покрытия, нанесенные на поверхность фольги, могут еще больше улучшить возможности печати, повысить возможность термосварки или обеспечить защиту от истирания и химического контакта во время наполнения и распределения продукта.

Распространенные марки и комбинации подложек

Выбор подложки под ламинат из фольги определяет структурный класс готового композита и его пригодность для конкретного конечного использования.

Фольга на картоне SBS (твердый отбеленный сульфат)

Плита SBS изготовлена из полностью отбеленного волокна первичной древесины, что обеспечивает белую гладкую поверхность с обеих сторон. Фольга, ламинированная на СБС-картон, является стандартным материалом для изготовления складной картонной упаковки премиум-класса — коробок для шоколада, фармацевтических коробок, косметических коробок и оберток для кондитерских изделий. Белая обратная сторона подходит для офсетной или цифровой печати, а лицевая сторона из фольги обеспечивает барьерную защиту и визуальную привлекательность. Типичный калибр составляет от 250 до 400 г/м² для складных картонных коробок.

Фольга на сером ДСП

Серая ДСП производится из переработанного волокна и значительно дешевле плиты SBS. Фольга на сером ДСП используется там, где требуется структурная жесткость и барьерные характеристики, но когда обратная сторона картона не видна в готовом изделии — внутренние вкладыши для упаковки сухих пищевых продуктов, подложки для блистерной упаковки и упаковочные материалы для тяжелых условий эксплуатации. Содержание переработанного волокна означает, что серая ДСП не обеспечивает такой же гладкости и яркости поверхности, как SBS, что ограничивает ее пригодность для высококачественной печати.

Фольга на гофрированном картоне

Нанесение алюминиевой фольги на гофрированный картон — либо на облицовочную поверхность, либо в виде цельного ламината — позволяет получить изоляционный конструкционный упаковочный материал, используемый для чувствительных к температуре товаров, включая свежие продукты, фармацевтические препараты и замороженные продукты. Гофрированная структура обеспечивает амортизацию и прочность на сжатие, а слой фольги обеспечивает теплоотражающую способность. Эта комбинация все чаще используется в качестве альтернативы коробкам с изоляцией из пенополистирола (EPS) в упаковке холодовой цепи, что обусловлено требованиями возможности вторичной переработки, которым EPS не может соответствовать на большинстве рынков.

Фольга на крафт-картоне

Ламинаты из фольги на основе крафт-бумаги обеспечивают высокую прочность на разрыв и разрыв благодаря длинноволокнистой крафт-подложке в сочетании с барьерными свойствами фольги. Они широко распространены в промышленной упаковке чувствительного к влаге оборудования, электронных компонентов и химической продукции, а также в сфере общественного питания, например, в жиростойкой упаковке и упаковке, готовой к использованию в духовке, где материал должен выдерживать нагрузки при обращении в дополнение к обеспечению барьерной функции.

Приложения в разных отраслях

Картон из алюминиевой фольги обслуживает более широкий круг конечных рынков, чем предполагает его репутация, ориентированная на упаковку. Понимание того, где и почему оно указано в разных отраслях, проясняет, какие характеристики производительности определяют спрос в каждом секторе.

Упаковка для продуктов питания и напитков

Это крупнейший сектор приложений. В упаковке шоколада и кондитерских изделий используется картон SBS, ламинированный фольгой, который сочетает в себе барьерную защиту от влаги и кислорода, теплоотражающую способность, которая замедляет цветение, вызванное температурой, и превосходный внешний вид. Для молочных продуктов, включая масло, маргарин и плавленый сыр, используется картонная упаковка из фольги, где фольга обеспечивает барьер для жира, а картон обеспечивает структуру для розничной витрины. Противни с готовыми блюдами, ламинированные фольгой, безопасны для использования в духовке, если фольга обращена к пище, и выдерживают кратковременные температуры до 200°C. В асептической упаковке жидких пищевых продуктов в качестве внутреннего барьерного слоя используется ламинат фольгированного картона. в многослойных конструкциях, включающих полиэтилен и иногда дополнительные функциональные покрытия.

