Міністерство освіти і науки РФ
Іркутський Державний Технічний університет
Кафедра хімічної технології
Реферат:
«Багатошарова і комбінована упаковка»
Виконав:
Перевірив:
Іркутск2007г.
Зміст
Комбіновані і багатошарові матеріали
Пакувальні матеріали на основі целюлози
1.1. Целофан
1.2. Ефіри целюлози
1.3. Паперові матеріали
Таропакувальні матеріали на основі синтетичних полімерів
4.1. Поліолефіни
4.2. Вінілові полімери
4.3. Полістирол та його сополімери
4.4. Поліетилентерефталат
4.5. Полікарбонат
4.6. Поліаміди
Алюмінієва фольга
Упаковка "Bag in box"
Стеклообразующие полімери (матеріали)
БОПП-плівка
1. Упаковка борошняних виробів
Пакувальний картон
Комбіновані і багатошарові матеріали
Багатошарові і комбіновані матеріали є одним з видів композиційних матеріалів. Тому поділ пакувальних матеріалів на багатошарові і комбіновані досить умовно. Термін "багатошарові матеріали" відноситься до групи матеріалів, що складаються лише з шарів синтетичних полімерів, в той час як до складу комбінованих матеріалів входять шари матеріалів різного типу (папір, фольга, тканина). Комбіновані і багатошарові матеріали знаходять широке застосування в якості упаковки. Це пояснюється практично необмеженими можливостями варіювання їх властивостей за рахунок:
- Вибору складу композиційного матеріалу;
- Встановлення порядку чергування шарів;
- Забезпечення необхідного рівня адгезійного взаємодії між шарами;
- Вибору оптимальної технології і обладнання для отримання конкретного матеріалу.
Порядок чергування шарів, тобто структура композиційного пакувального матеріалу, визначається його функціональним призначенням. Зовнішній шар (субстрат) здійснює захист від зовнішнього впливу, а також служить основою для нанесення барвистої друку. Зазвичай це двухоснооріентірованние поліефірні, поліпропіленові або поліамідні плівки, папір, картон.
Внутрішній шар забезпечує герметизацію упаковки. Середній або зовнішній шар забезпечують бар'єрні властивості.
Монолітність композиційного пакувального матеріалу досягається за рахунок адгезії. Адгезією називається складний комплекс явищ, що призводять до з'єднання різнорідних тіл, наведених в контакт, в єдине ціле. На спроможності полімерів до адгезії грунтується їх використання в якості плівкотвірних матеріалів (клеї, герметики, покриття), а також при отриманні наповнених і армованих полімерних матеріалів. Для створення адгезійного з'єднання один з матеріалів повинен бути пластичним, текучим (адгезив) а інший може бути твердим (субстрат). Іноді при з'єднанні однакових по хімічній природі матеріалів виникає самосліпаемость (Аутогезія). Кількісно адгезія оцінюється роботою руйнування з'єднання, віднесеної до одиниці поверхні, цей показник називається адгезійної міцністю.
Серед двошарових плівок найбільшого поширення при пакуванні харчових продуктів отримав матеріал целофан-поліетилен. Це один із старих матеріалів цієї групи. Матеріал широко відомий під фір-вими назвами: "віскотен", "метатен", "целотен", "целлоглас-РЕ", "ламітен" та інші, а у вітчизняній практиці ПЦ-2, ПЦ-4. Він поєднує в собі міцність і газонепроникність целофану з паронепроникність, водостійкістю і здатністю до термічної зварюванні ПЕ.
Двошаровий матеріал поліефір (лавсан) - поліетилен випускається вітчизняною промисловістю під назвами ЛП-1, ПНЛ, СП-2. У зарубіжній практиці він відомий під фірмовими назвами: "майлар-РЕ", "хостафан-РЕ", "терфан-РЕ", "майлотен", "скотчпак", "екструестер" та ін Плівки цього типу мають ряд переваг перед целофан- поліетиленом. Вони міцніше, адгезійна міцність їх вище, вони влагоустойчиви, придатні для експлуатації в широкому температурному інтервалі (від -70 ° до 100 ° С), а при використанні ПЕНД в якості внутрішнього шару навіть до 120 ° С.
Двошаровий матеріал поліамід-поліетилен ("алкорон", "комбітен", "екструамід"). У вітчизняній практиці використовується для виготовлення плівок, придатних для розливу харчових продуктів у вакуумі.
Інші плівки на основі поліаміду, наприклад, поліамід-поліпропілен витримують нагрівання до 135 ° С, тришарові плівки ПЕ-ПА-ПЕ можуть піддаватися глибокій витяжці до 180 мм при товщині вихідного матеріалу до 300 мкм, використання ПВДХ в якості проміжного (бар'єрного) шару в тришаровому матеріалі ПА-ВДВХ-ПЕ дозволяє отримувати пакувальну плівку з підвищеними захисними властивостями.
У випадках, коли необхідно отримати пакувальний матеріал з мінімальною гаео-, ароматопроніцаемостью, але прозорий, до складу пакувального матеріалу вводять ПЕТФ, поєднуючи 4-5 і навіть болю компонентів, наприклад, ПЕЛАК-4 (ПЕНЩ-ПЕТФ-ПЕТФ-ПЕНЩ) , Полак-4 (ПП-ПЕТФ-ПЕТФ-ПП).
До групи матеріалів на основі паперу або картону відносяться папір та картон (щільністю від 40 до 500 г/м2) з полімерними покриттями. З полімерів частіше за інших використовують ПЕ, сополімери етилену з вінілацетату (типу ЕВА), сополімер ВХВД, поліпропілен. Так, наприклад, комбінований матеріал для пакування молока і молочних продуктів у пакети тетраедральной форми складається з паперу з поліетиленовим покриттям і барвистою печаткою, покритої парафіном (ОСТ 49-112-76). Комбінований матеріал для пакування молока і молочних продуктів на автоматах "Тетра-Брік" - папір з нанесеною з одного боку барвистою печаткою і покрита з двох сторін ПЕ (ТУ 49-312-75). У всіх випадках при виготовленні матеріалів папір-ПЕ-картон-ПЕ і папір-ЕВА та інші покриття наносять екструзійних способом, сополімери ПВДХ (з дисперсій) - валковим способом.
Матеріали на основі алюмінієвої фольги представляють собою плівки з високими бар'єрними властивостями, що успішно конкурують із традиційними видами скляної і металевої тари. У більшості випадків на базі цих матеріалів виготовляють різні види еластичною упаковки (пакети), використовуючи тонку алюмінієву фольгу - 7-14 мкм.
Сьогодні розроблено оригінальні комбіновані матеріали на основі алюмінієвої фольги:
буфлен (папір-фольга-ПЕ) для пакування сухих харчових продуктів;
лафолен (лавсан-фольга-поліолефіни) у вигляді пакетів для упаковки пі-щевих продуктів, соків з подальшою їх стерилізацією;
цефлен (целофан-ПЕ-фольга-ПЕ) для пакування продуктів сублімаційного сушіння на швидкісних пакувальних автоматах;
Ламістера (лак-фольга-ПП) для виготовлення тари холодним штампуванням при упаковці продуктів, що піддаються стерилізації та пастеризації.
Останнім часом при конструюванні багатошарових пакувальних матеріалів застосовують металізацію полімерних плівок. Металізація - процес нанесення найтонших шарів металу (до 3 х 10-7 м) на поверхню плівкового матеріалу в глибокому вакуумі. При металізації різко знижується газопроникність плівкових матеріалів, при незначній витраті металу досягається непрозорість упаковки, в тому числі і для УФ-частини спектру. Металізовані плівки економічніше алюмінієвої фольги і мають цілий ряд технологічних переваг: зменшення маси плівкового матеріалу, виключення ушкоджень металевого шару при вигинах матеріалу. Крім того, металізацію використовують і як прийому декорування полімерних матеріалів.
Пакувальні матеріали на основі целюлози
Целюлоза - основний продукт для виробництва целофану, паперу, картону. Вона утворюється в рослинах у результаті біохімічних перетворень, початком яких служить фотосинтез найпростіших вуглеводнів. Целюлоза становить основну частину рослинних матеріалів (бавовни, деревини, соломи, стебел рослин і т.д.) Поряд з целюлозою, в рослинах містяться такі речовини, як лігнін, геміцелюлоза, пентазани, пектинові речовини, жири та смоли.
Велика кількість гідроксильних груп у молекулі целюлози надає їй характер спирту, а сильні внутрішньо-і міжмолекулярні взаємодії обумовлюють високу ступінь впорядкованості молекул в надмолекулярних утвореннях. Внаслідок того, що целюлоза є важкорозчинних полімером, у якого температури фазових переходів перевищують температуру розкладання, вона непридатна для безпосереднього отримання з неї плівкових матеріалів.
1.1. Целофан
Целофан є найбільш дешевим і поширеним пакувальним плівковим матеріалом. Формування целофанової плівки відбувається шляхом коагуляції і подальшого хімічного розкладання целюлози ксантогената, що представляє собою складний ефір целюлози і дітіоугольной кислоти. У процесі цих операцій регенерованої целюлози надають форму довгого тонкого полотна. Отриману після двосторонньої коагуляції плівку, ретельно промивають, звільняють від сірки, що утворилася при розкладанні ксантогената, і в разі необхідності вибілюють. Потім знову багато разів промивають, пластифікуючих і висушують. Промислові сорти целофану містять 10-13% гліцерину, 7-10% води і 74-78% целюлози. Целофанова плівка стійка до жирів, має низьку газопроникність. Недоліком її є підвищена гігроскопічність і набухає у воді. Тому з метою підвищення вологостійкості і поліпшення експлуатаційних властивостей, (наприклад, термосваріваемості) целофанові плівки покривають лаком. В якості лаків для цих цілей використовують ефіри целюлози, вінілацетат, полівінілхлорид. Велике практичне значення має поєднання звичайного і лакованого целофану між собою або з іншими синтетичними плівковими матеріалами.
1.2. Ефіри целюлози
Складні ефіри целюлози - діацетат і триацетат, ацетопропіонат, пропіонат та інші, є перспективними екологічно безпечними таропакувальних матеріалів.
Властивості ефірів целюлози залежать від типу і ступеня заміщення гідроксильних груп, а також типу та кількості пластифікатора. Діацетат целюлози (Даць) використовується у вигляді пластифікованих матеріалів, споживчої тари, плівкових матеріалів та інших виробів. Плівки на основі ДДЦ володіють унікальним комплексом властивостей: вони міцні, жиростійкості стійкі до дії високих і низьких температур, високопрозрачни, мають блиск, сприймають друк і легко фарбуються. Однак чутливі до дії вологи, але володіють високими бар'єрними властивостями по відношенню до газів і парам. Триацетат целюлози володіє більшою стійкістю до дії вологи. Герметизацію матеріалів на основі ефірів целюлози здійснюють або зварюванням струмами високої частоти або шляхом склеювання. Обов'язкове застосування пластифікатора вимагає обережності при виборі марок полімеру і пластифікатора при експлуатації матеріалу в контакті з продуктами харчування.
Матеріали на основі ефірів целюлози використовують у вигляді зовнішнього шару багатошарових матеріалів (ламінатів) як зносостійкого покриття. З рулонних матеріалів на основі Даць методами термоформування отримують тару різних типорозмірів, придатну для упаковки широкого асортименту харчових продуктів (високожирні, сухі, плодоовочеві, заморожені, кондитерські вироби, мед, джеми і т.п.).
1.3. Паперові матеріали
Асортимент паперу та картону, що застосовується у виробництві картонно-паперової споживчої тари, дуже великий.
