PLASTIC PACKAGING demo by upakjour

В.Л. Шредер В.М. Кривошей Н.В. Кулик

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Київ-2021

МЕТА: Виготовляти упаковку, яка зберігає продукти

МІСІЯ: Випереджати запити клієнтів

НАШІ ПЕРЕВАГИ: Сучасні пакувальні матеріали Потужне обладнання Висока якість та безпечність упаковки

21034, Україна, м. Вінниця, вул. Максима Шимка, 50-А +38 043 261 2380 +38 095 285 7989 sale@anfol.ua www.anfol.ua

В. Л. Шредер, В. М. Кривошей, Н. В. Кулик

Полімерна упаковка Монографія

Київ ІАЦ «Упаковка» 2021

УДК 621.798

Ш85

Шредер В. Л. Полімерна упаковка : монографія / В. Л. Шредер, В. М. Кривошей, Н. В. Кулик. – Київ : ІАЦ «Упаковка», 2021. – 580 с. ; 81 табл., 616 рис., 186 джерел. ISBN 978-617-95095-0-6

Монографія присвячена полімерній упаковці, яка впевнено лідирує на пакувальних ринках. Маючи численні конкурентні переваги, полімерна упаковка відповідає як сучасним тенденціям розвитку упаковки, так і вимогам споживачів продукції. Вона безпечна, зручна, інформативна, економічна та екологічна. Книга складається з 11 розділів та охоплює всі складові уявлення про полімерну упаковку: від термінології та властивостей полімерів до видів і типів упаковки, обладнання для її виготовлення, пакування продукції, поліграфічного оформлення та переробки використаної упаковки. Монографія про полімерну упаковку вперше видана українською мовою та стане в пригоді широкому колу фахівців пакувальної індустрії, наукових установ і навчальних закладів. УДК 621.798

Автори вдячні Олександру та Володимиру Андреєнковим («Фірма Еліпс»), Сергію Петренку («Техноком»), Олександру Смірнову («Камоцці»), Володимиру Слабому (УКРПЕК), Євгену Титаренку («Аріс»), Андрію Ценделіну («Анфол») за сприяння у виданні монографії.

ISBN 978-617-95095-0-6

Валерій Шредер Із 1969 – у пакувальній індустрії 2000–2019 – керівник проєкту АТ «Укрпластик» Автор 11 книг, 205 статей із пакувальної тематики

Валерій Кривошей Із 1970 – у пакувальній індустрії 1979 – кандидат хімічних наук Із 1996 – головний редактор журналу «Упаковка» Автор 11 книг, 251 статті з пакувальної тематики

Наталія Кулик Із 1984 – у пакувальній індустрії 1999 – кандидат хімічних наук Із 2018 – доцент Національного університету харчових технологій Автор 65 статей із пакувальної тематики

ДО ЧИТАЧА

ДО ЧИТАЧА Шановний читачу! Ви тримаєте в руках ґрунтовне україномовне видання про полімерну упаковку. Його написали відомі в Україні та за її межами фахівці з багаторічним досвідом роботи в науково-дослідних та виробничих колективах, які займалися вирішенням пакувальних проблем взагалі та розвивали виробництво й використання в Україні полімерної упаковки зокрема. На мою думку, авторам вдалося системно та послідовно розкласти по полицях (по одинадцяти розділах) та розглянути всі аспекти полімерної упаковки від сировини для її виробництва «через загальні відомості про властивості полімерів та пакувальних матеріалів, споживчу та транспортну упаковку, технології та обладнання для пакування продукції до дизайну й поліграфічного оздоблення упаковки, її тестування та використання і, нарешті, утилізації використаної полімерної упаковки». На початку книги наводяться терміни та їх визначення, що є важливим для взаєморозуміння у сфері пакування. Варто зазначити, що сучасна україномовна термінологія народжувалася та затверджувалася з 90-х років минулого століття в статтях авторів журналу «Упаковка», у тому числі авторів книги «Полімерна упаковка». Вражає розділ про історію упаковки з полімерів. Розглядаючи розробки багатьох вчених, які відкрили світу унікальні за своїми властивостями полімерні матеріали, розробили технології та обладнання для їх виробництва та переробки, автори створили благодатне підґрунтя для найкращого розуміння та використання змісту інших розділів книги. Тут варто нагадати, що не тільки в Україні, але й у більшості країн світу немає подібних широкопланових монографій, котрі б охоплювали всю сферу розвитку полімерних матеріалів, тари та упаковки, технологій та обладнання, що супроводжують людство від самої появи полімерів. Майже кожен із розділів книги автори починають із класифікації матеріалів, процесів, обладнання, що допомагає правильно та повно викласти не тільки основні знання про них, але й сучасні досягнення вчених, технологів і конструкторів. Авторам вдалося на 580 сторінках розмістити 616 рисунків та 81 таблицю, які допомагають більш наочно окреслити, зрозуміти та краще засвоїти викладений матеріал. Книга «Полімерна упаковка» певною мірою розвінчує міф про шкоду для довкілля від використання полімерних пляшок і пакетів, банок, коробок та ящиків, інших видів полімерної упаковки. Перевершуючи упаковку з інших матеріалів за економічністю, зручністю використання продукції та іншими властивостями, упаковка

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

ДО ЧИТАЧА

з усіх видів полімерів за необхідної організації її збирання та сортування ефективно використовується повторно або переробляється в якісну та цінну вторинну сировину. «Полімерна упаковка», безумовно, написана перш за все для фахівців, але для фахівців – і тут можна стверджувати – майже всіх галузей промисловості, будівництва та сільського господарства. Вона – і підручник, і довідник. Як для мене, то вона є настільною книгою будь-якого фахівця, який займається пакуванням. Знайомий з авторами та їх роботами у сфері полімерної упаковки протягом десятків років. Вони різні за характером діяльності у професії, але мають потужний досвід та багаж знань. Вони різні за авторським стилем викладання матеріалу в друкованих засобах інформації, але всі вони «закохані» у свою професію, основною темою якої протягом багатьох років була і є упаковка загалом і полімерна упаковка зокрема. Для них упаковка – це їх спосіб життя. І саме тому рекомендую прочитати книгу «Полімерна упаковка» кожному фахівцю пакувальної індустрії, адже «пройшовши цей книжний шлях, кожний фахівець зможе опанувати всі аспекти, з яких складається розробка, впровадження, виробництво та використання полімерних пакувальних матеріалів та полімерної упаковки». Аркадій Пєтухов, доктор технічних наук, професор

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

ПЕРЕДМОВА

ПЕРЕДМОВА Немає сумніву, що пакування стрімко розвивається на всіх континентах. Понад 5 млн фахівців, які об’єднані у більш ніж 100 тис. виробничих компаній по всьому світу, щорічно виводять на національні та міжнародні ринки приблизно 250 тис. нових видів упаковки для різноманітної продукції, серед якої до 55 % – із полімерних матеріалів. Ще кілька років – і об’єм використання різних видів упаковки досягне важко зрозумілої межі у $ 1 трлн. І це в той час, коли в деяких регіонах, насамперед у країнах Африки й Азії, упаковки просто не вистачає. Світ щорічно втрачає до 30 % виробленої харчової продукції. Через це кілька сотень мільйонів мешканців цих країн голодують, хворіють, а деякі з них помирають від голоду. На нашу думку (і це підтверджують численні світові експерти), саме упаковка є потужним важелем для вирішення цієї та інших глобальних проблем світу. У зв’язку із цим важливо, щоб людство, насамперед на рівні пересічних споживачів продукції в упаковці, зрозуміло, що дискусія фахівців на тему «Що більше шкодить довкіллю: втрати харчової продукції чи відходи використаної упаковки?» завершилась на користь упаковки. Адже відходи харчової продукції – це не тільки забруднення довкілля. Вони призводять до втрати всіх видів ресурсів. У той же час сучасна упаковка з різних матеріалів за останні 40 років не лише зменшила свою вагу на 20–30 %, але її стали переробляти в корисну вторинну сировину для виробництва тих самих пакувальних матеріалів та упаковки. Тим самим упаковка підтверджує свою належність до продукції «замкненого циклу», що сьогодні є глобальним напрямом розвитку сучасних технологій. Саме через це можна уявити собі, що упаковка, маючи короткий, іноді навіть миттєвий цикл життя, встигає не тільки принести користь: зберегти продукцію, доставити її до торговельних мереж, поінформувати споживача та донести до нього упаковану продукцію, але й «померти», переродившись у вторинні ресурси.

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

ПЕРЕДМОВА Глобальна модель сталого розвитку суспільства визначає баланс трьох складових: людина/екологія/економіка, серед яких людина-споживач виходить на перше місце, а задоволення її потреб та покращення її життя стають найліпшим індикатором ринкових відносин, які залежать від багатьох факторів. За всі роки свого існування людство поки що не знайшло кращого інформаційного комунікатора для продажу продукції споживачу, ніж її упаковка. Саме упаковка є тим гнучким інструментом, який допомагає долати суб’єктивно тимчасові або об’єктивно стабільні проблеми відносин на ринку. Саме упаковка через свою унікальність та індивідуальність надає чудові можливості для подолання кризових явищ на споживчому ринку продукції, спонукає виробничі компанії до інноваційного розвитку, збереження та збільшення конкурентних переваг на ринку шляхом використання нових її властивостей та вигідного для споживача співвідношення в системі «якість – ціна продукції». Водночас сучасні маркетологи, використовуючи інтегральний метод вивчення споживчого ринку продукції, до відомої «моделі чотирьох Р» – product (продукція), place (місце її продажу), price (ціна продукції в упаковці), promotion (просування продукції на ринку) – останнім часом додають ще одне Р: packaging (упаковка) – як один із важливих факторів виділення упаковки в торговельному залі та привертання до неї уваги потенційного покупця. Враховуючи зазначене, потрібно зауважити, що будь-яке видання про упаковку, а монографія тим більше, розглядаючи будь-які пакувальні матеріали та будьяку упаковку, в основу повинна покладати сучасні глобальні та локальні тенденції розвитку споживчого ринку продукції та її головного оператора – покупця та споживача продукції. Із цих позицій сучасна упаковка має глобальні конкурентні переваги, які надають можливість швидко та активно реагувати на поведінку споживача та ринкові зміни. Це різноманітність упаковки за формою й конструкцією, розмірами й вагою, пакувальними матеріалами та їх властивостями, технологіями та обладнанням для виготовлення матеріалів та упаковки, фасування продукції, закупорювання тари, поліграфічного оформлення упаковки. Серед них потрібно виділити пакувальний матеріал. До речі, до когорти пакувальних матеріалів, які використовують для виробництва споживчої та групової упаковки, транспортних пакетів і допоміжних пакувальних засобів, входять папір, картон, гофрокартон, скло, жерсть, алюміній, деревина й полімерні матеріали. Всі вони мають різні властивості, за якими визначають можливість виготовлення тари для пакування конкретної продукції, їх використання на регіональних пакувальних ринках. Але майже завжди попереду йдуть пачки й коробки з картону та пакети з гнучких полімерних матеріалів, далі – жорстка полімерна упаковка, скляні пляшки та банки, упаковка із жерсті й алюмінію. Вони давно і добре всім відомі, однак кожного року з’являються нові розробки як пакувальних матеріалів, так і упаковки з них.

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

ПЕРЕДМОВА Ця монографія – про полімерну упаковку, матеріали для виготовлення якої з’явилися на початку ХХ ст. Разом із тим їх поява була настільки стрімкою, що вже через кілька десятків років полімерна упаковка впевнено вийшла на другу сходинку – за упаковкою з картону та гофрокартону. Проте, за останніми прогнозами, через кілька років гнучка та жорстка упаковка з полімерних матеріалів для багатьох видів продукції вийде на перше місце. Практично кожного року з’являються тисячі нових видів полімерної упаковки, розробляються унікальні технології виробництва полімерних пакувальних матеріалів та упаковки, для реалізації яких виготовляється необхідне обладнання. Маючи численні конкурентні переваги, полімерна упаковка сьогодні з успіхом замінює скляні пляшки та металеві банки, паперові пакети та ящики з картону, використовується для пакування різноманітної харчової та промислової продукції. Полімерна упаковка як жодна інша відповідає вимогам споживачів і тенденціям розвитку упаковки. Серед них – безпечність, зручність, інформативність, економічність та екологічність упаковки, що також належать до сучасної моделі сталого розвитку світу, суспільства, ринків і компаній. А ключем до їх реалізації є інноваційний підхід, який використовують виробники полімерної упаковки. Це підтверджує і аналіз її розвитку. До речі, цьому сприяють відмінні особливості полімерів:  різноманітність полімерів;  можливість модифікації полімерних пакувальних матеріалів домішками для надання наперед визначених властивостей;  різноманітність способів переробки полімерних матеріалів в упаковку (лиття під тиском, екструзія, ламінування, зварювання, термоформування та інші). Полімерна упаковка найкраще виконує основну свою функцію – захист продукції від впливу навколишнього середовища, пошкодження та забруднення. Скляна банка з продукцією може легко розбитися, картонна коробка – розмокнути та розірватися. Полімерним пляшкам, банкам, коробкам, ящикам та пакетам це не загрожує. Вони мають комплекс фізико-механічних та фізико-хімічних властивостей, які забезпечують реалізацію всіх функцій упаковки. Всю полімерну упаковку можна поділити на гнучку (пакети, мішки, біг-беги, упаковка з використанням термозбіжної та стретч-плівки тощо) і жорстку (пляшки, банки, коробки, відра, ящики, туби, бочки, каністри та іншу). У вартісному вимірі гнучка займає 33 % ринку полімерної упаковки, жорстка – 67 %. Якщо ж розглянути структуру полімерної упаковки за кількістю одиниць на ринку, то на гнучку припадає 71 %, на жорстку – 29 %. Це означає, що при пакуванні однакової кількості продукції при використанні гнучкої упаковки виробник витрачає майже в п’ять разів менше сировини й енергоресурсів, ніж при використанні жорсткої. Цей фактор і визначає стабільне щорічне зростання виробництва й використання гнучкої упаковки в межах 2,5–6 % на різних регіональних ринках.

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

ПЕРЕДМОВА Жорстка полімерна упаковка розвивається в напрямі розширення асортименту пакувальних матеріалів за рахунок використання модифікуючих домішок (стабілізатори, модифікатори, пластифікатори, барвники тощо) і вдосконалення технологій (багатокомпонентне лиття, етикетування у формі тощо), використання високопродуктивного обладнання з високим рівнем контролю якості продукції й керування технологічним процесом. Гнучка полімерна упаковка за останні роки зробила стрімкий якісний злет. Особливе місце займає упаковка з багатошарових полімерних плівок. Це дає можливість заздалегідь запрограмувати значення певних властивостей для пакування визначеної продукції. З іншого боку, з’явилися нові технологічні процеси та обладнання для виробництва таких матеріалів. Пропоноване видання про полімерну упаковку складається з 11 розділів і поступово вводить читача в чарівний світ полімерної упаковки: починаючи з термінології та класифікації, через загальні відомості про властивості полімерів та пакувальних матеріалів, споживчу й транспортну упаковку, технології та обладнання для пакування продукції до дизайну й поліграфічного оздоблення упаковки, її тестування та використання і, нарешті, переробки використаної упаковки. Пройшовши цей книжний шлях, кожний фахівець зможе опанувати всі аспекти, з яких складається розробка, впровадження, виробництво та використання полімерних пакувальних матеріалів та полімерної упаковки. Монографія про полімерну упаковку вперше видана українською мовою, і саме тому згодиться для широкого кола фахівців пакувальної індустрії, харчової та інших галузей промисловості, науково-дослідних інститутів, навчальних університетів та академій. Вона може слугувати підручником для студентів, магістрів та аспірантів, настільним довідником для багатьох фахівців пакувальної індустрії.

