Сирохман І.В Товарознавство пакувальних матеріалів і тари

Подождите немного. Документ загружается.

321

Технологія вакуумного закупорювання більш економічна і

простіша від СКО, забезпечує надійну герметизацію тари, збере-

ження якості продукції, зручність для споживача. Перевагами цієї

технології є заміна трудомісткого процесу стерилізації в авто-

клавах для багатьох видів консервів з використанням пастериза-

торів безперервної дії. Кришки продукції легко відкриваються і

можуть багаторазово використовуватись для нетривалого збері-

гання продуктів.

11.3. Стрічки та клейкові матеріали

Стрічки (металеві, полімерні), полімерні термоусадкові та

стретч-плівки використовують для транспортної упаковки та ван-

тажних транспортних одиниць. Основна функція таких засобів —

скріпити транспортну упаковку або вантажну транспортну одини-

цю, щоб запобігти зсуву чи пошкодженню товару під час складу-

вання, транспортування і оброблення у торговельній мережі. Окремі

стрічки характеризуються певними властивостями (табл. 11.1).

Таблиця 11.1

ХАРАКТЕРИСТИКА СТРІЧОК ДЛЯ ОБВ’ЯЗУВАННЯ ТАРИ ТА ВАНТАЖІВ

Металева

Показники

м’яка тверда

Поліпропіленова Поліефірна

Міцність на розрив, МПа 350 700 250 350

Відносне подовження, % 35 7 25 8

Об’ємна маса, т/м

7,5 7,5 0,6 0,7

Приведені стрічки мають свої переваги та недоліки. Металеві —

більш міцні, полімерні — не піддаються корозії, мають меншу

масу, більш еластичні.

Термоусадкові плівки під час нагрівання збігаються в одному

або двох напрямках. Їх виготовляють з різних полімерів (поліві-

нілхлорид, поліпропілен, полістирол, поліетилен). Найбільше для

цього використовується поліетилен, який модифікують різними

компонентами. Недоліком застосування термоусадкових плівок є

значні втрати енергії.

Розтягувальна або стретч-плівка усуває згадуваний недолік.

Розтягувальні плівки деформуються у холодному стані зі збере-

женням міцності. Завдяки цій властивості має місце економія

322

енергії, а менша товщина розтягувальних плівок економить до

25—30 % пакувального матеріалу. Відомі та широко використо-

вуються для скріплення вантажів розтягувальні плівки з поліети-

лену, співполімеру етилену з вінілацетатом, модифікованого лі-

нійного поліетилену.

Клейкові стрічки застосовують для скріплення упаковки, її мар-

кування, герметизації, декоративного підбирання елементів упаков-

ки. Вони знайшли широке застосування при пакуванні продукції ба-

гатьох галузей промисловості: кондитерської; лікеро-горілчаної;

пивоварної; оліє-жирової; м’ясо-молочної; безалкогольних напоїв.

Стрічки класифікують за такими ознаками:

• за призначенням — маркувальні, пакувальні, підкладкові,

декоративні;

• за типом підкладки (основи) — паперові, текстильні, фоль-

гові (металеві), полімерні;

• за проявом липкості — активуючі розчинником (у т.ч. во-

дою), теплом, термореактивні, з постійною липкістю.

У країнах СНД виробляють клейкові стрічки таких типів (табл. 11.2).

Таблиця 11.2

ХАРАКТЕРИСТИКА КЛЕЙКОВИХ СТРІЧОК,

ЯКІ ВИРОБЛЯЮТЬСЯ В КРАЇНАХ СНД

Тип Основа

Товщина,

мкм

Ши

ина,

мм

Довжина,

Клейковий

шар

Зчеплен-

ня, н/см

Клейкова,

марки А-Г

Папір,

45—80 г/м

— 15—125

Необме-

жена

Кістковий

клей

25—45 г/м

4-5

Клейкова,

марки В1-

В3

Папір,

50—120

г/м

— 25—200

Необме-

жена

Кістковий

клей

30—43 г/м

—

Маркуваль-

на № 1-200

ПВХ 120—170 — 50

Перхлорвіні-

лова смола

4,2

Побутова

ЛЛБ

ПВХ 140—240 15—20 10—15

Перхлорвіні-

лова смола

—

ПЕ з лип-

ким шаром

ПЕ 80—100 15—150 15—50

Поліізобу-

тилен

7—8

Склеююча

марки КЛТ

ПЕТ 190—210 19 10 Каучук СКН 7—8

Склеююча

марки ЛЦ

Целофан 45—60 18—100 50—100

Натуральні і

синтетичні

каучуки

1,4

Примітка: ПВХ — полівінілхлорид; ПЕ — поліетилен; ПЕТ — поліетилентереф-

талат.