Хімічної основою паперу і картону є целюлоза з різними добавками. Целюлозу виробляють з деревини різних порід шляхом механічного і хімічного впливу на неї. При механічній дії отримують короткі волокна низької якості; хімічний вплив дозволяє отримувати високоякісну довговолокнистих целюлозу. Отриманий продукт називається паперовою масою, з якої після сушіння виробляють різні типи паперу. Основним напівфабрикатом для отримання картону є сульфатна і сульфітна целюлоза, деревна маса та макулатури. Якість паперу і картону характеризується фізичними, хімічними і механічними показниками. До фізичних властивостей належать: маса 1 кв.м., товщина, об'ємна маса, просвіт, прозорість, повітропроникність (пористість), лиск і гладкість, колір, відтінок, вологість і вологоміцний; до хімічних - зольність, рід і ступінь проклейки, кислотність і лужність; до механічних - пружність, опір розриву при розтягуванні, зламу при перегині, роздирання та скручування, подовження в момент розриву.
Залежно від призначення, до паперу і картону пред'являються різні вимоги. Так, папери писальний № 1 і літографські, відрізняються білизною і чистотою, а більшість обгорткових матеріалів цими властивостями не володіють. Одні види папери повинні бути непрозорими (для друку), а інші, навпаки, прозорими; деякі види паперу повинні мати середню і навіть високу ступінь проклейки (літографські, писальний), а інші, навпаки, повинні бути неклеєна (основа для парафінування), щоб паперова продукція відповідала певним споживчим вимогам. Комітетом стандартів Росії затверджуються ГОСТи на той чи інший вид паперу або картону.
Папір і картон є найпоширенішими матеріалами в пакувальній галузі. Основною характеристикою паперових матеріалів є вага одного квадратного метра в грамах. За цим показником розрізняють папір від 5 до 150 г/м2, тонкий картон від 151 до 400 г/м2 і картон від 401 до 1200 г/м2. За змістом волокнистої суміші, папір поділяють на такі види: найтоншу з макулатури або спеціальної целюлози, тонку з целюлози, напівтонких з целюлози і деякої кількості деревної маси, звичайну з целюлози і деякої кількості деревної маси і макулатури. Папір з підвищеною щільністю (Крафтпапір) використовують для пакування та транспортування цементу, гашеного вапна, добрив, кормів, зернової продукції.
Тонкий картон з щільністю від 141 до 400 г/м2 - часто використовуваний пакувальний матеріал як самостійно, так і в поєднанні з іншими матеріалами. Найбільшого поширення тонкий картон має у виробництві складних коробок. При виробництві тонкого картону крім основного волокнистого матеріалу використовують вторинну сировину, фарбувальні речовини, пігменти, що склеюють речовини (каустична сода, галун і т.д.), крохмаль для додання більш якісного зовнішнього вигляду його поверхні. Часто тонкий картон лакують із зовнішнього боку.
Гофрований картон складається з двох і більше шарів, з яких принаймні один сформована у вигляді хвиль (гофра) і приклеєний до плоского листа. Гофрокартон застосовують для виготовлення коробок для укладання різних предметів. Міцний картон (від 401 до 1200 г/м2) призначений для виготовлення ящиків з клейовим кріпленням бічних стінок або із застосуванням металевих скріпок. Процес виробництва міцного картону той же самий, що й при виробництві паперу і тонкого картону: приготування суміші, її склеювання, додавання зважених речовин (глини або каоліну), забарвлення за допомогою мінеральних пігментів або органічних барвників.
Якщо паперові матеріали використовуються для виготовлення споживчої тари, до них пред'являються такі вимоги:
- Папір і картон, службовці для виготовлення тари на ротаційних машинах, повинні мати рівномірну товщину по всій ширині, що забезпечить рух полотна паперу (картону) на машині без перекосів і утворення зморшок.
- Листовий папір (картон) повинна мати строго прямокутну форму; косина допустима в межах до 0,2%. Це забезпечить нормальну роботу машин із заготівлі закриємо і випуск виробів хорошої якості;
- Вологість папери повинна бути в межах 6-8%, а картону 6-12%.
- Папір і картон, призначені для нанесення друку, повинні мати гладку поверхню і зольність не менше 8%. Норми гладкості і зольності встановлюються стандартами, в залежності від видів паперу і способів друку. Іркутський Державний Технічний університет
Кафедра хімічної технології
Реферат:
«Багатошарова і комбінована упаковка»
Виконав:
Перевірив:
Іркутск2007г.
Зміст
Комбіновані і багатошарові матеріали
Пакувальні матеріали на основі целюлози
1.1. Целофан
1.2. Ефіри целюлози
1.3. Паперові матеріали
Таропакувальні матеріали на основі синтетичних полімерів
4.1. Поліолефіни
4.2. Вінілові полімери
4.3. Полістирол та його сополімери
4.4. Поліетилентерефталат
4.5. Полікарбонат
4.6. Поліаміди
Алюмінієва фольга
Упаковка "Bag in box"
Стеклообразующие полімери (матеріали)
БОПП-плівка
1. Упаковка борошняних виробів
Пакувальний картон
Комбіновані і багатошарові матеріали
Багатошарові і комбіновані матеріали є одним з видів композиційних матеріалів. Тому поділ пакувальних матеріалів на багатошарові і комбіновані досить умовно. Термін "багатошарові матеріали" відноситься до групи матеріалів, що складаються лише з шарів синтетичних полімерів, в той час як до складу комбінованих матеріалів входять шари матеріалів різного типу (папір, фольга, тканина). Комбіновані і багатошарові матеріали знаходять широке застосування в якості упаковки. Це пояснюється практично необмеженими можливостями варіювання їх властивостей за рахунок:
- Вибору складу композиційного матеріалу;
- Встановлення порядку чергування шарів;
- Забезпечення необхідного рівня адгезійного взаємодії між шарами;
- Вибору оптимальної технології і обладнання для отримання конкретного матеріалу.
Порядок чергування шарів, тобто структура композиційного пакувального матеріалу, визначається його функціональним призначенням. Зовнішній шар (субстрат) здійснює захист від зовнішнього впливу, а також служить основою для нанесення барвистої друку. Зазвичай це двухоснооріентірованние поліефірні, поліпропіленові або поліамідні плівки, папір, картон.
Внутрішній шар забезпечує герметизацію упаковки. Середній або зовнішній шар забезпечують бар'єрні властивості.
Монолітність композиційного пакувального матеріалу досягається за рахунок адгезії. Адгезією називається складний комплекс явищ, що призводять до з'єднання різнорідних тіл, наведених в контакт, в єдине ціле. На спроможності полімерів до адгезії грунтується їх використання в якості плівкотвірних матеріалів (клеї, герметики, покриття), а також при отриманні наповнених і армованих полімерних матеріалів. Для створення адгезійного з'єднання один з матеріалів повинен бути пластичним, текучим (адгезив) а інший може бути твердим (субстрат). Іноді при з'єднанні однакових по хімічній природі матеріалів виникає самосліпаемость (Аутогезія). Кількісно адгезія оцінюється роботою руйнування з'єднання, віднесеної до одиниці поверхні, цей показник називається адгезійної міцністю.
Серед двошарових плівок найбільшого поширення при пакуванні харчових продуктів отримав матеріал целофан-поліетилен. Це один із старих матеріалів цієї групи. Матеріал широко відомий під фір-вими назвами: "віскотен", "метатен", "целотен", "целлоглас-РЕ", "ламітен" та інші, а у вітчизняній практиці ПЦ-2, ПЦ-4. Він поєднує в собі міцність і газонепроникність целофану з паронепроникність, водостійкістю і здатністю до термічної зварюванні ПЕ.
Двошаровий матеріал поліефір (лавсан) - поліетилен випускається вітчизняною промисловістю під назвами ЛП-1, ПНЛ, СП-2. У зарубіжній практиці він відомий під фірмовими назвами: "майлар-РЕ", "хостафан-РЕ", "терфан-РЕ", "майлотен", "скотчпак", "екструестер" та ін Плівки цього типу мають ряд переваг перед целофан- поліетиленом. Вони міцніше, адгезійна міцність їх вище, вони влагоустойчиви, придатні для експлуатації в широкому температурному інтервалі (від -70 ° до 100 ° С), а при використанні ПЕНД в якості внутрішнього шару навіть до 120 ° С.
Двошаровий матеріал поліамід-поліетилен ("алкорон", "комбітен", "екструамід"). У вітчизняній практиці використовується для виготовлення плівок, придатних для розливу харчових продуктів у вакуумі.
Інші плівки на основі поліаміду, наприклад, поліамід-поліпропілен витримують нагрівання до 135 ° С, тришарові плівки ПЕ-ПА-ПЕ можуть піддаватися глибокій витяжці до 180 мм при товщині вихідного матеріалу до 300 мкм, використання ПВДХ в якості проміжного (бар'єрного) шару в тришаровому матеріалі ПА-ВДВХ-ПЕ дозволяє отримувати пакувальну плівку з підвищеними захисними властивостями.
У випадках, коли необхідно отримати пакувальний матеріал з мінімальною гаео-, ароматопроніцаемостью, але прозорий, до складу пакувального матеріалу вводять ПЕТФ, поєднуючи 4-5 і навіть болю компонентів, наприклад, ПЕЛАК-4 (ПЕНЩ-ПЕТФ-ПЕТФ-ПЕНЩ) , Полак-4 (ПП-ПЕТФ-ПЕТФ-ПП).
До групи матеріалів на основі паперу або картону відносяться папір та картон (щільністю від 40 до 500 г/м2) з полімерними покриттями. З полімерів частіше за інших використовують ПЕ, сополімери етилену з вінілацетату (типу ЕВА), сополімер ВХВД, поліпропілен. Так, наприклад, комбінований матеріал для пакування молока і молочних продуктів у пакети тетраедральной форми складається з паперу з поліетиленовим покриттям і барвистою печаткою, покритої парафіном (ОСТ 49-112-76). Комбінований матеріал для пакування молока і молочних продуктів на автоматах "Тетра-Брік" - папір з нанесеною з одного боку барвистою печаткою і покрита з двох сторін ПЕ (ТУ 49-312-75). У всіх випадках при виготовленні матеріалів папір-ПЕ-картон-ПЕ і папір-ЕВА та інші покриття наносять екструзійних способом, сополімери ПВДХ (з дисперсій) - валковим способом.
Матеріали на основі алюмінієвої фольги представляють собою плівки з високими бар'єрними властивостями, що успішно конкурують із традиційними видами скляної і металевої тари. У більшості випадків на базі цих матеріалів виготовляють різні види еластичною упаковки (пакети), використовуючи тонку алюмінієву фольгу - 7-14 мкм.
Сьогодні розроблено оригінальні комбіновані матеріали на основі алюмінієвої фольги:
буфлен (папір-фольга-ПЕ) для пакування сухих харчових продуктів;
лафолен (лавсан-фольга-поліолефіни) у вигляді пакетів для упаковки пі-щевих продуктів, соків з подальшою їх стерилізацією;
цефлен (целофан-ПЕ-фольга-ПЕ) для пакування продуктів сублімаційного сушіння на швидкісних пакувальних автоматах;
Ламістера (лак-фольга-ПП) для виготовлення тари холодним штампуванням при упаковці продуктів, що піддаються стерилізації та пастеризації.
Останнім часом при конструюванні багатошарових пакувальних матеріалів застосовують металізацію полімерних плівок. Металізація - процес нанесення найтонших шарів металу (до 3 х 10-7 м) на поверхню плівкового матеріалу в глибокому вакуумі. При металізації різко знижується газопроникність плівкових матеріалів, при незначній витраті металу досягається непрозорість упаковки, в тому числі і для УФ-частини спектру. Металізовані плівки економічніше алюмінієвої фольги і мають цілий ряд технологічних переваг: зменшення маси плівкового матеріалу, виключення ушкоджень металевого шару при вигинах матеріалу. Крім того, металізацію використовують і як прийому декорування полімерних матеріалів.
Пакувальні матеріали на основі целюлози
Целюлоза - основний продукт для виробництва целофану, паперу, картону. Вона утворюється в рослинах у результаті біохімічних перетворень, початком яких служить фотосинтез найпростіших вуглеводнів. Целюлоза становить основну частину рослинних матеріалів (бавовни, деревини, соломи, стебел рослин і т.д.) Поряд з целюлозою, в рослинах містяться такі речовини, як лігнін, геміцелюлоза, пентазани, пектинові речовини, жири та смоли.
