LDPE vs HDPE: как выбрать материал флакона под ваш продукт

Оглавление

1. Краткий ответ: когда LDPE, а когда HDPE
2. Что такое LDPE и HDPE: структура и ключевые свойства
3. Ключевые критерии выбора под конкретный продукт
4. Барьерность и химстойкость: удержать аромат и не разрушиться
5. Внешний вид, декор и требования бренда
6. Производство и экономика: от смолы до флакона
7. Экология и соответствие требованиям
8. Альтернативы и улучшения: когда не хватает базового PE
9. Типовые сценарии: что выбрать под конкретную категорию
10. Чек-лист выбора и быстрые рекомендации

Краткий ответ: когда LDPE, а когда HDPE

LDPE (ПВД) выбирают для производства мягких, сжимаемых флаконов с хорошей прозрачностью и средней химстойкостью; HDPE (ПНД) — для более жёстких флаконов с высокой химической стойкостью и более высокими барьерными свойствами к растворам кислот, спиртов, щелочей.

Если продукт агрессивный, летучий или важна геометрическая стабильность и ударопрочность — берите HDPE; если нужны «софт-тач» выдавливание, полупрозрачность и мягкие стенки — берите LDPE.

Оба материала подходят для выдувного формования (EBM/IBM), легко окрашиваются, совместимы с широким набором дозаторов и крышек и доступны в пищевых и косметических допусках (FDA 21 CFR, EU 10/2011, ТР ТС 005/2011). На практике оптимальный выбор подтверждается тестами совместимости и пермеации на образцах целевого флакона.

Что такое LDPE и HDPE: структура и ключевые свойства

LDPE — полиэтилен низкой плотности с разветвлённой структурой цепей, HDPE — полиэтилен высокой плотности с более линейной структурой. Из-за строения LDPE мягче и эластичнее, а HDPE жёстче, прочнее и менее проницаем для запахов и спиртов.

У LDPE ниже модуль и выше растяжимость — стенка легко «дышит» при нажатии, что удобно для кремов и гелей. У HDPE выше жёсткость, ударопрочность и стойкость к растрескиванию (ESCR), поэтому он предпочтителен для бытовой химии, антисептиков, масел и средств с растворителями. Для LDPE рабочие температуры от -40 до +60 °C, для HDPE — от -50 до +70 °C; для горячего розлива оба ограничения проверяются в тестах. Обе смолы хорошо обрабатываются на EBM; для горловин, требующих повышенной точности, сочетают литьё преформы/горловины и выдув (IBM).

Прозрачность и тактильность

LDPE даёт полупрозрачную, «молочную» стенку и мягкую обратную связь при выдавливании. Поверхность тары — глянцевая. HDPE чаще непрозрачен и создает ощущение «монолитности». Поверхность — матовая.

Если важен визуальный контроль уровня, LDPE выигрывает без дополнительных добавок; HDPE требует тонкой настройки рецептуры и стенки. Для «софт-тач» и комфортного дозирования LDPE обеспечивает более плавное восстановление формы. Для строгой цилиндричности, устойчивости на полке и минимизации «вдоха-выдоха» стенки выбирайте HDPE.

Слева расположен полупрозрачный мягкий флакон LDPE; справа - более жёсткий HDPE-флакон.

Плотность, масса и логистика

HDPE плотнее (≈0,95 г/см³) LDPE (≈0,92 г/см³), что влияет на массу флакона при одинаковой толщине и жёсткости.
Чтобы достичь сопоставимой устойчивости, LDPE часто требует толще стенку, поэтому баланс массы/жёсткости — в пользу HDPE при таре для логистически чувствительных категорий. Для мелких объёмов (30–150 мл) разница в стоимости сырья нивелируется технологией и дизайном; для крупных объёмов (0,5–2 л) HDPE обычно экономичнее.

Ключевые критерии выбора под конкретный продукт

Правильный выбор материала опирается на четыре блока: химическая совместимость, барьерность/пермеация, сценарий использования и требования бренда/декора. Начните с тестов ESCR и пермеации на реальной рецептуре и целевом дизайне.

