Полипропилен.
Пленка из полипропилена является многоцелевой пленкой, получившей широкое применение последние несколько лет. Пленки из неориентированного ПП, обычно изготовляемые методом полива с охлаждаемыми валками, обладают прозрачностью, хорошей влагонепроницаемостью и термостойкостью. Она мягкая на ощупь, но не настолько прочен, как ОПП, пленки из него - одни из самых дешевых. К ПП относят гомополимеры, статистические(случайные) сополимеры и изолирующие полимеры.
При низких температурах нижняя сторона ПП пленки становится хрупкой, а ее непроницаемость для газа – недостаточной. При термосварке ПП характеризуется узким диапазоном температур, который следует поддерживать при экструзии для предотвращения появления вытянутых нитей расплавленного пластика. Для наложения печатной краски необходимо обработать, как и у всех полиолефинов. Для машиной обработки необходимы добавки, увеличивающие скольжение.
ОПП-пленки изготовляют из гомо-, ди- и тройных сополимеров, которые могут содержать небольшие количества терпенов, стиролов и этилена и бутена. Ориентация молекул может быть выполнена на ширильно-сушильной раме или в ходе процесса раздува пленки.
В результате получается ОПП-пленка с большой прозрачностью, с хорошими барьерными свойствами относительно водяного пара, высоким пределом прочности и ударной вязкостью.
Сополимеры этилена.
Сополимеры этилена – это «работяги» среди пластиков, часто не замечаемые из-за тенденции объединять их с полиэтиленами.
Материалом, который во многих случаях замещает даже ПЭ, являе6тся сополимер этилена с винилацетилена (СЭВА). Пленка из СЭВА может быть получена методом плоскощелевой экструзии или раздува рукава. Плоская пленка обладает большой прозрачностью, а рукавная – жесткостью. Содержание приблизительно 8% винилацетата дает на выходе полиэтиленоподобный материал, но с лучшей эластичностью и теплоизоляцией. Содержание примерно 20% винилацетата дает материал, подобный плпстифицированному ПВХ, мягкий и клейкий.
Чтобы обеспечить лучшую адгезию пленки к пленке и термоизоляционные свойства, при соэкструзии и ламинировании СЭВА соединяется со многими пластиками. Главным образом он применяется как двухсторонний «сэндвич» металлизированной полиэфирной пленки для конструкций типа пакет-в-коробке с регулируемой газовой средой.
Поливинхлорид.
Виниловая пленка без пластификаторов жесткая и немного хрупкая, ей можно придать любую степень мягкости, добавляя пластификаторы. ПВХ-пленка обладает хорошей прозрачностью и блеском, являясь одним из наиболее дешевых материалов. Используется только для обертывания лотков с пищевыми продуктами. Для этого использования ее барьерные свойства от водяного пара и газов идеальны. ПВХ стоек к маслам и жирам и обладает хорошей упругостью. При его получении необходимо сочетать тепловую обработку, облучение ультрафиолетом, стабилизацию радиацией, применение веществ, повышающих ударную прочность, антиаксидантов, антистатиков, добавок улучшающих скользящие свойства, наполнителей и красителей.
Ориентация молекул в одном из обоих направлениях улучшает ударную прочность материала. Стойкость к жирам, смазочным маслам и смолам, а также растворителям на основе нефтепродуктов надежно предохраняет пластификаторы и другие добавки от выпотевания.
При температуре около 138 градусов из пленки может выделяться хлороводород, что может привести к ее разрушению. Отрицательно сказывается на пленке и солнечный свет, вызывая ее пожелтение в том случае, если при экструзии пленки в полимерное сырье не были добавлены стабилизаторы.
Жесткий ПВХ стоек к кислотам и щелочи. На него не воздействуют масла, спирты и растворители на основе нефтепродуктов, однако ароматические углеводороды, галогенсодержащие углеводороды, кетоны, альдегиды, эфиры, ароматические эфиры, ангидриды и вещества, содержащие атомы азота, серы или фосфора, вызывают его коррозию.