Велика кількість гідроксильних груп у молекулі целюлози надає їй характер спирту, а сильні внутрішньо-і міжмолекулярні взаємодії обумовлюють високу ступінь впорядкованості молекул в надмолекулярних утвореннях. Внаслідок того, що целюлоза є важкорозчинних полімером, у якого температури фазових переходів перевищують температуру розкладання, вона непридатна для безпосереднього отримання з неї плівкових матеріалів.
1.1. Целофан
Целофан є найбільш дешевим і поширеним пакувальним плівковим матеріалом. Формування целофанової плівки відбувається шляхом коагуляції і подальшого хімічного розкладання целюлози ксантогената, що представляє собою складний ефір целюлози і дітіоугольной кислоти. У процесі цих операцій регенерованої целюлози надають форму довгого тонкого полотна. Отриману після двосторонньої коагуляції плівку, ретельно промивають, звільняють від сірки, що утворилася при розкладанні ксантогената, і в разі необхідності вибілюють. Потім знову багато разів промивають, пластифікуючих і висушують. Промислові сорти целофану містять 10-13% гліцерину, 7-10% води і 74-78% целюлози. Целофанова плівка стійка до жирів, має низьку газопроникність. Недоліком її є підвищена гігроскопічність і набухає у воді. Тому з метою підвищення вологостійкості і поліпшення експлуатаційних властивостей, (наприклад, термосваріваемості) целофанові плівки покривають лаком. В якості лаків для цих цілей використовують ефіри целюлози, вінілацетат, полівінілхлорид. Велике практичне значення має поєднання звичайного і лакованого целофану між собою або з іншими синтетичними плівковими матеріалами.
1.2. Ефіри целюлози
Складні ефіри целюлози - діацетат і триацетат, ацетопропіонат, пропіонат та інші, є перспективними екологічно безпечними таропакувальних матеріалів.
Властивості ефірів целюлози залежать від типу і ступеня заміщення гідроксильних груп, а також типу та кількості пластифікатора. Діацетат целюлози (Даць) використовується у вигляді пластифікованих матеріалів, споживчої тари, плівкових матеріалів та інших виробів. Плівки на основі ДДЦ володіють унікальним комплексом властивостей: вони міцні, жиростійкості стійкі до дії високих і низьких температур, високопрозрачни, мають блиск, сприймають друк і легко фарбуються. Однак чутливі до дії вологи, але володіють високими бар'єрними властивостями по відношенню до газів і парам. Триацетат целюлози володіє більшою стійкістю до дії вологи. Герметизацію матеріалів на основі ефірів целюлози здійснюють або зварюванням струмами високої частоти або шляхом склеювання. Обов'язкове застосування пластифікатора вимагає обережності при виборі марок полімеру і пластифікатора при експлуатації матеріалу в контакті з продуктами харчування.
Матеріали на основі ефірів целюлози використовують у вигляді зовнішнього шару багатошарових матеріалів (ламінатів) як зносостійкого покриття. З рулонних матеріалів на основі Даць методами термоформування отримують тару різних типорозмірів, придатну для упаковки широкого асортименту харчових продуктів (високожирні, сухі, плодоовочеві, заморожені, кондитерські вироби, мед, джеми і т.п.).
1.3. Паперові матеріали
Асортимент паперу та картону, що застосовується у виробництві картонно-паперової споживчої тари, дуже великий.
Хімічної основою паперу і картону є целюлоза з різними добавками. Целюлозу виробляють з деревини різних порід шляхом механічного і хімічного впливу на неї. При механічній дії отримують короткі волокна низької якості; хімічний вплив дозволяє отримувати високоякісну довговолокнистих целюлозу. Отриманий продукт називається паперовою масою, з якої після сушіння виробляють різні типи паперу. Основним напівфабрикатом для отримання картону є сульфатна і сульфітна целюлоза, деревна маса та макулатури. Якість паперу і картону характеризується фізичними, хімічними і механічними показниками. До фізичних властивостей належать: маса 1 кв.м., товщина, об'ємна маса, просвіт, прозорість, повітропроникність (пористість), лиск і гладкість, колір, відтінок, вологість і вологоміцний; до хімічних - зольність, рід і ступінь проклейки, кислотність і лужність; до механічних - пружність, опір розриву при розтягуванні, зламу при перегині, роздирання та скручування, подовження в момент розриву.
Залежно від призначення, до паперу і картону пред'являються різні вимоги. Так, папери писальний № 1 і літографські, відрізняються білизною і чистотою, а більшість обгорткових матеріалів цими властивостями не володіють. Одні види папери повинні бути непрозорими (для друку), а інші, навпаки, прозорими; деякі види паперу повинні мати середню і навіть високу ступінь проклейки (літографські, писальний), а інші, навпаки, повинні бути неклеєна (основа для парафінування), щоб паперова продукція відповідала певним споживчим вимогам. Комітетом стандартів Росії затверджуються ГОСТи на той чи інший вид паперу або картону.
Папір і картон є найпоширенішими матеріалами в пакувальній галузі. Основною характеристикою паперових матеріалів є вага одного квадратного метра в грамах. За цим показником розрізняють папір від 5 до 150 г/м2, тонкий картон від 151 до 400 г/м2 і картон від 401 до 1200 г/м2. За змістом волокнистої суміші, папір поділяють на такі види: найтоншу з макулатури або спеціальної целюлози, тонку з целюлози, напівтонких з целюлози і деякої кількості деревної маси, звичайну з целюлози і деякої кількості деревної маси і макулатури. Папір з підвищеною щільністю (Крафтпапір) використовують для пакування та транспортування цементу, гашеного вапна, добрив, кормів, зернової продукції.
Тонкий картон з щільністю від 141 до 400 г/м2 - часто використовуваний пакувальний матеріал як самостійно, так і в поєднанні з іншими матеріалами. Найбільшого поширення тонкий картон має у виробництві складних коробок. При виробництві тонкого картону крім основного волокнистого матеріалу використовують вторинну сировину, фарбувальні речовини, пігменти, що склеюють речовини (каустична сода, галун і т.д.), крохмаль для додання більш якісного зовнішнього вигляду його поверхні. Часто тонкий картон лакують із зовнішнього боку.
Гофрований картон складається з двох і більше шарів, з яких принаймні один сформована у вигляді хвиль (гофра) і приклеєний до плоского листа. Гофрокартон застосовують для виготовлення коробок для укладання різних предметів. Міцний картон (від 401 до 1200 г/м2) призначений для виготовлення ящиків з клейовим кріпленням бічних стінок або із застосуванням металевих скріпок. Процес виробництва міцного картону той же самий, що й при виробництві паперу і тонкого картону: приготування суміші, її склеювання, додавання зважених речовин (глини або каоліну), забарвлення за допомогою мінеральних пігментів або органічних барвників.
Якщо паперові матеріали використовуються для виготовлення споживчої тари, до них пред'являються такі вимоги:
- Папір і картон, службовці для виготовлення тари на ротаційних машинах, повинні мати рівномірну товщину по всій ширині, що забезпечить рух полотна паперу (картону) на машині без перекосів і утворення зморшок.
- Листовий папір (картон) повинна мати строго прямокутну форму; косина допустима в межах до 0,2%. Це забезпечить нормальну роботу машин із заготівлі закриємо і випуск виробів хорошої якості;
- Вологість папери повинна бути в межах 6-8%, а картону 6-12%.
- Механічна міцність паперових матеріалів, застосовуваних для виготовлення тари, повинна відповідати вимогам, що пред'являються до міцності виробів в залежності від ваги і властивостей затарюють у них продукції, способів її транспортування та умов зберігання.
- Паперові матеріали, використовувані для загортання і виготовлення тари, повинні володіти водо-, паро-, аромат-, жиро-і газонепроницаемостью. Ці властивості паперові матеріали набувають або в технологічному процесі їх виробництва за рахунок відповідного розмелювання волокнистих матеріалів, проклеювання і добавки в масу синтетичних смол, або за рахунок спеціальної обробки вже готових паперових матеріалів, в результаті чого виходять нові комбіновані матеріали.
Таропакувальні матеріали на основі синтетичних полімерів
4.1. Поліолефіни
Найбільш відомі їх представники: поліетилен низької щільності (ПЕНЩ), поліетилен високої щільності (ПЕВЩ), лінійний поліетилен низької щільності (ЛПЕНЩ), поліпропілен (ПП), сополімери етилену з іншими мономерами (ПП, вінілацетату), полібутен, полі-4-метилпентен і т.п. Основними областями переробки поліолефінів є:
Поліетилен низької щільності (ПЕНЩ) за обсягом виробництва і застосування займає провідне місце у всіх країнах світу.
Властивості ПЕНЩ у значній мірі визначаються ступенем розгалуженості, яка характеризується кількістю відгалужень на 100 вуглецевих атомів.
Розгалуженість ланцюга перешкоджає щільній упаковці макромолекул ПЕНЩ і зменшує ступінь кристалічності, яка коливається в інтервалі 55-70%. Іншим важливим показником, на який впливає розгалуженість ланцюга, є температура розм'якшення. Температура розм'якшення ПЕНЩ набагато нижче температури кипіння води, тому цей матеріал не може бути використаний для контакту з киплячою водою або парою при стерилізації.
Поліетилен низької щільності - пластичний, злегка матовий, воскоподібні на дотик матеріал. Щільність його може змінюватися в межах 0,916 - 0,935 г/см3. Плівки з ПЕНЩ легко зварюються теплової зваркою і утворюють міцні шви, склеювання плівок утруднене, але можливо при використанні клеїв - розплавів, особливо на основі сумішей поліетилену і поліізобутилену. Нанесення друку на плівки з ПЕНЩ може здійснюватися різними методами, але тільки за умови попередньої обробки поверхні в силу її інертної неполярної природи хімічними або фізичними методами. Плівки з ПЕНЩ володіють такими властивостями, як міцність при розтягуванні і стисненні, стійкість до удару і раздиру. Дуже важливо, що зберігається міцність при дуже низьких температурах (-60 - -70 ° С). Плівки водо-і паронепроникні, проте проникні для газів, тому непридатні для пакування продуктів, чутливих до окислення. Плівки з ПЕНЩ мають високу хімічну стійкість, проте мають низьку жиро-і маслостійкість. При наповненні ПЕНЩ крохмалем може бути отриманий матеріал, що представляє інтерес як біоразрушаемого матеріалу.
Поліетилен високої щільності (ПЕВЩ) синтезується з використанням каталізатора Циглера-Натта (комбінація триетилалюмінію і виробниц-них титану).
Для ПЕВЩ характерно лінійну будову, бічні ланцюги утворюються, але вони короткі і кількість їх невелика. Плівки на основі ПЕВЩ більш жорсткі, менше воскоподібні на дотик, мають велику щільність (0,96 г/см3) у порівнянні з плівками на основі ПЕНЩ. Міцність при розтягуванні і стисненні вище, ніж у ПЕНЩ, а опір роздирання та удару нижче. Завдяки більш щільній упаковці макромолекул проникність ПЕВЩ нижче, ніж у ПЕНЩ приблизно в 5-6 разів. За водопроникності ПЕВЩ поступається тільки плівок на основі кополімерів вінілхлориду та винилиденхлорида. По хімічній стійкості ПЕВЩ також перевершує ПЕНЩ (особливо по стійкості до масел і жирів).
Однією з найважливіших областей застосування ПЕЗП є виготовлення дутих екструдованих пустотілих судин (бочок, каністр, сулій) для транспортування та зберігання кислот і лугів.
Лінійний поліетилен низької щільності (ЛПЕНЩ) подібний за структурою ПЕВЩ, тобто має лінійну структуру і в той же час більш численні і довгі бічні відгалуження.
Властивості ЛПЕНЩ є проміжними між властивостями ПЕНЩ і ПЕВЩ. Однак ЛПЕНЩ характеризується більш однорідним розподілом фракцій полімеру по молекулярній масі (полідисперсністю) в порівнянні з ПЕНЩ. Основними перевагами ЛПЕНЩ в порівнянні з ПЕНЩ являють-ся: більш висока хімічна стійкість; більш високі експлуатаційні властивості як при низьких, так і при високих температурах; велика стійкість до розтріскування; підвищена стійкість до проколу і раздиру.