323

Водоактивні клейкові стрічки в основному витіснено стрічка-

ми на полімерній основі з клеями постійної липкості. Полімерні

самоклейні стрічки не потребують зволоження і доповнюючого

прикатування для зчеплення клею з поверхнею упаковки. Крім

того, полімерні стрічки за міцністю, герметичністю, вологостій-

кістю, декоративністю набагато перевищують паперові клейкові

стрічки.

Властивості скотч-стрічки визначаються характеристиками

основи. Найбільшого застосування набули стрічки на полімерній

основі: поліетиленові, поліпропіленові, полівінілхлоридні, лавса-

нові (поліетилентерфталатні).

До плівки-основи ставляться основні вимоги:

• висока механічна міцність і гнучкість;

• відсутність набрякання і мінімальна усадка плівки-основи

при нанесенні клею із розчину або розплаву;

• помірна адгезія до нанесеного клею, що забезпечує відли-

пання скотчу при його розмотуванні;

• рівна, гладенька поверхня основи, яка не деформується при

нанесенні клею;

• формостійкість і стабільність характеристик плівки під час

зберігання;

• однорідність, прозорість, притискувальні властивості.

Клейкові стрічки одержують нанесенням на полімерну плівку-

основу клейкового покриття двома основними способами:

• рідкого дисперсійного клею зануренням, валками, поливом

або ракелем;

• із розплаву полімеру шляхом екструзійного нашарування.

Клей широко використовується для скріплення картонної упа-

ковки, прикріплення різних функціональних елементів, приклею-

вання етикеток для скляної, полімерної, картонної чи жерстяної

тари.

Клей повинен відповідати таким вимогам: надійність клейко-

вого з’єднання, простота у застосуванні, нетоксичність, стабіль-

ність властивостей у часі.

Для виробництва клейкових стрічок використовують різнома-

нітні види клею, які можна поділити на 3 групи:

• активуючі органічними розчинниками;

• водоактивуючі;

• теплоактивуючі з постійною липкістю.

324

Клеї активуючі органічними розчинниками використовують

при виготовленні липких стрічок дуже рідко через виділення

розчинника. Клейковий шар таких стрічок отримують з викорис-

танням натурального і синтетичного каучуку, ізобутилену та бу-

тилкаучуку.

Водоактивуючі клеї виробляють на основі кісткового клею,

декстрину, модифікованого крохмалю. При змочуванні водою

вони стають липкими і можуть прилягати до поверхні упаковки.

Термоактивуючі клеї почали використовувати при виготов-

ленні клейкових стрічок відносно недавно. Термоактивований

шар виконується із легкоплавких клеїв-розплавів на основі по-

ліолефінів, співполімерів, термополімерів, іономерів, еластоме-

рів. Для виготовлення термоактивуючих клейкових стрічок вико-

ристовують метод екструзійного нашаровування. При нанесенні

на поверхню термоактивуючі липкі стрічки нагрівають, унаслі-

док чого нанесений клей-розплав стає липким.

Клейкові скотч-стрічки широко застосовуються для скріплен-

ня стінок і закривання картонної, паперової та полімерної тари,

маркування, декорування і захисту від несанкціонованого від-

кривання упаковки.

Липкі стрічки переважно наносять вручну, виконуючи операцію

маркування, зв’язування, закріплення і герметизації упаковки. Клей-

кові стрічки з водоактивуючим клеєним шаром перед нанесенням не-

обхідно змочувати вологою губкою або за допомогою спеціального

змочуваного пристосування. У масовому виробництві використову-

ють напів-, і автоматичні пристрої для обв’язування банок, барабанів,

коробок, ящиків. При цьому на липку стрічку можна наносити мар-

кування із зазначенням дати, артикулу, коду, виробника тощо.

