Полимеры в упаковке продуктов

7.2. Изготовление упаковки из полимерных материалов

7.2. У. Основы производства упаковки из полимерных материалов

Полимерные сырьевые материалы обычно поставляются изготовителем материала в гранулированном виде, но в некоторых процессах используют сырье в виде порошка. Несмотря на то что некоторые полимеры в дальнейшем используются для приго­товления покрытий, адгезивов или добавок для других процессов, первым основным этапом переработки полимеров в пленки, листы, контейнеры и т. д. является преоб­разование гранул в экструдере из твердой в жидкую или расплавленную фазу.

При совместном воздействии высокого давления, трения и подводимой извне те­плоты полимер плавится. Плавление осуществляется путем проталкивания гранул вдоль цилиндра экструдера с помощью специального, подобранного для данного полимера шнека, работающего в регулируемых условиях, гарантирующих получе­ние перед выходом из экструдера гомогенного расплава (рис. 7.1).

В производстве пленок и листов расплав полимера продавливается через узкую щель или фильеру. В производстве жесткой упаковки (например, бутылок и кры­шек) расплав полимера формуют с помощью заранее точно изготовленной формы.

7.2.2. Упаковочные полимерные пленки и листы

В общем случае согласно определению пленки характеризуются толщиной менее 100 мкм. Такие пленки используют для обертывания продукта, для обертывания упаковочных единиц (индивидуальной упаковки, групповой упаковке, паллетизи-

рованных товарных единиц), для изготовления пакетиков-саше, сумок и пакетов. Их можно комбинировать с другими полимерами, получая ламинаты, из которых затем получают упаковку. Полимерные листы толщиной до 200 мкм применяют в производстве такой «полужесткой» упаковки, как различного типа емкости, тубы и лотки.

Свойства полимерных пленок и листов зависят от используемого полимера(ов) и методов изготовления пленки, ее ламинирования или нанесения на нее покрытия. При производстве пленки и листа применяют два различных метода переработки расплава полимера, экструдируемого через экструзионную головку. В процессе по­лучения поливных пленок расплав полимера экструдируют через прямую щелевую головку на охлаждаемый барабан, называемый охлаждающим валком (рис. 7.2).

В процессе получения пленки раздувным, или рукавным методом, расплав полиме­ра непрерывно экструдирют через головку с плоской кольцевой щелью. Получае­мый рукав не сплющивается благодаря поддержанию внутреннего давления возду­ха (рис. 7.3).

И в том и в другом процессе расплав полимера быстро охлаждается и затвердева­ет, образуя пленку, которую сматывают в рулон и режут на размер.

Для увеличения прочности и улучшения барьерных свойств пленка может быть растянута, что позволяет сориентировать молекулы или в продольном (MD), или в поперечном (TD) направлениях.

В ходе процесса ориентации по Stenter-mexHOMmiu (на ширильной машине с одновременной двухосной ориентацией) поперечная вытяжка поливного плоского

листа проводится с использованием зажимов (клуппов), захватывающих и растяги­вающих края пленки так, чтобы увеличивалась ширина листа. Растяжение в машин­ном направлении достигается с помощью нескольких групп прижимных роликов (тянущих валков), вращающихся с большой скоростью.

При раздувном методе получения пленки ориентация достигается путем увели­чении давления внутри рукава с получением рукава значительно большего диаме­тра (рис. 7.4).

Пленку, растянутую в одном направлении, называют одноосно ориентирован­ной. Если пленка растягивается в обоих направлениях, то ее называют биаксиально (двухосно) ориентированной. Более плотное размещение молекул повышает барьер­ные свойства по отношению к газу и водяному пару, а их ориентация повышает ме­ханическую прочность пленки.

Поливные пленки и листы без ориентации молекул используют в определенном диапазоне толщин; их можно термоформовать под воздействия теплоты, давления или вакуума, изготавливая таким образом днища пакетов и одноразовых контейне­ров, туб, лотков или блистерных упаковок.

Поливные пленки также применяют для изготовления гибкой упаковки, посколь­ку они считаются более прочными; если попытаться разорвать их, то они будут рас­тягиваться, поглощая энергию, даже в том случае, если предел их прочности при растяжении будет ниже, чем у аналогичной ориентированной пленки.

Для отжига или снятия напряжений в ориентированных пленках и снижения до минимума величины их усадки, которая может возникнуть в ходе нанесения печати или термосваривания, такие пленки доводят почти до температуры плавления. От­каз от отжига термофиксированных пленок приведет к тому, что у них будут очень нестабильные термические характеристики, что позволит им под воздействием теп­ла плотно облегать картонные коробки или бутылки.

Проколоть или разорвать ориентированную пленку довольно сложно, однако при наличии прокола или разрыва молекулярная структура такой пленки позволя­ет трещине и разрыву легко распространяться. Это свойство используют для облег­чения раскрывания пакетиков-саше за счет механического надреза в области термо­сваривания.

Ориентированные пленки характеризуются только 60%-ным удлинением перед разрывом, тогда как поливной полипропилен, например, перед разрывом может уд­линяться на 600%. Это свойство больше характерно для линейного полиэтилена низ­кой плотности (ЛПЭНП, LLDPE), применяемого для упаковочной стретч-пленки, поскольку неразветвленные полимерные цепи позволяют легко перемещаться мо­лекулам полимера относительно друг друга. Путем введения в ходе технологиче­ского процесса специальных высокомолекулярных соединений можно получить пленку с эффектом межслойного слипания.

Большинство полимерных пленок прозрачны, и окрасить их красителями или путем добавления пигментов довольно трудно. Для получения непрозрачной плен­ки при ее изготовлении можно инициировать образование пустот. Такое «поро­образование» приводит к внутреннему рассеянию света, что придает пленке белый цвет с перламутровым оттенком. В качестве аналогии такого рассеяния света можно привести процесс взбивания и смешивания яичного белка с сахаром для получения белкового крема, который на вид белый (из-за пузырьков воздуха во взбитом яич­ном белке). В некоторые полимерные пленки, например, в поливной ПЭ, можно до­бавить химическое вещество, выделяющее при нагревании газ (например, азот или С0₂). Маленькие газовые пузырьки в полимере вызывают рассеяние света, прида­вая пленке перламутровый блеск.

Поскольку ориентированные пленки очень тонкие, существует возможность об­разования настолько больших пузырьков газа, что пленка может разорваться и поэ­тому вместо использования пузырьков газа к полимеру добавляют соединение или порошок, инициирующие в полимерном листе внутренние разрывы, как это бывает при напряжениях сдвига. Тем самым в пленке образуются пустоты с преломлением света во всем спектре. Падающий свет в результате различного коэффициента пре­ломления у полимера и содержащегося в нем воздуха отражается внутрь пленки. При использовании такой технологии плотность пленки снижается, а площадь по­верхности увеличивается, что может повысить рентабельность производства упа­ковки из таких материалов.