ПВХ-пленка может запаиваться нагретым инструментом, импульсными, резисторными и диэлектрическими сварочными колодками, но рабочие поверхности колодок должны быть защищены от коррозийных эффектов нагретой пленки. Пар, образующийся при термосваривании, может вызывать раздражение дыхательных путей.
Полиэстер (сложный полиэфир).
ПЭТ обладает средней проницаемостью водяного пара. Его ударная вязкость хороша, но сопротивление разрыву и расколу не настолько высоки, как у более мягких пленок. Пленка без покрытия не поддается термосвариванию, но может быть соединена растворителем с бензиловым спиртом с нагревом и давлением. Сваривание нагретым инструментом возможно, но оно может быть непрочным и негерметичным. Соэкструдированные и ламинированные пленки с соответствующими покрытиями термосвариванию поддаются. Неориентированная пленка пригодна для ламинирования.
Ориентация макромолекул производится либо поливом с растягиванием, либо путем экструзии с раздувом. Большинство ПЭТ-пленок производятся таким способом: расплав экструдируют на барабан и растягивают в продольном направлении. Затем лист протягивают через нагретый туннель с несколькими зонами и растягивают несколькими зажимами. Ориентация повышает все свойства ПЭТ-пленки.
Полистирол.
Этот пластик очень хрупок, и пока в 1958 г. не научились его ориентировать, стироловая пленка могла использоваться только для ламинирования. При растягивании при строго контролируемых температурах молекулы стирола перестраиваются так, что пленка получается более эластичной.
Прозрачность и блеск ПС-пленки уникальны, у ПС-пленки отсутствует вкус и запах, она мало подвержена старению, не требует специальных условий хранения и имеет хорошую стабильность размеров. На нее хорошо ложится краска при печати, ее легко металлизировать, а так же осуществлять печать на обратной стороне и ламинировать для закрепления декоративного оформления. Термосваривание однако затруднено, и поэтому для изготовления мешков и полного обертывания в основном применяются адгезивные материалы (клеи).
Влаго- и газозащитные свойства недостаточны, химическая стойкость ограничена, а ударная прочность низка. При сухой погоде на неподвижно складированных упаковках собирается пыль.
Применяется для товаров быстро продающихся и некоторых выпечных изделий.
Полиамиды.
Полиамиды классифицируют по числу атомов углерода в цепи – они могут быть простыми (найлон 6) или более сложными (найлон 6.6). ПА-пленки используются методами полива и соэкструзии с раздувом, а самой популярной упаковочной пленкой является двухосно ориентированная пленка из найлона 6.
У этого материала высокое относительное удлинение при разрыве, он стоек к растрескиванию под нагрузкой. Для сварки пленку нужно обрабатывать коронным разрядом. Она имеет четкую точку плавления и термосваривания при температуре от 121 до 177 градусов очностью шва примерно 85% от прочности пленки. Клеевые составы (адгезивы) дают соединения с приблизительно 80%-ной прочностью.
Двухосная ориентация увеличивает предел прочности почти втрое и удваивает прочность на разрыв. Она так же повышает барьерные свойства и сопротивление растрескиванию под нагрузкой.
ПА могут быть соэкструдированы, покрыты или ламинированы адгезивами. В многослойных пленках применяются так же сочетания с ПЭ, ПВС, ЭВА, иономерами и фольгой. Увеличивается так же потребление металлизированных ПА. Сухая полиамидная пленка хорошо изолирует от газов – зачастую ее закладывают внутрь многослойных структур, так как ПА по природе гигроскопичны. Тенденцию абсорбировать воду важно учитывать при изготовлении полиамидов, так как для экструзии пленок из ПА исходное сырье должно быть очень сухим. Быстрое охлаждение литой пленки оказывает существенное влияние на ее свойства – получаемая пленка становится аморфной, а не кристаллической, очень чисто и легко термоформуемой.