ЛПЕНЩ застосовується для виробництва непроникних розтягуються й усадочних плівок з низькою проникністю.
Поліпропілен (ПП) за властивостями наближається до ПЕВЩ, вигідно відрізняючись від останнього меншою щільністю, великою механічною міцністю, жиро-і теплостійкістю, проте ПП значно поступається ПЕ в морозостійкості.
Визначальним перевагою застосування ПП в порівнянні з іншими поліолефіну є більш висока температура плавлення (170 ° С), що виражається у високій теплостійкості матеріалів на його основі. Продукти, упаковані в ПП, короткочасно витримують температуру до 130 ° С. Останнє дозволяє застосовувати поліпропілен в якості пакувального стерилізується матеріалу.
Застосовують неорієнтовані і орієнтовані (в одному або в двох напрямках) ПП-плівки. Орієнтована плівка відрізняється високою механічною міцністю, особливо стійкістю до проколів, проте з працею піддається термічній зварюванні, викликаючи усадку матеріалу в місці зварного шва. Орієнтовану плівку з ПП використовують в якості захисного зовнішнього шару в багатошарових матеріалах, а неорієнтовану ПП-плівку в якості внутрішнього термозварювальної шару. Неорієнтовані раздувне ПП-плівки найбільш широко застосовують для пакування текстильних товарів (трикотаж, сорочки, білизна і т.д.). Їх використання тут зумовлено більшою прозорістю в порівнянні з ПЕНЩ у поєднанні з прекрасною зварюваністю на будь-яких пакувальних машинах. Неорієнтовані ПП плівки застосовують для пакування медичних виробів (особливо багаторазового використання). Відносно висока температура розм'якшення дозволяє проводити автоклавну стерилізацію.
Великотоннажні сегменти ринку споживання ПП базуються на унікальних властивостях орієнтованого ПП. До цих властивостей відносяться більш висока прозорість, високі і бар'єрні властивості, більш висока ударна міцність (особливо при низьких температурах) в порівнянні з ПЕ. Для поліпшення якості зварного шва орієнтований ПП покривають іншим полімером з більш низькою температурою плавлення. Часто для цієї мети використовують сополімер винилиденхлорида з вінілхлоридом, як для покриття плівок з целофану. Покриті і соекструдірованние ПП плівки використовують для розливу печива, де потрібні особливо хороші бар'єрні властивості до кисню і водяним парам. Їх же застосовують для пакування хрусткого картоплі та інших видів сухих сніданків, гранично чутливих до кисню і парам води. У такі плівки упаковують кондитерські вироби та цигарки. Орієнтований ПП використовують також для усадочних обгорток, там, де потрібен гарний зовнішній вигляд. Вартість ПП-плівок вище, ніж аналогічних виробів з ПЕНЩ; тому вони застосовують ся тільки там, де потрібні великі прозорість і блиск, ніж може дати ПЕНЩ.
4.2. Вінілові полімери
Найбільш відомі представники: полівінілхлорид, полівініліденхлорід, сополімери вінілхлориду з винилиденхлоридом, вінілхлориду з вінілацетату, полівініловий спирт, полістирол і його сополімери.
Полівінілхлорид (ПВХ) отримують методами радикально-ланцюгової полімеризації в блоці або суспензії. ПВХ - аморфний полімер.
Однією з труднощів, пов'язаних з її переробкою, є його термічна нестабільність, що поєднується з високою в'язкістю розплаву. Тому переробка ПВХ екструзією надзвичайно складна і вимагає ретельного підбору обладнання. Широко поширений метод переробки ПВХ в плівку або лист - каландрование (вальцювання).
З основного полімеру може бути отриманий широкий спектр плівок з різними властивостями за рахунок варіювання складу і ступеня орієнтації. Зміни в складі, головним чином, введення пластифікатора, дозволяє отримати плівки від твердих, крихких до м'яких, клейких, розтяжних. Змінюючи ступінь орієнтації, отримують плівки від повністю однооснооріентірованних до равнопрочний двухоснооріентірованних.
Непластіфіірованние плівки ПВХ містять стабілізатори з метою запобігання термічної деструкції, що супроводжується виділенням НСL. Щільність плівки висока (1,35-1,41 г/см3). Проникність водяної пари вище, а проникність газів нижче у ПВХ, ніж у поліодефінов. Тому плівка з ПВХ має масло-і Жиростійкість. Крім стабілізаторів плівки з ПВХ містять антистатичну добавку для запобігання злипання за рахунок накопичення статичної електрики.
Властивості пластифікованих полівінілхлоридних плівок залежать від природи та кількості пластифікатора. У цілому збільшення вмісту пластифікатора збільшує прозорість і м'якість плівки, покращуючи се властивості при низьких температурах. Температура склування при цьому зміщується в область низьких температур. Пластифіковані ПВХ-плівки можуть мати чудовий блиск і прозорість, будучи модифіковані відповідними стабілізаторами і пластифікаторами можуть набувати чудовий блиск і прозорість.
Пластифіковані і непластифікований ПВХ-плівки герметизуються високочастотної зварюванням. На обидва типи плівок може бути нанесена друк без попередньої обробки поверхні на відміну від ПП і ПЕ. Тонкі плівки з пластифікованого ПВХ широко використовуються як усадочні і розтяжні для загортання підносів і лотків з харчовими продуктами, наприклад зі свіжим м'ясом. Вони повинні забезпечити високу кислородопроницаемость для збереження пурпурного кольору свіжого м'яса. Товсті плівки пластифікованого полівінілхлориду використовуються для виробництва упаковки для шампуню, мастил і т.д.
Завдяки міцності і легкої здатності до формування плівки з непластифікованого ПВХ і кополімерів використовують для термоформування виробів; вироби забезпечуються кришками з АL фольги з багатоколірним друком.
Відмітною властивістю матеріалів на основі кополімерів полівннілхлоріда і полівініліденхлоріда (ПВДХ) є дуже низька паро-і газопроникність.
ПВДХ часто використовують як усадкову плівку для загортання птиці, шинки, сиру. Використання для цих цілей плівок з ПВДХ, мають низьку газопроникність, диктується необхідністю підтримувати вакуум для виключення можливості росту бактерій. Вакуумовані мішки ПВДХ використовують також для дозрівання сирів. Застосування ПВДХ при цьому виключає дегідратацію і утворення кірки, дозволяючи одержувати більш м'які сири. ПВДХ-плівки використовують в системі громадського харчування і в побуті для загортання продуктів, щоб зберегти їх свіжість. Плівки отримують екструзією з поливом на барабан і з роздуванням рукави. Останній метод кращий для виробництва орієнтованих плівок. Якщо ПВДХ плівку виробляють екструзією через плоскощелевуго голівку, то її необхідно різко охолодити (екструзія в холодну воду або полив на охолоджуючий барабан), щоб запобігти кристалізацію. Кращим методом виробництва двухоснооріентірованних плівок є екструзія з роздуванням рукави, яка забезпечує одночасну поперечну та поздовжню орієнтацію. Орієнтована ПВДХ-плівка прозора, має хороші міцнісні властивості, особливо при продавлюванні, високий опір раздиру, але її складно використовувати на пакувальному обладнанні через м'якість і "цепляемость". ПВДХ-плівки використовуються як компоненти в багатошаровій конструкції, особливо при співекструзії. При цьому можна отримати дуже тонкий шар ПВДХ в багатошаровому плівковому матеріалі, що не вдається отримати на монопленке. ПВДХ широко використовується для покриття різних підкладок, таких, як папір, целофан, ПП.
Полівінілацетат (ПВА) виходить полімеризацією вінілацетату. У результаті виходить матеріал, схожий на ПВХ, що використовується в основному у вигляді адгезиву отримання комбінованих матеріалів.
У співполімерів вінілхлориду з вінілацетатом ацетатна група більше, ніж атом хлору, що запобігає близький контакт між ланцюгами. По суті, це внутрішній пластифікатор. Якщо потрібна висока гнучкість, то застосовують пластифікатори.
Полівініловий спирт (ЛОМ) отримують гідролізом полівінілацетату.
Самою головною відмінною особливістю ПВС є його розчинність у воді. Сополімери етилену і вінілового спирту (ПЕВС) мають чудові бар'єрні властивості; низьку проникність, яка, проте, росте зі збільшенням вологості. Співекструзії ПВС з поліолефінів (ПЕВТ, ПП) дозволяє збільшити бар'єрні властивості матеріалу по відношенню до води і її парам.
4.3. Полістирол та його сополімери
Полістирол - твердий, жорсткий, аморфний полімер. ПС добре фарбується і обробляється механічними способами. Двухоснооріентірованная плівка володіє прекрасною прозорістю. Температура розм'якшення становить 90-95 ° С. Орієнтований полістирол має середню газопроникність (вище ніж у ПП, але нижче, ніж у ПЕНЩ), але високу паропроникність. Паропроникність швидко знижується при температурах нижче 0 ° С, що дозволяє використовувати ПС для пакування продуктів при низьких температурах. З орієнтованої ПС плівки методом термоформування отримувати вироби складної конфігурації.
Орієнтований ПС товщиною менше 75 мкм використовують для "віконець" в картонних пакувальних коробках. Більш товсті плівки використовуються для отримання стаканчиків для торгових автоматів, підносів для фасованого свіжого м'яса, з тим, щоб бачити при купівлі обидві сторони упаковуваного продукту.
Удароміцний полістирол (УПС) є Блоккополімери стиролу з каучуком. У немодифікованим стані ПС - крихкий матеріал, і його питома ударна в'язкість недостатня для багатьох застосувань.
Ударостійкий ПС більш гнучкий, має велику ударну міцність, але меншу міцність при розтягуванні і термічну стійкість, ніж не модифікований ПС. Хімічні властивості немодифікованого ПС однакові з властивостями. Ударостійкий ПС - чудовий матеріал для отримання різних виробів методом термоформування. Введення в ПС синтетичних каучуків, зменшуючи крихкість, знижує прозорість ПС.
Спінений полістирол має високу Жиростійкість, є прекрасним теплоіеолятором. Застосовується для виготовлення різних пакувальних виробів методом термоформування (прокладки в ящики для яблук, коробочки для фасування яєць, підноси та лотки для розфасовки свіжого м'яса, риби, чіпсів і т.д.).
Сополімери стиролу з акрилонітрилом (САН) мають більш високу хімічну стійкість в порівнянні з базовим полімером ПС.
АБС-пластик - сополімер стиролу, бутадієну, акрилонітрилу. Його властивості варіюються в широких межах залежно від складу композиції та методу виробництва. АБС пластик має більш високу ударну в'язкість, хімічну стійкість і пластичність, ніж УПС. Застосовується у вигляді банок і підносів.
4.4. Поліетилентерефталат
ПЕТФ - складний поліефір, випускається в Росії під назвою "лавсан", за кордоном - "майлар", "терилен". ПЕТФ є кристалічним полімером, при швидкому охолодженні розплаву можна отримати аморфний полімер, який при нагріванні вище 80 ° С починає кристалізуватися. Присутність кисню в ланцюзі надає полимеру гарну морозостійкість (-70 ° С), а наявність бензольного кільця - високу теплостійкість. Поліефірні плівки жорсткі і міцні, високопрозрачни. Однак ковзання у них поганий, якщо не введені спеціальні ковзаючі добавки, хоча вони надають плівці легку каламутність; ніяких інших добавок в матеріал не вводять. Теплова зварювання утруднена через усадку і кристалізації, що приводить до окрихчування матеріалу. Тому ПЕТФ плівка використовується в поєднанні з нанесеним на неї ПЕНЩ, що володіє прекрасною зварюваністю. Крім зварювання комбінація з ПЕНЩ забезпечує матеріалу більш високі бар'єрні властивості щодо води та її парів. ПЕТФ плівки стійки до раздиру і зносу. Паро-і газопроникність ПЕТФ низька і має приблизно той же порядок, що й у ПЕНЩ. Проникність до газів та запахів така ж низька, як і у ПЕНЩ. Вироби з ПЕТФ стійки до масел і жирів, до багатьох розчинників. ПЕТФ - прекрасний діелектрик. Область його використання досить широка. З ПЕТФ виготовляють термоусадочні плівки і багатошарові матеріали, використовувані в таропакувальних галузі, шестерні, кронштейни, канати, ремені та інші матеріали технічного призначення.