Разработан также способ окрашивания полимерных материалов в белый цвет с использованием соединений белого цвета — карбоната кальция или, чаще, диоксида титана. Введение этих неорганических наполнителей, однако, увеличивает плот­ность материала до 50%, снижает производительность и повышает риск снижения механической прочности пленки. Наблюдавшиеся ранее попытки окрашивания пленок пигментами давали абразивную поверхность, а в настоящее время техноло­гический процесс должен обеспечивать образование на поверхности пленки слоя чистого полимера, действующего в качестве инкапсулирующей оболочки для по­лучения гладкой глянцевой поверхности пленки. Окрашенный в белый цвет полив­ной листовой материал используется для термоформования емкостей и лотков для молочных продуктов.

Альтернативным способом достижения непрозрачности за счет отражения от по­верхности пленки высокой доли падающего света является ее металлизация очень тонким слоем алюминия. У этого метода есть и дополнительное преимущество, а именно улучшение барьерных свойств.

Свойство прозрачности, в отличие от непрозрачности, зависит от типа полимера и способа получения пленки. Если пленку охлаждают медленно, то в ходе охлаж­дения могут образовываться крупные кристаллы, которые благодаря дифракции и рассеянию света на них придают пленке «мутный» внешний вид. Прозрачность по­вышается с уменьшением степени кристалличности полимера; кроме того, на нее влияют применяемые добавки. Если размер частицы добавки слишком велик или если (как в случае применения добавок для повышения скользящих свойств по­верхности) они мигрируют к поверхности, то пленка становится более «мутной».

Поверхность пленки должна быть по возможности гладкой для улучшения ее печатных свойств. Шероховатая поверхность придает готовой печати на изделии матовый внешний вид, обычно считающийся менее привлекательным, чем глянце­вая, зеркальная гладкость. Кроме того, шероховатость поверхности может привести к возникновению проблем с эксплуатацией фасовочно-упаковочной машины, по­скольку она может затруднять прохождение пленки по деталям машины без образо­вания в пленке статического электричества. Эту проблему решают путем введения в пленку добавок, допущенных к применению с пищевыми продуктами. Пленки могут прилипать «к себе» в рулоне, стопоря размотку. Для снижения прилипания в плен­ку вводят воски, в частности, карнаубский (карнубский) воск. Действие скользя­щей добавки, например, диоксида кремния, зависит от частиц диоксида кремния, мигрирующих к поверхности пленки, где они действуют как шарики подшипников, разделяющие поверхности пленок.

В маркетинговых целях желательно обеспечить «уникальное» визуальное воз­действие выложенных на полки магазинов товаров. Для этого были разработаны пленки, матовые с одной стороны и глянцевые с другой, что достигается поливом пленки на охлаждающий барабан с матированной поверхностью, полученной пе­скоструйной обработкой.

При соэкструзии возможно объединение в одной головке потоков расплава по­лимера из отдельных экструдеров. Тем самым при заданной толщине пленки, если один и тот же полимер экструдируется двумя или более слоями и соединяется в головке с образованием единой пленки, достигается более высокая производитель­ность. Технология соэкструзии очень быстро совершенствуется: для достижения определенных свойств и характеристик упаковочных материалов уже разработаны экструдеры, способные соэкструдировать до семи слоев различных полимеров.

7.3. Типы полимеров для производства упаковки

7.3.1. Полиэтилен

ПЭ по своей структуре относится к наиболее простым полимерам. Получают его ре­акцией полиприсоединения газа этилена в реакторе с высокой температурой и дав­лением. Производится ряд полимеров низкой, средней и высокой плотности в зави­симости от условий полимеризации (температура, давление и катализатор). Условия технологического процесса определяют степень разветвленности макромолекулы полимера и, следовательно, плотность и другие свойства пленок и других типов упа­ковки. Полиэтилены легко термосвариваются, их можно переработать в прочные жесткие пленки с хорошими барьерными свойствами по отношению к влаге и во­дяному пару. По сравнению с другими полимерами они не обладают достаточно вы­сокими барьерными свойствами к маслам, жирам и таким газам, как С0₂ и кислород, хотя при увеличении плотности барьерные свойства улучшаются. Теплостойкость ПЭ ниже, чем у других используемых в упаковке полимеров (температура плавле­ния составляет около 120 °С, причем при увеличении плотности она возрастает).

ПЭ не проводит электричества, и в 1940-х гг. его начали использовать в качестве изолятора. По этой причине ПЭ-пленки являются высокочувствительными к обра­зованию статического электричества и требуют введения антистатических, снижа­ющих коэффициент трения и антиблокирующих (против слипания) добавок, кото­рые вносят в полимер для расширения возможностей переработки и использования ПЭ-пленок.

Полиэтилен — наиболее широко распространенный (по объемам производства) полимер, его рентабельно использовать в самых разных областях, так что его назы­вают своего рода «рабочей лошадкой» индустрии полимерных пленок. Заводы по производству ПЭ расположены практически во всех странах.

Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) легко экструдируется в рукав, который можно раздуть в три раза относительно исходной площади. Обычно ПЭНП-пленки имеют толщину около 30 мкм (некоторые новые разновидности —20-25 мкм), а плотность — 0,910—0,925 г/см³.

Эти пленки можно окрашивать, смешивая полимер с пигментом перед экстру­зией. Если одна головка объединяет несколько экструдеров, то можно получать двух- и многослойную пленку из одного и того же материала, а также производить соэкструдированные пленки со слоями из различных полимеров. При наличии трех экструдеров можно получить пленку, где, например, гигроскопичный полимер (EVOH) располагается между защитными слоями ПЭ. В этом случае EVOH обеспе­чивает барьерные свойства по отношению к газам и запахам, а ПЭ — способность к термосвариванию, причем он служит также основой для нанесения печати.

ПЭ-пленки плавятся при относительно низкой температуре и свариваются меж­ду собой с образованием плотного сварного шва при резке горячей проволокой или лезвием. Для упаковки можно использовать либо предварительно изготовленные пакеты, либо формовочно-фасовочно-укупорочные машины, куда пленка подается с рулона. Основное применение ПЭНП-пленок белого цвета — это изготовление па­кетов для замороженных овощей.

Путем клеевого ламинирования с другими подложками или экструдированием Г1Э на другой материал получают прочные саше, пакеты и сумки с герметичными сварными соединениями, поскольку ПЭ при течении заполняет поры на сваривае­мой поверхности и зоны вокруг посторонних включений.

Для изготовления картонных емкостей для жидких продуктов ПЭ и другие по­лимеры используют в сочетании с картоном (об упаковке на основе бумаги и карто­на см. главу 8). Основные области применения ПЭ-пленок — это термоусадочные и стретч-пленки для обертывания товарных единиц и скрепления грузов на паллетах.

Пленка из ЛПЭНП (линейного ПЭНП) характеризуется плотностью, близкой ПЭНП, но в макромолекулах ЛПЭНП имеются короткие боковые ответвления, благодаря чему эта разновидность ПЭ превосходит ПЭНП по таким свойствам, как прочность при разрыве и продавливании, а также по стойкости к проколу. Основное применение ЛПЭНП-пленки нашли в изготовлении пакетов в форме подушки для молока и других жидких продуктов.

