Tovaroznav_pakuv_mater_i_tari-Sirohman

Тара з таких матеріалів, зберігає свою формуі пружні властивості в діапазоні температур від – 60 до 75 °С. Спінений полістирол застосовується для виготовлення різноманітних виробів методом термоформування (прокладки в ящиках для яблук, коробки для фасуванняяєць, таціілотки для фасування яєць, м’яса, риби тощо).

Перспективними співполімерами ПС є АВС-пластики, які містять 5—35 % акрилонітрилу, 10—40 % бутадієну і 25—80 % стиролу. Залежно від складу цих компонентів формуються відповідні властивості матеріалу. Порівняно з УПС, АВС-пластики мають більшу ударну в’язкість, хімічну стійкість і пластичність. Промисловістю випускаються АВС-пластики марок САН («стирол-акрилоні- трил») і різних модифікацій: МСН, АТ-2, АВС. Їх використовують для виготовленнярізноманітнихбанок ітаць.

Плівкові полімерні матеріали випускаються різних торгових марок, деякі з них представлені в табл. 5.5.

121

Термоусадкові і стретч-плівки

Термоусадкова — це полімерна плівка, що скорочується під дією температури, вищої за температуру розм’якшення полімеру. Її одержують розтягуванням полімерного матеріалу у високоеластичному нагрітому стані з наступним охолодженням. Унаслідок цього відбувається направлена орієнтація молекулярних ланцюгів полімеру та виникнення в них напруги. При охолодженні, затвердінні ці деформації і напруги фіксуються у матеріалі. Повторне нагрівання в таких плівках зумовлює релаксаційні процеси, а матеріал прагне повернутися до своїх початкових розмірів. Цю властивість зворотного повернення називають «пам’яттю полімеру» або термоусадкою.

Термоусадкові плівки можуть виготовлятися із кристалізованих поліефірів ПЕНТ, ПЕВТ, ПП, співполімерів етилену з вінілацетатом, ПВХ, ПС, ПА, гідрохлориду каучуку.

Важливими характеристиками термоусадкових плівок є ступінь і напруга усадки. Остання виникає в орієнтованому матеріалі при нагріванні і залежить від температури та тривалості нагрівання плівки.

Термоусадкові плівки виготовляють товщиною від 30 до 300 мкм у вигляді полотна, напіврукава, рукава переважно із поліетилену низької густини, який має задовільну механічну міцність в інтервалі температур від –50 до +50 ºС, легку зварюваність, еластичність та інертність щодо більшості упакованих продуктів, має невисоку ціну. Вони призначені як для пакування вантажів на піддонах, так і для пакування картонних пачок, коробок, пляшок, металевих банок тощо.

Поліетиленові термоусадкові плівки мають високі механічні властивості, але обмежену прозорість і невисоку якість зварювання, які погіршують зовнішній вигляд упакованого продукту. Тому їх не використовують для пакування малогабаритних товарів з привабливим зовнішнім виглядом і підвищеними вимогами до якості упаков-

ки. Високопрозорі термоусадкові плівки (ВТП) виробляють: поліві-

нілхлоридні (ПВХ) і полеолефінові (ПО). Часом їх називають «тонкими», завдяки незначній товщині — 12—40 мкм порівняно зі звичайними ПЕ, які мають товщину 40 мкм і більше. Високопрозорі термоусадкові плівки широко застосовують у країнах Західної Європи для пакування малогабаритних легких товарів (відеокасети, компакт-диски, коробки для цукерок, піци, групової упаковки кондитерських виробів, косметичнихтоварівтощо).

122

Основну частку упакованих у ВТП виробів направляють у супермаркети, які зацікавлені у привабливому вигляді товарів. Для пакування у ВТП використовують недороге і нескладне обладнання.

Перевагами ВТП вважають низьку вартість упаковки і обладнання для термоусадки, простоту технологічного процесу, універсальність використання, добру прозорість і естетичність, забезпечення захисту упакованої продукції, неможливість несанкціонованого відкривання.

Із ПВХ і ПЕ виробляють також інші види плівок з відповідним ступенем термоусадки в різних напрямах. Ці плівки використовують у виготовленні термоусадкових етикеток для пляшок, банок та іншої тари.

