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 палето- укладачів складає від 10 до 60 піддонів на годину. Вітчизняні пале- тообгорткові машини здатні пакувати палети з банками, скляними пляшками, молочними пакетами, пакетами із сипкими продуктами. У майбутньому очікується значне збільшення використання палет- ної стретч-плівки за рахунок росту крупногабаритних паків.

5.3 Багатошарові і комбіновані 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 обладнання і кінцевих властивостей, які ставляться до ламінату.

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

пір, ПЕТ/папір. Сполучним шаром служать вуглеводневі мікровос- ки, 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. Сполу­чення шарів проходить у стадії розплаву. Під час визначення кількості шарів плівки враховують усі шари. Отримані таким способом плівки мають високі експлуатаційні характеристики порівняно з клейовими ламінатами, які можуть розшаровуватись. Імпортні матеріали, отри­мані методом співекструзії, дешевші, ніж клейові на 15—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», «Ламі- тен», «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», «Терфан- ПЕ», «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

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», «ком- бітен», «екструамід») у вітчизняній практиці застосовується для виготовлення плівок вакуумного пакування харчових продуктів.

Ламінати БШАН/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 газо- та ароматопроникністю, до його складу вводять ПЕТ, поєднуючи чотири, п'ять і більше компонентів, наприклад, Пелак-4 (ПЕНГ- ПЕТФ-ПЕТФ-ПЕНГ), Полак-4 (ПИ-ПЕТФ-ПЕТФ-ПИ)'

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 кисне- та 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, текстильного або нетканого матеріалу.

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

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 і зварюваність 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 (співекстру- довані, 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).

Для упакування молока, рідких молочних продуктів, соків, вин використовують багатошаровий ламінований картон, з мож­ливим включенням шарів алюмінієвої фольги.

Комбінований матеріал для пакування молока, рідких молоч­них продуктів та соків на автоматах Tetra-Brick являє собою па­пір з кольоровим друком з одного боку, вкритий з обох боків по­ліетиленом. Під час виготовлення матеріалів «папір-поліетилен- картон-поліетилен» або «папір-ЕВА» та інших видів покриття наносять екструзійним способом співполімери ПВДХ (з диспер­сій) — каландруванням.

Із комбінованих матеріалів виготовляють різні типи пакувань:

• пакування типу «флоу» (flow pack) одержують нанесенням розплаву полімеру безпосередньо на упаковані вироби;

• пакування типу «скін» (skin pack) з використанням термо- усадкових плівок, для одержання якого виріб, обтягнутий усад­ковою плівкою, розміщують на картонній підкладці. Після цього пакування нагрівають, плівка скорочується і щільно облягає ви­ріб. Деякі види упаковують без підкладки (м'ясо, овочі, фрукти, риба, батарейки, галантерейні вироби тощо);

• пакування типу «стретч» (stretch pack) являє собою здвоєну заготовку із листового матеріалу (найчастіше картону) з фігурним віконцем, у яке поміщають об' єкт, що пакується. Виріб закривають з двох боків термоусадковою або розтягувальною плівкою на основі ПВХ чи ПВДХ, кінці якої закріплюють скобами, клеєм або зварю­ванням між аркушами картону. Для щільного прилягання плівки пакування нагрівають і вакуумують. Це пакування застосовується для парфумерних і косметичних виробів у пеналах, флаконах, ту­бах, різних галантерейних і господарських товарів;

• пакування типу «вітелло» (vitello pack) являє собою термофор- мовану склянку, вставлену в клеєний картонний циліндр. Склянка виготовляється з аркушевою УПС або ПВХ, завтовшки 0,5—1,2 мм. Кришка пакування виготовляється з ПП, ПЕНГ, ПЕВГ литтям під тиском. Таке пакування використовують для молочних продуктів, гірчиці, харчових приправ, товарів побутової хімії;

• пакування типу «блістер» (blister pack) виготовляється із жорсткої картонної підкладки і футляра з прозорого листового матеріалу на основі ПС, ПВХ, ацетатів, бутиратів і пропіонатів целюлози. Якщо футляр має форму правильної півкулі, таке па­кування називається «блістер бабл-пак», а якщо він за контуром повторює виріб, що упаковується, — «блістер-контур-пак». Па­кування типу блістер застосовують для лікарських препаратів, господарських товарів, канцелярських виробів, галантерейних,

парфумерних і косметичних товарів, сувенірів, іграшок, інстру­ментів тощо.