Для повышения прочности и термосвариваемости ПЭНП и ЛПЭНП могут ис­пользоваться в смеси с ЭВА. Области применения ПЭНП и ЛПЭНП несколько перекрываются из-за того, что и для того и для другого характерны различия из-за условий получения полимеров и постоянных технологических инноваций. В разных областях используют пленки разной толщины, что также влияет на сферы их сбыта.

Механическая прочность пленок из ПЭСП (ПЭ «средней» плотности) выше, чем у ПЭНП-пленок, и поэтому их можно использовать в более жестких условиях. Для обеспечения хорошей термосвариваемости, характерной для ПЭНП, а также жест­кости и стойкости к проколу, характерной для ПЭСП, их зачастую соэкструдируют (например, для изготовления внутреннего экструдированного покрытия пакетиков с сухими супами).

ПЭ высокой плотности (ПЭВП) — это наиболее жесткая разновидность ПЭ, и для получения тончайших пленок его экструдируют. Такие пленки применяют для изготовления упаковок, в которых пищевые продукты можно разогревать. Для улучшения термосвариваемости ПЭВП можно соэкструдировать с ПЭНП, получая легко расслаиваемый сварной шов (полимерные слои изготавливают так, чтобы они легко разделялись по границе раздела соэкструдата).

Кроме того, имеются ПЭВП-пленки как с поперечной одноосной, так и с двух­осной ориентацией. Такие пленки используют для упаковки сахарных кондитер­ских изделий и для ламинирования ориентированного ПП (ОПП). Ориентиро­ванная в поперечном направлении пленка легко разрывается поперек и гораздо труднее —вдоль. Для пленок, используемых на стандартных формовочно-фасовочно- укупорочных машинах, применяется соэкструдированный термосвариваемый слой. Двухосно-ориентированная пленка имеет свойства, аналогичные ОПП, но она ха­рактеризуется более высокими барьерными свойствами по отношению к водяному пару. Тем же методом, что и на ОПП, на такую пленку можно наносить покрытия, включая металлизированные, получая высокие барьерные свойства и хорошую прочность сварного шва.

Крышки, ящики, паллеты и бочки получают из ПЭВП методом литья под давле­нием, а транспортные контейнеры — методом ротационного формования. Основной нишей для ПЭВП является изготовление молочных бутылок емкостью 0,5-3 л ме­тодом формования с раздувом.

7.3.2. Полипропилен

Полипропилен (ПП) получают реакцией полиприсоединения пропилена при воз­действии тепла и давления на катализаторах типа Циглера-Натта с образованием линейного полимера с ответвлениями в виде метиловых (СН ) групп. Получаемый полимер является более жестким и плотным, чем ПЭ, и изначально более прозрач­ным. Широкое применение ПП началось с 1950-х гг. Из наиболее широко распро­страненных термопластов он характеризуется самой низкой плотностью и самой высокой температурой плавления, одновременно будучи относительно дешевым. Этот универсальный полимер можно перерабатывать разными способами, так что он нашел широкое применения в изготовлении упаковки для пищевых продук­тов как в виде пленки, так и в виде жесткой упаковки.

Высокая температура плавления (160 °С) делает ПП пригодным для применения там, где необходима высокая термостойкость, в частности, при горячем розливе и при разогреве продуктов в упаковке в микроволновой печи. ПП можно экструзи- онным способом ламинировать с ПЭТ или другими термостойкими пленками, по­лучая материал, способный выдерживать температуры до 115-130 "С, характерные для стерилизации в автоклаве.

Относительно жесткие ПП-пленки имеют гладкую поверхность и хорошие ха­рактеристики плавления. Поливная пленка имеет прозрачность стекла, ее можно термосваривать. Используют ее для улучшения внешнего вида упакованного про­дукта. В отличие от ПЭ-пленки поливная ПП-пленка при температуре ниже 0 °С становится хрупкой, а при температуре ниже -5 °С в ней при напряжении образу­ются трещины, так что если упакованный продукт должен храниться в условиях глубокой заморозки, ПП-пленку следует ламинировать. С другой стороны, ориен­тированная полипропиленная пленка (ОПП) пригодна для использования в усло­виях холодильного хранения.

Полипропилен химически инертен и стоек к большинству химических ве­ществ как органических, так и неорганических. Он характеризуется барьерными свойствами по отношению к водяному пару, стоек относительно действия масел и жиров. Ароматические и алифатические углеводороды, однако, способны рас­творяться в пленках из ПП, вызывая их набухание и коробление. ПП не подвер­жен трещинообразованию под воздействием внешних нагрузок (ESC, Enviromental Stress Ctacking)[1].

Ориентация увеличивает разнообразие ПП-пленок. Ориентированная ПП- пленка (ОПП или БОПП) была первой полимерной пленкой, успешно заменив­шей пленку из регенерированной целлюлозы (ПРЦ) при упаковке печенья. ОПП- пленки невозможно соединить между собой склеиванием или термосвариванием, поскольку температура плавления близка к температуре усадки пленки, так что при термосваривании поверхность усаживается. Вместе с тем ОПП-пленка с акриловым покрытием обладает хорошими технологическими свойствами, включая термосва­риваемость, — ее используют на упаковочных машинах, предназначенных для рабо­ты ПРЦ, но при этом необходим жесткий контроль температуры термосвариваю-

7.4. Нанесение покрытий на полимерные пленки.

Типы и свойства покрытий

7.4.1. Основы нанесения покрытий

Нанесение покрытий на поверхность полимерных пленок применяется для улуч­шения их способности к термосвариванию и барьерных свойств, а также в целях улучшения барьерных свойств жестких пластмасс. Традиционно наиболее распро­страненным методом нанесения покрытий на пленки было использование грави­ровального (травленого) валика, поскольку он обеспечивает непрерывное и точное нанесение с удельным расходом материала покрытия до 6 г/м². Нанесение таких покрытий проводится изготовителями пленок в промышленных масштабах. Если же требуется более толстое покрытие, то его наносят уже на упаковочных предпри­ятиях.

С учетом важности экологических проблем были разработаны системы покрытий на водной основе. В настоящее время очень редко можно встретить системы покры­тий на основе растворителей, но там, где они используются, получают их в основ­ном на основе спиртов, причем растворителем с наиболее высокой температурой кипения является бутанол. Применяется покрытие праймером (грунтовка). Если покрытие должно наноситься с обеих сторон пленки, то праймер наносят одновре­менно с двух сторон с помощью гравировальных валиков, вращающихся в противо­положных направлениях. Здесь очень важна адгезия покрытия к пленке-основе, так что обычно применяют покрытие адгезионного типа с антистатическими свойства­ми массой 1 г/м².

Некоторое время была популярна металлизация алюминием, которую проводят путем перевода алюминия в парообразное состояние в вакуумной камере с после­дующим его осаждением на поверхность полимерной пленки, бумаги или картона. Позднее стали использовать SiO_v — смесь оксидов кремния, которую осаждали тон­ким слоем на различные полимерные пленки. Вполне вероятно, что в дальнейшем свое применение к упаковке (и для бутылок, и для пленок) найдут и другие покры­тия, в частности, DLC, алмазоподобное покрытие на основе углерода, которое изна­чально было разработано для отделки внутренней поверхности ПЭТ-бутылок.

