Упаковочные материалы для сыпучих пищевых продуктов

Упаковочные материалы для сыпучих пищевых продуктов
Упаковочные материалы можно разделить на следующие группы:

— Однослойные материалы. Как правило, это бумага (условно однослойная) и ПЭВД;
— Бумага с ПЭ покрытием o Термосвариваемый, коэкструдированный биаксиально (двуосно) ориентированный ПП;
— Многослойные пленки;
— Металлизированные и фольгированные материалы.

Наиболее часто используемые для упаковки сыпучих продуктов пленочные материалы на основе биаксиально ориентированного полипропилена отражают общую тенденцию рынка упаковочных материалов. Действительно, биаксиально ориентированный ПП имеет ряд достоинств, которые обеспечивают ему предпочтительное использование. К ним можно отнести малую плотность, а, следовательно, сниженную массу упаковки. Высокую прочность, которая достигает 150 Мпа. Низкую влагопроницаемость, весьма существенную при упаковке сыпучих пищевых продуктов.

Если добавить в этот список хорошие оптические свойства — высокую прозрачность и глянец, неплохие эстетические показатели при нанесении многоцветной печати и достаточно низкую стоимость — становятся вполне понятными причины популярности этого упаковочного материала. Тем не менее, однослойная ориентированная ПП пленка не лишена и недостатков.

В первую очередь, это невысокое сопротивление раздиру, когда наличие даже небольшого надрыва или прокола может привести к катастрофическому разрушению упаковки. Невысокая прочность сварного шва, которая может возникнуть в результате термической усадки пленки в момент сварки. Последний недостаток компенсируется использованием термосвариваемого слоя на основе ПЭ, в подавляющем большинстве случаев — сополимера этилена с пропиленом.

Его толщина может составлять от 1-3 до десятков микрометров. С распространением совмещенного процесса соэкстузии и ориентации, такое решение стало для производителей упаковки обычным. Как правило, при этом снижаются удельные прочностные показатели пленочного материала. Но другие показатели остаются на уровне, который приемлем для процессов высокоскоростной упаковки.

Так, например, прочность сварного шва при Т-образной конструкции не менее 1,2 Нм, а при нахлесточной — 2,5-3 Нм. Разрушающее напряжение при растяжении ПП пленок с термосвариваемым слоем 45 МПа. Относительное удлинение при разрыве в пределах от 15 до 80%. По газопроницаемости защитные свойства БОПП вполне обеспечивают длительное хранение сахара, соли, круп и т.п., однако использование БОПП для упаковки кофе представляется необоснованным из-за ароматопроницаемости упаковки. Для расфасовки сахара и соли вполне пригоден ПЭВД, который может обеспечить защиту от влаги в течение длительного времени.

Он хорошо сваривается и имеет удовлетворительные физико-механические характеристики. Учитывая дешевизну полиэтиленовой пленки, можно было бы ожидать ее более широкого использования. Однако, недостаточно высокие оптические свойства (опалесценция и отсутствие блеска), ограничивают, видимо, спрос на этот материал. Использование бумаги оправдано в том случае, когда необходимо сформировать объемный пакет для упаковки сыпучих продуктов, не требующих высоких барьерных свойств для газов или защиты от влаги.

Бумажные пакеты при сгибании и складывании лучше сохраняют форму, чем упругие полимерные пленки. Следует отметить, что наблюдается тенденция к использованию более качественных сортов беленой бумаги — сказываются повышенные эстетические требования. Слой полиэтилена при использовании комбинации бумаги с полиэтиленом снижает проницаемость бумаги, по меньшей мере, в 100 раз. Это существенно при повышенных требованиях к проницаемости.

Рассмотренные группы упаковочных материалов можно отнести к относительно недорогим с невысокими барьерными свойствами. Более серьезную защиту продукции от воздействия факторов внешней среды (в основном влага и кислород воздуха) обеспечивают многослойные и комбинированные материалы, в которых присутствует слой на основе полиэфира — полиэтилентерефталата (лавсана).

Биаксиально ориентированный полиэтилентерефталат обладает прекрасными барьерными, прочностными и оптическими свойствами, хорошо воспринимает цветную печать, но без слоя полиэтилена или полипропилена упаковочные материалы на его основе сварить обычными термическими методами сварки практически невозможно. Многослойные пленки могут быть произведены двумя способами — экструзионно-ламинаторным (расплав одной пленки наносится на другую пленку) и методом сухого каширования (склеиваются две готовые пленки).

Основное отличие в их свойствах заключается в уровне адгезионного взаимодействия между слоями. Склеивание обеспечивает высокое сопротивление расслаиванию. Экструзионное ламинирование — только удовлетворительный уровень подобного свойства. Адгезионные показатели часто оказывают влияние и на другие физико-механические характеристики упаковок. Пакеты из клеевых материалов имеют примерно в 1,5 раза более высокие показатели прочности сварного шва по сравнению с экструзионными.

Подобный эффект определяется различием в характере разрушения пленок. В первом случае шов разрушается в зоне сварки. При низкой адгезии сначала происходит расслоение материала, а затем разрушение менее прочного слоя. Применение экструзии оправдано при необходимости обеспечения барьерных свойств материала (очень низкой газопроницаемости) при упаковке жиросодержащего, чувствительного к кислороду продукта.

Подобный материал применяется также при упаковке в модифицированной газовой среде. Наконец, для упаковки ряда продуктов (чипсов, молочных смесей, сухого картофельного пюре и т.п.) используются комбинированные пленки со слоем алюминиевой фольги или с вакуумным напылением алюминия. Они обладают чрезвычайно высоким уровнем защитных свойств — их газопроницаемость в 1000 раз ниже, чем у многослойных пленок. Помимо барьерных свойств, они имеют весьма привлекательный внешний вид и хорошие прочностные свойства за счет слоя ориентированного ПЭТ.

С точки зрения упакованных в них продуктов, применение таких материалов вполне оправдано, потому что в состав продуктов входят либо окисляемые жиры, либо чувствительные к кислороду порошки с высокоразвитой поверхностью, интенсифицирующие процессы окисления.

Более того, для молочной смеси вместо металлизированной пленки целесообразно было бы использовать комбинированный материал со слоем фольги, что обеспечивает более высокие барьерные свойства. Правда, металлизированный материал больше боится перегибов и деформаций, при которых в алюминиевой фольге могут появиться сквозные трещины.

Но при использовании вторичной упаковки (картонная коробка) фольгированные материалы остаются непревзойденными по защитным качествам. Для подобных продуктов оптимальным материалом можно считать пленку со слоями ПЭТ 25 мкм, алюминиевой фольги 7 мкм и ПЭ толщиной 25-30 мкм.

Источник: Аксенова Т.И., Ананьев В.В., Любешкина Е.Г. "Упаковка сыпучих продуктов".
Информационно-аналитический журнал Pakko Graff, 2000, № 1.