Упаковочные материалы

Введение

   Сложно переоценить важность надежной, технологичной и привлекательной упаковки на рынке товаров народного потребления. Развитие индустрии переработки пластмасс и разработка новых типов сырья позволяют превратить процесс создания новых типов упаковки в интересный и творческий процесс. И сейчас особый интерес представляют многослойная упаковка. Производство многослойной пластиковой упаковки использует полезные свойства самых разных материалов. Фактически, располагая набором полимеров с разными свойствами, можно как в конструкторе создать любую структуру, в зависимости от потребностей рынка и задачи производителя продукции.

Технологии  упаковочных материалов постоянно  развиваются. Пленка CAST имеет уникальные свойства. Эксперты отмечают бесспорные достоинства продукции надежной и современной. Во-первых, изделие не пропускает влагу. Очень важна также способность продуктов питания сохранять товарные свойства, так как не происходит высыхание. Приобретая продукцию в надежной упаковке, покупатели могут не бояться за свое здоровье, ведь бактерицидное заражение исключается. 
Бизнесмены активно заказывают упаковку по причине её коммерческих свойств. Для пленки CAST характерна высокая прозрачность. В результате товар выглядит довольно привлекательно. Возникают проблемы также при перевозке продукции. Чтобы она сохраняла максимальную целостность, изделия нуждаются в упаковке значительной ударной прочности. Названные достоинства способствуют максимальной сохранности любых товаров.[1]

Порядок чередования  слоев, т.е. структура композиционного  упаковочного материала, определяется его функциональным назначением. Внешний слой (субстрат) осуществляет защиту от внешнего воздействия, а также служит основой для нанесения красочной печати.

1.Термоусадочная пленка

1.1 Виды, свойства и использование термоусадочной пленки

При упаковывании различного рода пищевых продуктов основным требованием, предъявляемым к упаковке и способу упаковывания, является защита и сохранение качества упакованного продукта в течение определенного времени (до момента его потребления).

Для этих целей  используют различные приемы и способы, из которых наиболее широкое распространение получили упаковка в термоусадочные и растягивающиеся пленки, асептическое упаковывание, упаковка в вакууме и в газовой среде и ряд других.

Термоусадочными называются полимерные пленки, способные  сокращаться под воздействием температуры, превышающей температуру размягчения полимера. Получают такие пленки растяжением полимерного материала в высокоэластичном нагретом состоянии и последующим охлаждением.

В инженерной практике к усадочным принято относить пленки, обладающие способностью давать повышенную (до 50% и более) усадку и используемые для упаковки различных изделий.

Чаще всего  используют многослойную термоусадочную пленку в виду её более высоких  прочностных и потребительских  характеристик

Виды термоусадочной пленки

Термоусадочные  пленки можно классифицировать по нескольким признакам:

1) в зависимости  от исходного сырья выделяют  такие виды термоусадочной пленки, как пленки из кристаллизующихся  ПО (ПЭВД, ПЭНД, ПП), сополимеров этилена  с винилацетатом, ПВХ, ВХВД (сополимер винилхлорида с винилденхлоридом), полистирола, гидрохлорида каучука, полиамида.

Полиолефиновая  термоусадочная пленка, популярная на европейском рынке, обладает особой, так называемой перекрестно-пересеченной молекулярной структурой, благодаря  которой пленка с минимальной толщиной способна выдержать самые высокие нагрузки.

По сравнению  с термоусадочной пленкой ПВХ  пленка полиолефиновая имеет ряд  преимуществ: усадка в 2 раза выше; температура усадки ниже; отсутствие мутности, высокий блеск; шире диапазон температур хранения упакованных в пленку товаров без изменения свойств пленки; наличие запаса по растяжению (выше степень эластичности) предохраняет пленку от лопания; из-за отсутствия молекул хлора не пахнет при усаживании. Кроме того, ПВХ может выделять хлор не только при утилизации, но и при хранении продукта при температуре выше +25°С, придавая специфический запах продукту. Полиолефиновые пленки, хлора не содержащие, более лояльны к продукту.