• Оцените концентрации спиртов, эфирных масел, ПАВ, кислот/щёлочей и ароматических углеводородов.
• Сопоставьте условия: температура хранения/перевозки, давление при дозировании, падения и сжатия в коробах.
• Уточните брендинговые цели: прозрачность, матовость, белизна, точность геометрии, совместимость с шёлкографией, термотрансфером, IML/этикеткой.
• Закройте регуляторные требования: пищевой контакт, косметическая/фармацевтическая чистота, RIC-маркировка (#2 для HDPE, #4 для LDPE).

Вязкость и способ выдачи продукта

Текучие формулы и спреи лучше чувствуют себя в HDPE благодаря жёсткости и стабильности геометрии при насосах/триггерах.
Гели/кремы с выдавливанием из «тубофлаконов» удобнее в LDPE — стенка податлива, дозирование контролируемо. При высокой вязкости и обратном клапане мягкость LDPE уменьшает эффект «подсоса» воздуха; если нужен точный возврат формы и «антивакуум», добавляют ребра жёсткости или переходят на HDPE с тонкой стенкой.

Условия логистики и хранение

Для длинных плеч транспортной логистики, высоких ярусов палет и отрицательных температур HDPE безопаснее в отношении деформации и ударов.
LDPE в толстых стенках переносит удары хорошо, но склонен к временной овальности при длительном сжатии в коробах. Для авиаперевозок с перепадами давления HDPE держит форму лучше; для маркетплейсов с частым сжатием пакетов LDPE комфортнее для пользователя, но требует усиленной геометрии дна.

Барьерность и химстойкость: удержать аромат и не разрушиться

HDPE обеспечивает лучшую барьерность к спиртам, ароматам и маслам, LDPE более проницаем и может «дышать», что снижает удержание летучих компонентов. Для агрессивных формул и растворителей берут HDPE, а для нейтральных кремов/ПАВов подходит LDPE.

Если рецептура богата эфирными маслами/терпенами, у HDPE ниже риск ESCR-трещин. Для сильно летучих ароматов и топливных фракций применяют фторирование внутренней поверхности HDPE или коэкструзию с EVOH-слоем. В водных кислотах/щёлочах оба материала устойчивы, но длительные концентрации и температура требуют испытаний. На сахарных сиропах/соусах барьерные требования умеренные, и выбор определяется эргономикой и декором.

Спирты и антисептики

Для этанола и изопропанола HDPE предпочтителен: он медленнее пропускает пары и лучше держит объём и жёсткость.
LDPE допустим при невысоких концентрациях и коротком сроке, но возможна усушка/запах «вдоха» при длительном хранении. Спреи и помпы работают стабильнее с HDPE-флаконом из-за геометрии горловины. Для максимальной барьерности добавляют индукционную запайку (foil-liner) и прокладки EPE/EVA.

Масла, отдушки и эфиры

Эфирные масла и терпенсодержащие отдушки провоцируют ESCR — HDPE имеет преимущество.
Для аромодиффузоров и массажных масел берут HDPE, иногда с фторированием поверхности. LDPE уместен для мягких косметических масел при невысоких дозировках отдушек и контролируемой температуре. Обязателен тест торможения запаха и миграции на целевой этикеточной системе.

Кислоты, щёлочи и бытовая химия

Оба материала устойчивы к большинству водных кислот, щёлочей и ПАВ, но HDPE лучше переносит удар и хранение в холоде.
Для гелей и паст удобнее LDPE из-за выдавливания, однако при высокой щёлочности (например, очистители для кухни) безопаснее HDPE с усиленным дном. Если рецептура «жёсткая» по стресс-агентам, проверяют ESCR по ASTM D1693/ISO 22088 на партии целевого сырья.

Внешний вид, декор и требования бренда

LDPE используют, когда нужен мягкий тактильный эффект и полупрозрачность; HDPE — когда важны идеальная геометрия, матовая поверхность и «монолитная» эстетика.
Шёлкография, термотрансфер, тампопечать хорошо держатся на обеих поверхностях; для IML/этикетки HDPE даёт более «ровную» плоскость. Белые премиксы TiO₂ задают укрывистость, матирующие добавки и сатиновая текстура подчёркивают премиальность. Для натуральных брендов востребована окраска мастербатчами без тяжёлых металлов и использование PCR-HDPE/био-PE.