Термоусадкові плівки із ПВХ — одношарові, однорідні, виготовлені із сумішей «dry blend», сумішей полівінілхлориду з пластифікаторами, стабілізаторами, барвниками, антиблокуючими засобами, добавками, які запобігають склеюванню плівки і покращують її ковзання. Внесені добавки поліпшують технічні характеристики, але не дають можливості надалі провести їх рециклінг.

Під час зварювання цих плівок виділяються токсичні гази: хлористий водень (HCl), діоксини (PCDD), фурани (PCDF). При контакті плівки з харчовими продуктами слід контролювати вміст добавок та мономеру хлорвінілу, який може викликати захворювання на рак.

Термоусадкові плівки із поліолефінів. Поліолефіни — важлива група полімерів, 80 % яких складає поліетилен, поліпропілен і поліефіри. Плівки поліолефінові — це високопрозорі три- і п’ятишарові термоусадкові із ПЕ та поліпропілену (ПП). Основними вважаються такі типи плівок як ПЕ/ПП/ПЕ; ПЕ/ПЕ/ПЕ; ПП/ПЕ/ПП; ПП/ПП/ПП. Подібні комбінації зустрічаються і у п’ятишарових плівках.

Виділяють плівки залежно від: призначення (для заморожених продуктів, непродовольчих товарів); товщини і ширини; виду (напіврукав для простих пакувальних обладнань або стрічка для високопродуктивних автоматів).

Плівки поліолефінові порівняно з плівками із ПВХ більш еластичні (навіть при t –30 °С, тоді як плівка із ПВХ при цьому руйнується), з високими механічними властивостями, і завдяки цьому товщина їх може бути на 25 % нижчою, ніж плівок із ПВХ

(табл. 5.6).

123

Стретч-плівка (розтягувальна від англійського stretch — подовження) — сучасний пакувальний матеріал, здатний розтягуватися з видовженням до 300 %, а потім повертатися у початковий стан. Завдяки попередньому розтягуванню плівки перед обмотуванням вантажу, за рахунок його прагнення повернутись у вихідний стан, діє утримуюча сила, яка забезпечує надійну фіксацію вантажу під час транспортування і вантажно-розвантажувальних роботах. Крім того, при накладанні шару на шар у розтягнутому стані стретч-плівка «самоприлипає», збільшуючи свою міцність до розриву, проколювання, ударів і продавлення.

За видом використаної сировини стретч-плівки поділяють на : полівінілхлоридні, поліетиленові (ЛПЕНТ і сумішей на його основі) і плівки зі співполімерів етиленвінілацетатів (ЕВА).

124

Для групової і транспортної упаковки в основному застосовують стретч-плівки із поліетилену при закріплені готової продукції на піддонах-палетах шляхом ротаційного, ручного або автоматичного обмотування (штабелювання).

Стретч-плівки для машинного пакування поділяються на категорії: для напівавтоматичних машин низької продуктивності, для автоматичних пакувальників високої продуктивності, спеціальні, тонкі (до 8,5 мкм); товсті (до 50 мкм), стійкі до проколів, дії УФпроменів, оброблені антистатиком тощо.

Транспортне пакування в термоусадкову плівку може бути груповим і штабельним.

Групова упаковка передбачає комплектування набору (групи) із декількох однотипних або різнотипних виробів (пакувальних одиниць), скріплених оболонкою у щільний пакет із термоусадкової плівки. При цьому вироби укладаються на спеціальні прокладки, лотки, підкладні листи, рамки, які разом з оболонкою виконують функцію транспортної упаковки. Така плівка застосовується для пакування вино-горілчаних виробів, соків, мінеральної води (у ПЕТ-пляшках і склотарі), продукції консервних заводів, олійножирових комбінатів.

Термоусадкові плівки забезпечують скріплення вантажів будь-якої форми, монолітність пакета, міцне скріплення вантажу з піддоном, повну механізацію процесу, захист вантажу від впливу довкілля, візуальний контроль.

Стретч-плівка недостатньо міцно скріплює вантаж з піддоном, а монолітність упаковки досягається тільки при додатковому використанні верхнього пакувального листа. Можливість перегрупування вантажів у стретч-плівці на проміжних складах недостатньо зберігає товар, тоді як термоусадкова плівка — забезпечує недоторканість вмістимого пакета на шляху до споживача.

Важливою перевагою термоусадкової плівки при формуванні групової упаковки вважають можливість захисту вмістимого від фальсифікації (особливо лікеро-горілчаних виробів) шляхом нанесення фірмового логотипу або іншої інформації на товар (штрих-код, дата випуску тощо) чи використання індивідуального кольору плівкового полотна.