В производстве многослойных пленочных материалов (МПМ) используются следующие важнейшие исходные материалы:

• полимерные пленочные материалы из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП), полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и их смесей (ПЭсм); линейных полиэтиленов низкой (ЛПЭНП) и средней плотности (ЛПЭСП); полипропилена [пленки неориентированные (ПП), двухосноориентированные полипропиленовые пленки (ОПП)]; поливинилхлорида (ПВХ), поливинилиденхлорида (ПВДХ) и их сополимеров; полиамидов [пленки неориентированные (ПА), двухосноориентированные (ОПА)]; полиэтилентерефталата [пленки двухосноориентированные (ОПЭТФ), металлизированные]; фторопластов и их сополимеров (Ф); полиарилата (ПАр); полиимида (ПИ); сополимеров этилена с винилацетатом (СЭВ) и виниловым спиртом (EVOH), этилена с пропиленом (СЭП) и бутиленом (СЭБ); поликарбоната (ПК); полибутена (ПБ); полистирола (ПС), иономеров (Ион), целлофана (ЦЛ) и др;
• гранулы полимеров — ПЭНП, ПЭВП, смеси ПЭНП с ПЭВП, ЛПЭНП, ЛПЭСП, ПП, ПВХ, ПВДХ, ПЭТФ, СЭВ, СЭП, ПС, иономеров;
• дисперсии и суспензии на основе ПВДХ, ПВА, полиуретанов (ПУ), полиакриловых смол, фторопластов и их сополимеров, силиконов; смеси из парафина, микровоска и полимерных (углеводородных) смол; воска;
• лаки на основе нитроцеллюлозы, ПВХ, ПВДХ, смеси полиарилатов с полиэфиром и антипиреном, ПУ и др.;
• клеи на основе полиуретанов однокомпонентные и двухкомпонентные, системы без растворителей.

Наибольшее  распространение получили термоусадочные пленки из полиэтилена низкой плотности, обладающие удовлетворительной механической прочностью в интервале температур от -50°С до +50°С, легко сваривающиеся, эластичные и инертные по отношению к большинству упаковываемых веществ и имеющие невысокую стоимость.

Наиболее современными и качественными являются термоусадочные пленки на основе линейного полиэтилена. Обладая превосходной прочностью, они, в отличие от полипропиленовых пленок, совершенно не деформируют продукт и пригодны для упаковки даже газет и журналов. В силу многослойности пленки на основе линейного полиэтилена обладают некоторыми барьерными свойствами. Их также отличает широкий диапазон возможной температуры хранения товара: от – 80° С до +80° С.

Термоусадочные  пленки из полипропилена в сравнении  с полиэтиленовыми отличаются повышенной жесткостью и более высокими прочностными показателями. Они менее подвержены растрескиванию под действием остаточных напряжений, прозрачны, обладают пониженной проницаемостью по отношению к водяным парам и различным ароматическим веществам.

Термоусадочные  пленки получают также на основе радиационно-модифицированного  полиэтилена. Воздействие ионизирующей радиации в процессе изготовления термоусадочных пленок позволяет повысить их термостойкость, напряжение усадки, улучшить прочностные свойства.

2) в зависимости  от степени усадки в продольном  и поперечном направлениях различают  пленки одноосно-ориентированные и двухосно-ориентированные. Одноосно-ориентированные пленки усаживаются преимущественно в одном направлении: например, в продольном на 50-70%, а в поперечном на 10-20%. Двухосно-ориентированные пленки сокращаются в обоих направлениях, с одинаковой или различными степенями усадки: например, в продольном направлении на 50-60%, а в поперечном - на 35-45%.

В зависимости  от требований потребителей термоусадочные пленки выпускаются толщиной от 20 до 250 мкм с предельным отклонением по толщине не более +20% от заданной:

термоусадочные  пленки толщиной от 20 до 50 мкм применяются  для единичной упаковки;

термоусадочные  пленки толщиной от 50 до 100 мкм применяются  для групповой упаковки;

термоусадочные  пленки толщиной от 100 до 250 мкм применяются для штапельной упаковки;

3) в зависимости от метода производства выпускаются:

однослойная термоусадочная пленка, производимая методом экструзии. Данный метод заключается в продавливании  материала, обладающего высокой  вязкостью в жидком состоянии, через формующий инструмент (головку), с целью получения изделия с поперечным сечением нужной формы;

многослойная  термоусадочная пленка, производимая методом соэкструзии. В производстве соэкструзионных пленок находят  применение те же типы экструдеров, что и в производстве однородных пленок (однако, с полностью иным решением головок экструдеров). В процессе соэкструзии используются как минимум два, но чаще большее число экструдеров, снабженных совместной головкой. Струи различных пластмасс соединяются в фильерах, образующих конечную часть головки, реже - непосредственно после выхода из головки.