Прозрачность, цвет и защита от УФ

Для контроля остатка продукта без смотровой полосы берут LDPE; HDPE требует тонкой стенки или специальных смол/эффектов.
Если формула фоточувствительна, в оба материала вводят UV-стабилизаторы и подбирают пигменты. При ярких глянцевых оттенках удобнее LDPE, при благородных матовых — HDPE. Для медицинской, фармацевтической тары выбирают молочно-белый HDPE с высокой белизной и плотной стенкой.

Производство и экономика: от смолы до флакона

HDPE проще обеспечить стабильную толщину стенки и фигурную форму в EBM на больших сериях; LDPE даёт более широкое «окно» по мягкости без потери ударности.
Финальная себестоимость определяется не только ценой гранулы, но и временем цикла, массой изделия, тиражом и стоимостью оснастки. Для типоразмеров 100–1000 мл HDPE обеспечивает лучшую повторяемость, для мини-объёмов 30–75 мл в этом случае предпочтителен LDPE. Оба материала легко окрашиваются пигментами, поддерживают антистатики и UV-стабилизаторы.

Оснастка, горловины и сроки

Для резьб 24/410, 28/410, 28/400, DIN-18 стабильнее HDPE — меньше овальности и лучше посадка у помп/триггеров.
LDPE приемлем при крышках flip-top и укупорке без жёстких допусков. Сроки запуска: 3–6 недель на форму и ещё 1–2 недели на выбор сырья/цвета; при переносе на PCR-HDPE добавьте время на валидацию печати и геометрии. IBM применяют для точной горловины с последующим выдувом корпуса.

PCR и вторичная гранула

HDPE чаще доступен с PCR-содержанием (10–100 %), при этом лучше держит геометрию и печать.
LDPE с PCR даёт мягкие флаконы, но стабильность оттенка и запах фона нужно валидировать особенно тщательно. Для пищевого контакта используют сертифицированный пищевой rHDPE/межслойные решения; для косметики — допускается более широкий коридор.

Экология и соответствие требованиям

Оба материала перебатываются: цифровой код HDPE — 2, код LDPE — 4; HDPE имеет более развитые потоки вторпереработки для тары.
Упаковка с пищевой и косметической продукцией должна соответствовать EU 10/2011, FDA 21 CFR и ТР ТС 005/2011; при экспорте в страны Евросоюза необходим еще и сертификат REACH. Для «зелёных» целей используют PCR-HDPE, био-ПЭ. Индукционная запайка уменьшает потери летучих веществ и повышает герметичность.

Альтернативы и улучшения: когда не хватает базового PE

Если базовой барьерности и жёсткости мало, у HDPE есть два «апгрейда»: фторирование внутренней поверхности и коэкструзия с барьером (EVOH). PET и PP — альтернативы по задачам прозрачности и термостойкости.
Фторирование HDPE снижает возможности проникновения углеводородов и ароматов, при этом сохраняет перерабатываемость; EVOH-слой резко повышает кислородный и ароматический барьер. PET выбирают для кристальной прозрачности и газового барьера, но он хрупче на удар и менее стоек к щёлочам; PP годится при повышенной термостойкости (горячий розлив) и химстойкости к жирам.

HDPE-фторирование

Фторированный слой создаёт химически инертную поверхность и уменьшает диффузию летучих веществ.
Это решение уместно для масел, растворителей и сильных отдушек. Оно совместимо с печатью после правильной коронной обработки. На стоимости это отражается незначительно и часто окупается снижением жалоб на запах или усушку.

Коэкструзия с EVOH

Мультислойный EBM (послойная 3D печать электронно-лучевым плавлением) с EVOH (этиленвиниловым спиртом) даёт максимальную защиту аромата/кислорода.
Подходит для премиальных соусов, отдушек, чувствительных формул. Требует валидации переработки (маркировка возможной барьерности) и стабильного снабжения гранул. Визуально изделие не отличается, но срок сохранения свойств ощутимо растёт.

Когда PET или PP

PET берут, когда всё решают абсолютная прозрачность и стабильность к CO₂ или ароматам.
PP — когда нужен горячий розлив/автоклав и стойкость к жирам. Оба материала — конкуренты PE в части внешнего вида, но требуют переоценки оснастки, укупорки и логистики. Для «мягкого» дозирования PET/PP не заменяют LDPE — придётся вводить насос/клапан.