Серед типів клеїв, які успішно застосовують у пакувальній ін-

дустрії Європи, найбільше розповсюдження одержали синтетичні

на водяній основі — 60 %, рослинні — 13 %, казеїнові — 4 %,

латексні — 5 % і термопластичні — 11 %.

На вітчизняному ринку представлені всі основні види пакуваль-

них клеїв.

Якість упаковки будь-якого виробу залежить від правильного

вибору типу етикетного паперу і клею для конкретної автоматич-

ної лінії. У вітчизняному виробництві залишаються найбільш по-

пулярними і привабливими «сухі» паперові етикетки. Це зумов-

лено тим, що їх вартість значно нижче від самоклеючих. Крім

того, існує традиція, яка склалася, в оформленні пляшок пива,

вин, безалкогольних і алкогольних напоїв. Оборотна тара також

обмежує можливості використання інших типів етикеток.

325

Актуальним вважається проведення досліджень щодо вивчен-

ня властивостей етикетних клеїв у різних умовах їх застосування

порівняно із зарубіжними аналогами з урахуванням типу етикет-

ного матеріалу (табл. 11.3 і 11.4).

Правильний вибір основи клею визначають його фізико-

хімічні й технологічні характеристики. Якісні показники суттєво

відрізняються від типу основи клею.

Рослинні клеї на основі крохмалю або декстрину характери-

зуються високим початковим схопленням, але вони не підходять

у тих випадках, коли вимагається висока стійкість до дії вологи

(до ПЕТ-пляшок).

Казеїнові найбільш розповсюджені серед етикетних і пакуваль-

них клеїв. Їх застосування ефективне на вологій і холодній

скляній або пластмасовій тарі. При контакті з холодною поверх-

нею він схоплює швидко, а склеєний шов добре витримує низькі

температури. Клей від дії вологи на пляшках розчиняється повіль-

но, тому при виході із лінії етикетування етикетки не зміщують-

ся. Наступною перевагою казеїнових клеїв є можливість зміни

в’язкості в широкому діапазоні, що особливо важливо в умовах їх

застосування на швидкісних автоматах. Відмінною особливістю

вітчизняних казеїнових клеїв є легкість змивання етикеток із зво-

ротної сторони в стандартних миючих машинах. У зв’язку з цим

такий клей можна використовувати для етикетування як оборот-

ної, так і разової тари.

Клейкові композиції на основі казеїну з модифікованими до-

бавками відзначаються високим початковим схопленням в про-

цесі етикетування або нанесення акцизної марки, а також задові-

льною адгезією до ПЕТ-тари.

Полімерні водорозчинні клеї відіграють важливу роль у забез-

печенні належного розміщення та закріплення етикеток, попере-

дження, деякою мірою, фальсифікації чи заміни етикеток. Крім

того, значна кількість клею використовується при виготовлені

гофрованого картону.

Переважна кількість клеїв для пакувального виробництва ви-

користовується у вигляді розчинів або розплавів високо- чи низь-

комолекулярних (олігомерних) сполук. Розчинниками можуть

служити органічні сполуки або вода. Заміна клеїв на водяній ос-

нові розв’язує проблеми ресурсо- і енергозбереження, а також за-

хисту довкілля. Разом з тим не всі клеючі речовини сумісні з во-

дою і не завжди клеї на водяній основі здатні замінити клеї на

органічних розчинниках.

327

Таблиця 11.3

ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЯКІСНИХ ПОКАЗНИКІВ

ВІТЧИЗНЯНИХ ЕТИКЕТНИХ КЛЕЇВ

Характеристика клею Початкове схоплення, с Кінцева адгезія

скло/етикеткаМарка клею Основа клею

cухий

зали-

шок, %

рН В’язкість,с

легка щільна

жерсть ПЕТ

Акцизна

марка

Марка А

Марка Аn-2

Марка «АК»

«Еластікс»

Казеїнова

29—33

34—43

42—48

7,5—8,5

7,5—8,0

700—2000

180—700

200—1800

5—45

10—35

10—30

10—120

10—100

10—40

10—55

15—50

—

Відсутня

Задовільна

Відс

тня

Відс

тня

Задовільна

Soft Drink

Technology

м.Москва

Рослинна

(декстрин)

