Podstawowe cechy i produkcja opakowań typu Doypack

Opakowania Doypack, zwane workami stojącymi, wyróżniają się tą cechą na tle innych opakowań w branży opakowaniowej. Dodatkowo możliwość otwierania i ponownego zamykania jest również istotna z punktu widzenia wydłużenia okresu konsumpcji produktów. Opakowania Doypack mają morfologicznie warstwową strukturę folii. Warstwy te mogą na ogół stanowić kombinację folii z tworzywa sztucznego lub aluminium, papieru siarczanowego i folii metalizowanej. W ten sposób powstają opakowania typu doypack uwzględniające niemal każdą cechę i obszar zastosowania. Jednak wraz ze zmianą stosowanych materiałów zmieniają się również metody produkcji, laminowania i pakowania. W tym przeglądzie omówiono proces rozwoju, podstawowe cechy, zalety, obszary zastosowań i produkcję opakowań typu doypack. 

1. Wprowadzenie

Opakowania Doypack to opakowania, które od lat 60-tych XX wieku służą do przechowywania i transportu produktów w wielu branżach i umożliwiają ich stabilne ustawienie na półkach i w szafkach. 1. Dzięki temu wykorzystuje się opakowania typu Doypack, zwane ogólnie torbami stojącymi lub torbami stojącymi do mieszka u podstawy i zwężającą się ku górze geometrię. Może stabilnie stać na półce lub w szafce. Według słownikowej definicji to szczelna plastikowa torba zaprojektowana do ustawienia w pozycji pionowej, powszechnie używana do przechowywania proszków i napojów.

Nazwa Doypack pochodzi od francuskiego wynalazcy Louisa Doyena. DOY(en) pochodzi z PACKaging. W 1962 roku w St. Louis we Francji urodził się Louis Doyen. Będąc dyrektorem generalnym fabryki opakowań w mieście Germain au Mont d’Or, badał nowe sposoby łatwiejszego przechowywania płynnej i stałej żywności. Zaczął pracować nad tym, aby wybrane przez niego opakowanie różniło się od innych i zaprojektował nowy produkt. Dzięki temu nadaje opakowaniu cechę, że stoi samodzielnie w pozycji pionowej 2–4. Wyjaśnił metodę produkcji w swoim patencie o numerze US3380646A (rysunek 1a), opublikowanym w 1968 roku i udowodnił, że opakowania są odporne na wysokie ciśnienie i silne wstrząsy. 5. Zastosowanie tego produktu rozwinęło się i trwa do dziś szeroko stosowane. Potrzeby konsumentów odgrywają ważną rolę w rozwoju opakowań Doypack. W projektowaniu opakowań doypack pojawiają się różne potrzeby w zależności od tego, czy opakowany produkt jest stały czy płynny. Na przykład, gdy pakowany jest produkt płynny, konsument może oczekiwać, że opakowanie zapewni łatwość użycia, a także będzie chronić produkt. Zmiany w projektowaniu opakowań wprowadzone w patencie otrzymanym przez Adama Shermana w 1991 roku mogą spełnić wspomniane oczekiwania. Sherman wprowadził innowacje w zakresie pakowania substancji płynnych o numerze patentu US4998646A 6. W ten sposób podjęto pierwsze kroki w kierunku opracowania konstrukcji ułatwiających wyładunek substancji płynnych z opakowania (rys. 1b). W kolejnych latach prowadzono badania nad spożyciem produktu opakowanego w opakowaniu typu doypack. Wprowadzono na przykład innowacje ułatwiające spożywanie napojów takich jak soki owocowe. W patentach o numerach US6076968A (rys. 1c) z 2000 r. i US20040161177A1 (rys. 1d) z 2004 r. opracowano konstrukcje zapewniające zaletę łatwego otwierania dla opakowań stosowanych do pakowania substancji płynnych 7,8. Tak więc, chociaż produkt jest dobrze konserwowany dla użytkownika końcowego, celem jest zminimalizowanie ryzyka rozlania w fazie konsumpcji. Dodatkowo w omawianym patencie do projektu dodano słomkę, która umożliwia łatwe otwieranie i picie. Dzięki tym innowacjom można zrozumieć, że obszary zastosowań opakowań typu doypack poszerzają się z dnia na dzień. Ponieważ te obszary zastosowań obejmują nie tylko produkty spożywane od razu, takie jak soki owocowe, ważne jest również zachowanie świeżości w opakowaniach typu doypack w przypadku produktów o dłuższym okresie spożycia. Ważną innowację mającą zastosowanie w takich sytuacjach ogłoszono w 2005 r. patentem nr US20050244084A1 (rysunek 1e) dotyczącym produkcji opakowań, które można ustawić pionowo i nadawać się do ponownego zamknięcia. We wspomnianej metodzie dodano funkcję ponownego zamykania za pomocą zamka błyskawicznego 9. W wyniku tego udoskonalenia produkt zapakowany w celach ochronnych zapewnił także możliwość wykorzystania w swoim opakowaniu i wydłużył okres zachowania świeżości żywności.

