ПА стойки к щелочи и разбавленным кислотам, но к концентрированным кислотам и окислителям. Муравьиная кислота и фенол расплавляют ПА и могут использоваться в качестве адгезивов. ПА-пленки безвкусны, лишены запаха и нетоксичны, но плохо выдерживают солнечный свет.
Монолитные ПА-пленки часто применяются в упаковке, которая должна выдерживать высокие температуры. Модифицированные ПА-пленки стойки при стерилизации окисью этилена и успешно противостоят стерилизации облучением.
Полиамидную пленку используют в оборонной промышленности для упаковывания запчастей из-за ее стойкости к проколам, трению, жирам и растворителям. По тем же причинам ее применяют для упаковки полутуш. Для изделий большой массы или когда требуется низкие барьерные свойства относительно водяного пар, ПА комбинируют с покрытием или ламинированием иономера или ПЭ.
ПА стали важным компонентом высокогерметичных пакетов для молотого кофе, заменив алюминиевую фольгу в трехслойном материале, составленном из полиэфира снаружи и ЛПЭНП изнутри.
Целлофан.
Целлофан является восстановленной целлюлозой и существенно отличается от других прозрачных пленок. Базовая молекула (С6Н10О5) получается из молекул глюкозы, из которых удалена молекула воды. Целлофан может запаиваться даже покрытый герметиком. В непокрытом состоянии он очень чувствителен к влажности, расширяясь или сжимаясь при ее изменении. Он превосходно растягивается и обладает отличной ударной прочностью, но прочность на разрыв у него недостаточна, а появившийся однажды разрыв легко расширяется.
Целлофан отлично противостоит жиру, маслам и кислороду, обладает отличной прозрачностью и блеском. Он легко поддается механической обработке и из него получают растягивающуюся и прочную упаковку.
Целлофан служит хорошей основой для покрытий и ламинирования, так как он единственная прозрачная пленка, которая под воздействием тепла размягчается.
Одной из примечательных характеристик целлофана является возможность регулировать его проницаемость путем нанесения азличных покрытий для придания ему желаемых характеристик.
Иономеры (иономерные пленки).
эти сополимеры имеют высокий предел прочности, жестки и устойчивы к трению, образуют прочный шов при термосваривании и обладают высокой степенью прозрачности и сопротивление маслам и жирам. Цинковые иономеры прекрасно приклеиваются к фольге, ПА и полеофинам. Пленки из них получают экструзией с раздувом.
Недостаток иономеров заключается в том, что иономерные пленки практически не скользят, зачастую застревая в механизмах. Применяются они главным образом в соэкструдированных материалах и покрытия для пленок, которые затем ламинируются с другими пленками для получения их барьерных свойств.
Поликарбонаты.
ПК-пленку получают поливом и экструзией с раздувом рукава, не будучи ориентированной, она обладает отличными стабильностью размеров, сопротивлению облучению, жесткостью, ударной вязкостью, прозрачностью и пределом прочности. Обработке можно подвергать абсолютно сухой ПК, иначе серебристые полосы, складки, «цыплячьи лапки» или воздушные пузырьки могут испортить внешний вид готовой упаковки.
Пакеты, кули и мешки.
Типы бумажных мешков.
Существует три основных вида бумажных мешков: однослойные, двухслойные и многослойные. Производство многослойных бумажных мешков началось с того, что бумажные слои двухслойного мешка иногда соединял между собой слой битума, что позволило увеличить прочность тары и белее надежно защитить продукцию от воздействия окружающей среды. Эта конструкция была существенно модифицирована, и в настоящее время при изготовлении многослойных мешков в состав материала включаются слои мелованной бумаги, пленки и фольги, которые помогают защитить содержимое.
Виды пластиковых мешков.
Для изготовления и запечатывания пластиковых мешков требуется оборудование совершенно иного типа, чем для бумажных. Они могут изготовляться как из рукавной, так и из плоской пленки.