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Розділ 1. Терміни та визначення

Розділ 1.

ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ 1.1. Упаковка, тара і допоміжні пакувальні засоби Упаковка (паковання), відповідно до державних стандартів України, визначається як засіб або комплекс засобів, що захищають продукцію від пошкоджень і втрат, навколишнє середовище від забруднення, а також забезпечують процес обігу (транспортування, зберігання та реалізація) продукції. Загалом упаковка складається з певного набору засобів, які утворюють єдиний комплекс багатоцільового призначення від первинного споживчого паковання до великогабаритних транспортних пакетів [1.1–1.2]. Упаковку (У) можна розглядати як сукупність тари (Т) та допоміжних пакувальних засобів (ДПЗ), що можна зобразити формулою: У = Т + ДПЗ. Тара – найбільш важливий, а часто єдиний елемент упаковки – виріб для розміщення продукції, кінцевий продукт тарного виробництва. Як правило, його виготовляють у вигляді замкнутого або відкритого корпусу [1.3–1.5]. Тара виконує функції упаковки самостійно або в сполученні з допоміжними пакувальними засобами, які належать до додаткових елементів упаковки. Допоміжний пакувальний засіб – елемент упаковки, який виконує її функції в сполученні з тарою та/або іншими ДПЗ. До допоміжних пакувальних засобів належать:  закупорювальні засоби і герметизувальні елементи, призначені для закупорювання й герметизації тари, які розміщуються на горловині або на зовнішньому периметрі верхньої частини тари (кришки, пробки, прокладки, мембрани, платинки, клапани, зіп-застібки тощо);  скріплювальні засоби та елементи (липкі, пружні, стяжні та обв’язувальні стрічки, кутники, скоби, фіксатори, термозбіжні та стретч-плівки, сітки, чохли тощо);  засоби й речовини для консервації виробів (інгібітори корозії, мастила, рідини, покриття, покривні захисні плівки тощо);  хімікати для біологічного захисту продукції та упаковки (фунгіциди, консерванти, антисептики тощо);

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

1.1. Упаковка, тара і допоміжні пакувальні засоби  речовини та засоби для створення штучної мікроатмосфери всередині упаковки (інертні гази, осушувачі повітря, поглиначі кисню тощо);  засоби безпеки при транспортуванні та зберіганні продукції (спеціальне маркування, запобіжники, клапани тощо);  амортизувальні засоби й елементи (прокладки, решітки, пухирчаті плівки, вкладиші, засипки тощо);  засоби та елементи для перенесення, транспортування, штабелювання, складування та перевантаження упакованої продукції (ручки, петлі та отвори для підвішування, фіксатори для штабелювання тощо);  ідентифікаційні, інформаційні й рекламні засоби та елементи (ярлики, етикетки, дисплеї тощо). Крім виконання основних функцій, ДПЗ в сучасній упаковці можуть виконувати нові, додаткові функції, будучи функціональними засобами та елементами. Упаковка безперервно розвивається та вдосконалюється, утворюючи безмежну кількість різних об’єктів. Орієнтуватися в цьому багатопредметному світі неможливо без використання термінів, які в деяких випадках стандартизовані (табл. 1.1). Таблиця 1.1.

Основні терміни, які застосовують у виробництві та при використанні упаковки Термін Упаковка (паковання)

Тара

Комбінована тара і упаковка Герметична упаковка Тип тари Типорозмір тари Вид тари Зворотна тара Місткість тари

Визначення Засіб або комплекс засобів, що захищають продукцію від пошкоджень і втрат, навколишнє середовище від забруднення та негативної дії продукції, а також забезпечують ефективний процес обігу продукції: транспортування, зберігання та реалізацію Найбільш важливий, а часто єдиний елемент упаковки – виріб для розміщення продукції, кінцевий продукт тарного виробництва. Як правило, його виконують у вигляді замкнутого або відкритого корпусу. Тара виконує функції упаковки самостійно або в сполученні з допоміжними пакувальними засобами Тара і упаковка, виготовлені з двох або більше різних матеріалів Упаковка, що забезпечує непроникність рідин, газів та парів Класифікаційна одиниця, що визначає тару за матеріалом Тип тари одного розміру Класифікаційна одиниця, яка визначає тару за формою Тара, яка була у використанні та експлуатується повторно Параметр тари та упаковки, який визначається їх внутрішніми розмірами та забезпечує зберігання певної кількості продукції

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Розділ 1. Терміни та визначення Закінчення табл. 1.1 Жорсткість тари Ізотермічна тара Допоміжний пакувальний засіб Закупорювальний засіб

Функціональне пристосування

Етикетка

Ярлик

Липка стрічка Маса упаковки Маса брутто Маса нетто Пакування

Код упаковки Маркування ЄАН (ЕАN)

Здатність тари зберігати форму й розміри в результаті розміщення в ній продукції та під дією механічних навантажень Тара, всередині якої зберігається задана температура впродовж встановленого часу Елемент упаковки, який виконує її функції, в сполученні з тарою та/ або іншими елементами Допоміжний пакувальний засіб – елемент упаковки для закривання й герметизації тари, який закріплюється на її горловині або на зовнішньому периметрі Допоміжний пакувальний засіб – елемент упаковки, який виконує додаткові функції, до яких належать легке відкривання та закривання упаковки, надійний захист від випадкового або навмисного відкривання, ефективне користування упакованим продуктом (покращене розпилення, дозування, намазування тощо) Допоміжний пакувальний засіб – засіб інформації про упаковану продукцію та її виробника, який відтворюється безпосередньо на пакованні або розміщується на підкладі (аркуші-вкладиші), що прикріплюється до кожної одиниці упаковки Допоміжний пакувальний засіб – виріб заданої форми, розмірів та матеріалу, який призначений для нанесення маркування і додається до паковання або продукції Допоміжний пакувальний засіб – стрічка з паперу, тканини, полімерної плівки або комбінованого гнучкого матеріалу з нанесеним шаром клею, призначена для обклеювання або обв’язування тари та упаковки Маса тари та допоміжних пакувальних засобів Маса паковання разом з продукцією Маса продукції в одиниці паковання Процес підготовки продукції до зберігання, транспортування, реалізації, споживання, а також для виконання інших операцій і дій з упаковкою. Кінцевим результатом пакування є упакована продукція Сукупність знаків і символів, за допомогою яких записується і надається інформація про продукцію та упаковку Текст, умовні позначення й малюнки на пакованні та/або продукції Європейський стандарт, який використовується при кодуванні та ідентифікації товарів

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

1.2. Споживча та групова упаковка

Низка термінів у галузі пакування походить від стандартів, які діяли ще за часів існування СРСР. Застосування основних термінів у виробництві та при використанні упаковки регламентовано державними стандартами України, в тому числі:  ДСТУ 2888-94 «Паковання та консервація. Терміни та визначення»;  ДСТУ 2887-94 «Паковання та маркування. Терміни та визначення»;  ДСТУ 2890-94 «Тара і транспортування. Терміни та визначення».

1.2. Споживча та групова упаковка Упаковка є інструментом маркетингу, повністю інтегрованим у бізнесі, промисловості, торгівлі, а також в особистому користуванні. Вона сприяє створенню попиту та досягнення цілей виробників через максимальне задоволення потреб споживачів. Виконання суттєвої частини маркетингових функцій покладено на споживчу (товарну) упаковку. Споживча (товарна) упаковка є невід’ємною частиною й неподільною одиницею при реалізації товару, входить у його вартість, а після реалізації переходить разом з товаром у повну власність покупця та невіддільна від товару до моменту його використання. Така упаковка не призначена для самостійного транспортування, не створює окрему транспортну одиницю, має обмежені розміри, масу й місткість. Периметр споживчої упаковки звичайно не перевищує 600 мм (табл. 1.2). Таблиця 1.2.

Стандартні види полімерної споживчої тари та упаковки Вид

Визначення

Особливості

Пляшка

Тара, переважно із циліндричним корпусом, що переходить у вузьку горловину, яка призначена для закупорювання, із плоским або увігнутим всередину дном

Виготовляється з полімерних матеріалів екструзійнороздувним формуванням, литтям з роздувом, з’єднанням окремих частин зварюванням та/або за допомогою затворів тощо

Банка

Тара, переважно із циліндричним корпусом та горловиною, діаметр якої дорівнює діаметру корпусу або трохи менший за нього, з плоским або увігнутим дном, місткістю 0,025–10 дм3

Те саме

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Розділ 1. Терміни та визначення Закінчення табл. 1.2

Коробка

Тара із жорстким корпусом різноманітної форми та плоским дном, яка закривається кришкою, знімною або на шарнірі

Має відкидну кришку або кришку, що знімається, суцільно формована або збирається за допомогою зварювання, щільових, складних або захватних затворів тощо

Туба

Разова тара з корпусом, який забезпечує видавлювання вмісту, з вузькою горловиною, яка закупорюється бушоном, із дном, яке закривається після наповнення продукцією

Суцільно сформована з полімерів або виготовлена з ламінованих пакувальних матеріалів за допомогою зварювання чи склеювання

Стакан

Разова тара із циліндричним або у формі зрізаного конусу корпусом, що звужується до дна, з плоским або увігнутим дном, із кришкою або без неї

Виготовляється з полімерів литтям під тиском або з гнучких пакувальних матеріалів термоформуванням

Пробірка

Тара місткістю до 0,05 дм3, із циліндричним корпусом, Виготовляється з полімерних з плоским, випуклим або матеріалів способами лиття під увігнутим дном, з горловиною, тиском або лиття з роздувом яку закупорюють пробкою або кришкою, діаметр якої дорівнює діаметру корпусу

Пенал

Невеличка коробка з корпусом, який висувається або закривається кришкою

Пакет

Виготовляється з гнучких М’яка або напівжорстка комбінованих пакувальних упаковка, корпус якої має форму матеріалів та полімерних плівок рукава, з дном і відкритим зварюванням, склеюванням або 3 верхом, місткістю до 20 дм зшиванням

Пачка

Разова упаковка, корпус якої має форму паралелепіпеда або іншу, яка закривається клапанами та виготовляється з однієї заготовки

Виготовляється з полімерів литтям під тиском, литтям з роздувом, з’єднанням окремих частин зварюванням та/або за допомогою затворів

Виготовляється з гнучких пакувальних матеріалів склеюванням, зварюванням або зшиванням скобами

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

1.2. Споживча та групова упаковка

Починаючи з 1970–80-х рр., споживчу тару та упаковку в Україні почали виготовляти з полімерних матеріалів (рис. 1.1), а із 1990-х–2000-х рр. все більше використовують споживчу упаковку з гнучких пакувальних матеріалів. На відміну від інших типів і видів упаковки, споживча упаковка з гнучких пакувальних матеріалів має мінімальну масу та виготовляється з використанням меншої кількості сировини, енергії, людської праці (рис. 1.2).

Рис. 1.1. Споживча упаковка для товарів побутової хімії, розроблена в 1985–1990 рр. в інституті «ВНДІхімпроєкт» (м. Київ)

Рис. 1.2. Споживча упаковка з гнучких пакувальних матеріалів компанії «Укрпластик» (м. Київ), 2012 р.

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Розділ 2. Екскурс в історію упаковки з полімерів

Розділ 2.

ЕКСКУРС В ІСТОРІЮ УПАКОВКИ З ПОЛІМЕРІВ 2.1. Природні та перші синтетичні полімерні матеріали Сучасна історія упаковки з полімерів почалася на початку XX ст., коли в 1908 р. швейцарський інженер Жак Бранденбергер (1872–1954) і незалежно від нього англійський хімік Чарльз Крос (1855–1935) винайшли новий матеріал – целюлозну плівку. Для виготовлення захищених від плям скатертин Бранденбергер наносив на тканину покриття на основі рідкої віскози. В результаті численних експериментів у 1908 р. він отримав прозору віскозну плівку, яку назвали целофан (cellulose – «целюлоза» і diaphane – «прозорий»). Вона стала одним із перших пакувальних матеріалів. В 1909–1912 рр. Бранденбергер розробив технологію, побудував спеціальну машину для неперервного виробництва целофанової плівки та отримав перші патенти на ці розробки. Промислове виробництво Cel почалося в 1912 р. компанією La Cellophane Рис. 2.1. Плакат компанії DuPont, що S.A. у Франції. Ця фірма стала випу- рекламує властивість Cel довго зберігати скати сшиті нитками великі пакети свіжими заморожені продукти

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Розділ 2. Екскурс в історію упаковки з полімерів із целофанової плівки місткістю 30–50 л із написами та зображеннями, надрукованими аніліновими фарбами. В 1923 р. ліцензію на виробництво Cel придбала компанія DuPont. Американський хімік Карл Пріндл, співробітник DuPont, розробив у 1927 р. покриття для целофанової плівки на основі нітроцелюлози й парафіну. Цей матеріал природного походження став першою термозварною, відносно стійкою до вологи та непроникною до водяних парів гнучкою прозорою плівкою. Це забезпечило йому широке застосування для пакування (рис. 2.1). В 1927 р. американець Фредерік Роведдер Рис. 2.2. Машина Фредеріка (1880–1960) розробив bread slicer – машину, Роведдера для нарізання та яка не тільки нарізала хліб, але й загортала пакування хліба його в целофанову плівку (рис. 2.2–2.3). Завдяки відмінним твіст-властивостям в 1912 р. Cel почали застосовувати також для загортання цукерок, а в 1920-х рр. для цього були створені перші автоматичні загортальні машини. В 1930-х рр. було розроблено автоматичне обладнання для загортання в Cel печива, шоколаду, мила та інших виробів. У 1936 р. американський інженер Вальтер Звоєр отримав патент на вертикальну пакувальнофасувальну VFFS-машину. Вона згортала рулонну целофанову плівку в трубку та виконувала її безперервне зварювання по поздовжньому шву. В заварену знизу поперечним швом трубку фасували продукт. Трубку з продуктом заварювали зверху ще одним поперечним швом, і таким чином утворювалася заповнена упаковка. Виготовлення цих машин, які назвали «Трансвреп», було налагоджено американською компанією Transparent Wrap Machine Co. у другій половині 1930-х рр. На початку 1930-х рр. були розроблені перші зразки декоративної й захисної целофанової плівки, яка збігалася після зволоження та висихання. Із Cel були виготовлені також перші штучні ковбасні оболонки. В 1933 р. виробництво Cel було освоєно у Великій Британії, а потім у Фінляндії та інших європейських країнах. Прозора целофанова плівка надавала запакованим у ній товарам небаченого раніше блиску й чистоти, краси, свіжості та була ідеальною для магазинів самообслуговування. Вона давала можливість оглядати товар зі всіх боків та вибирати його без участі продавця. Перший штучний полімерний пакувальний матеріал – полівінілхлорид (PVC) було отримано в лабораторних умовах у 1838 р. французьким інженером і хіміком Анрі Реньо (1810–1878). В 1872 р. німецькі хіміки Ойген Бауман (1846–1896) і Карл Шотен також одержали в лабораторних умовах PVC, а в 1878 р. ретельно його дослідили. 40