Завдяки термоусадковій плівці можна здійснювати обандеролювання або повне загортання, тоді як стретч забезпечує тільки повне загортання, що призводить до труднощів при ручному завантаженні.

При штабельному пакуванні штучних виробів, транспортних одиниць або пакетів на плоскому піддоні чи без нього формують

125

багатоярусний транспортний пакет, блок-пакет (мішки, коробки, лотки з банками, пляшки тощо) і зверху закривають чохлом із термоусадкової плівки. Після усадки утворюється компактний штабель, який можна легко переміщувати підйомно-транспорт- ними засобами.

Економічна ефективність застосування термоусадкової плівки більш висока тоді, коли вимагається матеріал більшої товщини. Прикладом можуть служити усадкові чохли із ПЕВТ для пакування важких вантажів, штабелів склотари, мішків із сипкими матеріалами на піддонах. Для групової упаковки підбирають плівку товщиною 50-100 мкм, а для пакетування на піддонах (штабельної упаковки) — товщиною 100—300 мкм.

Для відповідного пакування використовують певне термоусадкове обладнання. Процес пакування в термоусадкових машинах (автоматичних або напівавтоматичних) передбачає обрізування плівки, запаювання і безпосередню усадку. Групову упаковку скляних, полімерних і металевих банок, скляних і ПЕТ-пляшок здійснюють на тунельному або рамковому обладнанні. У тунельних печах охоплена плівкою упаковка рухається через термоусадкову камеру. На рамкових лініях нагрівання і усадки плівки здійснюється за допомогою рам, де розміщені газові або електропроменеві нагрівачі.

На напівавтоматичних тунельних лініях пакують пляшки, банки, коробки, ПЕТ-пляшки, пакети з крупою, борошном, молоком. Автоматичні тунельні лінії використовують для пакування напоїв у скляних пляшках (пиво, горілчані і безалкогольні напої), алюмінієвих банках (з алкогольними і безалкогольними напоями) і скляних банках (з джемами, маринадами, кетчупами, дитячим харчуванням), продукти у прямокутній упаковці типу паперових пакетів із сипкими продуктами (борошном, пластівцями, молочними продуктами тощо).

Пакування у стретч-плівку штабельованих вантажів має ряд переваг:

•менші витрати матеріалу за рахунок високого рівня попереднього розтягування;

•відпадає необхідність у складному обладнанні і високих затратах енергії при пакуванні;

•усувається необхідність у додаткових засобах фіксації за рахунок здатності шарів плівки при стиканні прилипати один до одного;

•висока прозорість, що полегшує контроль вмістимого;

•можливість ручного обмотування.

126

Пакування у стретч-плівку здійснюється за допомогою спеціальних машин — палетайзерів. Їх можна легко настроювати на відповідну висоту предметів (штабелю), механічно регулювати розтягування плівки і швидко замінювати рулон з плівкою. Напівавтоматична модель включає ручне або електромагнітне гальмо розтягування плівки, а автоматична — має систему попереднього розтягування плівки з електронним управлінням. Продуктивність палетоукладачів складає від 10 до 60 піддонів на годину. Вітчизняні палетообгорткові машини здатні пакувати палети з банками, скляними пляшками, молочними пакетами, пакетами із сипкими продуктами. У майбутньому очікується значне збільшення використання палет- ноїстретч-плівки за рахунок ростукрупногабаритних паків.

5.3Багатошарові

ікомбіновані матеріали

Термін «багатошарові матеріали» застосовують для групи матеріалів, які складаються тільки з шарів синтетичних матеріалів, тоді як комбіновані містять шари матеріалів різного типу — папір, фольга, тканина тощо. Комбіновані і багатошарові матеріали використовують для пакування у значній кількості, завдяки необмеженим комбінуванням властивостей:

•вибором складу композиційного матеріалу;

•встановленням порядку чергування шарів;

•забезпеченням необхідного рівня адгезійної взаємодії між шарами;

•вибором оптимальної технології та устаткування для одержання конкретного матеріалу.

Методи отримання багатошарових матеріалів. Багатошарові матеріали отримують шляхом ламінування або співекструзії. Ламінування — це з’єднання плівок шляхом склеювання. Слова «ламінування» і «каширування» є синоніми: в англійській мові —

«lamination», а в німецькій — «kaschieren».

