دو هدف اصلی استفاده از گریدهای پلی آمید در بسته بندی مواد غذایی عبارتند از کاهش عبورپذیری در برابر اکسیژن، عطر، بو و افزایش خواص مکانیکی نظیر مقاومت در برابر سوراخ شدگی. دیگر خواص بی‌نظیر پلی آمید بسته بندی شامل موارد زیر می‌شود:
- قابلیت ترموفورمینگ با عمق زیاد
- عبور پذیری عالی نور
- مقاومت به نفوذ روغن
از میان تمامی گریدهای پلی آمید تجاری، گریدهای PA6 و PA6/6.6 بیشترین استفاده را در صنایع بسته بندی و تولید فیلم‌ها دارند. همچنین، گریدهای خاص نظیر PA6/12 و PA6/6.6/12 (کوپلیمرهای دو و سه منومره) نیز در این صنعت به کار می‌روند.
گرید PA6 به دلیل درصد بلورینگی بالا نیازمند خنک کاری سریع پس از تولید است. از سوی دیگر، گرید PA6/6.6 با خنک سازی عادی، شفافیت فوق‌العاده‌ای به همراه مقاومت بی‌نظیری در برابر سوراخ شدن ارائه می‌دهد. این گرید با دمای ذوب حدود 30 درجه سانتیگراد کمتر از PA6، فرآیند تولید را ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر می‌کند.
ویژگی‌های ساختاری پلی آمید ۶ و گریدهای کوپلیمر
پلی آمید ۶ از پلیمریزاسیون حلقه‌گشای کاپرولاکتام تولید می‌شود و ساختاری نیمه‌کریستالی دارد. نقطه ذوب این پلیمر حدود ۲۲۳ درجه سانتیگراد است و این ویژگی آن را برای کاربردهای مقاوم در برابر حرارت و ضربه مناسب می‌سازد. از سوی دیگر، گریدهای کوپلیمر مانند PA6/6.6 و PA6/12 با کاهش دمای ذوب و افزایش انعطاف‌پذیری، برای فرآیندهایی نظیر ترموفرمینگ و شرینک مناسب‌ترند. گرید PA6/6.6 با دمای ذوب حدود ۱۹۱ درجه سانتیگراد، فرآیند تولید را ساده‌تر و اقتصادی‌تر کرده و در عین حال شفافیت بالاتری ارائه می‌دهد.
جدول مقایسه خواص فیزیکی گریدهای رایج در بسته‌بندی
| نام گرید | دمای ذوب (°C) | عبورپذیری اکسیژن (ml.50µm/m².day) | مدول کششی (MPa) | استحکام مکانیکی (MPa) | کرنش در پارگی (%) | انرژی لازم برای پارگی (mJ) |
| PA6 | 220 | 20 | 700 | 100 | 400 | 18 |
| PA6/6.6 | 191 | 26 | 500 | 105 | 470 | 25 |
این داده‌ها نشان می‌دهد که گرید PA6 در مقایسه با PA6/6.6 دارای استحکام کششی بالاتر و مدول بیشتر است، اما گرید کوپلیمر با انعطاف‌پذیری و مقاومت پارگی بالاتر برای بسته‌بندی‌های نرم‌تر و حرارت‌پذیر مناسب‌تر است.
موارد استفاده متداول گریدهای پلی آمید در بسته‌بندی شامل موارد زیر است:
- کیسه‌های بسته‌بندی با ممانعت بالا (High Barrier Pouches)
- پوشش‌های سوسیس و کالباس (Sausage Casing)
- فیلم‌های شرینک مخصوص گوشت و فرآورده‌های پروتئینی (Shrinkbags)
- ظروف ترموفرم (Thermoforming Trays)
- فیلم‌های درپوش محصولات لبنی (Lidding Films)
- بسته‌بندی مقاوم در برابر حرارت و استریلیزاسیون (Retort Packaging)
- بطری‌های مقاوم به اکسیژن برای نوشیدنی‌ها و سس‌ها (Oxygen Barrier Bottles)
- بسته‌بندی مایعات در قالب BIB (Bag in Box)
دو هدف کلیدی استفاده از گریدهای پلی آمید در بسته‌بندی عبارت‌اند از:
۱. کاهش عبورپذیری در برابر گازها، بخار، روغن و بو
این خاصیت برای بسته‌بندی محصولات حساس مانند گوشت، لبنیات و داروها حیاتی است. گریدهای پلی آمید به دلیل ساختار مولکولی منظم، مقاومت بسیار خوبی در برابر نفوذ اکسیژن و چربی دارند.