Одним из способов нанесения покрытий на полимерные материалы является экструзионное нанесение; этим термином обычно называют нанесение полимеров на другие материалы — алюминиевую фольгу, бумагу и картон. Нанесение покры­тий как способ улучшения свойств полимерных пленок и пластиковых контейнеров представляет собой область активных инноваций.

7.4.2. Акриловые покрытия

Акриловые покрытия наносят на полимерные пленки, особенно на ОПП-пленки. Такое покрытие является совершенно прозрачным, термосвариваемым и обеспечи­вающим высокий глянец. Температура начала термосваривания составляет около 100°С, а температура плавления четко определена. Это означает, что такое покрытие легко скользит по нагретой поверхности без прилипания к ней. Обычно приемле­мым нижним пределом прочности сварного шва является 250 г ■ м~²/25 мм ширины шва. При температуре усаживания пленки в 150 °С это расширяет температурный диапазон сварки на 50 °С. Для улучшения эксплуатационных показателей упако­вочной машины в состав покрытия должны быть включены некоторые скользящие и антиблокирующие добавки. Расход покрытия обычно составляет около 1,0 г/м² и при его удельной массе около 1, что дает толщину покрытия в 1 мкм.

7.4.3. Покрытия на основе ПВдХ

Покрытия из ПВДХ используются для получения полимера или с хорошей способ­ностью к термосвариванию, или с высокими барьерными свойствами. Между требу­емой способностью к термосварке и барьерными свойствами можно найти компро­мисс. Модификация полимера для расширения температурного интервала сварки снижает нижнюю границу температуры термосварки до 110 "С за счет барьерных свойств по отношению к газам. Покрытия из ПВДХ наносят на полимерные пленки и бумагу.

Большинство применяемых покрытий общего назначения характеризуются спо­собностью к термосварке, начиная с температур 120 "С, а барьерные свойства по от­ношению к кислороду составляют около 25 мл/м² • сут. Для ПЭТФ-пленок покры­тия из ПВдХ обычно применяют для улучшения барьерных свойств по отношению к кислороду (10 мл/м²/сут), но такие пленки могут плохо термосвариваться.

Композиция покрытия должна включать кремний и воск (в качестве скользящих и антиблокирующих добавок для предотвращения прилипания покрытий к горя­чим сваривающим поверхностям). Обычно производители пленок наносят покры­тия с расходом 3 г/м², то есть толщиной в 2 мкм. Удельная масса ПВдХ — 1,3. Такие покрытия могут наноситься на жесткие емкости типа ПЭТ-бутылок для пива.

7.4.4. Покрытия на основе PVOH

С экологической точки зрения при сжигании хлорсодержащих соединений могут выделяться токсичные диоксины, и поэтому долгое время для замены ПВДХ искали альтернативный материал с повышенными барьерными свойствами по отношению к газам без необходимости модифицировать технологические параметры нанесения покрытия. Этому требованию отвечают эмульсии PVOH, но они чувствительны к влаге и теряют свои барьерные свойства при повышении относительной влажности более чем на 65%. Пленки с покрытием из PVOH, следовательно, можно использо­вать как часть ламината, у которого внутри расположен слой PVOH, а снаружи — слои БОПП с PVOH (при условии, что наружная сторона покрыта защитным ла­ком). Кроме того, PVOH не имеет способности к термосвариванию, но он отлично впитывает типографские краски с низкой абсорбцией или удержанием растворите­лей. Удельный расход при нанесений PVOH-покрытия аналогичен ПВдХ, его удель­ная масса около 1,0, а выход пленки несколько выше.

7.4.5. Низкотемпературные свариваемые покрытия

Низкотемпературные свариваемые покрытия (LTSC) для ОПП, которые можно сва­ривать при более низких температурах и которые характеризуются более широким диапазоном температур термосваривания, позволяют повысить скорость работы упаковочных машин. Эти покрытия основываются на иономерных смолах и нано­сятся в виде эмульсий, так что могут служить альтернативой акриловым и ПВдХ- покрытиям. Поскольку диоксид кремния и воски способны увеличить температур­ный порог сварки любых покрытий, стремятся снизить их содержание до минимума так, чтобы трение с 1Г5С-покрытием было выше, чем с обычными покрытиями. Низкотемпературные свариваемые покрытия не прилипают к ПВдХ- или акрило­вым покрытиям и не блокируют их, так что можно получать пленки с разными ва­риантами покрытий. Поверхность этого иономера хорошо впитывает типографские краски и не удерживает их растворители.

7.4.6. Металлизация алюминием

Прямая вакуумная металлизация полимерных пленок алюминием существенно повышает их барьерные свойства. Это становится возможным благодаря гладко­сти пленок, так что покрытие на них имеет равномерную толщину. Металлизиру­ют главным образом ПЭТ-, ПА- и ОПП-пленки. Себестоимость такой пленки во многом обусловлена временем, необходимым на создание вакуума после смены ру­лона. Предпочитают использовать ПЭТ-пленку толщиной 12 мкм, поскольку при этой толщине больше общая площадь пленки в рулоне. Металлизация ПЭТ-пленки позволяет использовать ее для последующей металлизации бумаги и картона путем перевода покрытия с пленки на подложку с помощью нагретых прижимных валков, после чего ПЭТ-пленку можно использовать повторно (рис. 7.13).

7.4.7. SiO-покрытия

В качестве покрытия оксиды кремния стали использоваться сравнительно недавно. Этот материал характеризуется отменными барьерными свойствами и наносится методом осаждения в вакууме. ПЭТ-пленка с SiO -покрытием производится в про­мышленных масштабах и используется в Японии для изготовления стерилизуемых ламинированных пакетов. Такой материал прозрачен, может стерилизоваться в ав­токлаве, может вторично перерабатываться и имеет отличные барьерные свойства. Другой способ нанесения покрытия разработан в Швейцарии Лоусоном Мардоном (.Lawson Mardon) — в нем используется предварительная плазменная обработка с последующим напылением диоксида кремния электронным пучком [8].

SiO -покрытие наносят также на пластиковые бутылки, что обеспечивает им 20-кратное улучшение барьерных свойств по отношению к кислороду [9]. По тех­нологии Glaskin фирмы Tetrapak используется вакуумное нанесение покрытия из­нутри ПЭТ-бутылок для пива. Бутылки с таким покрытием используют несколько ведущих европейских пивоваренных предприятий [2,3]. Отмечается, что при мини­мальном сроке годности 6 мес. происходит гораздо меньше потерь вкуса и аромата.

Вопросы применение в Европе термических способов нанесения оксида кремния, химического осаждения его в газовой фазе с помощью электронного пучка, а также реактивное напыление алюминия рассмотрены в работе [10].