Rysunek 1. Zmiana opakowań typu doypack a) Numer patentu US3380646A 5 b) Numer patentu US4998646A 6, c) Numer patentu US6076968A 7, d) Numer patentu US20040161177A1 8, e) Numer patentu US20050244084A1 9

Różnorodność produktów w opakowaniach Doypack jest dość duża i opakowania te znajdują zastosowanie niemal w każdej dziedzinie. Opakowania Doypack można klasyfikować ze względu na ich wygląd zewnętrzny i morfologię. W obu kategoriach powszechnie stosuje się polietylen (PE), polipropylen (PP), politereftalan etylenu (PET) i poliamid (PA). Polimery te można stosować samodzielnie, jako mieszaninę lub jako warstwę warstwową, w zależności od pożądanego produktu. Morfologicznie opakowania doypack mogą składać się z różnych warstw. Warstwy można łączyć ze sobą lub z różnymi materiałami, a liczba warstw zazwyczaj waha się w granicach 3-9. Materiałami tymi są zazwyczaj papier (PAP, KRAFT), folia aluminiowa (Al) i folie metalizowane (M) (rysunek 2).

















Np. opakowania doypack PET/Al/PA/Cast PP (CPP) 13, PAP/Al/PE 14.15, PET/PE/Al, CPP/M, PET/PE 16, PET/PE, PET/Al/PE, Stosowany jest w takich odmianach jak KRAFT/Al/PE 17, KRAFT/PET/CPP18, PET+CPP – MPET+CPP 19 (Rys. 3).



















Wiele funkcji i obszarów zastosowań różni się w zależności od rodzaju materiału i rodzaju laminowania/powłoki. Na przykład, opakowania typu kraft doypack mogą być preferowane, aby nadać naturalny wygląd opakowaniom naturalnie wytwarzanych produktów spożywczych, podczas gdy aluminiowe opakowania typu doypack mogą być preferowane w zastosowaniach wymagających wysokich właściwości barierowych. Podsumowując, każdy typ zawiera więcej niż jeden komponent, a komponenty te dodają do nich różne funkcje i oferują szeroki zakres obszarów zastosowań.

Ze względu na wygląd zewnętrzny opakowania doypack można podzielić na posiadające zamki błyskawiczne (rys. 4a), wieczka (rys. 4b i 4c), okienka (rys. 4d) lub wieszaki (rys. 4e i 4f), jak pokazano na rys. 4. Cechy te również ulegają zmianie i rozwijają się same w sobie. Na przykład opakowania typu clamshell typu doypack są stosowane w opakowaniach do płynnej żywności i zapewniają konsumentowi wiele korzyści.

































2. Podstawowe cechy i zalety opakowań Doypack

Najważniejszymi cechami opakowań Doypack są: długi czas przechowywania, łatwy transport, ponowne otwieranie i zamykanie, zachowanie świeżości/smaku, dobre właściwości barierowe, ochrona produktów przed czynnikami zewnętrznymi (UV, wilgoć, temperatura itp.), przydatność do stosowania w gorących warunkach. i zimnego, przydatność do różnych sposobów pakowania (próżniowe, zimne itp.), łatwość użycia, lekkość, niski koszt, łatwość druku, łatwość sterylizacji, nieszkodliwość dla zdrowia ludzkiego, zajmowanie mniej miejsca w przechowywaniu, łatwiejsze rozpoznawanie produktu przez konsumenta oraz łatwość wyboru produktu.



