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

2.1. Природні та перші синтетичні полімерні матеріали

В 1912 р. хімік Фрідріх Клатте (1880–1934) у німецькій компанії Chemische Fabrik Griesheim-Electron розробив промисловий спосіб синтезу з ацетилену й хлористого водню мономеру – вінілхлориду. В 1926 р. американська компанія Union Carbide впровадила новий процес одержання вінілхлориду з використанням етилендихлориду та гідроксиду натрію. В 1916 р. російський хімік Іван Остромисленський (1880–1939) модифікував PVC із метою його стабілізації, що заклало основи його комерційного використання [2.1]. У 1926 р. працівник американської компаРис. 2.3. Плакат, який рекламує нії BF Goodrich Волдо Семон (1898–1999) властивість Cel довго зберігати створив пластифікований PVC (PVC-P). свіжим нарізаний та запакований хліб Для цього він змішував PVC-смоли з пластифікаторами та іншими домішками. Компанія BF Goodrich використала нові пластифікатори та заклала основи ринку гнучкого PVC-P. Промислове виробництво PVC-P, яке розробив Волдо Семон, у 1927 р. почала компанія DuPont. У 1928 р. PVC стала виготовляти американська компанія Carbide and Carbon. Майже одночасно в Німеччині підприємство Hoechst із концерну IG Farbenindustrie почало промислове виробництво PVC і співполімерів вінілхлориду. В 1935 р. на заводі Bitterfeld концерну IG Farbenindustrie каландровим методом почали виготовляти еластичну плівку з PVC-P. У 1933 р. лаборант Ральф Вайлі в лабораторії компанії Dow Chemical випадково відкрив новий полімер – полівініліденхлорид (PVdC), продукт адитивної полімеризації вініліденхлориду, і в 1940 р. компанія почала випускати його під торговою маркою Eonite®, а потім Saran®. У Німеччині концерн IG Farbenindustrie виробляв PVdC із 1934 р. Цей новий полімер застосовували як бар’єрний матеріал, а його співполімеризація з метилметакрилатом і акрилонітрилом дала змогу одержати нові латексні емульсії, лаки й покриття. Безбарвна прозора плівка без запаху з PVdC знайшла застосування для пакування м’яса, сиру, птиці та інших продуктів. Інший давно відомий термопластичний полімер – полістирол (PS) було відкрито в 1839 р. німецьким аптекарем Едуардом Зімоном (1789–1856). Однак промислове виготовлення його термічною полімеризацією стиролу німецький концерн IG Farbenindustrie почав лише в 1931 р. Цей спосіб російський хімік Іван Остромисленський розробив у 1912 р. В 1936 р. PS під торговою маркою Victron® стала випускати в США компанія Naugatuck Chemical. В 1937 р. виробництво PS було освоєне компаніями Dow Chemical і Bakelite Corporation. У 1925 р. І. Остромислен-

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Розділ 2. Екскурс в історію упаковки з полімерів ський розробив досконаліший спосіб виробництва удароміцного полістиролу (HIPS), який було реалізовано в 1942 р. компанією Dow Chemical. У 1928 р. у Франції було виготовлено перший газонаповнений – пінний полістирол (EPS). У 1937 р. промислове виробництво EPS почалося в Німеччині. В 1939 р. EPS марки ПС-1 було випущено в СРСР. Поступово EPS, завдяки його низькій теплопровідності, холодостійкості та здатності протидіяти ударним навантаженням, стали використовувати для виготовлення транспортної та споживчої упаковки, у тому числі ізотермічної Рис. 2.4. Коробочка Pill Box, упаковки для заморожених продуктів. виготовлена техніками ICI У 1933 р. співробітники лабораторії англійської в 1936 р. із першого фунта фірми Imperial Chemical Industries (ICI) Ерік Фосотриманого PE сет (1902–1983) і Реджинальд Гібсон (1902–1983) випадково виявили білий порошок, який утворювався в результаті взаємодії етилену й бензальдегіду під тиском у кількасот атмосфер за наявності в реакторі слідів кисню. Подальше вивчення цієї воскоподібної речовини дало змогу до 1936 р. виготовити лабораторні зразки поліетилену (PE) та дослідити його властивості (рис. 2.4). Перші промислові зразки поліетилену низької густини (LDPE) були отримані у Великій Британії компанією ICI наприкінці 1938 р., а його промислове виробництво почалося в 1939 р. В 1940 р. за ліцензією компанії ICI технологію виробництва LDPE освоїла в США компанія Union Carbide. Спочатку LDPE використовували для ізоляції високочастотних коаксіальних електричних кабелів у радарних установках, і лише в 1950-х рр. цей полімер став пакувальним матеріалом [2.2]. У 1935 р. американець Воллес Карозерс (1896–1937) із групою співробітників компанії DuPont шляхом конденсації адипінової кислоти і гексаметилендіаміну синтезували поліамід-6,6 (PA6.6), який отримав торгову назву Nylon®. В 1938 р. німецький хімік Пауль Шлак (1897–1987) синтезував із фенолу е-капролактам – полікапролактам (поліамід-6 – PA-6, або капрон) [2.3]. У подальшому з нейлону і капрону почали виготовляти конструктивні деталі та плівку. У період Другої світової війни в німецькому науково-дослідному інституті вугільної промисловості під керівництвом відомого вченого Карла Циглера (1898–1973) були створені комплексні титано-магнієві каталізатори. В 1944 р. за їх допомогою під низьким тиском з етилену було полімеризовано перші зразки поліетилену високої густини (НDPE). До 1953 р. було розроблено промисловий процес виробництва цього HDPE, який у 1954 р. впровадила компанія Bayer AG. У тому ж 1954 р. італійський хімік Джуліо Натта (1903–1979) за допомогою вдосконалених каталі-

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

2.1. Природні та перші синтетичні полімерні матеріали

заторів Циглера синтезував поліпропілен (PP). Промислове виробництво PP було освоєно італійською компанією Montecatini в 1957 р. Із часом виявилось, що PP значно раніше – в 1951 р. – синтезували в лабораторії компанії Phillips Petroleum. Американські хіміки Джон Хоган (1919–2012) і Роберт Бенкс (1921–1989) створили каталізатор Phillips на основі сполук хрому. В процесі синтезу під низьким тиском цей каталізатор перетворював газоподібний пропілен і етилен в РР і HDPE. На основі досліджень Бенкса і Хогана компанія Phillips Petroleum освоїла в 1954 р. виробництво HDPE, а потім і РР під торговими назвами Marlex®. У 1953 р. спосіб полімеризації етилену під низьким тиском розробила також американська компанія Standard Oil of Indiana. У Великій Британії перше виробництво HDPE стало до дії в 1955 р. В 1960 р. компанія DuPont почала виготовляти співполімер етилену з вінілацетатом (EVA). HDPE і РР були більш жорсткими й міцними полімерами, ніж інший відомий у той час поліолефін – LDPE. Потрібні для синтезу поліолефінів етилен і пропілен були доступними, їх можна було отримати при крекінгу нафти або в процесі переробки кам’яного вугілля. Невелика вартість, незначна питома вага, висока хімічна й корозійна стійкість цих полімерних матеріалів радикально змінили пакувальну індустрію. Поліолефіни швидко, просто та з найменшими затратами матеріальних, енергетичних і трудових ресурсів стало можливим переробляти в пляшки, банки, каністри та ящики, а також виготовляти з них плівки й листові матеріали. Після появи полімерних плівок і гнучких комбінованих матеріалів на основі поліолефінів, паперу, алюмінієвої фольги та інших складових значно спростилися технологія та обладнання для пакування продукції. У 1941 р. британські хіміки Джон Вінфілд (1901–1966) і Джеймс Діксон у фірмі Calico Printers Association Ltd вперше з ненасичених поліефірів синтезували в лабораторних умовах поліетилентерефталат (PET). Однак його виробництво вдалося організувати лише після закінчення Другої світової війни. Спочатку PET використовували для отримання синтетичних волокон, а потім із цього полімеру почали виготовляти плівки та пляшки. В 1952 р. компанія DuPont однією з перших освоїла виробництво біаксіально орієнтованої пакувальної плівки Mylar® (BOPET). В 1942 р. американці Вільям Хенфорд (1908–1996) і Флетчер Холмс (1910–1980) розробили процес отримання газонаповнених (пористих) виробів із поліуретанових матеріалів. Поліоли змішували з диізоціанатами та заливали у форму, де відбувалося спінювання з утворенням виробу [2.14]. У 1943 р. американський хімік Рей Мак-Інтайр (1918–1996) об’єднав стирол з ізобутиленом і створив унікальний матеріал – пінопласт Styrofoam. Цей полімер був твердим і водночас гнучким завдяки пухирцям, які створював у стиролі ізобутилен. У 1954 р. американська компанія Dow Chemical почала виробництво пінопласту Styrofoam, який стали використовувати для виготовлення амортизувальних елементів, тари та упаковки.

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Розділ 2. Екскурс в історію упаковки з полімерів У 1949 р. австрієць Фрідріх Штясни (1908–1985), який працював у компанії BASF, винайшов спосіб одержання EPS за допомогою піноутворювачів. Отриманий матеріал був прекрасним амортизатором і знайшов застосування для пакування крихких виробів перед їх транспортуванням. Крім того, тара з EPS добре термоізолювала та зберігала запаковані продукти при коливаннях температури. В 1948 р. у США були синтезовані співполімери стиролу: акрилонітрилбутадієнстирол (ABS) та стиролакрилонітрил (SAN). На межі 1950–1960-х рр. американська компанія Phillips Petroleum синтезувала стиролбутадієнові співполімери, промисловий випуск яких було освоєно в 1970-х рр. під торговою маркою К-Resin. Із синтезованих співполімерів стиролу також почали виробництво орієнтованої полістирольної плівки та «дихаючої» плівки з високим пропусканням кисню. До початку 1950-х рр. у світі було створено великі потужності з виробництва багатьох різновидів PVС, PS, PA, РЕ, РР та інших полімерів. Обсяг їх виробництва збільшився до 1,5 млн т (за іншими джерелами – до 2 млн т). Проте освоєння промислового виготовлення нових полімерів було лише початком процесу, який у другій половині XX ст. повністю змінив обличчя упаковки.

2.2. Створення обладнання для переробки полімерів У 1930–1950-х рр. в багатьох країнах прискорилися роботи зі створення досконалого обладнання для переробки термопластичних полімерних матеріалів [2.4–2.8]. У 1935 р. в Німеччині Пауль Трестер розробив шнековий екструдер для прямої переробки порошкоподібних і гранульованих полімерів з електрообігрівом та охолодженням стисненим повітрям. В 1939 р. фірма, яку створив Трестер, налагодила його серійне виготовлення (рис. 2.5). У 1943 р. американець Івар Кварнстром (1900–1987) розробив одну з перших систем побудови пресформ для переробки полімерів, використовуючи типові стандартні блоки. Ця новація прискорила й здешевила процеси їх проєктування та виготовлення. Стандартне оснащення спочатку призначалося для поршневих Рис. 2.5. Шнековий екструдер для переробки пресів та інжекційних машин полімерів з електрообігрівом та охолодженням з ручним приводом для відлистисненим повітрям, виготовлений у 1939 р. вання полімерних матеріалів під німецькою фірмою Paul Troester [2.4] тиском. У 1930–1940-х рр. таке

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

2.2. Створення обладнання для переробки полімерів

Рис. 2.6. Ручні преси для переробки полімерних матеріалів фірми Engel, Австрія (1948 р.)

обладнання випускали американські та ряд європейських машинобудівних фірм: Eckert & Ziegler, Engel та інші (рис. 2.6–2.7). У 1946 р. американський інженер і винахідник шотландського походження Джеймс Хeндрі створив першу шнекову машину для лиття під тиском полімерів, а також двостадійну машину (рис. 2.8). Шнекові машини краще перемішували розплави полімерів, точніше контролювали швидкість і дозу вприскування та відливали з полімерів високоякісні вироби. Машина Хендрі стала прототипом сучасних Рис. 2.7. Інжекційна машина фірми Engel для відливання під тиском полімерних матеріалів із ручним замиканням форми для лиття (1952 р.). На такій машині були відлиті з PS перші «цеглинки» LEGO

термопластавтоматів, які використовують для виготовлення закупорювальних засобів, функціональних пристосувань, стаканів, банок, пеналів та іншої пакувальної продукції. Поряд із литтям під тиском термопластичних матеріалів розвивалося і прес-лиття реактопластів. У 1947 р. американська корпорація Rockford Machine Tool сконструювала першу повністю автоматичну машину з електрообігрівом робочого органу для прес-лиття термореактивних полімерів.

Рис. 2.8. Шнекова машина Джеймса Хендрі для лиття термопластів під тиском

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Розділ 2. Екскурс в історію упаковки з полімерів

Рис. 2.9. Спеціальний шнек-поршень Вільяма Віллерта інжекційних машин для лиття під тиском термопластичних полімерів (1956 р.) У 1952 р. інженер Вільям Віллерт (1920–2000) в американській компанії Egan Machinery винайшов спеціальний шнек-поршень інжекційних машин для лиття під тиском термопластичних полімерів (рис. 2.9). У 1953 р. Віллерт виготовив першу інжекційну машину для лиття під тиском термопластичних полімерів із поступально-зворотним рухом шнека. Виготовлення таких машин було налагоджено американською компанією Egan Machinery. В 1956 р. німецькі фірми Ankerwerk і Eckert & Ziegler GmbH в співробітництві з Reifenhauser сконструювали й почали виготовляти перші європейські термопластавтомати зі спеціальним рухомим шнеком-поршнем (рис. 2.10). Винахід Вільяма Віллерта став революційним, і сьогодні понад 98 % машин, які виготовляють відлиту тару й закупорювальні засоби, оснащені поступально-зворотними шнеками. У 1937 р. американський винахідник Вільям Копітке та його партнер Єнох Фернгрен створили машину для екструзійно-видувного формування полімерів. Цю машину придбала компанія Hartford-Empire Company, і в 1940 р. на ній було виготовлено перші видувні вироби з ACel. За добу екструзійно-видувна машина могла виготовити до 25 тис. таких виробів. Для подальшого вдосконалення та розвитку цієї технології було створено корпорацію Plax як частину Hartford-Empire Company. До 1942 р. вона почала виготовлення видувних виробів із LDPE, який у той час уже випускали в США. Під час Другої світової війни корпорація Plax також виробляла флакони із PS (100 мл) для Медичного корпусу Армії США. В 1945 р. підприємство почало комерційний випуск пружних поліетиленових флаконів для дезодоранту Stoрette із розпилювачем, яких до кінця 1940-х рр. було виготовлено понад 5 млн шт.

