Спецификация

Барьерные свойства: как читать и задавать OTR и WVTR

Срок годности определяется двумя числами. Оба выражаются в единицах, которые никто не использует в разговоре, оба бессмысленны без условий испытания рядом с ними, и оба регулярно сравниваются по паспортам данных, измеренным по-разному.

Что измеряют два числа

Один показатель отслеживает проникновение кислорода, другой — перемещение влаги в обоих направлениях.

OTR — скорость кислородопроницаемости. Сколько кислорода проходит через заданную площадь плёнки за заданное время. Обычно выражается в cc/м²/сутки, иногда cc/100 кв. дюйм²/сутки. Чем ниже, тем лучше. Кислород окисляет жиры, обесцвечивает пигмент и создаёт условия для аэробного порчи, поэтому OTR — ключевой показатель для кофе, орехов, снеков, вяленого мяса и всего с высоким содержанием жиров.

WVTR — скорость паропропускания. Сколько водяного пара проходит через материал; выражается в г/м²/сутки. Чем ниже, тем лучше. Определяет, не становится ли сухой продукт мягким и не высыхает ли влажный. Обратите внимание: направление двустороннее: WVTR важен как для удержания влаги, так и для её исключения.

Плёнка может быть превосходной по одному показателю и слабой по другому. EVOH — выдающийся кислородный барьер и слабый барьер для влаги — и его кислородные характеристики ухудшаются при повышении влажности, поэтому его обычно помещают между полиолефиновыми слоями, защищающими от воды. PE — обратный случай: хороший барьер для влаги и слабый для кислорода.

Почему два паспорта данных обычно несопоставимы

Оба показателя изменяются на порядок в зависимости от условий измерения, а сами условия — это мелкий шрифт.

OTR измеряется при заданной температуре и относительной влажности. Показатель, полученный при 23°C и 0% ОВ будет выглядеть значительно лучше, чем та же плёнка, измеренная при 23°C и 90% ОВ — особенно для любых конструкций, содержащих EVOH или нейлон. WVTR также измеряется при заданной температуре и градиенте влажности — 38°C при 90% ОВ — типичные тропические условия, дающие значительно более высокое число, чем умеренный климат.

Толщина также должна быть указана. Барьер через однородный слой в целом обратно пропорционален его толщине, поэтому цифра без указанной толщины не является спецификацией.

Три позиции для проверки в любом паспорте барьерных данных перед сравнением с другим:

  • Температура и относительная влажность испытания для каждой цифры.
  • Толщина плёнки, к которой относится данная цифра.
  • Используемый стандарт испытания — методы ASTM и ISO не всегда дают идентичные результаты.

Там, где эти данные отсутствуют, число — это маркетинг, а не данные. Запросить полный отчёт вполне правомерно, и мы предпочитаем, чтобы спрашивали.

Работа от срока годности в обратном направлении

Правильное направление — от нужного срока годности к барьеру, который его обеспечивает, а не от барьерного показателя к надежде на результат.

Цепочка такова: количество кислорода или влаги, которое продукт может поглотить до потери товарного вида, делённое на скорость проникновения через упаковку, даёт время. Чтобы это рассчитать, нужны четыре данные:

  • Критерий отказа — значение перекисного числа, содержания влаги или органолептический порог, при котором продукт перестаёт быть реализуемым.
  • Объём газового пространства — сколько кислорода находится внутри упаковки в момент запайки. Продувка азотом кардинально меняет ответ.
  • Соотношение площади поверхности к объёму — небольшая упаковка имеет пропорционально больше плёнки на грамм продукта и потому при том же барьере даёт более короткий срок годности.
  • Условия хранения — распределение в тропических условиях при комнатной температуре — это совсем другая задача, нежели охлаждённое распределение в умеренном климате.

Расчётный пример позволяет попасть в нужный диапазон; ускоренное, а затем реальное испытание срока годности на конкретной упаковке — это то, что его подтверждает. Тот, кто обещает срок годности только по структуре, без данных о продукте, угадывает — включая нас.

Что даёт каждая структура — в общих чертах

Достаточно представления о порядке, чтобы понять, в каком разговоре вы находитесь, прежде чем запрашивать цифры.

  • Монослой PE — хороший барьер для влаги, слабый для кислорода. Подходит для сухих нечувствительных к кислороду товаров.
  • Ламинат PET/PE — умеренный уровень обоих показателей, хорошая жёсткость и печать. Универсальный рабочий вариант.
  • PET/AL/PE с фольгой — фактически полный барьер для обоих. Непрозрачен и не перерабатывается ни в одном стандартном потоке.
  • Металлизированные конструкции на основе PET — высокий барьер, значительная часть преимуществ фольги при меньших затратах и весе, однако металлизированный слой уязвим для трещин при изгибе.
  • Совместные экструзии с EVOH — очень высокий кислородный барьер, чувствительность к влажности, требуются защитные слои с обеих сторон.
  • Высокобарьерный покрытый мономатериал PE или PP — путь переработки. Барьерные свойства существенно улучшились и теперь охватывают многие применения, прежде требовавшие фольги, — хотя не самые требовательные из них.

Последний пункт заслуживает планирования. Если требование по перерабатываемости наступает, вопрос в том, соответствует ли покрытая мономатериальная конструкция вашему барьерному требованию, — и ответ зависит от конкретного применения. Это испытание, а не мнение.

Частые вопросы

Каков хороший OTR для кофе?

Обжаренный кофе требует высокого кислородного барьера и клапана дегазации, поскольку после обжарки выделяет CO2, одновременно нуждаясь в защите от кислорода. Конкретный целевой показатель зависит от степени обжарки, помола и заявленного срока годности, поэтому он устанавливается на основании данных о продукте, а не стандартного значения.

Более толстая плёнка всегда даёт лучший барьер?

В пределах одного материала — в целом да, приблизительно пропорционально. Между материалами — нет: тонкий слой EVOH или металлизированный слой превосходит значительно более толстый полиэтиленовый по кислородному барьеру на порядки.

Почему моя структура с EVOH не соответствует требованиям во влажных условиях?

EVOH поглощает влагу, и кислородный барьер снижается по мере этого. Его необходимо экранировать между полиолефиновыми слоями, а цифру из паспорта данных нужно читать при той влажности, которую продукт будет фактически испытывать.

Может ли перерабатываемый мономатериальный пакет сравняться с фольгированным ламинатом?

Не в полной мере. Высокобарьерные покрытые мономатериальные конструкции теперь охватывают большую долю применений, прежде требовавших фольги, однако наиболее кислородочувствительные продукты с длительным сроком хранения по-прежнему выходят за рамки их возможностей.

Куда двигаться дальше

Мы отвечаем на каждый запрос в течение 12 часов и выставляем детальное коммерческое предложение в течение 24 часов. Пришлите нам спецификацию.