71,2 7,6

Пастопо-

дібна

5—10 5—40 —

Немає адгезії

з лакованою

щільною ети-

кеткою

Відсутня

Марка П-1

Синтетична

сечовино-

формаль-

дегідна смола

65—78 8,0—8,9

160 до па-

стоподіб-

ного

стану

10—20 15—50 — Задовільна Відсутня

326

328

Таблиця 11.4

ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА

ЗАРУБІЖНИХ ЕТИКЕТНИХ КЛЕЇВ РІЗНОГО ТИПУ

Характеристика клею Початкове схоплення, с Кінцева адгезія

скло/етикеткаМарка клею Основа клею

cухий за-

лишок, %

рН в’язкість, с

легка щільна

жерсть ПЕТ акцизна марка

Eticol 909

(Нідерланди)

Signacoll 300

(Німеччина)

T-KEVP 165

(Німеччина)

Казеїнова

35,3

36,2

53,1

8,3

8,2

8,7

7—20

10—30

5—10

10—60

20—80

5—40

−

Відсутня

Задовільна

Відсутня

Задовільна

740 HN

(Німеччина)

Рослинна

(крохмаль)

37,2 9,4 6 20—35 20—120 − Відсутня Відсутня

Cubo DG-45

(Франція)

Optal A 7672

(Німеччина)

Синтетична

(латекс)

32—39

45,6

6,5—5

5—25

5—15

30—60

5—40

5—50

10—30

Відсутня

Задовільна

Відсутня

Задовільна

327

328

Частина видів клеїв може поєднувати різні матеріали, які ви-

користовуються в пакувальній галузі: папір, скло, метал, поліме-

ри. Використання клеїв на водяній основі інтенсивно зростає,

і частка його становить: у США — 40—50 %, у країнах Західної

Європи — більше 50 %, в Японії — 50—60 %. Середньо річні те-

мпи зростання світового виробництва полімерних водних клеїв

досягають 2-8 %.

Найбільш поширеними серед клеїв на водяній основі є: тер-

мопластичні клеї, у тому числі на основі похідних целюлози, клеї

природних полімерів, рослинного й тваринного походження, клеї

на основі водорозчинних олігомерів (карбомідні, фенольні, резор-

цинові), латексні клеї.

Водорозчинні клеї на основі водних полімерів представлені

колагеновими, альбуміновими, казеїновими і вуглеводними.

Колагенові клеї отримують із сировини тваринного походжен-

ня з високим вмістом колагену: міздра (міздровий клей), кістки

(кістковий клей). Ці клеї застосовують для виготовлення паперо-

вих водоактивуючих стрічок для обклеювання картонних ящиків.

За останні роки частка їх поступово знижується.

Клеї на основі казеїну широко використовують при склеюван-

ні паперу і приклеюванні паперових етикеток до різних матеріа-

лів. Вони бувають рідкі і порошкоподібні. Останні застосовують-

ся переважно для склеювання деревини. Переважає кислотний

казеїн, який погано розчиняється у воді, а в лужному середовищі

перетворюється у водорозчинний казеїнат. Казеїнові клеї вважа-

ють багатокомпонентними композиціями, оскільки крім казеїну

в розчин вводять луги і антисептики (наприклад мідний купорос).

Для підвищення активності клею можуть застосовувати різні

добавки (фторид натрію, силікат натрію), а для поліпшення во-

достійкості — карбомідні смоли, іони цинку та алюмінію. Елас-

тичність цих клеїв покращують з включенням гліцерину, сорбіту

тощо. Зберігати казеїнові клеї слід при температурі від

5 до 20°С.

Вуглеводні клеї готують на основі крохмалю та його похід-

них. Крім того, часто використовують кислотний декстрин для

отримання декстринового клею і застосовують для склеювання

паперу і приклеювання паперових етикеток. Декстринові і крох-

мальні клеї застосовують також у виробництві гофрованого кар-

тону.

Крохмальні клеї холодного приготування для виробництва го-

фрокартону і склеювання мішків характеризуються деякими від-

мінностями (табл. 11.5).