Rysunek 5. Układ mieszkowy a) punkty mocowania na opakowaniu, b) widok opakowania z boku, c) przód opakowania, d) przekrój pionowy 5

Najważniejszą cechą odróżniającą opakowania Doypack od innych opakowań jest to, że posiadają one system mieszków i mogą stać. System ten wykonywany jest na maszynie formującej Doypack. System mieszków tworzy się poprzez proste złożenie i sklejenie opakowania maszyny, jak pokazano na rysunku 5. Opakowania typu Doypack należą obecnie do najpowszechniej stosowanych rodzajów opakowań. Opakowania Doypack wyróżniają się w branży opakowań możliwością ponownego otwierania i zamykania. Jednocześnie funkcja ta zapewnia również łatwość obsługi. Ponieważ opakowanie Doypack ma wielowarstwową strukturę folii, zawiera wiele cech. Dzięki temu ma dłuższy okres przydatności do spożycia i lepsze właściwości barierowe w porównaniu do innych opakowań. Dzięki tej cesze produkty zachowują smak i świeżość, jednocześnie wykazując dobrą odporność na wpływy zewnętrzne. Produkcja opakowań Doypack zapewnia branży produkt przyjazny dla środowiska, niskoenergochłonny, nieszkodliwy dla zdrowia, tani i łatwy w zadruku. Opakowania Doypack, które mają różne warstwy i struktury, mają również różne funkcje pakowania i napełniania. Prowadzone są na przykład badania dotyczące napełniania na gorąco i pakowania próżniowego. Oprócz tych cech nie należy ignorować lekkości w przechowywaniu i transporcie, zajmowania niewielkiej przestrzeni i łatwego przenoszenia. Najważniejszą cechą opakowań typu doypack, odróżniającą je wyglądem od innych opakowań, jest to, że stoją pionowo i w niektórych zastosowaniach umożliwiają konsumentowi obejrzenie produktów znajdujących się w środku.

Dzięki wspomnianym wyżej cechom opakowanie typu doypack ma pewne zalety. Można je podsumować w następujący sposób; W porównaniu do butelek szklanych i puszek metalowych, opakowania typu doypack są produkowane w prostszy sposób i oszczędzają miejsce do przechowywania podczas układania produktów w stosy. Zmniejsza także ślad węglowy, ponieważ zużywa mniej zasobów. Kolejną zaletą jest ekonomiczność dzięki niskim kosztom produkcji. Opakowania Doypack można stosować zarówno na liniach produkcyjnych aseptycznych, jak i nieaseptycznych. Opakowania Doypack z różnymi akcesoriami mogą być produkowane na różne sposoby, np. opakowania próżniowe, z jednokierunkowym odgazowaniem i z zaworami. Opakowania Doypack, znane ze swojej zdolności do ustawiania w pozycji pionowej i układania warstw, dzięki swoim warstwom mogą pozostać stabilne i zapewniać właściwości barierowe w zależności od zawartości produktu. Fakt, że opakowania Doypack są przenośne, lekkie, estetyczne oraz można je otwierać i zamykać, stanowi dla konsumenta korzyść w zakresie łatwości użycia20.

3. Obszary zastosowania opakowań typu Doypack

Jak wspomniano powyżej, pakiety doypack mają różne struktury i funkcje. Dzięki temu ma szerokie pole zastosowania i znajduje szerokie zastosowanie w opakowaniach chemii gospodarczej, detergentów, kawy i herbaty, które wymagają dobrych właściwości mechanicznych i barierowych. Ponadto opakowania typu doypack znajdują zastosowanie również przy pakowaniu żywności suchej, roślin strączkowych, przekąsek, płatków śniadaniowych i produktów typu granola, żywności gotowej, czekolady i wyrobów cukierniczych. Znajduje również zastosowanie w produktach delikatesowych, piekarniczych oraz przy pakowaniu produktów płynnych innych niż produkty granulowane lub sypkie. Rysunek 6 przedstawia przykłady obszarów zastosowań pakietów doypack.

