Чтобы изготовить плоский мешок из рукавной пленки, требуется только простой сварной шов поперек рукава; верхний край такого мешка открыт, кроме того могут иметься боковые складки. Края ленты из плоской пленки могут отгибаться с обоих краев и соединяться по центру, образуя мешок со швом, расположенным сзади. Мешок может быть плоским или иметь боковые складки. Кроме того, лента из плоской пленки может складываться либо пополам, после чего выполняется поперечные сварные швы и вырезаются плоские мешки, либо с боковыми складкам.
Преимущество состоит в том, что одна из стенок пластикового пакета может делаться более длинной и образовывать кромку облегчающую открывание мешка. Кроме того, в кромке могут пробиваться отверстия., которые позволяют подавать по направляющей из металлической проволоки в машину мешко-наполнитель большую пачку таких мешков, в машине происходит автоматизированное фасование продукции и укупоривание. Такие мешки чаще всего используются для потребительских товаров.
Складные картонные коробки и ящики.
Самым распространенным видом жесткой тары является картонная коробка. Причины: экономичный материал и дешевизна производства и сборки такой тары.
Картон, используемый для производства складных коробок, делается из бумажной массы (смесь целлюлозы, воды и добавок, которая подается в бумагоделательную машину), составленной для производства перегибостойкого картона. Существуют различные сорта картона, которые выбирают в зависимости от требований предъявляемых к упаковке.
Для упаковки пищевых продуктов, предпочтительнее использование материалов из первичного сырья, например сплошной судьфатный или сульфитный картон, вся поверхность которого имеет равномерную кремовую окраску. Такие материалы достаточно дорогие.
Наиболее широко используемым материалом для изготовления складных картонных коробок является картон, который изготавливают на цилиндровых машинах из нескольких слоев целлюлозы. Средний слой обычно состоит из переработанной макулатуры, нижний – из чистой газетной бумаги, а верхний – из беленого материала, полученного из первичного сырья. Более качественные сорта картона подвергают мелованию составами, в которые входит казеин, благодаря чему материал становится более гладким. Белым и хорошо воспринимает печать.
Крафт-бумага из первичного сырья может представлять собой лист бурого цвета, который часто встречается на внешнем слое гофрокартона, либо беленый лист, чаще используемый для производства складных картонных коробок. Последний вид так же называется сплошным беленым сульфатным картоном.
Сплошной беленый сульфатный картон преобладает в сфере упаковки пищевых продуктов, фармацевтической и косметико-парфюмерной продукции.
Вторым наиболее важным видом упаковочного картона является серый картон. В прошлом этот картон из повторно используемых материалов делался только из отпечатанной и неотпечатанной газетной бумаги. Но все чаще в него добавляют различные виды вторично перерабатываемого картона, в том числе отпечатанные и неотпечатанные обрезки, распечатки, сделанные на компьютерных принтерах и другие отходы из офисов, а так же гофрокартон. Прочность и эксплутационные качества серого картона можно повысить за счет добавления обрезков материала. Не бывшего в употреблении.
Чаще всего на одной, а иногда и на обеих сторонах серого картона наносится мелованное покрытие. Когда покрытие наносится с обеих сторон, то на одну сторону наносится печать, а другой стороне картона мелованное покрытие придает товарный вид.
Серый картон применяют для упаковки химикатов, скобяных изделий, бумажной продукции.
Третьим широко используемым материалом является сплошной небеленый сульфатный картон – толстый бурый материал, используемый в качестве плоского слоя гофрокартона, который производится на длинносеточной бумагодельной машине. Иногда с одной, значительно реже с обеих сторон, такой картон покрывается беленой крафт-бумагой, после чего производят мелование. Этот материал очень жесткий и остается прочным в условиях повышенной влажности, имеет большую прочность на разрыв.
Мы рассмотрели лишь некоторые материалы, их свойства и применение в упаковочном производстве.
Так же существуют:
А.) Пластики;
Б.) Стеклотара;
В.) Металлическая тара;
Г.) Аэрозольная упаковка;
Д.) Этикетирование и упаковка;
Е.) Крышки и колпачки;
Ж.) Гофрокартон;
З.) Дерявянная тара.
Они используются для упаковывания жидкостей и продуктов питания для долгосрочного и обычного хранения.