7.4.8. DLC-покрытие

Относительно новое «алмазоподобное» покрытие обозначают DLC (Diamond­Like Coating). Состоит оно из очень тонкого слоя углерода. ПЭТ-бутылки для пива не обеспечивают такого же долгого срока годности напитка, как стеклянные, и DLC-покрытие внутренней стороны ПЭТ-бутылок широко использовалось в Япо­нии со значительным улучшением барьерных свойств [1,4].

7.4.9. Экструзионное ПЭ-покрытие

На термостойкие ПЭТ- и П А-пленки можно наносить термосвариваемое ПЭ-покры­тие (рис. 7.14).

7.5. Методы дальнейшей переработки

7.5.1. Клеевое ламинирование пленки

При ламинировании полимерных пленок две или более пленок соединяют при по­мощи клея (на водной основе, на основе растворителя или сухого). Ламинирование представляет собой альтернативу соэкструзии, где при изготовлении пленки соеди­няются два или более слоя расплава полимера. При экструзионном ламинировании ламинирование осуществляется с использованием расплава полимера в качестве и клея, и барьерного слоя. Кроме того, возможно ламинирование без использования адгезива — например, ламинирование термопластов с помощью лазера.

Выбор метода ламинирования или соэкструзии достаточно сложен и зависит от нескольких факторов, а именно:

· требований к фасуемому продукту с точки зрения его срока годности и ба­рьерных свойств упаковки;

· типа упаковки, способов обращения с ней на каждой технологической стадии и размеров партий продукции;

· возможности нанесения печати на соэкструзионную пленку только на поверх­ность, тогда как на ламинированных пленках печать может наноситься на от­дельные слои ламината, то есть быть послойной, что гарантирует стойкость к истиранию, глянец и прозрачность (в зависимости от требований к пленке);

· при изготовлении упаковки печать и ламинирование могут происходить в ходе одной операции; если это невозможно, то будет сложно обосновать по­вышение себестоимости из-за применения дополнительного технологическо­го процесса; при этом следует учитывать себестоимость альтернативных ва­риантов обеспечения необходимой защиты фасуемого продукта — как за счет выбора отдельного полимера, так и с помощью соэкструдирования;

· учета толщины пленки для обеспечения требуемых барьерных свойств, осо­бенно если она будет толще идеальной и более жесткой, что создает пробле­мы при термосваривании и трудности при транспортировке (температурная область термосваривания из-за плохой теплопередачи может быть сужена, а сохранение теплоты после герметизации шва может способствовать его рас­крытию);

· с другой стороны, более толстый материал будет более жестким, благодаря чему с упаковками из такого материала легче работать и он лучше выглядит на витрине (выкладке), чем упаковка из более тонкого материала; при ламинировании на первый план выходит проблема различного натяже­ния каждого слоя пленки, и нередко ламинаты скручиваются; там, где пленку режут, а затем протягивают или растягивают, обрезная кромка должна быть как можно более плоской, что гарантирует надежность ее прохода через упа­ковочную машину.

По вопросам ламинирования и соэкструзии имеется огромное количество лите­ратуры. При выборе того или иного подхода на практике следует учитывать как тех­нические, так и коммерческие факторы [7].

Адгезивов для ламинирования предлагается очень много. ПВА и другие адгезивы на водной основе, сохраняющие эластичность и обеспечивающие длительный срок годности упакованных продуктов, могут оказаться неспособными обеспечить удо­влетворительную адгезию к полиолефинам (ПЭ и ПП) с их инертной поверхностью и отличными барьерными свойствами по отношению к влаге. При использовании таких адгезивов перед применением ламината необходим длительный период суш­ки, причем фактически одним из субстратов должны быть бумага или картон, обе­спечивающие возможность диспергирования влаги.

Для получения пленок с барьерными свойствами более предпочтительны поли­уретаны и другие адгезивы, образующие трехмерную структуру. Их обычно нано­сят гравировальным валком, расположенным в конце печатной машины, а пленки соединяют под давлением, используя покрытия плотностью 1-3 г/м². Здесь очень важен тщательный подбор покрытий, поскольку выделяющийся углекислый газ может образовывать маленькие пузырьки и ухудшать визуальные характеристики готового ламината. В некоторых пленочных структурах возможно реагирование клея с покрытием, что зачастую может привести к обесцвечиванию пленки. В этом случае рекомендуется обратиться за консультацией к поставщикам печатных красок и клеев. Нормальной считается адгезионная прочность в несколько сот граммов на 25 мм, дающая прочное долговременное склеивание.

Существует определенная тенденция к переходу от адгезионных систем на осно­ве органических растворителей к адгезионным системам на водной основе и к сухим клеям, что, как утверждается, снижает эмиссию растворителя. Сухие клеи — это ма­териалы, сшивающиеся с полимером под действием приложенной теплоты, УФ из­лучения или электронного пучка. Кроме того, к этой группе относят также горячие клеи-расплавы на основе восков и ЭВ А, а также ПЭ, используемый для экструзион- ного ламинирования.

С увеличением скорости печати стали применять в основном двухстадийный процесс, при котором нанесение печати осуществляется после собственно ламини­рования. Это позволяет лучше обеспечить технологический контроль, так как эти две системы относительно независимы.

7.5.2. Экструзионное ламинирование

На поверхность ламината наносят при помощи экструдера расплав ПЭ, а затем, пока ПЭ находится еще в расплавленном состоянии, в узле ламинирования он соединя­ется со вторым слоем пленки. Возможно использование ПЭ-слоя небольшой массы (обычно 7-10 г/м²) и как адгезива, и как средства увеличения жесткости ламината вследствие увеличения общей толщины. Зачастую перед ламинированием поли­этиленом и для получения прочности соединения 200 г/25 мм² (рис. 7.15) бывает необходимо прогрунтовать поверхности пленки.

Для многих областей применения, где структура ламината не испытывает высо­ких напряжений, фактически требуется минимальная прочность ламината около ^{г/25 мм} • ^{Риск здесь состоит} в том, что сила сцепления слоев ламината друг с другом со временем может снижаться, и, следовательно, требования к прочности связи должны быть выше минимально допустимых значений.

7.5.3. Термическое ламинирование

Если каждая из двух пленок обладает способностью к термосвариванию, то мож­но соединить их вместе путем пропускания через нагретые прижимные валики При отсутствии клея конечная масса ламината будет равна сумме масс исходных компонентов. Эту технологию можно использовать для пленок, каждая из кото­рых характеризуется низкой температурой сварки, поскольку при нагревании до высокой температуры пленки при натяжении могут усаживаться, вызывая коро­бление, или растягиваться под нагрузкой. По мере приближения к своему пределу эластичности пленка может скручиваться из-за несколько большей усадки одного из слоев. Прочность связи в зависимости от исходных покрытий должна быть вы­сокой. Такой способ ламинирования не очень распространен в производстве ла- минатов для пищевой промышленности, но широко используется в производстве материалов для ооложек книг. Отдельным видом термического ламинирования является лазерное, при котором для активации соединяемых поверхностей ис­пользуется лазер [12].