4.5. Полікарбонат
ПК - лінійний поліефір вугільної кислоти. Він дуже незвичайний через поєднання високої термостійкості, високої ударної в'язкості і прозорості. Його властивості мало змінюються з ростом температури. Проникність для газу і пари води висока, тому для поліпшення бар'єрних властивостей на ПК плівку наносять покриття. Видатним властивістю ПК плівки є її розмірна стабільність, вона абсолютно непридатна в якості усадочної плівки; нагрівання плівки до 150 ° С (тобто вище точки розм'якшення) протягом 10 хв. дає усадку всього 2%. ПК легко зварюється як імпульсним, так і ультразвуковим способами, а також звичайної зварюванням гарячими електродами. Плівку легко формувати у вироби, при цьому можливі великі ступеня витяжки з хорошим відтворенням деталей форм. Хорошу друк можна отримати різними методами (шовкографії, флексографії, гравіювання). З полікарбонату формують розігріваються підносику з готовими стравами (упакування типу "кип'яти-в-упаковці"). В обох випадках використовують високу теплостійкість.
Основне застосування ПК - упаковка їжі при підвищених температурах. Перспективні сфери застосування - пакети, що стерилізуються в автоклавах і упаковки для мікрохвильових печей, упаковка медичних виробів.
4.6. Поліаміди
Поліаміди (ПА) - це група пластмас з відомими назвами: "капрон", "найлон", "анид" та ін У складі макромолекул полімеру присутній амидная зв'язок і метиленові групи, що повторюються від 2 до 10 разів. Поліаміди - кристалізуються полімери. Властивості різних поліамідів досить близькі. Вони є жорсткими матеріалами з високою міцністю при розриві і високою стійкістю до зношування, мають високу температуру розм'якшення і витримують стерилізацію парою до 140 ° С. ПА зберігає еластичність при низьких температурах, так що температурний інтервал їх використання дуже широкий. Однак поліаміди відрізняє досить високе водопоглинання. Однак після висушування початковий рівень властивостей відновлюється. У цьому відношенні краще ПА-12, у якого водопоглинання менше, ніж у ПА-6 і ПА-6, 6. ПА володіють високою міцністю при ударі і продавлюванні, легко зварюються високочастотним методом. ПА має дуже високу паропроникність та низькою проникністю по відношенню до газів, тому їх застосовують у вакуумній упаковці. На ПА легко наноситься друк. Прозорість ПА-плівок висока, особливо двуосном-орієнтованих, блиск також поліпшується при орієнтації. Електричні і механічні властивості матеріалу залежать від вологості навколишнього середовища. Новітньою розробкою є отримання аморфного ПА. Він має меншу паропроникність в порівнянні з кристалічними поліаміду.
Алюмінієва фольга
У чому ж полягають переваги алюмінію перед іншими пакувальними матеріалами? Які основні особливості даного виду сировини? Які тенденції у сфері застосування алюмінію і алюмінієвої фольги на ринку упаковки простежуються на сучасному ринку? За даними EAFA, частка упаковки на основі алюмінію в світі постійно збільшується.
З історії алюмінію
Матеріал відомий як алюміній використовується в комерційних цілях протягом 100 років. Щорічно у світі проводитися 26 мільйонів тонн первинного алюмінію. Без алюмінію неможливо уявити такі глобальні області як освоєння космосу, передачу електрики, автомобілебудування, а також менш масштабні, але від того не менш важливі речі - алюмінієві каструлі і виробництво високоякісної упаковки. Фактично, чистий алюміній у виробництві упаковки використовується мало, в основному, використовуються різні сплави (наприклад, алюмінієва фольга), які дозволяють збільшити міцність при одночасному стоншенні пакувального матеріалу.
Основні ринки алюмінієвої фольги
Виробництво алюмінієвої фольги в Європі в 2004 році склало 831500 тонн (EAFA). Середньорічне зростання галузі за останні сім років склав 3, 6%. Приблизно 75% алюмінію використовується для виробництва упаковки та фольги, і 25% - у виробництві (теплова ізоляція для будинків, труби і кабелі, аерокосмічна та електронна промисловість).
Виробництво алюмінієвої фольги
Алюмінієва фольга - це дуже тонкий лист алюмінію. Його товщина складає до 0, 2 мм (200нм). Ширина фольги буде залежати від її призначення: гнучка упаковка, коробки з фольги, фольга для кришок, господарська фольга, фольга для теплообмінника, ламінати для теплоізолюючих матеріалів і т.д. Важливо, що до моменту закінчення процесу виробництва, завдяки високотемпературному відпалу, алюмінієва фольга стає стерильною. Саме тому вона безпечна у використанні з продуктами харчування. Крім того, алюмінієва фольга може нагріватися до високих температур, не деформуючись і не плавлячись - а це ідеальні умови для процесів запаювання.
Алюмінієва фольга товщиною 0, 006 мм (найбільш тонка), яка зазвичай використовується в пакувальному ламінаті, може ефективно зберігати швидкопсувні продукти харчування без використання заморозки протягом декількох місяців. Для безлічі товарів алюмінієва фольга забезпечує абсолютні бар'єрні властивості до кисню і вологи, до проникнення бактерій і впливу температур. Можна відзначити, що алюмінієва фольга має високу теплову провідність, має гарну гнучкістю (тобто, легко набуває необхідної форми, наприклад, при виробництві картону глибокої витяжки або тисненні поверхні упаковки).
Основні сфери застосування упаковки з алюмінієвою фольгою:
• продукти харчування (наприклад, платинки для йогуртове стаканчика, обгортка для масла або сиру)
• кондитерські вироби (обгортки на основі фольги)
• напої (картонна упаковка з алюмінієвим шаром)
• кава, чай
• консервовані продукти (саше і коробки)
• випічка (алюмінієві контейнери)
• м'ясо, птиця, риба
• фармацевтика (блістер)
• косметика
• тютюнові вироби
• корми для домашніх тварин
Зупинимося на деяких видах упаковки з фольги докладніше:
Упаковка для сиру і масла
Алюміній грав головну роль в упаковці молочних продуктів ще з часів виробництва бідонів для перевезення молока. І зараз алюміній сприяє розвитку молочної індустрії - як у сфері упаковки, так і у виробництві. У питаннях зберігання молочних продуктів алюміній особливо цінний своїми бар'єрними якостями і зберігає свіжість швидкопсувних продуктів, таких як сир або масло. Піддаючись впливу світла, продукти харчування, що містять масла або жири втрачають свою харчову цінність і смак. Тонкий шар алюмінієвої фольги в упаковці запобігає втраті вологи і смакових якостей.
Вимоги для пакування сиру варіюються залежно від індивідуальних характеристик сиру. Не всі сири виграють, якщо їх упакувати в світло-і вологонепроникний матеріал. Деяким для дозрівання необхідний кисень. Останні розробки в упаковці масла та жиру включають упаковку з фольги стійку до заморожування і таненню. Ця упаковка вирішує проблему вологою конденсації, яка при розморожуванні призводить до розшарування традиційної упаковки.
Фольга і молочні вироби
Закупорювання молочних пляшок кришками з алюмінієвої фольги стало одним з найбільш ефективних форм використання переробленої упаковки. Використані скляні пляшки збираються і наповнюються знову, таким чином, зберігаючи цінні матеріальні ресурси. Алюмінієва кришка, невигадлива з вигляду, може виконувати кілька функцій: за допомогою друку або тиснення на неї можна нанести назва продукту або інформацію за термінами зберігання (у тому числі, з внутрішньої сторони).
Фольга та кондитерські вироби
Навіть при зберіганні у вощеному папері, льодяники вбирають вологу і втрачають смак. Тільки зберігання в запаяній упаковці з алюмінієвим бар'єром надійно вберігає вміст від зовнішнього впливу. Цікаво, що в жарких країнах випускають спеціальну алюмінієву упаковку, що захищає солодкі кондитерські вироби (особливо містять горіхи і родзинки) від комах.
Фольга й напої
Упаковка у вигляді картонних коробок для соків, молока та інших напоїв надзвичайно популярна в наші дні. Що особливо важливо, багатошарові коробки з прошарком з алюмінієвої фольги дозволяють зберігати напій довгий час, не вимагаючи охолодження. Крім того, можна згадати і алюмінієву гвинтову пробку як пристосування для закупорювання скляних пляшок. Ще в далекому 1926 гвинтова пробка знайшла своє застосування в упаковці віскі, і це нововведення всього за шість місяців подвоїло продажу продукту у Великобританії (марка White Horse).
Упаковка "Bag in box"
Застосування упаковки "Bag in box" (пакет у коробці) досить широко, її можна використовувати для фасування тендітних, сипучих, рідких і пастоподібних продуктів, а також для деяких засобів побутової і промислової хімії.
Перш за все в упаковку типу "Bag in box" у нас прийнято фасувати чай. Додаткова картонна упаковка забезпечує стовідсоткову збереження продукту, адже навіть якщо чай просиплется, він все одно залишиться в коробці. Жорсткі вимоги до якості продукту і його упаковці пред'являються також і до сухих сумішей дитячого харчування. Упаковка "Bag in box" повністю відповідає їм, крім того, в неї можна додатково вкладати мірну ємність.
Коли ж іще виправдано застосовувати упаковку "Bag in box"? Безумовно, в "Bag in box" зручно пакувати продукт, що складається з декількох компонентів, які не можна попередньо змішувати, або ж якщо необхідно в одну коробку помістити кілька порційних пакетиків одного або різного за призначенням продукту (наприклад, спеції). Використовувати даний вид упаковки можна і в тих випадках, коли виробник хоче донести до споживача додаткову інформацію, яку можна вкласти в коробку разом з продуктом або нанести на сам пакетик.
Перевагою цієї упаковки в тому, що пачки легше групувати в блоки або вкладати в транспортну упаковку так як вони мають правильну форму. Тому процес укладання продукції в транспортну тару легше автоматизувати.
Ще одна приваблива особливість упаковки "Bag in box": в неї можна вкладати упаковані за допомогою вакууму продукти, особливо в тих випадках, коли вакуумування не пов'язане з наданням пакету правильної форми.
Чому ж упаковка "Bag in box" не отримала в країнах СНД належного поширення? Перший варіант відповіді очевидний - її дорожнеча. Але так чи значно це подорожчання? Не будемо наводити цифри, щоб не бути звинуваченими виробниками та продавцями термо-зварюваних матеріалів в незнанні нюансів, проте відомо, що ціна, скажімо, поліпропіленової плівки або пакувальних матеріалів на її основі без нанесеного зображення нижче вартості того ж матеріалу з уже нанесеною печаткою. На плівці для "Bag in box" наносити друк зовсім не обов'язково, так як зображення вже присутня на пачці. Нанесення ж друку на картонну коробку буде завжди дешевше, ніж на плівку, так як для останньої необхідна спеціальна підготовка, та й фарби для друку на полімерних матеріалах помітно дорожче фарб для паперу та картону.
Жорсткість картонної пачки охороняє внутрішній пакет від пошкоджень, значить, є можливість застосовувати для внутрішнього пакета більш тонкий і дешевший матеріал. Відповідно, різниця за ціною між просто пакетом з термозварювальних матеріалу і пакетом, покладеним у коробку не буде настільки вже й велика. Зате, використовуючи "Bag in box", підприємство набагато швидше перейде до комплексного вирішення автоматизації процесу упаковки і зможе краще забезпечити її схоронність надалі.
Головна ж причина невеликої кількості продуктів в упаковці "Bag in box" на прилавках - це відсутність вітчизняного недорогого обладнання для її виробництва. Підприємства, нещодавно взялися за випуск фасовочно-пакувального обладнання, найчастіше випускають обладнання для пакування в термозварювальним матеріали і не мають досвіду роботи з картонною упаковкою.
