열성형 육류 및 해산물 트레이의 냉동 균열 방지 방법 (-20°C 냉장 보관)
콜드체인 포장은 상온에서는 멀쩡해 보일 수 있지만, 영하 20도의 냉동, 적재, 진동, 낙하 등 실제 물류 과정을 거치면서 문제가 발생합니다. 이러한 상황에서 흔히 볼 수 있는 파손 현상이 나타나는 것입니다.
냉동고 균열 (주로 모서리/깊숙한 곳에서 발생)
치아 모서리 미백 (스트레스 미백/미세 변형)
냉동 또는 냉장 취급 후 물방울 파손
냉동고 균열, 열성형 문제 또는 저온 인성 트레이에 대해 검색하고 있다면 핵심은 다음과 같습니다. 파손은 일반적으로 두께 분포 + 잔류 응력 + 저온이라는 복합적인 요인에 의해 발생합니다. 취성 + 하중 처리 능력 - 단일 요인이 아닙니다.
가장 큰 원인은 높은 인발비와 불균일한 성형 두께로 인한 모서리 부분의 두께 감소입니다.
저온은 연성을 감소시키고, 잔류 응력으로 인해 미세 균열이 눈에 보이는 균열로 성장합니다.
가장 빠른 개선 경로는 다음과 같습니다. (1) 두께 분포 개선, (2) 잔류 응력 감소, (3) 실제 콜드체인 조건에서 성형 트레이에 대한 검증.
1) -20°C에서 균열이 발생하는 근본 원인
원인 A — 드로우 비율로 인한 코너 두께 감소 (가장 흔함)
열성형은 판재를 늘리는 공정으로, 모서리와 깊게 뽑힌 부분은 가장 얇고 약한 부분이 됩니다. 인발비는 최소 두께와 두께 감소 위험을 예측하는 데 널리 사용됩니다.
일반적인 징후
균열은 모서리/반경 부분에서 시작됩니다.
트레이가 깊어질수록 고장률이 높아집니다.
평판 시트 테스트는 통과했지만, 성형 트레이 테스트는 실패했습니다.
원인 B — 저온 취성 + 잔류 응력
저온 및 높은 변형률에서 고분자는 더 취성적인 거동을 보입니다(항복까지 걸리는 시간이 짧아짐). 잔류 응력은 크레이징/균열을 유발하고 결국 파손으로 이어질 수 있습니다.
일반적인 징후
갈라지기 전 미백
균열은 즉시 발생하는 것이 아니라 냉장 보관/운송 후에 나타납니다.
원인 C — 불균일한 가열 및 냉각
불균일한 가열은 두께 변화와 응력을 증가시키고, 냉각의 불균일성 또한 내부 응력 및 변형 위험을 높입니다.
원인 D — 기하학적 응력 집중
모서리 곡률이 작고 플랜지 모서리가 날카로우면 응력이 집중되는데, 특히 냉동고 온도에서는 위험합니다.
2) 저온 인성을 향상시키기 위한 성형 팁 (재료 변경 전)
팁 1 — 모서리 부분의 두께 분포를 개선하세요
가능한 경우 모서리 반경을 늘리세요.
플러그 어시스트를 활용/최적화하여 재료를 더욱 고르게 사전 늘리고 분산시켜 깊은 부위의 얇아짐을 줄이십시오.
인발률과 초기 판재 두께 간의 관계를 검토하십시오.
팁 2 — 가열 균일성 향상
히터 구역 설정을 조정하세요 (따뜻한 곳과 차가운 곳이 섞이지 않도록).
안정적인 성형을 위해 제어된 예열 프로파일을 유지하십시오.
팁 3 — 잔류 응력을 줄이세요
급격한 냉각을 피하고 금형 온도를 일정하게 유지하십시오.
성형 속도와 냉각 속도의 균형을 맞추세요
안정적인 웹 핸들링과 반복 가능한 클램핑을 보장합니다.
팁 4 — 저온 상태에서 성형 트레이를 사용하여 검증하십시오.
콜드체인 포장의 경우, 성형 후와 컨디셔닝 후 유효성을 검증하십시오.