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

2.2. Створення обладнання для переробки полімерів

Рис. 2.10. Збирання інжекційних машин із поступально-зворотним рухом шнека для лиття під тиском термопластичних полімерів на німецькій фірмі Ankerwerk (нині підприємство Sumitomo-Shi-Demag) Одночасно з освоєнням екструзійно-видувної технології проводилися експерименти з отримання маленьких флаконів місткістю 20 мл способом інжекційно-роздувного формування (лиття з роздувом). В 1950 р. американська фірма R.W. Canfield створила для корпорації Plax інжекційно-видувну установку типу BNR, на якій виготовляли маленькі пляшки з PS. В 1949 р. американська компанія Мills вперше використала для виготовлення полімерних туб і пляшок роторні видувні машини. В 1950–1955 рр. компанія Bradley Container створила одне з перших у США спеціалізованих виробництв полімерної тари. В 1959 р. уже п’ять американських фірм виготовляли поліетиленові пляшки – переважно для мийних засобів та інших товарів побутової хімії. Поряд із LDPE їх виготовляли із HDPE, що давало змогу робити стінки тари тоншими та значно зменшити її масу. У 1940–1950-х рр. в Західній Європі було засновано десятки машинобудівних фірм, які випускали обладнання для виготовлення полімерної тари та упаковки: Krauss-Maffei AG (Німеччина, 1945 р.), Bеrsdorff (Німеччина, 1945 р.), Luigi Bandera (Італія, 1947 р.), Engel (Австрія, 1948 р.), Negri Bossi (Італія, 1948 р.), Reifenhauser (Німеччина, 1948 р.), Battenfeld (Австрія, 1955 р.) та інші, що діють і до нашого часу. В 1949 р. німецька фірма Kautex Werke розробила першу європейську екструзійно-видувну машину для формування пляшок з PE Рис. 2.11. Перша європейська екструзійно(рис. 2.11). видувна машина німецької фірми Kautex (1949 р.)

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Розділ 2. Екскурс в історію упаковки з полімерів Екструзійно-видувне обладнання використовували для виготовлення споживчої полімерної тари: каністр, пляшок, банок, флаконів тощо (рис. 2.12). У 1970-х рр. було сконструйовано перші установки для виробництва видувних флаконів і банок методом лиття під тиском із подальшим роздувом. У 1950-х рр. споживчу видувну полімерну тару виготовляли на компактних машинах. Після накопичення тари на робочих місцях її передавали в ящиках або на візках Рис. 2.12. Екструзійно-видувний агрегат для на фасування продукції (рис. 2.13). виготовлення полімерних пляшок і каністр Наприкінці 1950-х рр. екструзіймісткістю до 5 л, який випустила в 1956 р. но-видувне обладнання для виробнімецька фірма Fischer [2.4] ництва полімерної тари (пляшки, банки, каністри) було вдосконалене, і кілька європейських та американських фірм налагодили його виробництво. В 1960 р. Готфрід Менерт створив у німецькій компанії Bekum Maschinenbau машину для видувного формування пляшок з PVC, а в 1963 р. – високопродуктивну двопозиційну екструзійно-видувну машину. Підприємство Kautex Werke сконструювало досконалі екструзійно-видувні агрегати, які в повністю автоматичному режимі з видаленням облою виготовляли полімерні пляшки (рис. 2.14). З 1960-х рр. у видувній полімерній тарі випускали моторне масло, засоби для миття, чищення, полірування та інші товари побутової хімії. Наприкінці 1960-х рр. почали створювати комплектні поточні Рис. 2.13. Виготовлення полімерної тари на лінії, які виготовляли, оформляли фірмі Аlpla, 1956 р. (наносили трафаретний друк або етикетували), розфасовували продукти та закупорювали видувну полімерну тару. У кінці 1950-х рр. було розроблено екструзійно-видувні агрегати, які мали копильники розплаву та були придатні для виготовлення великогабаритної полімерної тари (каністри й бочки) місткістю до 100 л (рис. 2.15).

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

2.2. Створення обладнання для переробки полімерів

Рис. 2.14. Екструзійно-видувні агрегати початку 1960-х рр. фірми Kautex, з видаленням облою та охолодженням формованих пляшок на конвеєрі В 1940-х рр. для виготовлення великогабаритних полімерних виробів також стали застосовувати ротаційне формування (Енгель-процес). У ротаційній установці металеву форму з полімерним матеріалом нагрівали та обертали у двох або більше площинах. При цьому полімер розподілявся і розплавлявся на внутрішній поверхні форми. Після охолодження форми одержували великогабаритні вироби: бочки, баки, барабани, контейнери. В кінці 1950-х рр. ротаційне формування було вдосконалене. Його виготовляла низка компаній, які діють донині: Ferry Industries Inc. (США), STP Equipment (Канада), Alan Yorke Engineering Ltd. (Велика Британія), Ernst Reinhardt GmbH (Німеччина), Polivinil S. P.A. and Cassia S.P.A. (Італія) та інші. У 1959 р. американець Джордж Налле розробив спеціальну екструзійну головку, за допомогою якої отримували безвузлову полімерну сітку (рис. 2.16). У матриці головки та дорні знаходились нахилені канали, по яких тік розплав. Дорн обертався, а положення каналів безперервно змінювалося. За рахунок

Рис. 2.15. Екструзійно-видувний агрегат із копильником розплаву для виготовлення полімерних бочок місткістю до 50 л німецької фірми Rudolf (1958 р.) [2.4]

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Розділ 4. Полімерні пакувальні матеріали. Види, властивості та технології виготовлення

Розділ 4.

ПОЛІМЕРНІ ПАКУВАЛЬНІ МАТЕРІАЛИ. ВИДИ, ВЛАСТИВОСТІ ТА ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ 4.1. Класифікація пакувальних матеріалів на основі полімерів Пакувальні матеріали, які використовують для виготовлення полімерної упаковки, можна класифікувати за кількома основними ознаками (рис. 4.1). призначення поход ження

мета застосування пакувального матеріалу природа і джерело отримання матеріалу

стан і конфігурація технологія декор

структура й побудова пакувального матеріалу способи, ступінь та особливості обробки колір, фактура, текстура, оздоблення, оформлення адреса

розробника, продуцента, постачальника

Рис. 4.1. Основні ознаки класифікації пакувальних матеріалів За призначенням пакувальні матеріали ділять на два класи: основні – тароматеріали та допоміжні пакувальні матеріали (ДПМ). Тароматеріали застосовують для виробництва полімерної тари. До них належать різні види полімерних матеріалів і комбінацій полімерів із папером, картоном, алюмінієвою фольгою, нетканими та іншими матеріалами.

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

117

Розділ 4. Полімерні пакувальні матеріали. Види, властивості та технології виготовлення Допоміжні пакувальні матеріали використовують у різноманітних конструкціях полімерної упаковки для поєднання її окремих елементів, закупорювання, захисту від пошкоджень і подовження зберігання продукції, відкривання упаковки, інформування, рекламування, запобігання несанкціонованому відкриванню тощо. За походженням тароматеріали та ДПМ умовно розділяють на три підкласи (рис. 4.2). ПАКУВАЛЬНІ МАТЕРІАЛИ НА ОСНОВІ ПОЛІМЕРІВ Призначення Ⱦɨɩɨɦɿɠɧɿ ɩɚɤɭɜɚɥɶɧɿ ɦɚɬɟɪɿɚɥɢ ȾɉɆ

Ɉɫɧɨɜɧɿ ɬɚɪɨɦɚɬɟɪɿɚɥɢ Походження

ɿɧɲɿ

ɩɚɩɿɪ PE

Alu/LEVA

ɿɧɲɿ

ɡ ɊȿɌ

ɡ ɊȺ

ɡ PP

ɡ PS

ɡ PE

ɿɧɲɿ

ɡ ɚɰɟɬɢɥ ɰɟɥɸɥɨɡɢ

ɿɡ ɪɟɝɟɧɟ ɪɨɜɚɧɨʀ ɰɟɥɸɥɨɡɢ

ɤɨɦɛɿɧɨɜɚɧɿ

ɫɢɧɬɟɬɢɱɧɿ

ɩɪɢɪɨɞɧɿ ɬɚ ɩɪɢɪɨɞɧɨ ɦɨɞɢɮɿɤɨɜɚɧɿ

Стан і конфігурація

ɤɥɟɽɧɿ

ɡɜɚɪɟɧɿ

Технологія Адресність

ɜɢɞɭɜɧɿ

ɟɤɫɬɪɭɡɿɣɧɿ

ɜɿɞɥɢɬɿ ɧɚɲɚɪɨɜɚɧɿ

Ⱦ Декор

Ⱦɟɤɨɪɨɜɚɧɿ ɩɨɥɿɦɟɪɧɿ ɿ ɤɨɦɛɿɧɨɜɚɧɿ ɦɚɬɟɪɿɚɥɢ ɤɨɥɶɨɪɨɜɿ

Адресність появи від

розробника

ɮɚɤɬɭɪɧɿ

ɬɟɤɫɬɭɪɧɿ

продуцента

ɡɚɞɪɭɤɨɜɚɧɿ

постачальника

інша адресність

Рис. 4.2. Класифікація матеріалів для упаковки з полімерів

118

ɿɧɲɿ

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

ɿɧɲɿ

ɩɭɯɢɪɱɚɬɿ

ɩɪɨɮɿɥɶɧɿ

ɥɢɫɬɨɜɿ

ɩɥɿɜɤɨɜɿ

ɪɭɥɨɧɧɿ

ɡ ɩɟɜɧɨɸ ɝɟɨɦɟɬɪɢɱɧɨɸ ɤɨɧɮɿɝɭɪɚɰɿɽɸ

ɿɧɲɿ

ɝɪɚɧɭɥɢ

ɩɚɫɬɢ

ɪɿɞɤɿ

ɛɟɡ ɫɬɚɛɿɥɶɧɨʀ ɮɨɪɦɢ

4.1. Класифікація пакувальних матеріалів на основі полімерів Природними та природно-модифікованими матеріалами є:  тароматеріали на основі природних і модифікованих природних полімерів – термопластичного крохмалю, регенерованої целюлози (целофан), простих і складних ефірів целюлози (ацетати, ацетобутирати, ацетопропіонати, нітрати), полілактиду, гідрохлорованих натуральних каучуків тощо;  алюміній, сталь та інші метали для виготовлення фольги, ламінатів, платинок, ярликів, обв’язувальних стрічок, скоб, дроту, кутників тощо;  картонні й паперові матеріали для прокладок, перегородок, решіток, стрічок, етикеток, ярликів та інших подібних допоміжних пакувальних засобів;  матеріали з рослинних волокон для ниток, шпагату, мотузок, сіток тощо;  крохмаль, казеїн, колагени та інші природні сполучники для клеїв та адгезивів.  До синтетичних матеріалів належать:  полімерні синтетичні стандартні й конструктивні тароматеріали (РЕ, РР, РА, РЕТ, PVC, PS та інші);  полімерні синтетичні матеріали для допоміжних пакувальних засобів – термозбіжних і стретч-плівок, обв’язувальних і липких стрічок, амортизувальних прокладок, етикеток, ярликів тощо;  синтетичні сполучники для мастербатчів, клеїв, адгезивів, праймерів, фарб, лаків, укривачів тощо;  синтетичні волокнисті матеріали для ниток, мотузок, сіток, тканих та інших матеріалів. Комбінованими полімерними матеріалами є:  плівкові ламінати на основі полімерів, паперу, алюмінієвої фольги, нетканих матеріалів тощо;  поєднані рулонні та листові матеріали (метало-полімерні, картонно-полімерні та інші);  природно-синтетичні сполучники для клеїв, фарб, лаків тощо.  За станом і конфігурацією основні та ДПМ можна розділити на два види:  основні, що мають надану їм певну геометричну конфігурацію – сортамент (плівкові, рулонні, листові, пухирчаті, профільноорієнтовані тощо);  допоміжні, без визначеної форми (порошкоподібні, гранульовані, пастоподібні, рідкі тощо). Крім того, основні полімерні пакувальні матеріали також умовно поділяють на дві групи: гнучкі та жорсткі (табл. 4.1). Гнучкі пакувальні матеріали зберігають у широкому діапазоні свою гнучкість, мають обмежену товщину, велику суцільну поверхню й малу масу щодо одиниці площі (г/м2) – питому густину або так звану граматуру. До них належать полімерні плівки, гнучкі рулонні матеріали, а також комбіновані плівкові й рулонні матеріали, що мають крім полімерів шари паперу, картону, фольги, нетканих та інших матеріалів. При виготовленні та подальшому транспортуванні гнучкі пакувальні матеріали змотують у рулони.

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

119

Розділ 4. Полімерні пакувальні матеріали. Види, властивості та технології виготовлення

Гнучкість або жорсткість

Товщина

Сортамент

Компоновка для переміщення

Таблиця 4.1. Пакувальні матеріали на основі полімерів

Гнучкі

10–250 мкм

Рулон

Гнучкі

30–250 мкм

Рулон

Рулонні гнучкі пакувальні матеріали

Гнучкі

0,25–1 мм і більше

Рулон

Листові жорсткі пакувальні матеріали

Жорсткі

1–5 мм

Лист

Стопа

Плити на основі полімерів

Жорсткі

Понад 5 мм

Плита

Стопа

Вид матеріалу

Плівки на основі природних, модифікованих природних і синтетичних полімерів Комбіновані плівкові матеріали

Сегмент застосування

Упаковка

Споживча упаковка Споживча формостійка упаковка Транспортна формостійка упаковка Транспортна упаковка, піддони та інші пакувальні засоби

Полімерні плівки (одно- та багатошарові, співекструзійні й ламіновані) належать до найбільш численної групи гнучких пакувальних матеріалів. Вони мають товщину до 250 мкм, а їх ширина в тисячі разів перевищує товщину. Основну групу плівкових пакувальних матеріалів складають полімерні одно- та багатошарові плівки із синтетичних термопластичних полімерів: РЕ, РР, PS, PET, PETG, PVC-Р та інших [4.1–4.3]. Для пакування також застосовують плівки з природних полімерів, перш за все – із целофану. Крім того, використовують модифіковані природні плівки, які виготовляють з етилцелюлози, гідрохлорованих натуральних каучуків, простих і складних ефірів целюлози: ацетатів, ацетобутиратів, ацетопропіонатів, нітратів тощо. Рулонні гнучкі пакувальні матеріали зазвичай мають товщину 0,25–1 мм і можуть бути одно- та багатошаровими. Товщина надгнучких рулонних полімерних матеріалів може бути і понад 1 мм. Із рулонних гнучких пакувальних матеріалів товщиною більш ніж 0,25 мм виготовляють формостійку споживчу упаковку. До рулонних

120

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

4.1. Класифікація пакувальних матеріалів на основі полімерів

гнучких пакувальних матеріалів також належать комбіновані картонно-полімерні матеріали товщиною до 1 мм та поліетиленові пухирчаті амортизувальні плівки. Листові жорсткі пакувальні матеріали являють собою кратні відрізки жорстких матеріалів (аркуші й листи), які не змотують у рулони, а пакетують в окремі стопи. До них належать полімерні одно- і багатошарові листові матеріали на основі синтетичних термопластичних полімерів: PP, PS, РЕТ, PVC-U, РС та інших. Зазвичай листові пакувальні полімерні матеріали мають товщину в межах 1–5 мм. Окремим типом листових полімерних матеріалів є профільноорієнтовані матеріали типу Cartonplast® та комбіновані картонно-полімерні матеріали товщиною понад 1 мм. Матеріали з товщиною, більшою за 5 мм, належать до полімерних плит, які застосовують для виготовлення транспортних піддонів і ящичних контейнерів. За технологією виробництва плівкові, рулонні й листові пакувальні матеріали на основі полімерів можуть бути виготовлені різними способами (табл. 4.2). Таблиця 4.2.