7.6. Нанесение печати

7.6.1. Основы процесса печати на полимерных пленках

Предпочтения выбора способов печати до недавнего времени были в основном географическими - в Европе более популярны технологии глубокой печати а в Северной Америке - флексографские технологии (так сложилось исторически) Поскольку качество флексографской печати после появления фотополимерных пластин улучшилось, а рынок требует все более коротких циклов печати, флексо­графские технологии стали развиваться и в Европе. Кроме того, стали популярны комбинированные печатные машины с установками для флексо- и глубокой пе­чати. На современных флексографских машинах планетарного исполнения (CI)

и на рулонных машинах глубокой печати количество печатных станций выросло уже до 10.                                                                      ^F

7.6.2. Глубокая печать (гравюра)

Машина для глубокой печати состоит из ряда печатных станций в линии (в каждой используется жидкая краска одного цвета), и станций нанесения латекса или эмуль­сии ПВдХ. Формный цилиндр гравируют с помощью механического, химическо­го или электрического лазерного выжигания, так что в нем образуются маленькие ячейки. Краска на формный цилиндр наносится купающимся валиком из ванны. Количество краски определяется глубиной и площадью ячейки, а избыток краски удаляется ракелем. Пленка пропускается в зазоре между формным и печатным ци­линдрами под давлением и выбирает краску из ячеек. Отпечатанная таким образом пленка проходит затем через станцию сушки для удаления растворителя или воды. Окончательный дизайн получается после окрашивания другой краской или нанесе­ния покрытия.

Глубокая печать позволяет выпускать огромные тиражи, поскольку цилиндры здесь износостойкие и точные. Несмотря на высокие начальные затраты (из-за про­цесса гравирования формного цилиндра), для скоростной печати больших тиражей способ глубокой печати оказывается экономически эффективным.

7.6.3. Флексографская печать

Флексографская печать наносится рядом печатных станций в линейном исполне­нии (ярусный пресс) или в планетарном исполнении вокруг центрального барабана большого диаметра. Печатные пластины, которые в настоящее время изготавливают из фотохимического (полимерного) листового материала, соединяют с печатными валиками. Краска из ванны при помощи красконаносящего валика переносится на пустотелый анилоксовый цилиндр, который передает их на формный цилиндр, с ко­торого краска переносится на пленку. Поскольку стоимость изготовления печатных пластин относительно невелика, флексографская печать оказывается рентабель­ной для малых тиражей. Качество цветовоспроизведения в последнее время стало намного лучше и приблизилось к качеству глубокой печати. Производительность обоих типов машин возросла, так что выбор способа печати процесса конкретного заказа во многом усложнился.

7.6.4. Цифровая полиграфическая печать (цифровой офсет)

Разработаны машины для цифровой печати, позволяющие создавать художествен­ные работы на компьютере и передавать изображение непосредственно на упако­вочную пленку. Общий дизайн разрабатывается на компьютере — это может быть как единичное изображение, так и образ для копирования его в сотнях отпечатков. Краски, обычно в виде сухого порошкового тонера, притягиваются к заряженной от барабана поверхности пленки и отверждаются на ней. Для обеспечения краско- восприимчимости необходимы специальные покрытия. Использование с обратной стороны стандартного термосвариваемого покрытия позволяет сразу формировать из такой пленки пакеты. Пока что системы цифровой печати разработаны лишь для узкого диапазона ширины пленки — с их помощью выпускают пробные партии пакетов для изучения рыночной конъюнктуры или для продвижения отдельных изделий.

7.7. Маркировка и этикетирование жестких пластмассовых контейнеров

7.7.1. Этикетирование и маркировка в форме

Контейнеры и крышки могут анкетироваться печатными этикетками при формо­вании. Данный способ был адаптирован для термоформования, в частности, стакан­чиков для йогурта, а также выдувного формования и литья под давлением (напри­мер, контейнеров для мороженого, крышек и больших контейнеров для печенья).

Рельефный рисунок можно наносить на стенки формы (он заметен на формован­ных изделиях в виде тиснения). Этот способ применяют для оттиска кода полимера в целях сортировки отходов в системах управления ими, маркировки номера формы и нанесения другой информации о фирме-производителе.

7.7.2. Этикетирование

Чаще всего используют несколько видов этикетирования, а именно самоклеящиеся полимерные и бумажные этикетки, а также бумажные этикетки, ламинированные алюминиевой фольгой. Рукавные этикетки отрезаются или закрепляются клеем по окружности цилиндрических контейнеров (туб). Для облегчения позиционирования этикеток при изготовлении подобных контейнеров могут потребоваться такие элемен­ты, как особые плоские углубления. Некоторые виды упаковки разрабатывают так, чтобы после использования картонную бирку можно было легко отделить от пластмас­совой емкости (в целях облегчения сортировки и вторичной переработки отходов).

При этикетировании бутылок и банок широкое применение нашел полимерный усаживающийся рукав с заранее нанесенной на него печатью. Поставляется он в сложенном виде, а печать наносятся на него на рулонах. После автоматического по­мещения контейнера в такой рукав он подается в нагретую зону, где рукавная эти­кетка плотно облегает контейнер.

7.7.3. Сухая офсетная печать

В этом способе печати используется рельефная пластина, которая после наката краски передает ее на офсетный цилиндр — тот, в свою очередь, передает рисунок поверхности полимера. Этот метод широко применяется для печати на контейне­рах округлой и конической формы. Краски при этом используются термо- или УФ- отверждаемые.

7.7.4. Трафаретная печать

Изображение, которое необходимо нанести, выполняется в негативе на металличе­ской или полимерной сетке. Для получения отпечатка краска продавливается через открытые участки сетки специальным ножом (ракелем).

7.7.5. Печать методом термопереноса

Изображение сначала печатают термочувствительными красками на подложке из ПЭТ, после чего она на высокой скорости контактирует с пластмассовыми контей­нерами, и нагретые иглы передают рисунок непосредственно контейнеру. Приме­ром печати методом термопереноса может служить широко известная технология Therimage.

Одним из видов термопечати является горячее тиснение фольгой. Термостойкие краски с адгезионным покрытием, нанесенные на ПЭТ-пленку, приводят в контакт с изделием, подлежащим этикетированию. С обратной стороны этой пленки прижима­ется горячий металлический пуансон с рельефным рисунком. Такой тип декориро­вания применяют для нанесения блестящих «металлических» изображений. Горячее тиснение фольгой часто применяется для декорирования изделий класса «премиум», в частности, коробок для конфет-ассорти или этикеток винных бутылок.

7.8. Контакт с пищевыми продуктами и барьерные свойства

7.8.1. Предмет рассмотрения

Помимо сохранения целостности упаковки, то есть применения эффективных си­стем укупорки и физического предохранения продукта в ходе хранения, сбыта и реа­лизации, очень важно, чтобы первичная упаковка пищевых продуктов защищала их так, чтобы здоровье потребителей не подвергалось опасности, а качество оставалось приемлемым в течение всего ожидаемого срока годности. Качество в этом контексте зависит от упаковки, собственно пищевого продукта и возможных взаимодействий между продуктом и упаковочным материалом. Результатом такого взаимодействия может оказаться появление органолептических и других признаков порчи, которые могут вызываться:

• миграцией добавок, примесей и молекул мономера из упаковочного материа­ла в пищевой продукт;

• поступлением молекул газов, водяного пара и летучих соединений из окружа­ющей среды в свободное пространство над продуктом в упаковке и наоборот; сорбцией компонентов, включая летучие вкусоароматические соединения и липиды, в упаковочный материал в ходе процесса так называемого «скальпи­рования».