Стеклообразующие полімери (матеріали)
Скло є основним матеріалом для виробництва скляної тари. Скло хімічно інертно і непроникно для газів, рідин, вогкості, стійко до дії хімічних агентів, гігієнічно, прозоро і легко переробляється у вироби. Основним недоліком скла є його крихкість. Кремнезем є основним компонентом промислових стекол. Він вводиться до складу скла у вигляді кварцового піску. Високосортні кварцові піски містять 99-99,8% кремнезему і 0,2-1,0% домішок. Якість кварцового піску залежить від змісту і зернистості кремнезему і характеру сторонніх домішок. Структурні дослідження скла свідчать про мікронеоднорідною аморфної його фази, у якій є більш тонкі структурні утворення - кристаліти. При повільному охолодженні при відповідній температурі спостерігається виділення з скломаси кристалів скла, знижують термічну стійкість і механічну міцність скляних виробів. Для запобігання кристалізації скла рекомендується підібрати такий склад скла, щоб температура його вироблення була вище температури кристалізації.
Скло для харчової промисловості містить близько 72% кремнезему, 13,5% оксиду натрію, 9% оксиду кальцію, 2% оксиду магнію, 2% оксиду алюмінію, і інших речовин у невеликій кількості (оксиду брому, оксиду желе-за, сульфат натрію) .
Тара зі скла в залежності від виду пакують продукцію підрозділяється на три основні категорії: для парфумерії та косметики; для харчових продуктів; для лікарських препаратів.
Скло для парфумерії має володіти особливим блиском і прозорістю, тому для його виробництва не використовують окису заліза та інших металів. У фармацевтичній промисловості звичайно застосовують три типи скла: нейтральне борнокремнеземное скло дуже дороге використовується для упаковки фізіологічно активних препаратів (наприклад, плазми), натріевокальціевое скло з відповідною обробкою, використовуване для упаковки деяких видів медикаментів з вмістом кислоти, натріевокальціевое скло без обробки (використовується для всіх інших цілей).
Розрізняють три основних типи ємностей, що виготовляються зі скла: обплетені бутлі, фляги, пляшки і банки, флакони і ампули.
Сулії і фляги використовуються для вина, лікерів, столового і рослинного масла, безалкогольних газованих і негазованих напоїв, молока. Скляні банки та ємності з широким горлом використовують для джемів і конфітюрів, консервованих фруктів і солінь. Флакони і ампули використовують у парфюмерній і фармацевтичній промисловості.
Найважливішою особливістю скла є його гігієнічність. Із скла не переходять в продукт шкідливі речовини, воно не надає продуктам сторонніх запаху і смаку. Скло непроникно для газів, рідин, легко формується і прозоро. Негативним якістю скла є його крихкість і велика щільність, що призводить до збільшення транспортних витрат при перевезеннях і втрат харчових продуктів. Інтенсифікація скловаріння досягається шляхом модифікації складу скла, способів приготування шихти, застосування прискорювачів варіння і освітлювачів, підвищення температури в печі, застосування кисневого дуття і т.д. В даний час інтенсивно ведуться роботи зі зменшення маси склотари та підвищенню її механічних властивостей за рахунок обробки поверхні різними речовинами, нанесенням полімерних покриттів на основі поліуретану, полівінілхлориду і т.д. Впровадження полегшеної, зміцненої скляної тари економічно вигідно і, враховуючи необмежені запаси природної сировини і можливість повторної утилізації, робить скло перспективним матеріалом для виробництва тари.
БОПП-плівка
БОПП-плівки використовуються тільки в комбінації з іншими плівковими матеріалами для виготовлення ламінованих композиційних плівок. Слід зазначити, що виготовлення цього виду упаковки є досить складним технологічним процесом, що вимагає використання дорогого устаткування і плівок хорошої якості - зі стабільним ковзанням, високою жорсткістю і згортуваність. Тим не менше, багато експертів стверджують, що майбутнє, безумовно, за закрутки з твіст-ефектом: зручність використання, збільшення терміну зберігання продукту і вища естетична привабливість - незаперечні переваги цього виду цукеркового етикету.
Крім того, останнім часом БОПП-плівки все частіше застосовуються в якості зовнішньої упаковки для розфасовки цукерок в пакети - по 200-250 грамів. Зазвичай для цього використовують одно-двошарову гнучку упаковку товщиною 20-30 мкм, виготовлену на основі прозорої БОПП-плівки.
З кожним роком в кондитерській галузі збільшується застосування двох-тришарових гнучких полімерних упаковок з використанням БОПП-плівок для розфасовки жувальних цукерок і мармеладу. Для цього виду упаковки використовуються прозорі БОПП-плівки як імпортного, так і вітчизняного виробництва, при цьому їх середня товщина складає 20-30 мкм. Завдяки нанесення флексографічного друку під шар прозорої плівки, така упаковка відрізняється яскравістю і барвистістю. У той же час вона дозволяє споживачеві бачити міститься в пакеті продукт.
В останні роки в Росії спостерігається справжній бум використання гнучкої упаковки в сегменті борошняних кондитерських виробів. Тут знайшли широке застосування найрізноманітніші плівкові матеріали і технології пакування. При цьому виробники переслідують дві основні мети - збільшення терміну зберігання продукту та поліпшення товарного виду упакованої продукції.
Упаковка борошняних виробів
До борошняним кондитерським виробам відносяться торти, рулети, тістечка, пряники, різні види печива. Широкий асортимент продукції, що виготовляється передбачає і велика різноманітність використовуваних упаковок, тим не менш, очевидна загальна тенденція, яка полягає в переважному застосуванні багатошарових гнучких упаковок з використанням БОПП-плівок.
Основна проблема, що виникає при упаковці більшості борошняних кондитерських виробів - високий вміст жиру, яке при тривалому зберіганні даного виду продукції може призвести до скупчення продуктів розщеплення жирових компонентів і виникнення прогорклости. Процес окислення жирів виникає під дією кисню, світла і підвищеної температури, тому найбільш часто для упаковки жиросодержащих продукції використовують непрозору, а в деяких випадках навіть металізовану плівку, що володіє високими бар'єрними властивостями.
На сьогоднішній день багато найбільші російські підприємства практично всі борошняні кондитерські вироби упаковують в багатошарову гнучку полімерну упаковку із застосуванням БОПП-плівок. Проте повний перехід на цей вид матеріалу вони поки не планують, оскільки конкурентна ситуація в регіонах змушує цих виробників приділяти особливу увагу не стільки поліпшення упакування, скільки збереженню низької роздрібної ціни на продукцію, що випускається.
При виготовленні упаковки для борошняних кондитерських виробів як правило використовується непрозора чи металізована БОПП-плівка іноземного виробництва, середньої товщиною в 20-30 мкм і вище, з нанесенням флексографічного або глибокого друку.
Для деяких виробів, упакованих у картонні коробки, застосовується вітчизняна прозора орієнтована поліпропіленова плівка, яка забезпечує додатковий захист продукту.
Пакувальний картон
Відомо, що так називаються всі сорти картону, які підходять для виробництва складних коробок. Крім того, пакувальні картони - прекрасний матеріал для виробництва папок, вітальних листівок і т.п.
Основні сорти пакувального картону:
U - некрейдований;
G - крейдований;
GG - литого крейдування;
UC - хром-ерзац картон;
GC - хромокартон;
D - дуплекскартон;
Т - тріплекскартон;
Z - целюлозний картон.
Пакувальний картон складається з декількох шарів: верхнього шару (верхня сторона), одного або декількох внутрішніх шарів і нижнього шару (зворотний бік). Всі споі з'єднуються у вологому стані в процесі виробництва на картоноробної машині і спресовуються.
Нижній або внутрішні шари картону можуть бути:
сірими (макулатурної сировина);
світлими (древмасса);
білими (целюлоза).
До пакувальному картоні пред'являються наступні вимоги:
хороше сполучення шарів між собою;
хороше сполучення крейдованого покриття з картоном;
плоске лежання в стопі;
відносна вологість не повинна виходити за межі дозволених допусків;
гарні друковані властивості нижнього боку картону;
здатність до лакуванню навіть невеликою кількістю лаку;
хороше закріплення фарб.
Некрейдовані сорти картону
Для них функціональні пакувальні властивості важливіше друкованих. Ці сорти пропускають повітря і підходять, таким чином, для скін-упаковки.
Картон "ЛАДОГА". Рекомендований для упаковки харчових продуктів, наприклад кондитерських виробів. Запечатується в 2-3 фарби (для досягнення найкращих результатів бажані нерастрірованниє зображення). Щільність - від 220 до 430 г/м2. Білизна -82%. Товщина - від 0,27 до 0,60 мм. Жорсткість: поперечний напрям - від 0,26 до 1,6 Н / см, поздовжнє - від 0,75 до 4,8 Н / см.
Для друку на крейдованого картонах рекомендуються поліграфічні фарби EUROLUX-BOARD виробництва ZELLER + GMELUN.
Крейдованого сорти картону
На відміну від крейдованого характеризуються кращим поведінкою у пресі, більш інтенсивним відтворенням фарб і кращим глянцем при лакуванні. Для блістерної упаковки необхідний крейдований картон.
TAMWHITE. Целюлозний графічний картон з двошаровим крейдування лицьової сторони і одношаровим крейдування обороту. Поставляється в аркушах 62х94, 70х100. Володіє високими показниками білизни і глянцю. Рекомендовано для виробництва багатобарвної високоякісної упаковки, листівок, папок і т.п.
GRUNOPLEX. Макулатурний картон з двошаровим крейдування лицьової сторони і сірим оборотом. Підвищеної жорсткості. Рекомендовано для виробництва високоякісної упаковки. Щільність - 250 та 275 г/м2. Білизна - 83%.
ALASKA. Тришаровий целюлозний картон з крейдованим покриттям. Щільність: 230, 250-350 г/м2.
PRIMA. Тришаровий картон з одностороннім крейдованим покриттям, додаванням макулатурної маси і вибіленим оборотом. Щільність - 250-350 г/м2.
ВКВ. Багатошаровий чістоцеллюлозние пакувальний картон хром-ерзац з крафт-оборотом. Має двошарове крейдування лицьової сторони, що гарантує високоякісний друк. Володіє підвищеними показниками жорсткості, у тому числі при низьких плотностях, що досягається завдяки додаванню механічної целюлози. Рекомендовано для виробництва упаковки високої жорсткості, зокрема для харчових продуктів. Підходить для всіх видів друку.
НЕВА. Макулатурний крейдований картон хром-ерзац з сірим оборотом. Щільність - від 280 до 520 г/м2.
BALTIKA. Двошаровий картон з одностороннім крейдованим покриттям, додаванням макулатурної маси і сірим оборотом. Щільність - 230, 250, 300, 350, 400 г/м2. Поставляється в аркушах формату 62х94, 70х100.
PRINTA. Двошаровий картон з одностороннім крейдованим покриттям, додаванням макулатурної маси і сірим оборотом. Щільність - 250, 300, 350, 400 г/м2.
Найкращий результат друку досягається при застосуванні глянцевої фарб EUROLUX-BOARD виробництва ZELLER + GMELLIN з підвищеною стійкістю до стирання і оптимальними показниками вбирання (призначених спеціально для друку по пакувальним картонам, в тому числі крейдованим).
Картон литого крейдування
Це висоглянцевий картон. Високий глянець досягається способом литого крейдування. Крейдований сторона картону сушиться на підігрівається хромованому циліндрі, що має дзеркальну гладкість. Дзеркальна поверхня циліндра відтворюється на поверхні картону.
Картони серії CHROMOLUX. Володіють не тільки прекрасною сприйнятливістю до друкованих фарб, але і високими показниками при післядрукарської обробці. Рекомендовані для виробництва високоякісної упаковки (наприклад, продукції парфумерної промисловості), ярликів, обкладинок, папок, високохудожніх вітальних листівок, візитних карток. Картони цієї серії чудово тіснятся фольгою. Щільність - від 250 до 400 г/м2.