Способи виготовлення полімерних пакувальних матеріалів*

COC Ion PP

Екструзія через плоску щілину

LЕVA

Екструзія через кільцеву щілину

Каландрування

Відливання з розчинів

AСеl

Плівки Плівки, рулонні матеріали Плівки Плівки, рулонні пухирчаті плівки Плівки, рулонні матеріали Плівки, рулонні матеріали Плівки Плівки, рулонні матеріали, листи

Мокре формування з розчинів

Сеl

Сортамент

Полімер

Спосіб

–

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

121

Розділ 4. Полімерні пакувальні матеріали. Види, властивості та технології виготовлення Закінчення табл. 4.2 PS SBC РЕТ РЕТG РА РВТ PVC-P PVC-U PVdC EVOH PVOH РС

Рулонні матеріали, листи Плівки, рулонні матеріали Плівки, рулонні матеріали, листи Плівки, рулонні матеріали Плівки Плівки, рулонні матеріали Плівки, рулонні матеріали Плівки, рулонні матеріали, листи Плівки Плівки Плівки Плівки, рулонні матеріали, листи

–

– – о

о – +

о – –

+ + о

–

* + переважне застосування; о обмежене застосування; – не застосовується

Основними способами отримання плівок із синтетичних полімерів (PE, PP, LEVA, Ion, COC, PА, PETG, SBC, PVdC, EVOH та інших) є екструзія розплавів полімерів:  через круглощілинні екструзійні головки з наступним роздуванням плівкового рукава;  через плоскощілинні екструзійні головки на обертовий холодний барабан із наступним витягуванням плівкового полотна. Змотані в рулони повітряно-пухирчаті поліетиленові плівки виготовляють поливною екструзією та вакуумним формуванням. Пакувальні плівки з природних полімерів, наприклад Сеl, отримують мокрим формуванням із водних розчинів. Таким же способом виготовляють плівки із синтезованих водорозчинних полімерів: PVOH, метилцелюлози, поліетиленоксиду. Пакувальні плівки із GK, AСеl, ABСеl, DAСеl, TAСеl та інших природних полімерів, композитів на їх основі, а також синтетичних полімерів (наприклад PVOH), які нестійкі в розплавленому стані чи розкладаються при нагріванні до температури,

122

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

4.2. Целофанова плівка та технологія її виготовлення

нижчої від температури плавлення, виготовляють із розчинів полімерів відливанням на металевій рухомій стрічці або барабані. Одношарові пакувальні плівки з PVC-Р і PVC-U товщиною понад 50 мкм, а також гнучкі рулонні й жорсткі листові пакувальні матеріали на основі PVC-U виготовляють каландруванням на валкових машинах. Рулонні й листові пакувальні матеріали з PE, PP, PS, SBC, PET, РВТ, РС та інших полімерів отримують екструзією через плоскощілинну головку з наступним калібруванням на валках. Профільноорієнтовані матеріали типу Cartonplast® виготовляють із застосуванням профільної екструзії з наступним висіканням заготовок, які використовують для збирання пакувальних засобів. Більш численними є технології отримання ДПМ. За цією ознакою ДПМ поділяють на такі типи:  металеві (пресовані, штамповані, гаряче- і холоднокатані та інші);  полімерні (відлиті, екструдовані, пресовані тощо);  комбіновані (співекструдовані, клеєні, зварені та інші). Для отримання ДПМ, які не мають певної геометричної форми (мастербатчі, клеї, лаки, праймери, фарби тощо) використовують гранулювання, компаундування, агломерування, змішування, розчинення. Відповідно, розрізняють гранульовані, компаундовані, агломеровані та інші матеріали. За декором тароматеріали та ДПМ поділяють за такими ознаками:  кольором;  фактурою поверхні;  текстурою – імітацією зовнішнього вигляду іншого матеріалу;  покриттям і декоруванням поверхні;  оздобленням (друкування, декалькоманія, тиснення тощо). За адресністю появи основні та допоміжні матеріали, із яких виготовляють полімерне паковання, розрізняють за їх розробниками, продуцентами, постачальниками, торговими марками та іншими ознаками.

4.2. Целофанова плівка та технологія її виготовлення Плівка із Сеl може виготовлятися безбарвною, білою чи кольоровою. Кольорову целофанову плівку отримують при введенні у віскозу барвника, а білу – двоокису титану. Для гнучкості Сеl пластифікують додаванням до формувальної маси від 3 до 15 % водорозчинних пластифікаторів: карбаміду, сорбіту та різних гліколів: гліцерину, діетилен- або триетиленгликолів. З метою покращення властивостей і надання вологостійкості целофан покривають лаком, наносять екструзійною ламінацією додаткове полімерне покриття або ламінують з іншими полімерними плівками. Характеристики целофанових плівок і ламінатів на їх основі наведено в табл. 4.3.

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

123

Розділ 4. Полімерні пакувальні матеріали. Види, властивості та технології виготовлення Таблиця 4.3.

Властивості целофанових плівок та комбінованих матеріалів на їх основі

Властивості

Товщина, мкм Густина, г/cм3 Межа міцності при розтягуванні, МПа Відносне видовження при розтягуванні, % Модуль пружності при розтягуванні, МПа

Стандарт

Проникність до водяної пари, г/м2 24 год (23 °C, 85 % RH) Газопроникність до кисню, см3/м2 24 год бар (23 °C, 0 % RH) Температура експлуатації, °С

Сеl лакований

Сеl/PVdC

Сеl/РЕ

ASTM D618-61; D2673 ISO R 536

20–50

20–30

60–90

70–85

1,40–1,55

1,44–1,48

1,55–1,6

1,2–1,3

ASTM D882

50–75

75–85

64–80

50–90

ISO R 527; ASTM D882

20–40

10–20

60–70

30–90

ASTM D882

150–320

120–300

–

50–120

5,5–6,5

3,5–4,5

4–5

5,5–6,5

АSТМ D1938-08

4–5

9–10

–

5–6

ISO 15106-3

–

3–4

–

ASTM D3985

–

8–12

–

Опір продавленню (25 мкм), МПа Опір роздиранню (25 мкм), г

Сеl пластифікований

–10…+110

–10…+120 –10…+120 –15….+70

Сеl стійкий до дії органічних розчинників, посередньо стійкий у середовищі жирів і масел, проте має погану стійкість до дії сильних кислот і лугів. Він також стійкий до дії сонячного світла, тепла (до +130 °С) і холоду (до –18 °С). Сеl є нетоксичним і гігієнічним, що розширює його застосування для пакування різних харчових продуктів і виробів. Основними недоліками целофанової плівки, які суттєво обмежу-

124

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

4.3. Плівки та рулонні гнучкі матеріали на основі ацетату целюлози й природних біорозкладних полімерів ють її використання, є висока гігроскопічність (12,8–13,9 %) і водопоглинання (45–115 % за 24 год.). При поглинанні вологи суттєво погіршуються фізико-механічні властивості цього плівкового матеріалу. Формування Сеl здійснюють при продавлюванні віскози через щілину (шириною 1,5–4 м при зазорі 0,1–0,3 мм) в осаджувальну ванну з водним розчином, що містить 13–16 % сірчаної кислоти і 18–20 % сульфату барію (чи натрію). Іноді для покращення якості Сеl в осаджувальну ванну додають сульфат амонію, що збільшує набухання полімеру, полегшує фарбування і допомагає отримати товщу плівку. Після цього плівка надходить до регенеративної ванни, де міститься 6–10%-й розчин сірчаної кислоти. В регенеративній ванні відбувається перетворення осадженого полімеру в повністю регенеровану целюлозну плівку. В наступних ваннах целофанову плівку промивають, видаляють сірку дією розведеного розчину NaOH, відбілюють, кислують, а також пом’якшують і пластифікують гліцерином, гліколем або іншими пластифікаторами. Із плівки видаляють залишки кислоти, солей, сірки, за необхідності – фарбують. Послідовне просування плівки через ванни відбувається за допомогою валків, що обертаються. Після пом’якшення плівку висушують у сушильному апараті за допомогою сушильних циліндрів і змотують у рулони. Швидкість просування плівки при цьому становить 30–120 м/хв. Товщина виготовленої плівки із Сеl звичайно складає 25–80 мкм, ширина – 100–200 см [4.4–4.5]. Для отримання Сеl, що не злипається і має знижену паро- і вологопроникність, плівку модифікують. Для зниження гігроскопічності її витримують в середовищі вологого повітря, а потім лакують. Для цього використовують лаки на основі нітроцелюлози; співполімерів вінілхлориду і вініліденхлориду та малеїнового ангідриду; фенолформальдегідної смоли та на іншій основі. Крім того, Сеl можуть покривати додатковими шарами синтетичних полімерів або дублювати плівками із РЕ, АСеl, PVdC чи інших полімерів. Споживання Сеl в останні роки значно зменшилося, проте і зараз таку плівку на основі природного біорозкладного полімеру застосовують для пакування жирних м’ясних і молочних продуктів, хлібобулочних і кондитерських виробів, одягу, мила, вітамінів, медичних препаратів, а також для виготовлення оболонок елітних сосисок, ковбас і сирів.

4.3. Плівки та рулонні гнучкі матеріали на основі ацетату целюлози й природних біорозкладних полімерів Для виготовлення плівок і рулонних пакувальних матеріалів використовують AСеl. Плівки з DAСеl і TAСеl мають високу прозорість, блиск, а також непогані фізико-механічні характеристики (табл. 4.4).

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

125

Розділ 4. Полімерні пакувальні матеріали. Види, властивості та технології виготовлення Таблиця 4.4.

Властивості плівок із DACel і TACel Властивості

Стандарт

Значення

Товщина, мкм

ASTM D618-61; D2673

20–250

Густина, г/cм3

ISO R 536

1,28–1,32

Межа міцності при розтягуванні, МПа

ASTM D882

80–130

Відносне видовження при розтягуванні, %

ISO R 527; ASTM D882

20–45

Модуль пружності при розтягуванні, МПа

2400–3100

Стійкість до багаторазових перегинань, число подвійних перегинань

АSТМ D2176-69

500–700

Опір роздиранню (25 мкм), г

АSТМ D1938-08

4–5

Водопоглинання за 24 години, %

3,8–12

Поглинання вологи (при вологості 50 %), %

1,9–4,5

Проникність до водяної пари, г/м2 24 год (23 °C, 85 %)

ISO 15106-3

380–550

Проникність до кисню, см3/м2 24 год бар (23 °C, 90 %)

ASTM D3985

200–250

Світлопропускання у видимій частині спектра, % Температура експлуатації, °С

92 –15…+120

При додаванні в AСеl до 10 % пластифікаторів (суміші ефірів фталевої та фосфорної кислот) плівки й рулонні матеріали отримують каландруванням або екструзією через кільцеву чи плоску щілину. Однак через погане розм’якшення AСеl такими способами можна отримати лише не досить якісні матеріали. Наразі основним способом виготовлення плівок і рулонних матеріалів із AСеl залишається їх відливання з розчинів полімерів на металевій рухомій стрічці або барабані. Таким же чином виготовляють полімерні пакувальні плівки й рулонні матеріали із сумішей крохмалю з біорозкладними полімерами, такими як полімолочна кислота (полілактид), полібутиленадипат терефталат, полібутиленсукцинат, полікапролактон, синтетичні аліфатичні поліефіри та інші біополімери й природні полімери.

126

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

4.3. Плівки та рулонні гнучкі матеріали на основі ацетату целюлози й природних біорозкладних полімерів Відливання плівок на металевій рухомій стрічці або барабані проводять із розчинів ефірів целюлози, ацетатів, нітратів та інших природних полімерів, композитів на їх основі, а також синтетичних полімерів, які нестійкі в розплавленому стані чи розкладаються при нагріванні до До конденсатора температури, нижчої від темпераДо конденсатора тури плавлення (наприклад, PVOH). Рис. 4.3. Схема відливання полімерної плівки Типовий процес отримання плівки відливанням на твердій поверхні на металевій рухомій стрічці складається з кількох стадій: приготування розчину полімеру; поливання розчину на рухому тверду поліровану поверхню; видалення й відведення розчинника від политого полімеру (рис. 4.3). Полімер розчиняють у суміші з кількох розчинників, з додаванням пластифікатора, стабілізатора, барвників та інших компонентів. Отриману суміш (1) нагрівають і ретельно перемішують у змішувачі (2) до досягнення робочої концентрації полімеру в 10–35 %. Суміш очищають на фільтр-пресі (3) і дезодорують від повітряних пухирців на деаераторі (4). Очищена, відфільтрована й дезодорована суміш подається у ємність фільєри (5). Із цієї фільєри розчин полімеру рівним шаром наносять на поверхню підігрітої рухомої металевої стрічки відливної машини (6). Довжина стрічки зазвичай не менш ніж 30 м, а ширина – 0,8–1,5 м. Додатково поверхню стрічки покривають захисним шаром PVOH, желатину або інших антиадгезивів. У відливній машині плівка висушується до залишкового вмісту розчинника 15–20 %. Видалений розчинник виводиться з камери відливної машини та конденсується. Потім за допомогою знімального валка плівка відділяється від рухомої стрічки й через промивну ванну (7) подається Рис. 4.4. Установка до камери сушарки (8), де Тепле для відливання досушується нагрітим по- повітря полімерної плівки на вітрям. Після цього плівка металевому барабані, розрізається по ширині та що обертається: намотується в пристрої (9) 1 – металевий барабан; у рулони. 2 – живильник із Крім того, відливання поліфільєрою для подавання мерних плівок може виконурозчину полімеру; ватися на підігрітому метале3 – сушарка; вому барабані, що повільно 4 – намотувальний Видалення парів обертається (рис. 4.4). пристрій [4.6] До конденсатора

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

127

5.2. Упаковка з плівкових пакувальних матеріалів

5.2. Упаковка з плівкових пакувальних матеріалів Споживча плівкова упаковка виготовляється з пакувальних плівок, товщина яких менше, ніж 250 мкм, а ширина в тисячі разів перевищує товщину [5.15–5.16]. Проте вона надійно захищає рідку, пастоподібну, сипку продукцію від зовнішніх впливів, має найменшу питому масу, низьку вартість і призначена як для одноразового, так і для багаторазового використання. Основним видом такої упаковки є споживчий пакет, місткість якого зазвичай не перевищує 3000 см3. Він має корпус у формі рукава або іншої конфігурації з дном та відкритим чи закритим верхом, з клапанами або без них. Дно може бути зі швом, складеним або суцільноформованим. Стінки і дно часто виконують із згинами та складками. Плоскі пакети без наповнення або наповнені продукцією виготовляють у формі прямокутника з двома, трьома і чотирма зварними швами. Виготовляють також плоскі пакети фігурні та у вигляді гірлянди. Об’ємні пакети мають значно більше різновидів: подушка, стік, із складкою, стабіло-пак, дойпак та інші [5.17]. Весь цикл виготовлення пакетів, фасування та пакування в них продукції автоматизований. Через це форма й конструкція споживчої полімерної плівкової упаковки значною мірою залежать від типу автоматичної пакеторобної або фасувально-пакувальної машини (табл. 5.2). Таблиця 5.2.