Існують різні технології клейового ламінування (мокре, сухе, під тиском, з використанням розплавлених мас). Клейове ламінування передбачає використання різних типів поліуретанових клеїв. Вибір того чи іншого виду клею залежить від можливостей ламінуючого обладнанняікінцевих властивостей, які ставляться до ламінату.

Воскове каширування застосовують переважно для виготовлення таких комбінованих матеріалів: алюмінієва фольга/папір, ОПП/па-

127

пір, ПЕТ/папір. Сполучним шаром служать вуглеводневі мікровоски, модифіковані різними органічними добавками.

Екструзійне ламінування передбачає використання розплаву ПЕНТ для створення комбінованих пакувальних матеріалів, переважно алюмінієва фольга/папір. Цей же принцип використовується для отримання ламінованого паперу і структур типу ОПП/ПС, де товщина шару менше 20 мкм.

Найбільш перспективним напрямом вважається співекструзія, тобто екструзія декількох полімерів у багатошарову структуру. Сполученняшарівпроходитьустадії розплаву. Підчас визначеннякількості шарів плівки враховують усі шари. Отримані таким способом плівки мають високі експлуатаційні характеристики порівняно з клейовими ламінатами, які можуть розшаровуватись. Імпортні матеріали, отриманіметодомспівекструзії, дешевші, ніжклейовіна15—20 %.

Термокаширування відбувається шляхом подавання пари (до 180 °С) між матеріали, які мають термосклеювальні шари.

Порядок чергування шарів визначається його функціональним призначенням. Зовнішній шар захищає упакований продукт від впливу навколишнього середовища, а також є основою для нанесення друку. Ним служать двовісноорієнтовані поліефірні, поліпропіленові або поліамідні плівки, папір чи картон. Внутрішній шар забезпечує герметизацію пакування, а середній або зовнішній — формує бар’єрні властивості.

Монолітність композиційного пакувального матеріалу досягається за рахунок адгезії.

Двошаровий матеріал для упакування харчових продуктів складається із целофану і поліетилену і відомий під фірмовими назвами ПЦ-2, ПЦ-4, «Віскотен», «Метатен», «Целотен», «Ламітен», «Целоглас-ПЕ» тощо. Цей матеріал поєднує міцність і газонепроникність целофану з паронепроникністю, водостійкістю і здатністю до термічного зварювання поліетилену.

Двошаровий матеріал «поліефір-поліетилен» («лавсан-полі- етилен») відомий під назвами ЛП-1, ПНЛ, СП-2, а за кордоном — під фірмовими назвами «Майлар-ПЕ», «Хостафан-ПЕ», «ТерфанПЕ», «Майлотен», «Скотчпак», «Екструестер» тощо. Порівняно з попередніми ці плівки міцніші, вони вологостійкі, придатні до експлуатації в інтервалі температур від – 70 °С до +100 °С. Плівка, що містить шари поліакрилнітрилу і ПЕНГ, застосовується для упакування свіжого м’яса, жирових і жировмісних продуктів, кави, прянощів та інших ароматизованих продуктів.

Створено новий вид багатошарових плівок для харчових продуктів з використанням поліамідної смоли. Вважається, що вона

128

має знижену собівартість, відрізняється поліпшеним бар’єрним захистом щодо дії кисню і може бути використана разом з іншими плівками, наприклад із поліетиленом низької густини.

Двошаровий матеріал «поліамід-поліетилен» («алкорон», «комбітен», «екструамід») у вітчизняній практиці застосовується для виготовлення плівок вакуумного пакування харчових продуктів.

Ламінати БІПАН/ФАЛ/ПЕ і ПЕТ/ФАЛ/ПЕ характеризуються високими бар’єрними властивостями і можуть використовуватись для пакування різних груп продовольчих товарів.

Тришарові плівки ПЕ-ПА-ПЕ можуть піддаватися глибокій витяжці. Матеріал ПА-ПВДХ-ПЕ дає змогу одержувати пакувальну плівку з підвищеними захисними властивостями. За потреби отримати прозорий пакувальний матеріал з мінімальною газота ароматопроникністю, до його складу вводять ПЕТ, поєднуючи чотири, п’ять і більше компонентів, наприклад, Пелак-4 (ПЕНГ- ПЕТФ-ПЕТФ-ПЕНГ), Полак-4 (ПП-ПЕТФ-ПЕТФ-ПП).