Для друку на картонах серії CHROMOLUX рекомендуються спеціалізовані фарби Eurolux Folien виробництва ZELLER + GMELLIN.
Список використаної літератури
1. Інтернет журнал Unipack.Ru
ПК - лінійний поліефір вугільної кислоти. Він дуже незвичайний через поєднання високої термостійкості, високої ударної в'язкості і прозорості. Його властивості мало змінюються з ростом температури. Проникність для газу і пари води висока, тому для поліпшення бар'єрних властивостей на ПК плівку наносять покриття. Видатним властивістю ПК плівки є її розмірна стабільність, вона абсолютно непридатна в якості усадочної плівки; нагрівання плівки до 150 ° С (тобто вище точки розм'якшення) протягом 10 хв. дає усадку всього 2%. ПК легко зварюється як імпульсним, так і ультразвуковим способами, а також звичайної зварюванням гарячими електродами. Плівку легко формувати у вироби, при цьому можливі великі ступеня витяжки з хорошим відтворенням деталей форм. Хорошу друк можна отримати різними методами (шовкографії, флексографії, гравіювання). З полікарбонату формують розігріваються підносику з готовими стравами (упакування типу "кип'яти-в-упаковці"). В обох випадках використовують високу теплостійкість.
Основне застосування ПК - упаковка їжі при підвищених температурах. Перспективні сфери застосування - пакети, що стерилізуються в автоклавах і упаковки для мікрохвильових печей, упаковка медичних виробів.
4.6. Поліаміди
Поліаміди (ПА) - це група пластмас з відомими назвами: "капрон", "найлон", "анид" та ін У складі макромолекул полімеру присутній амидная зв'язок і метиленові групи, що повторюються від 2 до 10 разів. Поліаміди - кристалізуються полімери. Властивості різних поліамідів досить близькі. Вони є жорсткими матеріалами з високою міцністю при розриві і високою стійкістю до зношування, мають високу температуру розм'якшення і витримують стерилізацію парою до 140 ° С. ПА зберігає еластичність при низьких температурах, так що температурний інтервал їх використання дуже широкий. Однак поліаміди відрізняє досить високе водопоглинання. Однак після висушування початковий рівень властивостей відновлюється. У цьому відношенні краще ПА-12, у якого водопоглинання менше, ніж у ПА-6 і ПА-6, 6. ПА володіють високою міцністю при ударі і продавлюванні, легко зварюються високочастотним методом. ПА має дуже високу паропроникність та низькою проникністю по відношенню до газів, тому їх застосовують у вакуумній упаковці. На ПА легко наноситься друк. Прозорість ПА-плівок висока, особливо двуосном-орієнтованих, блиск також поліпшується при орієнтації. Електричні і механічні властивості матеріалу залежать від вологості навколишнього середовища. Новітньою розробкою є отримання аморфного ПА. Він має меншу паропроникність в порівнянні з кристалічними поліаміду.
Алюмінієва фольга
У чому ж полягають переваги алюмінію перед іншими пакувальними матеріалами? Які основні особливості даного виду сировини? Які тенденції у сфері застосування алюмінію і алюмінієвої фольги на ринку упаковки простежуються на сучасному ринку? За даними EAFA, частка упаковки на основі алюмінію в світі постійно збільшується.
З історії алюмінію
Матеріал відомий як алюміній використовується в комерційних цілях протягом 100 років. Щорічно у світі проводитися 26 мільйонів тонн первинного алюмінію. Без алюмінію неможливо уявити такі глобальні області як освоєння космосу, передачу електрики, автомобілебудування, а також менш масштабні, але від того не менш важливі речі - алюмінієві каструлі і виробництво високоякісної упаковки. Фактично, чистий алюміній у виробництві упаковки використовується мало, в основному, використовуються різні сплави (наприклад, алюмінієва фольга), які дозволяють збільшити міцність при одночасному стоншенні пакувального матеріалу.
Основні ринки алюмінієвої фольги
Виробництво алюмінієвої фольги в Європі в 2004 році склало 831500 тонн (EAFA). Середньорічне зростання галузі за останні сім років склав 3, 6%. Приблизно 75% алюмінію використовується для виробництва упаковки та фольги, і 25% - у виробництві (теплова ізоляція для будинків, труби і кабелі, аерокосмічна та електронна промисловість).
Виробництво алюмінієвої фольги
Алюмінієва фольга - це дуже тонкий лист алюмінію. Його товщина складає до 0, 2 мм (200нм). Ширина фольги буде залежати від її призначення: гнучка упаковка, коробки з фольги, фольга для кришок, господарська фольга, фольга для теплообмінника, ламінати для теплоізолюючих матеріалів і т.д. Важливо, що до моменту закінчення процесу виробництва, завдяки високотемпературному відпалу, алюмінієва фольга стає стерильною. Саме тому вона безпечна у використанні з продуктами харчування. Крім того, алюмінієва фольга може нагріватися до високих температур, не деформуючись і не плавлячись - а це ідеальні умови для процесів запаювання.
Алюмінієва фольга товщиною 0, 006 мм (найбільш тонка), яка зазвичай використовується в пакувальному ламінаті, може ефективно зберігати швидкопсувні продукти харчування без використання заморозки протягом декількох місяців. Для безлічі товарів алюмінієва фольга забезпечує абсолютні бар'єрні властивості до кисню і вологи, до проникнення бактерій і впливу температур. Можна відзначити, що алюмінієва фольга має високу теплову провідність, має гарну гнучкістю (тобто, легко набуває необхідної форми, наприклад, при виробництві картону глибокої витяжки або тисненні поверхні упаковки).
Основні сфери застосування упаковки з алюмінієвою фольгою:
• продукти харчування (наприклад, платинки для йогуртове стаканчика, обгортка для масла або сиру)
• кондитерські вироби (обгортки на основі фольги)
• напої (картонна упаковка з алюмінієвим шаром)
• кава, чай
• консервовані продукти (саше і коробки)
• випічка (алюмінієві контейнери)
• м'ясо, птиця, риба
• фармацевтика (блістер)
• косметика
• тютюнові вироби
• корми для домашніх тварин
Зупинимося на деяких видах упаковки з фольги докладніше:
Упаковка для сиру і масла
Алюміній грав головну роль в упаковці молочних продуктів ще з часів виробництва бідонів для перевезення молока. І зараз алюміній сприяє розвитку молочної індустрії - як у сфері упаковки, так і у виробництві. У питаннях зберігання молочних продуктів алюміній особливо цінний своїми бар'єрними якостями і зберігає свіжість швидкопсувних продуктів, таких як сир або масло. Піддаючись впливу світла, продукти харчування, що містять масла або жири втрачають свою харчову цінність і смак. Тонкий шар алюмінієвої фольги в упаковці запобігає втраті вологи і смакових якостей.
Вимоги для пакування сиру варіюються залежно від індивідуальних характеристик сиру. Не всі сири виграють, якщо їх упакувати в світло-і вологонепроникний матеріал. Деяким для дозрівання необхідний кисень. Останні розробки в упаковці масла та жиру включають упаковку з фольги стійку до заморожування і таненню. Ця упаковка вирішує проблему вологою конденсації, яка при розморожуванні призводить до розшарування традиційної упаковки.
Фольга і молочні вироби
Закупорювання молочних пляшок кришками з алюмінієвої фольги стало одним з найбільш ефективних форм використання переробленої упаковки. Використані скляні пляшки збираються і наповнюються знову, таким чином, зберігаючи цінні матеріальні ресурси. Алюмінієва кришка, невигадлива з вигляду, може виконувати кілька функцій: за допомогою друку або тиснення на неї можна нанести назва продукту або інформацію за термінами зберігання (у тому числі, з внутрішньої сторони).
Фольга та кондитерські вироби
Навіть при зберіганні у вощеному папері, льодяники вбирають вологу і втрачають смак. Тільки зберігання в запаяній упаковці з алюмінієвим бар'єром надійно вберігає вміст від зовнішнього впливу. Цікаво, що в жарких країнах випускають спеціальну алюмінієву упаковку, що захищає солодкі кондитерські вироби (особливо містять горіхи і родзинки) від комах.
Фольга й напої
Упаковка у вигляді картонних коробок для соків, молока та інших напоїв надзвичайно популярна в наші дні. Що особливо важливо, багатошарові коробки з прошарком з алюмінієвої фольги дозволяють зберігати напій довгий час, не вимагаючи охолодження. Крім того, можна згадати і алюмінієву гвинтову пробку як пристосування для закупорювання скляних пляшок. Ще в далекому 1926 гвинтова пробка знайшла своє застосування в упаковці віскі, і це нововведення всього за шість місяців подвоїло продажу продукту у Великобританії (марка White Horse).
Упаковка "Bag in box"
Застосування упаковки "Bag in box" (пакет у коробці) досить широко, її можна використовувати для фасування тендітних, сипучих, рідких і пастоподібних продуктів, а також для деяких засобів побутової і промислової хімії.
Перш за все в упаковку типу "Bag in box" у нас прийнято фасувати чай. Додаткова картонна упаковка забезпечує стовідсоткову збереження продукту, адже навіть якщо чай просиплется, він все одно залишиться в коробці. Жорсткі вимоги до якості продукту і його упаковці пред'являються також і до сухих сумішей дитячого харчування. Упаковка "Bag in box" повністю відповідає їм, крім того, в неї можна додатково вкладати мірну ємність.
Коли ж іще виправдано застосовувати упаковку "Bag in box"? Безумовно, в "Bag in box" зручно пакувати продукт, що складається з декількох компонентів, які не можна попередньо змішувати, або ж якщо необхідно в одну коробку помістити кілька порційних пакетиків одного або різного за призначенням продукту (наприклад, спеції). Використовувати даний вид упаковки можна і в тих випадках, коли виробник хоче донести до споживача додаткову інформацію, яку можна вкласти в коробку разом з продуктом або нанести на сам пакетик.
Перевагою цієї упаковки в тому, що пачки легше групувати в блоки або вкладати в транспортну упаковку так як вони мають правильну форму. Тому процес укладання продукції в транспортну тару легше автоматизувати.
Ще одна приваблива особливість упаковки "Bag in box": в неї можна вкладати упаковані за допомогою вакууму продукти, особливо в тих випадках, коли вакуумування не пов'язане з наданням пакету правильної форми.
Чому ж упаковка "Bag in box" не отримала в країнах СНД належного поширення? Перший варіант відповіді очевидний - її дорожнеча. Але так чи значно це подорожчання? Не будемо наводити цифри, щоб не бути звинуваченими виробниками та продавцями термо-зварюваних матеріалів в незнанні нюансів, проте відомо, що ціна, скажімо, поліпропіленової плівки або пакувальних матеріалів на її основі без нанесеного зображення нижче вартості того ж матеріалу з уже нанесеною печаткою. На плівці для "Bag in box" наносити друк зовсім не обов'язково, так як зображення вже присутня на пачці. Нанесення ж друку на картонну коробку буде завжди дешевше, ніж на плівку, так як для останньої необхідна спеціальна підготовка, та й фарби для друку на полімерних матеріалах помітно дорожче фарб для паперу та картону.
Жорсткість картонної пачки охороняє внутрішній пакет від пошкоджень, значить, є можливість застосовувати для внутрішнього пакета більш тонкий і дешевший матеріал. Відповідно, різниця за ціною між просто пакетом з термозварювальних матеріалу і пакетом, покладеним у коробку не буде настільки вже й велика. Зате, використовуючи "Bag in box", підприємство набагато швидше перейде до комплексного вирішення автоматизації процесу упаковки і зможе краще забезпечити її схоронність надалі.
Головна ж причина невеликої кількості продуктів в упаковці "Bag in box" на прилавках - це відсутність вітчизняного недорогого обладнання для її виробництва. Підприємства, нещодавно взялися за випуск фасовочно-пакувального обладнання, найчастіше випускають обладнання для пакування в термозварювальним матеріали і не мають досвіду роботи з картонною упаковкою.