329

Таблиця 11.5

ХАРАКТЕРИСТИКА КЛЕЇВ

Вид клею

Концентрація

клею, %

Витрата клею,

г/м²

В’язкість

клею, с

Опір продав-

люванню, мПа

Опір торцевому

стисненню,

кН/м

Опір розшару-

ванню, кН/м

Силікатний 45 69 40 0,64 2,03 0,45

Emcol VPK-300/50 18 15 15 0.60 2.71 0.44

Emcol KKВ-40 14 9 65 0,60 2,37 0,49

Нові клеї дуже ефективні і рекомендовані замість силікатного

клею у гофрокартонному виробництві.

Основними перевагами крохмального клею холодного приго-

тування у виготовленні тари вважають:

• простота у приготуванні;

• екологічна безпечність;

• подовжений строк експлуатації матриць, оскільки зменшу-

ється затуплення ножів;

• зниження затрат пари і електроенергії під час приготування

клею;

• збереження споживних властивостей протягом трьох діб;

• підвищення показників міцності гофрокартону (табл. 11.6).

Таблиця 11.6

ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ПОКАЗНИКИ ГОФРОВАНОГО КАРТОНУ,

СКЛЕЄНОГО РІЗНИМИ КЛЕЯМИ

Показники Силікатний

клей *

Emcol

VPK-300/50 *

Emcol

KKВ-40 **

Опір продавлюванню, кПа 472 540 751

Опір розшаруванню, кН/м 0,43 0,55 0,51

Опір торцевому стисненню, 2,11 1,70 1,74

Питомий опі

оз

иванню з

прикладеним руйнуванням зу-

силь вздовж гофрів по лінії ри-

льовки, кН/м

45 6

** — використання трьох шарів паперу Київського КПК;

** — використання двох шарів паперу Київського КПК.

330

Термореактивні водні клеї бувають кількох різновидів: фенол-

формальдегідні, карбамідформальдегідні, резорцинові, алкілре-

зорцинові та ін. Вони застосовуються в основному для склею-

вання деревини і деревинних матеріалів, плит деревоволокнис-

тих, паперу, липких стрічок і рідко — етикеток.

Важливе місце серед водних клеїв займають розчини синтетич-

них і штучних полімерів. Серед термопластичних полімерів, які

використовують для виготовлення клеїв, переважають водороз-

чинні ефіри целюлози. Клеї на основі ефірів целюлози застосо-

вують для склеювання паперу і наклеювання етикеток на скляну

тару (клей ГІПК — 22 Р 40).

Синтетичні клеї на основі сечовиноформальдегідної смоли із-

за її низької вартості й доступності використовують у пакуваль-

ній галузі найбільш широко. Особливістю таких клеїв є нестабі-

льність властивостей при зберіганні терміном більше 4 міс. При

20 °С в’язкі параметри зростають більш ніж у 2 рази. Початкове

схоплення часто буває недостатнім при етикетуванні мокрої, хо-

лодної упаковки або ПЕТ-тари. Розроблено клейкову композицію

марки П-1, ефективну для наклеювання етикетного паперу до

скляної, картонної і ПЕТ-тари зі стабільними властивостями не

менше 6 міс. Ця марка клею більш екологічно чиста за рахунок

зменшення в її складі вмісту вільного формальдегіду. Він нако-

пичується за рахунок розкладу карбамідоформальдегідної смоли

в процесі її переробки і зберігання. Це досягається за рахунок

змішування смоли з капролактамом у присутності каталізаторів і

ефективних пластифікованих добавок.

АТ «ВНІДХІМПРОЕКТ» пропонує на ринку такі клеї:

• етикетний-А — для етикетування скляної тари на автоматах

з високою швидкістю схоплення, на водній основі, без токсичних

компонентів, і пожежобезпечний;

• етикетний-АУ — для етикетування на високошвидкісних

автоматах і вручну скляної, жерстяної, картонно-паперової, полі-

мерної (для поліетилену і ПЕТ-пляшок) та іншої тари, а також

для склеювання картонної упаковки. Має водну основу, не міс-

тить розчинників, токсичних компонентів, пожежобезпечний;

• поліет — для етикетування полімерної, скляної, жерстяної

тари будь-якої форми в ручному режимі, а для плоскої поверхні

— на автоматах. Водна емульсія забезпечує високу швидкість

схоплення, забезпечує високу адгезію без попередньої активації

поверхні;

• Петфол — для етикетування полімерної (у тому числі полі-

етилентерефталатної), скляної, жерстяної тари в ручному і авто-