Контрольная работа: Многослойная упаковка

Контрольная работа: Многослойная упаковка

Введение

Как сохранить продукты своего труда? - этот вопрос всегда волновал «человека разумного». Достойный «ответ» был найден приблизительно 6 тысячелетий назад. Им оказалась упаковка. В течение всего времени и по сей день зарождались и изменялись основные виды упаковки, совершенствовались материалы и усложнялись технологии упаковочного производства. И эта отрасль является динамично развивающейся, все новые и новые идеи и разработки появляются на рынке, добавляя тем самым нам, потребителям, удобство.

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.

Используя простой функциональный блок, можно создать практически любую упаковку, ограниченную только производственными возможностями производителя. Это объясняется практически неограниченными возможностями варьирования их свойств за счет: - выбора состава композиционного материала; - установления порядка чередования слоев; - обеспечения необходимого уровня адгезионного взаимодействия между слоями; - выбора оптимальной технологии и оборудования для получения конкретного материала.

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.

Многослойные материалы являются одним из видов композиционных материалов. Термин "многослойные материалы" относится к группе материалов, состоящих только из слоев синтетических полимеров.

Термоусадочная пленка

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.

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;

4) 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.

5) 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

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;

- упаковка мяса и птицы – для увеличения сроков хранения, придания эстетичного вида и удобства для розничной продажи;

- упаковка кондитерских изделий или полуфабрикатов с использованием лотков соответствующих размеров.

Такая упаковка, благодаря жёсткому лотку, обеспечивает большую сохранность продукта по сравнению с обычной расфасовкой в пакеты и имеет более привлекательный для потребителя объём фасовки.

Групповая упаковка банок, бутылок, пакетов с алкогольными и прохладительными напитками, молочными продуктами и др.

Также термоусадочная пленка используется и в сфере непищевых товаров. В частности с ее помощью осуществляют:

- упаковку бумажных изделий – бумаги для факсов, полиграфической продукции. В данном случае используется термоусадочные пленки с низкой степенью усадки;

- упаковку продукции радиоэлектронной, металлообрабатывающей и легкой промышленности; упаковку хозяйственных изделий и много другого.

Молочные пленки

Созданы непосредственно для хранения практически всех молочных продуктов. Сейчас их так же используют и для замороженных продуктов.

Для производства молочной пленки используется полиэтилен низкой плотности, получаемый на автоклавных реакторах высокого давления и линейный полиэтилен низкой плотности. Однако, представленные на российском рынке молочные пленки, не однотипны по рецептуре, вследствие чего могут быть разделены на следующие классы:

Премиум

В данную группу относят многослойную молочную пленку особого качества, которое достигается путем выполнения основного требования при ее производстве. Какого? Самым жестким требованием выступает однотолщинность пленки. Соблюдение требования осуществляется благодаря использованию оборудования, которое оснащено датчиками, контролирующими толщину пленки. Для полного соответствия данному классу пленка должна быть:

1. Выполнена в соответствии с технологией, которая предполагает использование линейного полиэтилена. Получаемая продукция должна на 40-50% состоять из линейного полиэтилена, а остальное – ПВД (полиэтилен высокого давления);

2. В качестве промежуточного слоя не допускается использование вторичного материала.

Наиболее ярким примером молочной пленки данного класса является финская пленка.

Средний высший

Пленка данного класса появилась вследствие стремления российских производителей предложить потребителю пленку, похожую на финскую. Однако отсутствие должного оборудования не позволило получить пленку, отвечающую требованию равнотолщинность. Тем не менее, производители называют такую пленку финским стандартом и при ее производстве используют:

1. 100% импортное сырье;

2. линейный полиэтилен, так как финская технология предполагает его использование;

3. не используют в качестве промежуточного слоя вторичного сырья.

Средний

К молочным пленкам данного класса относят как многослойные, так и монопленки. Появление данного класса связано со стремлением молокозаводов сэкономить на упаковке, поэтому производители молочных пленок экспериментируют с рецептурой, чтобы предложить привлекательный по цене продукт. Для этого используют:

1. Смесь отечественного и импортного сырья;

2. В качестве промежуточного слоя может быть использовано вторичное сырье;

3. Использование линейного полиэтилена не обязательно.

В итоге получается нечто среднее между эконом классом и финским стандартом. Некоторые производители относят данную пленку к эконом - классу, однако наличие импортного сырья дает право отнести ее в разряд средних.

Эконом – класс

Молочная пленка данного класса практически ничего общего не имеет с финской пленкой, так как при ее производстве используется:

1. 100% отечественное сырье;

2. отсутствие линейного полиэтилена;

Наиболее ярким представителем молочных пленок эконом – класса выступает однослойная молочная пленка.

Принадлежащие к тому или иному классу молочные пленки могут быть классифицированы в зависимости от количества слоев. В соответствии с данной классификацией молочные пленки могут быть разделены на:

однослойные;

двухслойные;

трехслойные;

пятислойные.

Однослойные молочные пленки

Основным преимуществом однослойных пленок является цена – каждый производитель заинтересован в снижении издержек при производстве продукции. Однако на этом положительные стороны этого упаковочного материала заканчиваются. В отношении недостатков можно отметить следующее. В первую очередь невысокое сопротивление раздиру, когда наличие даже небольшого надрыва может привести к катастрофическому разрушению упаковки. Невысокая прочность сварного шва, которая может возникнуть в результате термической усадки пленки в момент сварки. А если пленка расклеивается и молоко течет, то экономия мнимая. Она грозит потерей рынка. Одна из глобальных задач производителей молочных продуктов - сделать срок хранения молокопродуктов как можно более длительным, но в однослойной пленке, например, пастеризованное молоко хранится не более 36 часов, тогда как в многослойной - этот период составляет 72 часа и более. Но одним из главных недостатков однослойной молочной пленки является отсутствие черного слоя, способного защитить молокопродукты от воздействия ультрафиолетовых лучей и спасти продукцию от прогоркания. То есть данная пленка не обладает барьерными свойствами. В данном случае на помощь приходят современные многослойные пленки.

К многослойным пленкам относят молочные пленки, имеющие в составе два и более слоя. Как правило, выделяют двухслойные, трехслойные и пятислойные молочные пленки. Для определения преимуществ и недостатков двухслойной и пятислойной пленки рассмотрим особенности трехслойной молочной пленки.

Страницы: 1, 2