Rysunek 6. Obszary zastosowań opakowań Doypack a) detergent 21, b) sucha karma 22, c) kawa 23, d) gotowa żywność 24, e) sok owocowy 25, f) żywność ekologiczna 26, g) karma dla kotów 27 i h) mydło w płynie 28

4. Maszyna do formowania opakowań Doypack

Cechą stojącą, która wyróżnia opakowania doypack, jest w rzeczywistości zapewniana przez maszynę do formowania opakowań doypack. Maszyny różnią się w zależności od firmy i użytego produktu. Folia przeznaczona do wykonania produktu pochodzi z gotowej folii innej firmy lub jest produkowana we własnym zakresie. Jak już wspomniano, na szpulach maszyny umieszczane są folie różnego typu i o różnych właściwościach. W pierwszym etapie folia nawinięta na szpulę jest otwierana za pomocą rolek i wprowadzana na maszynę. Jeżeli folia będzie wisieć na wieszaku, folię dziurkuje się za pomocą urządzenia dziurkującego. Następnie za pomocą urządzenia kształtującego wykonywany jest system mieszków, który pozwala na ustawienie opakowania typu doypack. Można stosować różne konfiguracje w zależności od pożądanej konstrukcji mieszków, a dolna część opakowania, czyli część mieszkowa, jest klejona. Jeśli ma zostać dodany zamek błyskawiczny lub osłona, dodaje się ją po tym kroku. Zamek błyskawiczny podawany jest na folię z drugiej rolki maszyny, sklejany, a brzegi przycinane do odpowiednich wymiarów. Następnie opakowania trafiają do sekcji klejenia pionowego. W tej części opakowania są sklejane od krawędzi poprzez obróbkę cieplną pod żądane wymiary. Po zakończeniu procesu klejenia opakowania przechodzą do fazy schładzania. Schłodzone opakowania są cięte i teraz stają się pojedynczymi opakowaniami. Jeśli nie ma być wykonywane napełnianie, proces kończy się w tej sekcji, a paczki typu doypack są przechowywane w pudełkach. Podczas napełniania jest podawany do maszyny i napełniany, a po napełnieniu jest zwykle zgrzewany metodą termiczną. Jeżeli maszyna doypack wykonuje zarówno formowanie, jak i napełnianie (formowanie+napełnianie), to po rozprężeniu odpowiednio części mieszkowej wyciętych opakowań, wprowadza się do niej od góry powietrze, aby zrobić miejsce na pakowany produkt i napełniany jest pożądany produkt do paczki w określonej liczbie lub wadze. Napełnione opakowania są rozciągane za pomocą aparatu dwustronnego, a produkty są starannie układane. Gotowe opakowania są zamykane, klejone i ostatecznie umieszczane w pudełkach w celu transportu i przechowywania. Maszyna do formowania i powiązane części pokazano na rysunku 7 29–31.



Rysunek 7. Maszyna do formowania opakowań typu Doypack (1. zwój, 2. rolki, 3. dziurkacz folii, 4. formowanie opakowania, 5. klejenie pod paczką, 6. dodawanie zamka błyskawicznego, 7. klejenie zamka błyskawicznego, 8. obcinanie krawędzi zamka błyskawicznego, 9 . klejenie pionowe, 10. chłodzenie opakowania, 11. fotokomórka, 12. cięcie, 13. otwieranie dna opakowania, 14. napełnianie opakowania, 15. napełnianie opakowania, 16. rozciąganie opakowania, 17. klejenie góry opakowania, schładzanie i spłaszczanie , 18. OPAKOWANIE typu doypack)

5.Wniosek

Opakowania typu Doypack, z którymi spotykamy się niemal na każdym przejściu na rynku, dają szerokie możliwości zastosowania poprzez urozmaicenie zastosowanymi foliami i materiałami. Opakowania typu Doypack produkowane różnymi metodami i z różnych materiałów posiadają wiele cech, dlatego ich zastosowanie z dnia na dzień jest coraz większe. W artykule omówiono podstawowe cechy, zalety, obszary zastosowań oraz produkcję opakowań typu doypack