Основні види пакетів із пакувальних плівок Вид Плоский пакет із двома зварними швами

Опис Пакет має дно, що отримане при згинанні плівкового матеріалу, і два бічних зварних шви. Плівковий матеріал згинається в напрямку розмотування, пакети зварюють і пакують в них продукцію на HFFS

Пакувальні плівкові матеріали

Продукція для пакування

ВОРР; Coex PP/Adg/EVOH/Adg/PE; BOPP // BOPP; BOPP // CPP; BOPP // PE; BOPET // BOPP; BOPET // PE; Paper // PE

Паперові серветки, насіння, спеції, лікарські препарати тощо

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

185

Розділ 5. Споживча упаковка з полімерів Продовження табл. 5.2 Плоский пакет із трьома зварними швами

Зварними виконуються бічні сторони та дно пакета, або ж зварним може бути середній бічний шов пакета. Пакети виготовляють на VPS, HPS та HFFS

ВОРР; Соех РЕ/PE; Сoex PE/Adg/EVOH/Adg/PE; BOPP // BOPP; BOPP // CPP; BOPET // BOPP; BOPET // Сoex PE; BOPET // Сoex PE/AdgEVOH/Adg/PE; BOPET // Alu // PE; BOPET // PE; Paper // PE

Пакування в пакет-саше виконують на HFFS та VFFS з одного або двох рулонів полімерних плівок

ВОРР; Соех РЕ/РЕ; Соех PP/Аdg/РЕ; Соех PА/Аdg/РЕ; Сoex PP/Аdg/EVOH/Аdg/PE; Сoex PA/Аdg/EVOH/Аdg/PE; BOPP // BOPP; BOPP // CPP; ВОPET // BOPP; Те саме ВОPET // PE; ВОPET // Сoex PE/Аdg/EVOH/Аdg/PE; ВОPА // Сoex PE/Аdg/EVOH/Аdg/PE; ВОPET // PE; Paper // PE

Об’ємний пакет без клинових складок з одним поздовжнім та двома поперечними зварними швами. Пакування в пакети-подушки в основному виконують на VFFS

Молочні продукти, крупи, концентрати, BOPP; Соех РЕ/PE; сухофрукти, Сoex PE/ Аdg /EVOH/ Аdg /PE; драже, BOPP // BOPP; льодяники, BOPP // CPP; снеки, чипси Сoex PE // Сoex PE тощо. Продукти для варіння та запікання (в сітчастих мішечках)

Пакет із чотирма зварними швами (саше)

Пакет-подушка

186

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Паперові серветки, насіння, спеції, лікарські препарати та засоби, різні сухі та сипкі продукти, штучні товари тощо

5.2. Упаковка з плівкових пакувальних матеріалів

Продовження табл. 5.2 Стік-пакет

Об’ємний пакет із складкою

Пакет-пірамідка

Разовий видовжений пакет невеликих розмірів без клинових складок з одним поздовжнім та двома поперечними швами. Пакування в стіки виконують на VFFS

ВОPET // PE; ВОPET // Alu // PE; ВОРР // Alu // PE; Paper // Alu // PE; ВОPET // Met ВОPET // PE; ВОPА // Сoex PE; ВОPET // Сoex PE/Аdg/EVOH/Аdg/PE

Пакет з одним поздовжнім, двома поперечними зварними швами та з бічними клиновими складками. Пакування виконують на VFFS, рідше на HFFS

Сипкі, гранульовані й сухі продукти (крупи, BOPP; Соех PE; концентрати, Сoex PE/Аdg/EVOH/Аdg/PE; сухофрукти, BOPP // BOPP; драже, BOPP // CPP; льодяники, Сoex PE // Сoex PE снеки, чипси тощо), порошкоподібні й гранульовані хімічні товари

Пакет-пірамідка місткістю до 100 см3 має один неперервний зварний поздовжній шов та поперечні зварні шви, що хрестоподібно змінюють своє положення в горизонтальній площині. Пакування здійснюють на VFFS

PE // Paper // PE; PE // Paper // Аdg // Alu //Аdg // PE

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Порошкоподібні, гранульовані, рідкі та пастоподібні продукти (кава, какао, спеції, шампуні, мийні та косметичні засоби тощо)

Молочні продукти, соки, сиропи, драже, снеки, гранульований чай тощо

187

Розділ 5. Споживча упаковка з полімерів Продовження табл. 5.2 Дой-пак

Стійкий пакет із складчастим вставним закругленим дном, боковими зварними швами і плоским верхом із горизонтальним зварним швом. Пакети виготовляють на HРS, а суміщають виготовлення та фасування продукції на НFFS

Стійкий пакет із складчастим зварним Пакет має бокові шви, плоский дном та кутовими верх та зварне швами складчасте дно з кутовими швами. Пакети виготовляють на HРS, а суміщають виготовлення та фасування продукції на НFFS Стійкий пакет шеєр-пак

188

Об’ємний пакет із дном, чотирма зварними вертикальними швами та горловиною з ковпачком. Виготовляють пакети на HРS, а суміщають виготовлення та фасування продукції на НFFS

Сипкі, рідкі, пастоподібні та штучні продукти: молочні ВОPET // Coex PE; суміші, соуси, ВОPET // Alu // Coex PE; майонез, кетВОPET // Coex PE/Аdg/чуп, приправи, EVOH/Аdg/PE; спеції, кава, ВОPET // Met PET // Coex PE; чай, какао, олія, ВОPET // ВОPA // Alu //соки, сухофрукВОPA // PP. ти, цукерки, HDPE для горловини і снеки, корм для ковпачків домашніх тварин, детергенти, товари побутової хімії, гігієни, косметики тощо

ВОPET // Coex PE; ВОPET // Alu // Coex PE; ВОPET // Coex PE/Аdg/Те саме EVOH/Аdg/PE; ВОPET // Met PET // Coex PE

BOPET // Alu // PA // PE. HDPE для горловини та ковпачка

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Соки, прохолодні напої, ординарні вина тощо

5.2. Упаковка з плівкових пакувальних матеріалів

Продовження табл. 5.2 Фігурний пакет Плоский або об’ємний пакет із зварними швами по фігурному контуру. Виготовляють пакети на HРS Пакет із плоским дном

Квадро-пак, стабіло-пак

Пакет із плоским прямокутним дном, одним поздовжнім і поперечним зварними швами, плоским зварним верхом. Може бути з одним або трьома круглими отворами. Пакети також можуть мати приварену картку або зіп-застібку. Виготовляють та наповнюють пакети на VFFS Стійкий пакет із чотирма вертикальними зварними швами. Різновидами є пакети з профільованими краями, чотиригранні зварні пакети, а також пакети з плоским звареним по контуру дном. Пакети виготовляють на HРS, виготовляють та наповнюють на VFFS

ВОPET // Coex PE; ВОРА // Coex PE; ВОPET // Alu // Coex PE; ВОPET // Coex PE/Аdg/EVOH/Аdg/PE; ВОPET // Met ВОPET //Coex PE; ВОPET // ВОPA // Alu //ВОPA // PP

Сувенірна й подарункова продукція (смаколики, цукерки), снеки, попкорн тощо

Coex PE; BOPP; BOPP // BOPP; BOPP // CPP; Coex PE // Coex PE

Сипкі продукти (крупи, макаронні вироби, кава, чай, какао, мюслі, сухі сніданки), цукерки, снеки, корм для домашніх тварин, мийні засоби тощо

Coex PE; BOPP // BOPP; BOPP // CPP; ВОPET // Coex PE; PET // Alu // Coex PE; ВОPET // Coex PE/Аdg/EVOH/Аdg/PE; ВОPET // Met PET // Coex PE

Сипкі продукти (кава, чай, какао, цукерки, снеки), корм для домашніх тварин тощо

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

189

Розділ 5. Споживча упаковка з полімерів Закінчення табл. 5.2 Пакет із липкою стрічкою

Прямокутний стійкий пакет із плоским верхом, заклеєним липкою стрічкою. Пакет виготовляють і наповнюють на VFFS

ВОPET // Coex PE; ВОPET // Alu // Coex PE; ВОPET // Coex PE/Аdg/EVOH/Аdg/PE; ВОPET // Met ВОPET //Coex PE

Кава, какао, чай, цукерки, снеки тощо

Стійкий прямокутний пакет із верхом, закріпленим кліпсою. Пакет виготовляють і наповнюють на VFFS

Coex PE; BOPP; BOPP // BOPP; BOPP // CPP

Хлібобулочні вироби, цукерки, снеки, морозиво тощо

Пакет із кліпсою

Разові пакети мають елементи для легкого їх відкривання: надрізи, насічки, механічну або лазерну перфорацію або круглі висічки одного із шарів ламінату в стінці пакета для протикання отвору полімерною трубочкою для пиття (рис. 5.3). Повторне закривання разової упаковки, як правило, не передбачається.

Рис. 5.3. Елементи для легкого відкривання разової полімерної споживчої упаковки: Zig-zag (а); Central-neck (б); Diamond Serrated + Micro-perforation (в); Central-neck + Tear notch (г); Micro-diamond Serrated + Tear notch (д); Micro-diamond + Tear notch (е); Tear-open notch (є) Об’ємні пакети більшої місткості мають елементи для багаторазового відкривання й повторного закривання: липкі стрічки та смужки з клеєм постійної липкості, кліпси, зіп-застібки, повзункові зіп-застібки (слайдери), закупорювальні елементи систем Tin-Tie, Finger Grip, Multipeel, Seal Strip, Clip Tie тощо (рис. 5.4).

190

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

5.2. Упаковка з плівкових пакувальних матеріалів

Рис. 5.4. Елементи для легкого відкривання і повторного закривання полімерної споживчої упаковки: Zip (а), Tin-Tie (б), Clip Tie (в), Label (г), Seal Strip (д) Слайдери – повзункові зіп-застібки – широко застосовують у полімерних пакетах багаторазового використання для пакування медичних інструментів, галантерейних виробів, різного приладдя. Розроблені CR-слайдери, які перешкоджають відкриванню гнучкої б) в) упаковки дітьми віком до п’яти років. Вони а) Рис. 5.5. CR-слайдери з повзунком мають спеціальні повзунки типу Press-ToEngage, які відкривають упаковку внаслідок типу Press-To-Engage, що кількох дій: вирівняти, натиснути, потягнути відкривається після вирівнювання (рис. 5.5). Такі застібки можна застосовувати язичка (а), натиснення на верх для герметизації упаковки для лікарських повзунка (б) та його переміщення (в) препаратів, щоб запобігти доступу до них маленьких дітей. Щоб продемонструвати в супермаркеті упакований товар, пакети мають отвори різної форми: круглі, у вигляді півмісяця, перервного кола (типу «батерфляй»), плечиків, профільованих отворів (рис. 5.6). Для перенесення об’ємних пакетів виконують отвори для всієї руки або трьох окремих пальців (рис. 5.7). Споживчі пакети з полімерних плівок використовують як для харчових продуктів,

Carrying handle

Рис. 5.6. Функціональні елементи для підвішування гнучкої полімерної споживчої упаковки

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

191

Розділ 5. Споживча упаковка з полімерів

Рис. 5.7. Отвори для перенесення об’ємних полімерних пакетів Рис. 5.10. Пакет дой-пак із різьбовим носиком для соусу

так і для промислових товарів (рис. 5.8–5.18). Ексклюзивними є стійкі пакети з плоским дном (рис. 5.19), які краще експонують упаковану продукцію на полицях магазинів (рис. 5.20). Для пакування продуктів, які при зберіганні інтенсивно виділяють гази й пари (свіжообсмажені кавові зерна, недозрілі сири тощо), застосовують пакети з дренажними клапанами (рис. 5.21).

Рис. 5.8. Пакети-саше з аптечними товарами

Рис. 5.11. Пакети-подушки для молочних продуктів

Рис. 5.9. Пакет шеєр-пак з екзотичним соком 192

Рис. 5.12. Стік-пакети з косметичними кремами

Рис. 5.13. Стійкий пакет із складчастим зварним дном і кутовими швами, у якому міститься мийний засіб

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

5.2. Упаковка з плівкових пакувальних матеріалів

Рис. 5.14. Стійкі пакети з кавою

Рис. 5.18. Пакет квадропак із кормом для домашніх собак

Рис. 5.19. Cтійкий пакет із плоским дном для канцтоварів

Рис. 5.15. Фігурний стійкий пакет для снеків

Рис. 5.16. Пакет із кліпсою для нарізаного хліба

Рис. 5.20. Стійкі пакети з плоским дном, у яких міститься корм для домашніх собак

Рис. 5.17. Стійкий пакет із рисом

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Рис. 5.21. Стійкий пакет із клапаном для кави в зернах

193

Розділ 5. Споживча упаковка з полімерів Іншим типом упаковки з полімерних плівок є упаковка-обгортка. Вона виготовляється при пакуванні продукції зі стабільними розмірами та формою. При ручному загортанні окремі операції пакування найчастіше фіксують загинанням або загортанням матеріалу на виробі, утримуючи його руками, клеєм, липкою стрічкою, скобами тощо (рис. 5.22).