4) в зависимости от технологии соэкструзии термоусадочные пленки имеют вид: - рукава - применяется (со-)экструзия с раздуванием; - полотна - производится методом плоскощелевой (со-)экструзии, либо рукав, произведенный методом соэкструзии с раздуванием, разрезается вдоль по длине; - полурукава. Представляет собой либо свернутое полотно (произведенное методом плоскощелевой соэкструзии), либо разрезанный рукав (произведенный методом соэкструзии с раздуванием). Для различных методов экструзии конструкция головок экструдера и остальных устройств имеет принципиальные отличия, однако устройство экструдера и принцип работы формующего инструмента одинаков для обоих способов.

Многослойная термоусадочная пленка включает первый слой сополимера с кислотой, сополимера этилена с α-олефином или их смесь, второй слой, содержащий сополимер этилена с 9-20 мас.% винилацетата. Пленка может иметь третий слой из барьерного полимера, четвертый слой - сополимера этилена с 9-20 мас.% винилацетата и пятый слой, состоящий из полиамида и материала EVON.

Формирование  каждого слоя многослойной термоусадочной пленки происходит отдельно. Поэтому  возможные дефекты каждого слоя не совпадают, и пленка оказывается на 15-20% прочнее, чем аналогичная по толщине однослойная. Таким образом, становится реальным уменьшение толщины (а значит и себестоимости) многослойной «термоусадки» без ухудшения ее эксплутационных характеристик. Кроме того, уменьшение толщины пленки дает возможность снизить температуру в термотуннеле, что позволяет потребителю пленки экономить электроэнергию. Обладает отличной прозрачностью и глянцем в сочетании с высокой прочностью сварного шва и плотностью. В дальнейшем на российском рынке будет происходить замещение однослойных пленок на многослойные. Устойчивость тенденции перехода российского производства на многослойные термоусадочные пленки обеспечивается экономичностью и оптимизацией производства на основе соэкструзии. Так, увеличение прочности многослойных пленок приводит к возможности уменьшения ее толщины, а соответственно и себестоимости производства.

Поставляются  они рулонами в виде рукава, полурукава или полотна.В процессе производства эти пленки могут быть модифицированы разного рода добавками,придающими им специальные свойства, в том числе ингибиторами коррозии (защищают от коррозии металлические изделия), светостабилизаторами (увеличивают срок службы на открытом воздухе), окислителями избирательного действия и антиоксидантами (повышают долговечность пленок), окрашивающими пигментами и другими веществами, например, исключающими при усадке прилипание пленки к полимерным пакетируемым изделиям.

Пакетирующие  оболочки из термоусадочной пленки широко применяются для скрепления транспортных пакетов как самостоятельно, так и в комплекте с другими средствами пакетирования, в том числе плоскими поддонами, подкладными листами и рамками. В оболочку из термоусадочной пленки могут помещаться единичные изделия, группа изделий или упаковочных единиц и транспортные пакеты или блок-пакеты на поддонах или без них.

Таблица 1 - Основные характеристики термоусадочных пленок

1.2 Применение термоусадочной пленки

По опыту  зарубежных предприятий 95% термоусадочных пленок используется для не пищевых продуктов и только 5% для пищевых.

В нашей стране термоусадочные пленки нашли широкое  применение для упаковки пищевой  продукции.

Сферы применения ее в пищевой отрасли довольно разнообразны, наиболее частые из них  следующие:

- упаковка хлебобулочных изделий - применяется для увеличения сроков реализации и, кроме того, в такой упаковке хлебобулочные изделия приобретают эстетичный товарный вид;