Матеріали на основі алюмінієвої фольги являють собою плів­ки з високими бар'єрними властивостями. Для пакетів викорис­товують матеріали з алюмінієвою фольгою завтовшки 7—14 мм. Найбільшого поширення набули такі комбіновані матеріали на основі алюмінієвої фольги:

• буфолен (папір-фольга-поліетилен) — призначений для упа­кування сухих харчових продуктів;

• лафолен (лавсан-фольга-поліолефіни) — призначений для виготовлення пакетів для упакування харчових продуктів і соків з наступною стерилізацією;

• цефолен (целофан-поліетилен-фольга-поліетилен) — при­значений для упакування продуктів сублімаційного сушіння;

• ламістер (лак-фольга-поліпропілен) — призначений для ви­готовлення банок і кришок холодним штампуванням під час упа­кування продуктів, що підлягають стерилізації і пастеризації. Ос­новою ламістеру є фольга зі сплавів «алюміній-марганець-цинк» або «алюміній-залізо» завтовшки 70—120 мкм, покрита із зовні­шнього боку шаром харчового лаку ЕП-51-18 завтовшки 4—6 мкм. До внутрішнього боку методом сухого каширування приклеюєть­ся поліпропіленова плівка завтовшки 50 мкм.

Останнім часом у технології багатошарових пакувальних ма­теріалів застосовують металізацію полімерних плівок. Після ме­талізації помітно знижується газопроникність плівкових матеріа­лів. Металізація дає змогу зменшити масу плівкового матеріалу і запобігти пошкодженню металевого шару під час згинання.

Для упаковки вакуумної і в модифікованому газовому середовищі (Modified Atmosphere Packaging — MAP) використовують багатоша­рові бар'єрні ламінати SOLAN, ALPAN і співекструдати VIPAN.

Завдяки міжшаровому друку виключається міграція компонен­тів фарби при упакуванні харчових продуктів. Металізація ство­рює приємний декоративний фон, надає ламінату поліпшені бар'єрні властивості і захищає продукт від дії сонячних променів.

Ламінати ALPAN готуються на основі алюмінієвої фольги і використовуються для упаковки продуктів тривалого зберігання. Плівки, з яких готуються пакети, рівномірно витягуються і щіль­но покривають упаковану продукцію.

Пакувальним матеріалом нового тисячоліття вважають ЛІН- матеріал — Eco Lean. Матеріал Eco Lean має якісний друк, забез­печує підвищений термін реалізації продукції без зміни темпера­турного режиму його оброблення, відрізняється оригінальністю

композицій матеріалу, екологічністю, економічністю порівняно з комбінованими матеріалами і технологічністю. Спеціалісти різних країн активно працюють над просуванням матеріалів ЛІН на ринку. ЛІН-матеріали за своїми властивостями значно перевершують обгортковий матеріал (табл. 5.7), фольгу кашировану (табл. 5.8) і лаковану ( табл. 5.9). Таблиця 5.7 ПОРІВНЯЛЬНА ОЦІНКА ВЛАСТИВОСТЕЙ ЛІН-МАТЕРІАЛІВ І ОБГОРТКОВОГО ПАПЕРУ Характеристики	Папір	Lean TM Cover
Міцність на розрив	Низька	Висока
Світлонепроникність	Норма	Норма (крім напівпрозо­рого)
Жиронепроникність	Низька	Абсолютна
Повітронепроникність	Низька	Абсолютна
Здатність «тримати форму»	Норма	Висока
Здатність до друку	Добра	Відмінна
Термін зберігання	Недовготривалий	Рівний термін зберігання в упаковці із каширова- ної фольги

Таблиця 5.8 ПОРІВНЯЛЬНА ОЦІНКА ВЛАСТИВОСТЕЙ ЛІН-МАТЕРІАЛУ І КАШИРОВАНОЇ ФОЛЬГИ Характеристики	Каширована фольга	Lean TM Cover зі світлоне­проникним покриттям
Міцність на розрив	Норма	Висока
Світлонепроникність	Абсолютна	Абсолютна
Жиронепроникність	Абсолютна	Абсолютна
Повітронепроникність	Висока	Норма. Лін-матеріал дає змогу продукту «дихати»
Здатність «тримати форму»	Висока	Висока
Здатність до друку	Відмінна	Відмінна
Термін зберігання	Більший, ніж у папері	Більший, ніж у папері

ПОРІВНЯЛЬНА ОЦІНКА ПЛАТИНОК ІЗ ЛІН-МАТЕРІАЛУ ТА ІЗ ЛАКОВАНОЇ ФОЛЬГИ Характеристики	Лакована фольга	Lean TM Peel
Міцність на розрив	Норма	Висока
Здатність до друку	Відмінна	Відмінна
Схоплювання із стаканчиком	Норма	Норма
Температура припаювання, °С	180—1900	140—1500