Рис. 5.22. Операції при ручному загортанні прямокутного виробу в гнучкий пакувальний матеріал з утворенням упаковки-обгортки (місця фіксації з’єднань позначені прямокутником або скобою) Для утворення упаковки-обгортки при машинному пакуванні використовують найпростіші прийоми з’єднання окремих елементів листа, який відрізається з рулону пакувального матеріалу, щоб отримати раціональну конструкцію упаковки. Вона повинна не ускладнити роботу пакувальної машини, а зробити процес пакування штучних виробів більш ефективним. Пакування в обгортку флоу-пак або флоу-пак-реп виконується на горизонтальних пакувальних автоматах. УпаковРис. 5.23. Упаковка- ка-обгортка щільно прилягає до виробу та має один позобгортка флоу-пак довжній (внутрішній по внутрішньому шару плівки) і два для печива поперечних шви (рис. 5.23). Лінію поперечного відрізання упаковки виконують прямою або зигзагом. Упаковку флоу-пак виготовляють найчастіше у вигляді прямокутної площинної обгортки або обгортки з бічними складками (рис. 5.24). Зазвичай площинну упаковку-обгортку (рис. 5.24, а) використовують для виробів із відносно невеликою товщиною щодо їх ширини, щоб позбавитися від складок на поперечному шві. б) При більшій товщині виробу користу- а) ються упаковкою флоу-пак із бічними Рис. 5.24. Основні різновиди упаковкискладками (рис. 5.24, б). Таку упаков- обгортки флоу-пак: площинна обгортку-обгортку складно відрізнити від па- ка (а); обгортка з бічними складками (б) 194

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

5.2. Упаковка з плівкових пакувальних матеріалів

а)

б)

в) г)

Рис. 5.25. Варіанти упаковки-обгортки флоу-пак: із просічкою для відкривання (а); із просічкою і отвором для підвішування (б); упаковка для групи виробів з функціональним елементом для відкривання типу «зигзаг» (в); групова упаковка з кількох одиниць індивідуальної упаковки (г)

а)

ковання в попередньо виготовлені пакети з одним поздовжнім і двома поперечними швами. Різниця полягає в тому, що упаковка-обгортка флоу-пак щільно прилягає до виробу, а при використанні готового пакета між виробом і стінкою упаковки утворюється зазор, який дозволяє вкладати продукцію в пакет. Також по-іншому в готових пакетах може бути виконано поздовжній шов (внутрішній по зовнішньому шару плівки або внутрішній по внутрішньому, після його повороту на 180°). Для пакування в упаковку-обгортку використовують різні матеріали: папір, біаксіально орієнтовані плівки (ВОРР, ВОРЕТ, BOРA), одно- і багатошарові полімерні плівки на основі РЕ, РР та їх співполімерів, у тому числі термозбіжні; гнучкі пакувальні ламіновані матеріали на основі полімерних плівок, Аlu, паперу, нетканих матеріалів. Найчастіше для паковання флоу-пак використовують ламінати: ВОРР // ВОРР; BOРЕТ // ВОРР; BOРЕT // Аlu // Coex РЕ; BOРЕТ // Coex РЕ; Paper // Alu // Coex PE; Paper // PE // Alu // Coex PE тощо. Такі матеріали товщиною 30–150 мкм можуть мати термозварне покриття або смужки клею-плаву чи клею постійної липкості,

б)

в)

Рис. 5.26. Різноманітна харчова продукція, упакована в споживчу упаковку флоу-пак: кондитерські вироби (а); овочі (б); стопка печива (в)

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

195

Розділ 6. Пакування продукції в споживчу полімерну упаковку

Розділ 6.

ПАКУВАННЯ ПРОДУКЦІЇ В СПОЖИВЧУ ПОЛІМЕРНУ УПАКОВКУ 6.1. Операції пакування При пакуванні продукції виконують різноманітні операції, у яких взаємодіють головні складові технологічного процесу: продукція, пакувальний матеріал, пакувальне обладнання та упаковка (рис. 6.1). Основні операції спрямовані на об’єкт пакування – продукцію. До них належать: асептична та інша обробка, а також підготовка продуктів до пакування (гомогенізація, нагрівання, охолодження, знепилення тощо); накопичення, сортування, групування, контролювання якості; відмірювання, дозування, порціонування, фасування продукції. До додаткових операцій пакування належать: обробка пакувальних матеріалів, тари й ДПЗ; виготовлення або формування полімерної упаковки; формування ДПЗ та їх установка; створення всередині упаковки модифікованого мікросередовища (вакуумування, наповнення газом тощо); закривання, закупорювання та герметизація упаковки. Герметизовану упаковку з продукцією етикетують та маркують. На упаковці можуть бути встановлені індикатори рН, температури, кисню й вологи, ознак окислення, псування, контролери пахощів тощо. Допоміжними машинними й технологічними операціями є діагностика, облік і контроль виконання операцій, миття, очищення та автоматичне переналагодження обладнання. Поєднання окремих операцій пакування в єдиний виробничий ланцюжок здійснюється за допомогою різноманітних конвеєрних систем. Для переміщення продукції, що підлягає пакуванню, залежно від її фізичного стану та інших характеристик застосовують пневматичні, гідравлічні, вібраційні, стрічкові, ковшові, гравітаційні, аеромеханічні, шнекові та інші типи конвеєрів. Міжмашинне переміщення тари та упаковки з продукцією часто відбувається за допомогою муль-

240

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

6.1. Операції пакування

Асептична та додаткова обробка продукції

ПРОДУКЦІЯ

Сортування, накопичення, групування, контроль якості та інші операції

Формування на СУ функціональних елементів, установка ДПЗ і функціональних засобів

ДПЗ ТА ФУНКЦІОНАЛЬНІ ПРИСТОСУВАННЯ

Відмірювання, дозування, порціонування, фасування

Виготовлення або формування полімерної споживчої упаковки

ПОЛІМЕРНІ ПАКУВАЛЬНІ МАТЕРІАЛИ, ТАРА І ДПЗ

ОБРОБКА ПАКУВАЛЬНИХ ДПЗ

МАТЕРІАЛІВ, ТАРИ І

ЗАСОБИ ДЛЯ СТВОРЕННЯ МОДИФІКОВАНОГО СЕРЕДОВИЩА: ІНЕРТНІ ГАЗИ, АДСОРБЕНТИ ВОЛОГИ ТА ЕКОТОКСИКАНТІВ, ПОГЛИНАЧІ КИСНЮ

Створення модифікованого середовища всередині СУ

Герметизувальні елементи

Закривання (герметизація) СУ

ТА ІНШИХ ГАЗІВ; ГЕНЕРАТОРИ ВУГЛЕКИСЛОГО ГАЗУ, ВОЛОГИ, ЕТАНОЛУ; АБСОРБЕНТИ-ОЧИСНИКИ;

ЗАКРИТА (ГЕРМЕТИЗОВАНА) СУ З ПРОДУКЦІЄЮ

КОНСЕРВАНТИ, АНТИОКИСЛЮВАЧІ, ВІТАМІННІ КОМПЛЕКСИ, АНТИМІКРОБНІ РЕЧОВИНИ, БІОЛОГІЧНО АКТИВНІ ПРЕПАРАТИ ТА ІНШІ ЗАСОБИ

УПАКОВАНА ПРОДУКЦІЯ В ТРАНСПОРТНИХ ПАКЕТАХ

Групування і пакування СУ в транспортну тару Укладка транспортної тари та скріплення транспортних пакетів

Етикетування, маркування та установка на СУ індикаторів і контролерів

ЕТИКЕТКА, МАРКУВАННЯ

Індикатори рН, температури, кисню і вологи, контролери пахощів, індикатори ознак окислення, псування тощо

Рис. 6.1. Операції пакування продукції в полімерну упаковку тифлексних ланцюгових конвеєрних систем, де використовують полімерні елементи. Їх гнучка конструкція допускає як горизонтальну, так і вертикальну зміну напрямку руху (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Мультифлексна ланцюгова конвеєрна система для переміщення полімерної упаковки з продукцією

6.2. Операції підготовки продукції до пакування Перед пакуванням продукцію сортують, накопичують, групують. Вона проходить ретельний контроль якості та інші підготовчі операції. В харчовій та інших галузях нині використовують відкриті системи контролю та управління якістю партій продукції, що підлягають пакуванню. На зміну ручному оцінюванню якості та сортуванню прийшли автоматизовані системи. Контрольні системи пакування. Автоматизовані та комп’ютеризовані системи застосовують для контролю якості олії, пива, сиропів, молочних, м’ясних і рибних продуктів, випічки, видалення зіпсованої їжі, у виробництві лікарських препара-

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

241

Розділ 6. Пакування продукції в споживчу полімерну упаковку тів, при виготовленні тютюнових виробів, отриманні якісних чипсів та в інших процесах. Вони можуть мати вбудовані металошукачі, рентгенівські апарати, шукачі протікання, голографічні сканери, сканери штрих-кодів, датчики температури тощо. Впровадження цих систем покращило якість продукції та збільшило продуктивність при одночасному зниженні виробничих затрат. Сортування, накопичення, групування. Операції із сортування й відбирання якісної продукції для пакування нині виконують із використанням робототехніки та Рис. 6.3. Комп’ютеризований комп’ютеризованих сортувальників. Розсортувальник за кольором для повсюдженим стало оптичне (цифрове) штучних, кускових і гранульованих сортування за розміром, формою й якісхарчових продуктів (горіхи, кавові тю. В такому комп’ютеризованому прозерна, оливки, чипси тощо) цесі для сортування штучних харчових продуктів використовують візуальні камери та/або лазерну техніку. За допомогою датчиків різних типів, спеціального програмного забезпечення і комп’ютерної обробки зображень, оптичні сортувальні пристрої можуть розпізнати колір, розмір, форму, структурні властивості та хімічний склад продукції. Вони ідентифікують та видаляють дефектну продукцію та сторонні речі з виробничої лінії або розділяють продукти на різні сорти й типи за встановленими критеріями приймання/ відхилення (рис. 6.3). Оптичне сортування досягло неруйнівного 100%-го контролю в режимі реального часу при неперервному виробництві харчової продукції (рис. 6.4). Оптичні сортувальники використовують для обробки картоплі, овочів, фруктів, цитрусових, бобових, горіхів, чипсів, оливок, зернової кави, чайного Рис. 6.4. Комп’ютеризоване оптичне листя, ванілі й різних спецій та сортування та контролювання якості макаронних виробів багатьох інших продуктів.

242

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

6.2. Операції підготовки продукції до пакування

Рис. 6.5. Чеквеєр для зважування полуниці перед її пакуванням у полімерну упаковку

Автоматичні контрольні ваги неперервної дії – чеквеєри – є важливим елементом сучасних комп’ютеризованих пакувальних систем. Зазвичай їх поміщають у кінці виробничого ланцюжка з метою контролювання ваги упакованої продукції та автоматичного видалення виробів, параметри яких перебувають за межами встановленого допуску. Чеквеєри також використовують при сортуванні та маркуванні упакованої продукції, обрахунку її кількості, розмірів та виконання інших операцій (рис. 6.5). Накопичення, групування та інші підготовчі операції перед пакуванням продукції стали можливими завдяки розвитку технологій та обладнання для автоматизованого неперервного потокового виготов-

а)

б)

Рис. 6.6. Тунельні печі з непрямим конвекційним нагріванням (а) і гібридні (б)

Рис. 6.7. Автоматизована лінія для розділення та контролю якості тушок птиці

лення багатьох харчових виробів: випічки, цукерок, формованого шоколаду тощо. Так, при випіканні тортів, піци, пирогів використовують конвекційні печі непрямого нагрівання. Для виготовлення різних сортів печива, бубликів, сушок та інших виробів, де випікання доповнюється сушінням, застосовують гібридні тунельні печі. Вони видають виготовлену продукцію впорядковано, що дало змогу раціоналізувати організацію неперервного групування й накопичення випічки перед її пакуванням (рис. 6.6).

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

243

Розділ 6. Пакування продукції в споживчу полімерну упаковку Підготовка до пакування м’яса птиці починається на автоматизованих лініях, на ланцюговому конвеєрі яких виконуються розділення, парова пастеризація й контролювання якості тушок (рис. 6.7). Кінцевим результатом цих операцій є повторне зважування битої птиці на контрольних вагах, а потім її заморожування та пакування в полімерні пакети. Рис. 6.8. Повітряний тунельний морозильник для впорядкованої видачі харчових продуктів на пакування Для швидкого низькотемпературного заморожування до –18 °C і підготовки до поточного пакування птиці, м’яса, риби, морепродуктів, овочів, фруктів, картоплі фрі, гамбургерів та інших заморожених продуктів застосовують проточні охолоджувачі, здвоєні контактні Рис. 6.9. Спіральний морозильник для морозильники та повітряні морозаморожування та впорядкованої видачі харчових продуктів перед пакуванням зильники. Заморожений продукт, що міститься на стрічковому або спіральному конвеєрі, видається впорядковано, що полегшує виконання подальших пакувальних операцій (рис. 6.8–6.9). Використання потокових морозильників спрощує пакування продуктів глибокої заморозки. В кінці потоку заморожені продукти поміщають у полімерну споживчу, а потім у транспортну упаковку, які зберігають їх цілісність під час транспортування, складування і реалізації [6.1].

6.3. Консервування та зберігання харчових продуктів у пакованні Харчовий продукт при зберіганні в полімерному пакованні може перебувати в одному з трьох станів: біозу, анабіозу або абіозу. Для підтримання кожного з них використовують різні методи зберігання продуктів (табл. 6.1).

244

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

6.3. Консервування та зберігання харчових продуктів у пакованні Таблиця 6.1.