Стеклообразующие полімери (матеріали)
Скло є основним матеріалом для виробництва скляної тари. Скло хімічно інертно і непроникно для газів, рідин, вогкості, стійко до дії хімічних агентів, гігієнічно, прозоро і легко переробляється у вироби. Основним недоліком скла є його крихкість. Кремнезем є основним компонентом промислових стекол. Він вводиться до складу скла у вигляді кварцового піску. Високосортні кварцові піски містять 99-99,8% кремнезему і 0,2-1,0% домішок. Якість кварцового піску залежить від змісту і зернистості кремнезему і характеру сторонніх домішок. Структурні дослідження скла свідчать про мікронеоднорідною аморфної його фази, у якій є більш тонкі структурні утворення - кристаліти. При повільному охолодженні при відповідній температурі спостерігається виділення з скломаси кристалів скла, знижують термічну стійкість і механічну міцність скляних виробів. Для запобігання кристалізації скла рекомендується підібрати такий склад скла, щоб температура його вироблення була вище температури кристалізації.
Скло для харчової промисловості містить близько 72% кремнезему, 13,5% оксиду натрію, 9% оксиду кальцію, 2% оксиду магнію, 2% оксиду алюмінію, і інших речовин у невеликій кількості (оксиду брому, оксиду желе-за, сульфат натрію) .
Тара зі скла в залежності від виду пакують продукцію підрозділяється на три основні категорії: для парфумерії та косметики; для харчових продуктів; для лікарських препаратів.
Скло для парфумерії має володіти особливим блиском і прозорістю, тому для його виробництва не використовують окису заліза та інших металів. У фармацевтичній промисловості звичайно застосовують три типи скла: нейтральне борнокремнеземное скло дуже дороге використовується для упаковки фізіологічно активних препаратів (наприклад, плазми), натріевокальціевое скло з відповідною обробкою, використовуване для упаковки деяких видів медикаментів з вмістом кислоти, натріевокальціевое скло без обробки (використовується для всіх інших цілей).
Розрізняють три основних типи ємностей, що виготовляються зі скла: обплетені бутлі, фляги, пляшки і банки, флакони і ампули.
Сулії і фляги використовуються для вина, лікерів, столового і рослинного масла, безалкогольних газованих і негазованих напоїв, молока. Скляні банки та ємності з широким горлом використовують для джемів і конфітюрів, консервованих фруктів і солінь. Флакони і ампули використовують у парфюмерній і фармацевтичній промисловості.
Найважливішою особливістю скла є його гігієнічність. Із скла не переходять в продукт шкідливі речовини, воно не надає продуктам сторонніх запаху і смаку. Скло непроникно для газів, рідин, легко формується і прозоро. Негативним якістю скла є його крихкість і велика щільність, що призводить до збільшення транспортних витрат при перевезеннях і втрат харчових продуктів. Інтенсифікація скловаріння досягається шляхом модифікації складу скла, способів приготування шихти, застосування прискорювачів варіння і освітлювачів, підвищення температури в печі, застосування кисневого дуття і т.д. В даний час інтенсивно ведуться роботи зі зменшення маси склотари та підвищенню її механічних властивостей за рахунок обробки поверхні різними речовинами, нанесенням полімерних покриттів на основі поліуретану, полівінілхлориду і т.д. Впровадження полегшеної, зміцненої скляної тари економічно вигідно і, враховуючи необмежені запаси природної сировини і можливість повторної утилізації, робить скло перспективним матеріалом для виробництва тари.
БОПП-плівка
БОПП-плівки використовуються тільки в комбінації з іншими плівковими матеріалами для виготовлення ламінованих композиційних плівок. Слід зазначити, що виготовлення цього виду упаковки є досить складним технологічним процесом, що вимагає використання дорогого устаткування і плівок хорошої якості - зі стабільним ковзанням, високою жорсткістю і згортуваність. Тим не менше, багато експертів стверджують, що майбутнє, безумовно, за закрутки з твіст-ефектом: зручність використання, збільшення терміну зберігання продукту і вища естетична привабливість - незаперечні переваги цього виду цукеркового етикету.
Крім того, останнім часом БОПП-плівки все частіше застосовуються в якості зовнішньої упаковки для розфасовки цукерок в пакети - по 200-250 грамів. Зазвичай для цього використовують одно-двошарову гнучку упаковку товщиною 20-30 мкм, виготовлену на основі прозорої БОПП-плівки.
З кожним роком в кондитерській галузі збільшується застосування двох-тришарових гнучких полімерних упаковок з використанням БОПП-плівок для розфасовки жувальних цукерок і мармеладу. Для цього виду упаковки використовуються прозорі БОПП-плівки як імпортного, так і вітчизняного виробництва, при цьому їх середня товщина складає 20-30 мкм. Завдяки нанесення флексографічного друку під шар прозорої плівки, така упаковка відрізняється яскравістю і барвистістю. У той же час вона дозволяє споживачеві бачити міститься в пакеті продукт.
В останні роки в Росії спостерігається справжній бум використання гнучкої упаковки в сегменті борошняних кондитерських виробів. Тут знайшли широке застосування найрізноманітніші плівкові матеріали і технології пакування. При цьому виробники переслідують дві основні мети - збільшення терміну зберігання продукту та поліпшення товарного виду упакованої продукції.
Упаковка борошняних виробів
До борошняним кондитерським виробам відносяться торти, рулети, тістечка, пряники, різні види печива. Широкий асортимент продукції, що виготовляється передбачає і велика різноманітність використовуваних упаковок, тим не менш, очевидна загальна тенденція, яка полягає в переважному застосуванні багатошарових гнучких упаковок з використанням БОПП-плівок.
Основна проблема, що виникає при упаковці більшості борошняних кондитерських виробів - високий вміст жиру, яке при тривалому зберіганні даного виду продукції може призвести до скупчення продуктів розщеплення жирових компонентів і виникнення прогорклости. Процес окислення жирів виникає під дією кисню, світла і підвищеної температури, тому найбільш часто для упаковки жиросодержащих продукції використовують непрозору, а в деяких випадках навіть металізовану плівку, що володіє високими бар'єрними властивостями.
На сьогоднішній день багато найбільші російські підприємства практично всі борошняні кондитерські вироби упаковують в багатошарову гнучку полімерну упаковку із застосуванням БОПП-плівок. Проте повний перехід на цей вид матеріалу вони поки не планують, оскільки конкурентна ситуація в регіонах змушує цих виробників приділяти особливу увагу не стільки поліпшення упакування, скільки збереженню низької роздрібної ціни на продукцію, що випускається.
При виготовленні упаковки для борошняних кондитерських виробів як правило використовується непрозора чи металізована БОПП-плівка іноземного виробництва, середньої товщиною в 20-30 мкм і вище, з нанесенням флексографічного або глибокого друку.
Для деяких виробів, упакованих у картонні коробки, застосовується вітчизняна прозора орієнтована поліпропіленова плівка, яка забезпечує додатковий захист продукту.
Пакувальний картон
Відомо, що так називаються всі сорти картону, які підходять для виробництва складних коробок. Крім того, пакувальні картони - прекрасний матеріал для виробництва папок, вітальних листівок і т.п.
Основні сорти пакувального картону:
U - некрейдований;
G - крейдований;
GG - литого крейдування;
UC - хром-ерзац картон;
GC - хромокартон;
D - дуплекскартон;
Т - тріплекскартон;
Z - целюлозний картон.
Пакувальний картон складається з декількох шарів: верхнього шару (верхня сторона), одного або декількох внутрішніх шарів і нижнього шару (зворотний бік). Всі споі з'єднуються у вологому стані в процесі виробництва на картоноробної машині і спресовуються.
Нижній або внутрішні шари картону можуть бути:
сірими (макулатурної сировина);
світлими (древмасса);
білими (целюлоза).
До пакувальному картоні пред'являються наступні вимоги:
хороше сполучення шарів між собою;
хороше сполучення крейдованого покриття з картоном;
плоске лежання в стопі;
відносна вологість не повинна виходити за межі дозволених допусків;
гарні друковані властивості нижнього боку картону;
здатність до лакуванню навіть невеликою кількістю лаку;
хороше закріплення фарб.
Некрейдовані сорти картону
Для них функціональні пакувальні властивості важливіше друкованих. Ці сорти пропускають повітря і підходять, таким чином, для скін-упаковки.
Картон "ЛАДОГА". Рекомендований для упаковки харчових продуктів, наприклад кондитерських виробів. Запечатується в 2-3 фарби (для досягнення найкращих результатів бажані нерастрірованниє зображення). Щільність - від 220 до 430 г/м2. Білизна -82%. Товщина - від 0,27 до 0,60 мм. Жорсткість: поперечний напрям - від 0,26 до 1,6 Н / см, поздовжнє - від 0,75 до 4,8 Н / см.
Для друку на крейдованого картонах рекомендуються поліграфічні фарби EUROLUX-BOARD виробництва ZELLER + GMELUN.
Крейдованого сорти картону
На відміну від крейдованого характеризуються кращим поведінкою у пресі, більш інтенсивним відтворенням фарб і кращим глянцем при лакуванні. Для блістерної упаковки необхідний крейдований картон.
TAMWHITE. Целюлозний графічний картон з двошаровим крейдування лицьової сторони і одношаровим крейдування обороту. Поставляється в аркушах 62х94, 70х100. Володіє високими показниками білизни і глянцю. Рекомендовано для виробництва багатобарвної високоякісної упаковки, листівок, папок і т.п.
GRUNOPLEX. Макулатурний картон з двошаровим крейдування лицьової сторони і сірим оборотом. Підвищеної жорсткості. Рекомендовано для виробництва високоякісної упаковки. Щільність - 250 та 275 г/м2. Білизна - 83%.
ALASKA. Тришаровий целюлозний картон з крейдованим покриттям. Щільність: 230, 250-350 г/м2.
PRIMA. Тришаровий картон з одностороннім крейдованим покриттям, додаванням макулатурної маси і вибіленим оборотом. Щільність - 250-350 г/м2.
ВКВ. Багатошаровий чістоцеллюлозние пакувальний картон хром-ерзац з крафт-оборотом. Має двошарове крейдування лицьової сторони, що гарантує високоякісний друк. Володіє підвищеними показниками жорсткості, у тому числі при низьких плотностях, що досягається завдяки додаванню механічної целюлози. Рекомендовано для виробництва упаковки високої жорсткості, зокрема для харчових продуктів. Підходить для всіх видів друку.
НЕВА. Макулатурний крейдований картон хром-ерзац з сірим оборотом. Щільність - від 280 до 520 г/м2.
BALTIKA. Двошаровий картон з одностороннім крейдованим покриттям, додаванням макулатурної маси і сірим оборотом. Щільність - 230, 250, 300, 350, 400 г/м2. Поставляється в аркушах формату 62х94, 70х100.
PRINTA. Двошаровий картон з одностороннім крейдованим покриттям, додаванням макулатурної маси і сірим оборотом. Щільність - 250, 300, 350, 400 г/м2.
Найкращий результат друку досягається при застосуванні глянцевої фарб EUROLUX-BOARD виробництва ZELLER + GMELLIN з підвищеною стійкістю до стирання і оптимальними показниками вбирання (призначених спеціально для друку по пакувальним картонам, в тому числі крейдованим).
Картон литого крейдування
Це висоглянцевий картон. Високий глянець досягається способом литого крейдування. Крейдований сторона картону сушиться на підігрівається хромованому циліндрі, що має дзеркальну гладкість. Дзеркальна поверхня циліндра відтворюється на поверхні картону.
Картони серії CHROMOLUX. Володіють не тільки прекрасною сприйнятливістю до друкованих фарб, але і високими показниками при післядрукарської обробці. Рекомендовані для виробництва високоякісної упаковки (наприклад, продукції парфумерної промисловості), ярликів, обкладинок, папок, високохудожніх вітальних листівок, візитних карток. Картони цієї серії чудово тіснятся фольгою. Щільність - від 250 до 400 г/м2.
Для друку на картонах серії CHROMOLUX рекомендуються спеціалізовані фарби Eurolux Folien виробництва ZELLER + GMELLIN.
Список використаної літератури
1. Інтернет журнал Unipack.Ru