7.8.2. Миграция

При упаковывании пищевые продукты вступают в непосредственный контакт с внутренней поверхностью упаковки. Между продуктом и упаковочным материалом может наблюдаться взаимодействие, адсорбция или реакция компонентов упаковки с продуктом. В случае полимерных материалов в таком взаимодействии может уча­ствовать основной полимер, и даже если он неактивен относительно компонентов расфасованного пищевого продукта, вполне возможно, что с продуктом могут взаи­модействовать технологические покрытия и добавки. С учетом этого очень важно, чтобы используемые полимерный материал и добавки были допущены к непосред­ственному контакту с пищевыми продуктами.

В целях обеспечения безопасности пищевых продуктов многие страны вырабо­тали правила применения полимерных материалов, контактирующих с пищевыми продуктами. В США разрешения на применение тех или иных полимеров в пище­вой промышленности получают в FDA (Федеральном агентстве по контролю пище­вых продуктов и лекарственных препаратов).

Для стран ЕС рамочной директивой в отношении общих требований к поли­мерным материалам и изделиям из них, контактирующих с пищевыми продукта­ми, служит Директива 89/109/ЕЕС. Цель данной директивы состоит в том, чтобы можно было гарантировать изготовление упаковочных материалов в соответствии с «правильными производственными практиками» и что из них в пищевые продукты не переходят никакие компоненты, способные поставить под угрозу здоровье по­требителя или вызвать неприемлемые органолептические или прочие изменения пищевого продукта.

Понятие «органолептические» в данном контексте относится ко вкусу, текстуре, цвету, запаху или аромату пищевого продукта, а «миграция» — это процесс перехода в него химических вещества из упаковочного материала.

В ЕС использованию полимеров в контакте с пищевыми продуктами посвяще­на особая Директива ЕС 90/128 EEC с поправкой 2001/62/ЕС. В ней приводятся основные определения, допустимые пределы миграции, предельно допустимое со­держание добавок в полимерных материалах, а также примеси, ассоциируемые с остаточным содержанием этих веществ. Пределы миграции определяют по массе на единицу площади (например, 10 мг/дм²), а при невозможности оценки этого по­казателя (например, для крышек, прокладок, диспенсеров) или при вместимости контейнера от 0,5 до 10 л используют предельно допустимую миграцию в 60 мг/кг расфасованного продукта.

Директивой 82/711/ЕЕС установлены следующие правила для испытаний ми­грации с использованием особых имитаторов пищевых продуктов, а именно:

• для пищевых продуктов на водной основе — имитатор А (вода);

• для кислых пищевых продуктов - имитатор В (3%-ный раствор уксусной кислоты);

• для пищевых продуктов на спиртовой основе — имитатор С (15%-ный водный раствор этилового спирта);

7.8.3. Проницаемость

Проникновение какого-либо вещества через пленку — это процесс, состоящий из трех этапов:

растворение или поглощение пенетрата (водяного пара или газа) поверхно­стью полимера;

миграция или диффузия пенетрата через полимер(ы);

выделение или десорбция пенетрата с противоположной поверхности полимера.

Абсорбция и десорбция зависят от растворимости пенетрата, а максимальная рас­творимость достигается тогда, когда пенетрат и материал имеют близкие свойства. К этим проблемам применимы разные законы, в частности:

• по закону Грэма (1833) скорость диффузии газа обратно пропорциональна квадратному корню плотности;

по закону Фика (1855) количество диффузионного газа пропорционально концентрации и времени, а также обратно пропорционально толщине суб­страта, через который он диффундирует;

по закону Генри (1803) количество газа, поглощенного данным объемом жид­кости при данной температуре, прямо пропорционально парциальному дав­лению газа.

На практике пленка может состоять из нескольких слоев полимеров, в ней могут иметься разрывы в покрытии, поры, изменения в молекулярной структуре и степе­ни кристалличности. Важны также размер молекулы пенетрата, ее форма и поляр­ность, а также условия окружающей среды. Все эти факторы влияют на диффузию и растворимость, а они в свою очередь непосредственно влияют на проницаемость.

Проницаемость полимерных пленок по отношению к водяному пару и обычным газам типа кислорода, CO., и азота измеряют стандартизированными методами ис­пытаний. Кислород, например, может вызывать окислительную прогорклость мас­ло- или жиросодержащих пищевых продуктов.

Поступление водяного пара в продукт может вызвать утрату им необходимой текстуры, а с другой стороны, выход влаги в виде водяного пара из продукта через упаковку может приводить к дегидратации расфасованного пищевого продукта, из­менению его текстуры и потере массы. Примером последнего может служить рож­дественский пудинг в упаковке из полимерной пленки, который в ходе хранения до момента реализации может потерять влагу; компромисс в этом случае состоит в на­хождении баланса потери массы при хранении и барьерными свойствами полимер­ной пленки по отношению к водяному пару. В этом примере не следует забывать, что помимо сохранения вкуса, аромата и текстуры фактическая масса продукта по месту реализации должна соответствовать действующим нормам.

Результаты испытаний на проницаемость обеспечивают выработку рекомен­даций по выбору материала(ов) для упаковки тех или иных пищевых продуктов. К неожиданным результатам может привести наличие других возможных диффун­дирующих веществ-пенетратов и присутствие полимерных добавок (в частности, пластификаторов). Следует помнить, что в любом случае для выявления свойств реальных пищевых продуктов необходимо проводить испытания срока годности.

7.9. Герметизация и укупорка

7.9.1. Общие сведения

Наиболее важной функцией упаковки является обеспечение защиты и целостности продукта, а это означает, что упаковка должна быть надежно герметизирована. В слу­чае полимерной упаковки герметизация осуществляется на упаковочной линии либо путем термосваривания, либо наложением крышки (в частности, отвинчивающейся крышки), либо использованием какой-либо системы скрепления на основе адгезивов.

На производственных линиях чаще всего недооценивают важность эксплуата­ционных свойств упаковки, особенно надежность систем герметизации и укупорки применительно к используемым материалам и оборудованию.

Требования к предполагаемым укупорочным материалам или контейнерам редко обсуждают с производителями упаковочного оборудования. Желательно, чтобы на самой ранней стадии эти вопросы рассматривались совместно производственным и техническими отделами, службой НИОКР, отделом снабжения, разработчиками продукта, службами маркетинга, специалистами упаковочного цеха и фирмами- изготовителями упаковочного оборудования. В ходе такого рассмотрения опти­мальное решение чаще всего будет своего рода компромиссом между желаниями и возможностями.