Производственная линия: выдувная форма, несколько белых флаконов различной формы

Типовые сценарии: что выбрать под конкретную категорию

Ниже — практические ориентиры по категориям; окончательный выбор подтверждайте тестами на реальной формуле и дизайне.
Мы учитываем химическую совместимость, барьерность, эргономику и требования декора/бренда.

Шампуни, гели, детская косметика

LDPE оптимален благодаря мягкому выдавливанию и визуальному контролю остатка; HDPE подойдет при требованиях строгой геометрии и устойчивости.
ПАВы и вода к PE нейтральны, поэтому всё решают потребительский спрос и дизайн. Используйте flip-top 24/410 и мягкую стенку 0,6–0,9 мм; для HDPE добавляйте смотровую полоску. Важно проверить срабатывание крышки при многократном сжатии.

Кремы, лосьоны, санскрины

Для густых текстур — LDPE в виде туб без расслоения и вакуума; для помп/дозаторов — HDPE для хорошей посадки резьбы и устойчивости.
Отдушки могут требовать HDPE при высоких дозировках. Матовые белые оттенки на HDPE дают премиальный вид; для LDPE подбирайте сатин. Проверяйте восстановление формы при +35 °C в течение 24–72 ч.

Антисептики и спиртосодержащие средства

HDPE — предпочтителен благодаря высокой барьерности и геометрической стабильности при помпах/триггерах; LDPE допустим для короткого срока и низких концентраций.
Добавьте индукционную запайку и укупорочные прокладки. Тестируйте усушку, запах и работу дозатора после 4–6 недель хранения при +40 °C. Для аэрозольных колпачков контролируйте геометрию горловины.

Масла, сыворотки с эфирами, ароматерапия

HDPE предпочтителен, при высокой доле терпенов рекомендуются HDPE-фторирование или EVOH-коэкструзия.
LDPE возможен для нежных масел без активных растворителей при малых объёмах (30–50 мл). Проведите ESCR-тест на реальной смоле и партии пигмента. Учитывайте постепенную миграцию запаха в тару и взаимодействие с клеем этикетки.

Бытовая химия: чистящие средства, щёлочи, кислоты

HDPE — стандарт: удар, холод, стойкость к ПАВ и щелочам; LDPE используют для гелей с требованием мягкого сжимания.
Для канистр/литровых флаконов выбирайте HDPE с усиленным дном и ребрами. Контролируйте напряжения у ручек и воротников. С этикетками из ориентированного полипропилена (ОPP) лучше работает матовый HDPE.

Чек-лист выбора и быстрые рекомендации

Быстрый выбор:

• нейтральные гели/кремы и «мягкое нажатие» (squeeze) — LDPE;
• спирты, эфиры, агрессивные ПАВы, длинная логистика — HDPE;
• сильные ароматы/углеводороды — HDPE-фторирование или EVOH.

Пошагово:

• описать формулу (спирты, масла, pH, летучесть);
• зафиксировать сценарий (squeeze/помпа/спрей);
• выбрать прототип (LDPE/HDPE) и сделать тест ESCR/пермеации;
• подтвердить декор/цвет;
• провалидировать укупорку/герметичность на климате;
• утвердить PCR-долю и маркировку.

Если сомневаетесь между мягкостью и стабильностью — предусмотрите два варианта: LDPE с усиленной геометрией и HDPE с тонкой стенкой и «смотровой» полосой. Решение примите по результатам 4–6 недель климатических испытаний и механики укупорки.

Таблица основных характеристик для флаконов из LDPE (ПВД) и HDPE (ПНД).

Итог: LDPE и HDPE перекрывают 90 % потребностей флаконов для косметики, фармацевтики и бытовой химии. Выбор диктуют химическая совместимость и барьерность, затем потребительский спрос и бренд-эстетика, затем экономика производства. Закладывайте в проект тест ESCR/пермеации, проверяйте укупорку и печать и при необходимости используйте апгрейды — HDPE-фторирование, EVOH-коэкструзию или PCR/био-ПЭ, чтобы соблюсти стабильность устойчивого развития