۲. افزایش خواص مکانیکی بسته‌بندی
مقاومت در برابر سوراخ‌شدگی، ضربه، کشش و پارگی از جمله مزایایی است که پلی آمیدها به بسته‌بندی‌های چندلایه می‌بخشند. این مزیت به‌ویژه در فرایندهای حمل‌ونقل و نگهداری محصولات غذایی اهمیت دارد.
قابلیت ترموفرمینگ و انعطاف‌پذیری بالا
گریدهای پلی آمید در بسته‌بندی با قابلیت ترموفرمینگ، امکان تولید ظروف عمیق با دیواره نازک را فراهم می‌کنند. این خاصیت در ساخت ظروف بسته‌بندی نیمه‌سفت برای غذاهای آماده، گوشت و فرآورده‌های پروتئینی بسیار کاربردی است. همچنین، انعطاف‌پذیری بالا، فیلم‌های پلی آمیدی را برای استفاده در کیسه‌های شرینک و پوشش‌های انعطاف‌پذیر ایده‌آل می‌سازد.
عبورپذیری نور و خواص نوری
گریدهای پیشرفته پلی آمید با عبورپذیری مناسب نور، امکان بررسی ظاهری محصول توسط مشتری نهایی را فراهم می‌کنند. در عین حال، می‌توان با افزودن افزودنی‌های مقاوم به UV، از افت کیفیت محصول در برابر نور مستقیم جلوگیری کرد.
ملاحظات فرآیندی و خنک‌کاری
گرید PA6 به دلیل بلورینگی بالا نیاز به خنک‌کاری سریع پس از تولید دارد. این موضوع در خطوط اکستروژن فیلم اهمیت زیادی دارد، زیرا عدم خنک‌کاری مناسب ممکن است باعث کدر شدن یا کاهش کیفیت مکانیکی فیلم شود. در مقابل، گرید PA6/6.6 با بلورینگی کمتر، قابلیت خنک‌کاری معمولی دارد و از این جهت برای تولیدکنندگان دارای تجهیزات پایه مناسب‌تر است.
کاربردهای فراتر از صنعت غذا
هرچند تمرکز اصلی بر بسته‌بندی مواد غذایی و دارویی است، اما گریدهای پلی آمید در بسته‌بندی‌های صنعتی نیز به کار می‌روند. برای مثال، بسته‌بندی روغن‌های صنعتی، محصولات بهداشتی، قطعات یدکی و حتی مواد شیمیایی حساس نیز از خواص ممانعتی و مقاومتی این پلیمرها بهره‌مند می‌شوند.
جمع‌بندی و پیشنهاد تخصصی
با در نظر گرفتن خواص تخصصی، فرآیندپذیری آسان و قابلیت ترکیب با سایر پلیمرها، گریدهای پلی آمید در بسته‌بندی به‌عنوان راه‌حلی حرفه‌ای و پیشرفته برای ارتقای عملکرد بسته‌بندی در صنایع غذایی، دارویی و صنعتی شناخته می‌شوند. انتخاب گرید مناسب باید بر پایه ویژگی‌های موردنیاز از جمله نوع محصول نهایی، شرایط نگهداری، روش فرآوری و الزامات بازار هدف انجام شود.
تولیدکنندگان این حوزه، با مشاوره فنی و انتخاب دقیق گرید، می‌توانند نه‌تنها عملکرد بسته‌بندی را بهبود بخشند، بلکه به افزایش طول عمر محصول و رضایت مشتری نیز کمک کنند.