Фармацевтическая упаковка

В качестве основы для блистерной упаковки, основы для стрип-упаковки и картонных вкладышей для чувствительных к влаге твердых лекарственных форм в качестве первичной или вторичной барьерной упаковки используются композиты фольгированного картона. Нормативные требования к фармацевтической упаковке, включая рекомендации по тестированию стабильности ICH Q1A и стандарты контейнеров USP, предписывают измеримые барьерные характеристики, которые надежно обеспечивает ламинированный фольгой картон. В основу блистерной упаковки из фольгированного картона встроены функции открывания, защищенные от детей и удобные для пожилых людей, с использованием рисунков надрезов, которые требуют преднамеренного многоэтапного открытия, сохраняя при этом целостность барьера до момента выдачи.

Холодовая цепь и изолированная упаковка

Логистика, чувствительная к температуре – фармацевтическая холодовая цепь, распределение свежих продуктов, доставка наборов еды – все чаще использует ламинированный фольгой гофрированный картон в качестве изоляционного вкладыша или материала для изготовления коробок. Фольга отражает лучистое тепло, а гофрированные воздушные карманы обеспечивают проводящую изоляцию, а структура картона сохраняет целостность упаковки при транспортировке. Оценки жизненного цикла, сравнивающие гофрированную фольгу с изоляцией из пенополистирола, обычно отдают предпочтение варианту с гофрированной фольгой с точки зрения возможности вторичной переработки и переработки в конце срока службы, и это различие становится все более актуальным в спецификациях закупок у крупных логистических операторов и розничных продавцов.

Строительство и строительные материалы

Помимо упаковки, фольгированный картон используется в строительстве в качестве пароизоляционной облицовки изоляционных плит, в качестве лучистого барьера в конструкциях кровли и стен, а также в качестве подложки для акустических панелей и декоративных настенных покрытий. В этих случаях отражающие и пароизоляционные свойства фольги являются основными функциональными факторами, а не ее упаковочными свойствами. Ламинированный картон строительного класса из фольги производится по спецификациям, отличным от упаковочного: акцент смещается от соответствия требованиям к контакту с пищевыми продуктами и пригодности для печати к долгосрочной стабильности размеров, огнестойкости и устойчивости к условиям эксплуатации на строительной площадке.

Рекомендации по спецификациям и источникам поставок

Приобретение картона из алюминиевой фольги требует определения спецификаций по нескольким взаимозависимым параметрам. Неполные спецификации приводят к тому, что материал соответствует отдельным критериям испытаний, но неэффективен при переработке или конечном использовании.

• Калибр фольги и сплав: Укажите минимальную толщину фольги в микронах и алюминиевый сплав — 1235 или 8011 — стандартные сплавы для пищевой упаковки; 1100 используется для промышленного применения. Подтвердите, является ли спецификация номинальной или минимальной толщиной, поскольку это различие влияет на надежность барьера.
• Сорт подложки и калибр: Определите тип картона (СБС, ДСП, крафт, гофрокартон), плотность в гсм и толщину в микронах или миллиметрах. Для складных коробок укажите необходимую жесткость при изгибе (мН·м) в машинном и поперечном направлении, чтобы коробка сохраняла свою форму после наполнения.
• Метод ламинирования и прочность соединения: Укажите минимальную прочность на отслаивание и химический состав ламинирования (клей или полимер, полученный экструзионным покрытием). При контакте с пищевыми продуктами убедитесь, что клей или экструзионная смола соответствуют применимым нормам безопасности пищевых продуктов — FDA 21 CFR в США, Регламенту ЕС 10/2011 для пластиковых контактных материалов в Европе.
• Целевые показатели эффективности барьера: Определите требования WVTR и OTR в условиях, соответствующих среде конечного использования. Эти значения следует измерять на готовом ламинате, а не рассчитывать на основе свойств компонентов, поскольку переменные процесса ламинирования влияют на фактически достигнутый барьер.
• Совместимость конвертации: Если материал будет высечен, надрезан, сложен или запечатан термосваркой, убедитесь, что образцы прошли испытания на обработку, прежде чем приступать к серийному производству. Фольгированный картон, который хорошо показал себя при барьерных и структурных испытаниях, может по-прежнему вызывать растрескивание фольги на надрезах или расслоение на складках, если конструкция ламината не оптимизирована для конкретного процесса переработки.
• Документация по вторичной переработке: На рынках с законодательством о расширенной ответственности производителя (EPR) подтвердите классификацию композита по пригодности к вторичной переработке. Картон, ламинированный фольгой, допускается к переработке бумаги в некоторых юрисдикциях и отбраковывается в других, в зависимости от весовой доли фольги и поведения расслаивания в процессе повторной целлюлозы. Документация поставщика об оценке пригодности к вторичной переработке упрощает отчетность о соблюдении требований.