두께 매핑(모서리/벽/바닥)
목표 온도에서의 저온 처리(예: -20°C에서 12~24시간)
낙하 테스트 (모서리부터 떨어뜨리는 것이 중요합니다)
3) 재료 및 적층 구조 접근법
참고: "저온에서 더 우수함"은 등급, 제형 및 트레이 형상에 따라 달라집니다. 구조 선택을 통해 성공 가능성을 넓힌 후 실제 생산 라인에서 검증하십시오.
옵션 1 — 내구성 강화 시스템 (PP/CPP 적층 시트 롤)
PP는 많은 포장 용도에서 PET보다 유연성과 충격 흡수력이 뛰어나다고 알려져 있으며, 이는 취급/운송 상황에서 도움이 될 수 있습니다. 하지만 최종 성능은 성형 트레이 및 저온 테스트를 통해 입증되어야 합니다.
도움이 될 때
콜드체인 취급 안정성을 우선시하는 프로젝트
인쇄/기타 기능을 시스템으로 통합해야 합니다.
옵션 2 — PET 기반 적층 시스템(PET/CPP 또는 PET/PE)
PET는 투명 디스플레이 포장에 널리 사용됩니다. PET 라미네이트 솔루션은 기능적 요구 사항(인쇄, 차단, 김서림 방지)에 맞게 설계할 수 있지만, 두께 분포 및 저온 충격 목표에 대한 엄격한 제어가 필요합니다.
도움이 될 때
깔끔한 진열과 브랜드 트레이
차단/안개 방지/인쇄 요구 사항을 충족하는 시스템 통합
중요: 뚜껑/밀봉 장치와의 호환성을 항상 확인하십시오. 저온 환경에서는 밀봉 상태 및 벗겨짐 현상이 달라질 수 있습니다.
4) “콜드체인 포장”에 대한 권장 테스트 계획
테스트 계획을 명확하게 정의하세요:
목표 온도: ___°C (예: -20°C)
준비 시간: 12~24시간
낙하 테스트: 높이 + 방향 (모서리부터)
적재 하중: 카톤/팔레트 시뮬레이션
합격 조건: 균열 없음; 필요한 경우 미백 허용 오차를 정의하십시오.
5) 견적 요청서(RFQ) 작성 준비 체크리스트
용도: 육류/해산물 트레이 (냉장/냉동)
냉장 보관 온도: ___°C; 보관 기간: ___일
트레이 디자인: 깊이 ___ mm; 모서리 반경 ___ mm; 플랜지 너비 ___ mm
선호하는 구조: PP/CPP / PET/CPP / PET/PE (또는 "추천해 주세요")
판재 두께: ___ mm; 롤 폭/외경/심부: ___ / ___ / ___
성형 방식: 진공/압력; 플러그 보조 기능 유무; 라인 속도 ___
불량 원인: 모서리 균열/백화 현상/낙하 충격으로 인한 파손
시험 조건: ___시간 동안 ___°C에서 컨디셔닝; 낙하 높이 ___
뚜껑/밀봉: 열 밀봉 / VSP; (쉽게 벗겨지는 경우) 벗겨낼 부분 ___
기능(선택 사항): 차단막 OTR/WVTR ___; 김서림 방지 기능(예/아니오); 인쇄 기능(예/아니오)
규정 준수: 해당 시장의 식품 접촉 요건
자주 묻는 질문
Q1: 실온에서는 괜찮지만 냉동실에서는 갈라지는 이유는 무엇인가요?
저온에서는 연성이 감소하고, 성형 과정에서 모서리가 얇아지고 잔류 응력이 발생하여 성형된 트레이가 훨씬 더 민감해집니다.
Q2: 가장 빨리 형성되는 해결책은 무엇입니까?
모서리 두께 분포를 개선하고(플러그 보조, 가열 균일성, 곡률) 잔류 응력을 줄입니다.
Q3: 평판 충격 시험만 해야 할까요?
아니요, 실제 냉장 유통 포장을 위해 저온 처리 후 성형 트레이에서 검증하십시오.
냉동 물류 과정에서 열성형 육류/해산물 트레이에 균열이 생기거나 변색이 발생하는 경우, 트레이 깊이, 두께 분포 목표, 밀봉 시스템에 맞춰 적합한 적층 시트(PP/CPP, PET/CPP, PET/PE) 솔루션을 추천해 드리고, 샘플 제공 및 적용 방법에 대한 안내도 해드립니다.