Запатентовано упаковку для напіврідких сумішей, яка виконана у вигляді мішка із гнучкого полімерного ламінату, що має відповідну кисне- і вологонепроникність. Для неї може використовуватись поліетиленова основа з покриттям із співполімеру, етилену та полівінілового спирту. Матеріал упаковки захищає продукт від дії кисню і вологи, попереджуючи його псування. Використаний ламінат також може бути металізованим.

Запатентовано рукавоподібну оболонку для харчових продуктів, складові якої можуть переноситись на упакований виріб. Вона складається із розміщеної ззовні багатошарової бар’єрної оболонки певної киснета паропроникності на основі поліаміду, поліолефінів, складного поліефіру, полівіліденхлориду, полівінілхлориду, полістиролу або відповідних співполімерів. Усередині розміщена рукавоподібна оболонка, яка містить близько 1 % барвника, що переноситься, ароматизатори і/або смакові добавки. Внутрішня оболонка виготовляється із регенерованої целюлози, суміші із термопластичного крохмалю або його термопластичної похідної та іншого полімеру(поліуретан), паперу, текстильногоабо нетканогоматеріалу.

Особливо високі бар’єрні властивості, газо-, паро-, аромато- і світлонепроникність багатошаровій плівці забезпечує алюмінієва фольга (ФАЛ). При товщині 25 мкм фольга практично непроникна для парів і газів. Більш тонка фольга має мікроотвори, крізь які можуть проникати пари і гази. Однак навіть найтонша (до 7 мкм) фольга має паропроникність на 1-2 порядки нижче, ніж звичайні полімери. Крім того, при сполученні ФАЛ з полімерами відбувається «заліковування» дефектів фольги, у результаті чого

129

бар’єрні властивості підсилюються. Так, при сполученні алюмінієвої фольги товщиною 9 мкм із ПЕ-плівкою товщиною 27 мкм паропроникність складає менше 0,0003 г/м2 протягом 24 годин. Це значно менше, ніж у фольги товщиною 9 мкм і в ПЕ-плівки товщиною 27 мкм. ПЕТ чи ПА також мають низьку проникність до газів, але при цьому співекструдовані плівки на їхній основі можуть бути високопрозорими. Застосування ПЕНГ, ЛПЕНГ чи БОПП збільшує вологонепроникність, поліпшує міцність ізварюваність плівок.

У цілому, гнучкі багатошарові ламінати і співекструдати мають властивості, недосяжні для полімерних моноплівок, алюмінієвої фольги, паперу і картону з покриттями, аналогічно іншим пакувальним матеріалам.

Високобар’єрні (high barrier) пакувальні плівки являють собою багатошарові полімерні або комбіновані матеріали (співекструдовані, кашировані, ламіновані, з напилювальним покриттям та ін.), які містять у своєму складі непроникні для газів, парів води і ароматичних речовин, полімерні або металізовані полімерні шари на основі ПА, ПВС, ПВДХ, ПЕВ.

Багатошарові пакувальні плівки відрізняються високими захисними властивостями, але їх виробництво вимагає значних економічних затрат і є певні труднощі з їх утилізацією.

В останні роки переважає тенденція заміни високобар’єрних матеріалів на основі фольги металізованими, що дає змогу скоротити приблизно у 100 разів затрати металу. Металізовані комбіновані матеріали мають привабливий зовнішній вигляд і краще захищають вироби, оскільки не мнуться і не розтріскуються при формуванні упаковки. Завдяки регулюванню товщини і оптичної щільності шару металу можна підвищити температуру продукту, що розігрівається в металізованій упаковці у мікрохвильовій печі до 200 °С і вище.

Новим матеріалом для виготовлення упаковки є плівка, покрита окислами кремнію («гнучке скло» або QLF — quartz line film — плівка, подібна до кварцового скла). Підкладкою служить плівка із поліетилентерефталату (ПЕТФ), на яку наноситься тонкий шар SiO2, надає плівці властивості бар’єрності до кисню, водяної пари і зберігає прозорість, проникливість матеріалу для мікрохвильового випромінювання, а також можливість використання детекторів металу для продуктів у цій упаковці.

Комбіновані матеріали готуються також із паперу, картону (густиною 40—500 г/м3 ) з полімерним покриттям (поліетилен, співвполімери етилену з вінілацетатом, співполімер ВХВД, поліпропілен).

130