7.10. Критерии выбора полимерных упаковочных материалов

7.11. Упаковка для стерилизации в автоклаве

7.11.1. Инновационная упаковка

Пакеты для стерилизации в автоклаве мы рассматриваем здесь в качестве примера интегрированного подхода к разработке инновационной упаковки, включающего упаковочные материалы, их переработку, формование упаковки, фасование и гер­метизацию, а также технологии упаковывания и оборудование, необходимое для создания любого нового сочетания продукта и его упаковки. Упаковка для стери­лизации в автоклаве представляет собой прямоугольный гибкий ламинированный пакет из полимерных материалов с четырьмя герметично заваренными сварными швами, в котором пищевой продукт может подвергаться тепловой обработке. Это легкая высококачественная долговечная упаковка, удобная в употреблении и пред­назначенная для фасования пищевых продуктов с длительным сроком годности. Пищевые продукты, расфасованные и переработанные в такой упаковке, успешно продаются в разных странах, особенно Японии, хотя впервые она была разработана в 1950-60-х гг. в США по заказу военных.

Материалами для такой упаковки служат или алюминиевая фольга, ламиниро­ванная слоями полимерных материалов, или ламинаты на основе полимерных пле­нок без использования фольги. Эти пленки должны быть нейтральными по своим свойствам, термосвариваемыми, безусадочными и термостойкими при температурах не менее 121 °С в течение времени, требующегося для стерилизации. Они должны также характеризоваться высокими барьерными свойствами по отношению к кис­лороду и водяному пару, физической прочностью и хорошими характеристиками старения (табл. 7.4).

Таблица 7.4. Типичные примеры наиболее распространенных ламинатов, используемых в производстве упаковки для стерилизации в автоклаве (по данным Dai Nippon Printing Co. Ltd., 2002)

Состав                                                   Характеристики

С использованием алюминиевой фольги:

ПЭТ/А1/каст-ПП      Используется в изготовлении маленьких пакетиков для

карри и соусов, продаваемых в декорированных коробках ПЭТ/ориентированный Широко применяемые прочные пакеты (для изделий мас- ПА/А1/каст-ПП        сой не менее 3 кг)

Полимеры в упаковке продуктов (пункт 7 книги)

7.1. Введение

7.1.1. Определение и общие сведения

7.1.2.        Использование полимеров в упаковке пищевых продуктов

7.1.3.............. Полимерные материалы для упаковки пищевых продуктов

7.2. Изготовление упаковки из полимерных материалов

7.2.1.............. Основы производства упаковки из полимерных материалов

7.2.2. Упаковочные полимерные пленки и листы

7.2.3. Типы упаковки с использованием полимерных пленок, ламинатов и т. д

7.2.4. Жесткая упаковка из полимерных материалов

7.3. Типы полимеров для производства упаковки

7.3.1. Полиэтилен

7.3.2. Полипропилен

7.3.3. Полиэтилентерефталат

7.3.4. Полиэтиленнафталат

7.3.5. Поликарбонат

7.3.6. Иономеры

7.3.7. Этиленвинилацетат

7.3.8. Полиамид

7.3.9. Поливинилхлорид

7.3.10. Поливинилиденхлорид

7.3.11. Полистирол

7.3.12. Сополимер стирола с бутадиеном

7.3.13. Сополимер стирола с акрилонитрилом

7.3.14. Этиленвиниловый спирт

7.3.15. Полиметилпентен

7.3.16. Высоконитрильные полимеры

7.3.17. Фторсодержащие полимеры

7.3.18. Материалы на основе целлюлозы

7.3.19. Поливинилацетат

7.4.............. Нанесение покрытий на полимерные пленки. Типы и свойства покрытий

7.4.1. Основы нанесения покрытий

7.4.2. Акриловые покрытия

7.4.3. Покрытия на основе ПВдХ

7.4.4. Покрытия на основе PVOH

7.4.5. Низкотемпературные свариваемые покрытия

7.4.6. Металлизация алюминием

7.4.7. Si0x-покрытия

7.4.8. DLC-покрытие

7.4.9. Экструзионное ПЭ-покрытие

7.5. Методы дальнейшей переработки

7.5.1. Клеевое ламинирование пленки

7.5.2. Экструзионное ламинирование

7.5.3. Термическое ламинирование

7.6. Нанесение печати

7.6.1. Основы процесса печати на полимерных пленках

7.6.2. Глубокая печать (гравюра)

7.6.3. Флексографская печать

7.6.4. Цифровая полиграфическая печать (цифровой офсет)

7.7........... Маркировка и этикетирование жестких пластмассовых контейнеров

7.7.1. Этикетирование и маркировка в форме

7.7.2. Этикетирование

7.7.3. Сухая офсетная печать

7.7.4. Трафаретная печать

7.7.5. Печать методом термопереноса

7.8. Контакт с пищевыми продуктами и барьерные свойства

7.8.1. Предмет рассмотрения

7.8.2. Миграция

7.8.3. Проницаемость

7.8.4. Изменения вкуса и аромата

7.9. Герметизация и укупорка

7.9.1. Общие сведения

7.9.2. Термосваривание

7.9.3. Холодная сварка

7.9.4. Пластиковые средства укупорки бутылок, банок и туб

7.9.5. Системы адгезивов

7.10. Критерии выбора полимерных упаковочных материалов

7.11. Упаковка для стерилизации в автоклаве

7.11.1. Инновационная упаковка

7.11.2. Виды применения

7.11.3. Преимущества и недостатки

7.11.4. Изготовление   

7.11.5. Фасование и герметизация

7.11.6. Обработка стерилизуемых упаковок

7.11.7. Технологические параметры

7.11.8. Постпастеризационная обработка

7.11.9. Вторичная упаковка     284

7.11.10. Обеспечение качества

7.11.11. Срок годности

7.12. Охрана окружающей среды и проблемы управления отходами

7.12.1. Экологические преимущества полимерной упаковки

7.12.2. Устойчивое развитие

7.12.3. Экономия ресурсов и снижение массы упаковки

7.12.4..... Производство полимерных материалов и оценка их жизненного цикла

7.12.5. Управление отходами

7.1. Введение

7.1.1. Определение и общие сведения

В директиве ЕС «Полимерные материалы и изделия, используемые в контакте с пищевыми продуктами» (2001/62/ЕС), полимерами называют «органические ма- кромолекулярные соединения, получаемые полимеризацией, поликонденсацией, полиприсоединением или любым подобным способом из молекул с низкой моле­кулярной массой (мономеров) или путем химического изменения натуральных ма- кромолекулярных соединений».

Полимеры широко используются в качестве упаковочных материалов и при про­изводстве пищевых продуктов, так как они:

при определенных условиях являются текучими и формуемыми, что позво­ляет изготавливать листы и объемные формы;

• обычно химически инертны, но не обязательно непроницаемы; рентабельны в промышленном производстве;

• сравнительно легкие;

могут быть разной степени прозрачности, разных цветов, обладают разной спо­собностью к термосвариванию, термостойкостью и барьерными свойствами.

Согласно той же Директиве, молекулы с более низкой молекулярной массой назы­вают мономерами, а мономеры соединенные в длинные цепи, называют макромоле- кулярными соединениями — полимерами, что по-гречески означает «много частей».