Методи зберігання харчових продуктів Харчовий продукт

Стан

Свіжі фрукти, ягоди, овочі, салати; морепродукти та інші продукти без спеціальної обробки

Біоз – подовження терміну зберігання свіжих продуктів внаслідок обмеження в них інтенсивності життєвих процесів за рахунок використання їх природного імунітету

Заморожені овочі, ягоди, фрукти, м’ясо, птиця, риба, морепродукти; сухофрукти; сушена, в’ялена і засолена риба; сухе молоко, сир, чипси, випічка; зацукровані кондитерські вироби; пресовані та сублімовані продукти Плодово-ягідні соки; м’ясні, рибні, фруктові, овочеві та інші консерви

Метод зберігання Охолодження, підтримання необхідної вологості та стану навколишнього середовища

Замороження, паскалізація, зневоднення, Анабіоз – пригнічення або сублімація, створення припинення всіх процесів, високих концентрацій що відбуваються в продукті, осмотично активних речовин, засалювання, заглушення ферментів та приведення мікроорганізмів зацукровування, спиртування, до анабіотичного стану маринування, квашення тощо Абіоз – повне припинення Ретортабельне пакування, стерилізація струмами всіх життєвих процесів високої та надвисокої у клітинах, руйнація частоти, ПІК-хвильова ферментів, знищення обробка мікробів

Перед пакуванням харчові продукти можуть бути перероблені з використанням давно відомих технологій зберігання й консервування їжі: желерування; охолодження й заморожування; висушування; бродіння та ферментації; додавання консервантів; використання антимікробного середовища (кислого, насиченого сіллю, цукром тощо), тундалізації; обробки при високій температурі та інших. Традиційні методи консервування (сушіння, випарювання, копчення, в’ялення, соління, підкислення, ферментація й термічна обробка) руйнують вітаміни, а також негативно діють на колір, смак і концентрацію поживних речовин. Розроблені до 1980-х рр. такі методи переробки харчових продуктів, як сублімаційне сушіння, обробка іонізуючим випромінюванням тощо, не отримали значного поширення через недостатню безпеку, великі витрати енергії та інші причини [6.2; 6.3]. У 2000-х рр. було впроваджено новий метод зберігання їжі – паскалізацію (бріджманізацію). Харчовий продукт стискають, що дезактивує частину мікроорганізмів і ферментів. Така обробка практично не призводить до втрати цінних компонентів і екстрактних речовин, яка відбувається при будь-якій тепловій дії. Спершу паскалізацію проводили під високим тиском або під високим гідростатичним тиском (понад 340 МПа протягом 15–20 хв). У США було розроблено

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

245

Розділ 6. Пакування продукції в споживчу полімерну упаковку ізостатичний процес паскалізації харчових продуктів під ультрависоким тиском. Було виявлено, що паскалізація полегшує відділення м’яса ракоподібних (омарів, крабів, креветок тощо) від їх раковин. Наприкінці 1990-х рр. у продаж надійшов перший американський комерційний продукт – Guacamole, холодна закуска-пюре з м’якоті авокадо з домішкою соку лайма, подрібнених помідорів, кіндзи, зеленого перцю чилі, а також інших овочів і приправ (рис. 6.10). Його було стерилізовано методом паскалізації під ультрависоким тиском, який не змінював смаку, текстури або кольору продукту та збільшував терміни його зберігання з 3 до 30 діб. За допомогою паскалізації в США, Японії та інших країнах нині виготовляють ряд нових харчових продуктів з відмінним запахом і смаком: фреш-соки, йогурти, соуси, желе, джеми, пюре, паштети, салатні Рис. 6.10. Полімерний заправки, рисові наліпки, оригінальні страви з м’яса, пакет з овочевою сумішшю Guacamole, риби й морепродуктів. стерилізованою Щоб знезаразити перед пакуванням рідкі харчові прометодом паскалізації дукти (молоко, соки, пиво тощо), застосовують такі різ- під ультрависоким новиди одноразового нагрівання (пастеризації): тиском  тривала (при 63–65 °C протягом 30–40 хв);  короткочасна (при 75–85 °C протягом 0,5–1 хв);  миттєва (при 90–98 °C протягом кількох секунд). Пастеризація подовжує терміни зберігання продуктів за знижених температур лише обмежений період часу. У продукті гинуть вегетативні форми мікроорганізмів, однак їх спори залишаються в життєздатному стані та при виникненні сприятливих умов починають інтенсивно розвиватися. Це обмежило використання пастеризації багатьох харчових продуктів перед їх пакуванням. Основним фактором, що визначає інтенсивність теплової обробки, є значення рН харчового продукту, яке обумовлює потенційну можливість розмноження мікроорганізмів. Вважається, що при рН < 4,5 розмножуються тільки дріжджі, плісняві грибки, деякі непатогенні бактерії. Тому кислі харчові продукти можуть пастеризуватися за температури до 100 °С. Всі інші продукти з рН  4,5 для тривалого зберігання за кімнатної температури повинні стерилізуватися при температурі понад 100 °С. При стерилізації термолабільних лікарських препаратів, грибів, ягід та іншої продукції користуються роздробленою пастеризацією – тиндалізацією, що подовжує терміни її зберігання. Потрібний об’єкт короткочасно (до 1 год) нагрівають при температурі понад 60 °С від 3 до 5 разів із проміжками в 24 год. За цей час вегетативні клітини, які проросли із спор бактерій, гинуть при подальшому нагріванні.

246

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

6.3. Консервування та зберігання харчових продуктів у пакованні

Однак тиндалізація – загалом тривалий процес, і вона не знайшла широкого застосування в швидкоплинних поточних пакувальних процесах. Консервовані продукти нині, замість скляних або металевих банок, поміщають у компактні реторт-пакети з ламінованих гнучких плівкових матеріалів (рис. 6.11). Для подовження терміну зберігання консервів до складу ламінатів включають світло-, газо-, мі- а) кробо-, ароматонепроникну Alu. Крім того, ламінати для пакування консерРис. 6.11. Консервовані вів мають шари термостійких плівок продукти (а) з орієнтованих ВОРЕТ, ВОРА, СРР. та польовий Типовими структурами ламінатів для пайок MRE реторт-пакетів є ВОРЕТ // Alu // СРР; армії США (б) ВОРЕТ // Alu // ВОРЕТ // СРР; у ретортВОРЕТ // Alu // ВОРА // СРР та інші. пакетах б) Продукти, які пастеризуються, кладуть у реторт-пакети нагрітими до 80–95 °C, або ж реторт-пакети з продуктами обробляють в автоклавах при 90–115 °C. Стерилізовані консерви отримують при нагріванні до 135 °C загерметизованих реторт-пакетів із продуктами. Пастеризацію або стерилізацію продукції в реторт-пакетах проводять у горизонтальних автоклавах-стерилізаторах (рис. 6.12). З метою теплової обробки продуктів у реторт-пакетах використовують резервуарні системи стерилізації. Як теплоносії при стерилізації (понад 100 °C) або пастеризації (80–95 °C) упакованої їжі та напоїв застосовують пар або гарячу воду. На сучасних підприємствах використовують автоклави з автоматичним завантаженням і вивантаженням упакованих харчових продуктів (рис. 6.13). До складу ліній ретортабельної обробки їжі в реторт-пакетах входять: камери для високотемпературної обробки, корзини для розміщення упаковки, завантажувальні й Рис. 6.12. Завантаження розвантажувальні пристрої, системи контролю та сітчастих корзин із ретортуправління технологічним процесом. Реторт-папакетами для термообробки кети із загерметизованою їжею поміщають у в горизонтальний автоклавкорзини, які завантажують у камеру автоклава. стерилізатор

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

247

Розділ 6. Пакування продукції в споживчу полімерну упаковку Потім в автоклавах упаковку нагрівають за допомогою гарячої води або пари до 116–121 °C протягом кількох хвилин під високим тиском. Використання горизонтальних рідинних автоклавів дало змогу налагодити виробництво консервованих і готових до вживання харчових продуктів у ретортабельній гнучкій упаковці. В реторт-пакетах виготовляють армійські пайки, снеки й десерти; м’ясні, рибні, овочеві Рис. 6.13. Автоматичні рідинні автоклави із та фруктові консерви, корм системою завантаження та вивантаження для домашніх тварин, котлеупакованих у реторт-пакети харчових продуктів ти та фрикадельки, соуси й приправи; готові страви з рису, квасолі, сої, круп, макаронів, супи, пюре, гуляш, плов, овочеві та фруктові соки, прохолоджувальні напої тощо [6.4].

6.4. Асептична обробка при пакуванні харчових продуктів Асептична обробка харчових продуктів і фармацевтичних товарів полягає в їх попередній стерилізації перед пакуванням, стерилізації пакувального матеріалу та збереженні стерильних умов під час пакування в стерилізовану упаковку. В результаті отримують упаковані продукти, які протягом довгого часу стабільні за кімнатної температури і не потребують зберігання в холодильниках. Асептичну обробку застосовують при консервації молока й молочних продуктів, соків, десертів, рідких яєць, салатних і борщових заправок, подрібнених фруктів та овочів, супів, дитячого харчування, суміші для приготування морозива тощо [6.5]. При асептичному пакуванні продукт, пакувальний матеріал та упаковку найчастіше стерилізують окремо, а потім оброблену упаковку в стерильних умовах заповнюють підготовленим продуктом і закупорюють. Обробка пакувального матеріалу, яку проводять перед фасуванням продукту, допомагає позбавитися від шкідливих мікроорганізмів, що можуть пошкодити вміст упаковки. Способи обробки харчових продуктів, пакувальних матеріалів і упаковки використовують відповідно до властивостей полімерних пакувальних матеріалів та упаковки, а також особливостей їх застосування в процесі пакування, транспортування та тривалого зберігання упакованого продукту (табл. 6.2).

248

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

6.4. Асептична обробка при пакуванні харчових продуктів

Таблиця 6.2.

Методи обробки харчових продуктів, пакувальних матеріалів та упаковки в пакувальних процесах Метод

Особливості

Сфера застосування

Введення домішок у пакувальний матеріал або всередину упаковки

Домішки - антисептики, При пакуванні сиру, соусів і бактерицидні речовини, консерванти, УФ-абсорбери деяких інших продуктів тощо

Механічне очищення пакувального матеріалу

Антистатична обробка, знепилювання, продування стерильним повітрям, обробка в ультразвуковій ванні

У сполученні з хімічною або термічною стерилізацією пакувальних матеріалів

Опромінення При хімічній або термічній Інфрачервоні випромінювачі інфрачервоними або стерилізації пакувальних або лампи УФ-світла УФ-променями матеріалів та упаковки Гаряче фасування рідких і пастоподібних харчових продуктів

Термічна пастеризація упаковки гарячим продуктом

Фасування соків, соусів, різних рідких і пастоподібних харчових продуктів

Стерилізація закритої упаковки з продуктом в автоклавах

Термічна стерилізація упаковки з продуктом в автоклавах

Пакування в реторт-пакети рибних, м’ясних, овочевих і фруктових консервів, супів, приправ і соусів, соків, снеків, готових страв та інших харчових продуктів

Термічна пастеризація або стерилізація упаковки

Обробка упаковки перед її наповненням продуктом насиченою парою, гарячим повітрям, сумішшю пари й гарячого повітря

Наповнення упаковки типу Bag-in-Box фруктовими та овочевими концентратами, соусами, соками, винами та іншими продуктами

Хімічна стерилізація

Обробка пакувальних матеріалів перекисом водню Пакування в пакети молочних полосканням, розпиленням та інших продуктів або зануренням у ванну

Радіаційна обробка

Обробка упаковки й пакувальних матеріалів іонізуючими гаммапроменями

Обробка пакетів для упаковки типу Bag-in-Box, що призначена для соків, вина, молока і молочних продуктів, фруктової пульпи, сировини для мармеладу

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

249

Розділ 6. Пакування продукції в споживчу полімерну упаковку Закінчення табл. 6.2 Комбіновані способи обробки та стерилізації

Ультразвукова ванна + УФпромені; перекис водню + УФпромені

Обробка пакувальних матеріалів, призначених для молока, молочних напоїв і сумішей, соків та інших харчових продуктів

ПІК-хвильове опромінення

Опромінення високоенергетичними електронами

Обробка пакувальних матеріалів та упаковки з продукцією

Перспективні методи обробки

Обробка пакувальних матеріалів за допомогою мікрохвильового випромінювання, імпульсних світлових, електричних і магнітних полів

Пакувальні матеріали обробляють озоном та хімічними стерилізуючими речовинами: розчинами перекису водню (Н2О2), сумішшю (Н2О2 + оцет) та іншими хімічними сполуками, що здатні знищувати мікроорганізми. Стерилізація пакувальних матеріалів часто виконується нагрітим до 65–80 °С перекисом водню у вигляді рідини, пари або аерозолю. Матеріал занурюється в 30–40%-й розчин перекису водню, або ж розчин наноситься на матеріал за допомогою валиків. Стерилізація може здійснюватися розбризкуванням або розпиленням розчину й гарячого повітря за допомогою форсунки чи конденсацією пароподібного перекису на поверхні матеріалу в спеціальних камерах. Після просушування оброблена упаковка надходить до зони заповнення стерилізованим продуктом. Потім упаковку промивають струменем інертного газу. Пакувальні матеріали та упаковку також очищають паром і гарячою водою, або застосовують різні комбінації методів. Системи обробки продукту та обладнання для пакування очищають і повторно стерилізують при відновленні операцій обробки та/або пакування. Пакувальне обладнання і пакувальні матеріали стерилізують насиченою й перегрітою парою, нагрітим перекисом водню, а також іншими способами. У 1960-х рр. американський лікар Гарольд Андерсен і його колега Тюбе Андерсен розробили технологію та пристрій для стерилізації медичних інструментів за допомогою етиленоксиду, який проникав через паперову стінку закритої упаковки (рис. 6.14). Для стерилізації медичного інструментарію були створені компактні й економічні стерилізатори Anprolene® та EOGas®. Стерилізації способом Андерсена зараз піддають чутливі до високої температури й вологості упаковані медичні ендоскопи, катетери, одноразові шприци, імплантати, різні пристосування, приладдя та інструменти.

250

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Розділ 7. Транспортна тара з полімерів. Транспортні пакети

Розділ 7.

ТРАНСПОРТНА ТАРА З ПОЛІМЕРІВ. ТРАНСПОРТНІ ПАКЕТИ 7.1. Класифікація транспортної тари з полімерів Транспортна тара створює самостійну транспортну одиницю або частину збільшеної транспортної одиниці та використовується для проведення різних транспортних операцій і перевезення продукції, яка не упакована або міститься в споживчому пакованні. Транспортна тара та упаковка є складовою частиною логістики, забезпечують ефективне складування, зберігання, переміщення, транспортування, розподіл продукції. Вони можуть належати будь-якій організації, що бере участь у її обороті. Крім транспортної, використовують виробничу та консервувальну тару та упаковку. Виробнича тара та упаковка слугують для пересування сировини, напівфабрикатів, готових виробів і комплектуючих у процесі виробництва на одному або кількох підприємствах і поза цим процесом не використовуються. Вони призначені для виконання внутрішніх цехових, міжцехових (внутрішньозаводських) і міжзаводських перевезень, зберігання і накопичення сировини, матеріалів, напівфабрикатів, заготовок, деталей, збиральних одиниць, відходів і готових виробів. Виробнича тара є власністю конкретного виробника та підлягає обов’язковому поверненню власнику. Консервувальна тара та упаковка необхідні та застосовуються для тривалого зберігання сировини, матеріалів, виробів, спорядження, а також для депонування – захоронення радіоактивних, хімічних та інших небезпечних відходів [7.1; 7.2]. З метою ефективного проведення різних операцій із перевезення продукції, яка може бути без упаковки або в споживчому пакованні, створюють самостійну транспортну одиницю або частину збільшеної транспортної одиниці. Для цього проводять групування продукції – об’єднання потрібної кількості пакувальних одиниць

304

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

7.1. Класифікація транспортної тари з полімерів

або штучної продукції без упаковки в певному порядку. Потім відбуваються штабелювання та пакетування продукції. Конструкція транспортної полімерної упаковки залежить від складу всього пакувального комплексу, різновидами якого є:  одноступінчасте паковання, коли продукція без упаковки розміщується безпосередньо в транспортній тарі (ящиках, барабанах, бочках);  двоступінчасте паковання, коли продукція поміщається в споживчу упаковку (пачки, коробки, банки тощо), а потім споживча упаковка з продукцією розміщується в транспортній тарі;  триступінчасте паковання, коли кілька екземплярів індивідуальної (одиничної) споживчої упаковки з продукцією об’єднуються в групову (сервісну чи блочну) упаковку, яку укладають у транспортну тару;  транспортний пакет, що об’єднує всі види паковання для сумісного зберігання і транспортування продукції. Розміри споживчої, групової та транспортної упаковки, а також вантажних одиниць пов’язані між собою і з розмірами транспортних засобів. Створенню необхідних вантажних одиниць сприяють розміри, місткість та інші параметри транспортної тари. За складом транспортну упаковку ділять на два підкласи: транспортну тару (ТТ) і допоміжні транспортні пакувальні засоби (ДТПЗ). За конструкцією (видом) полімерна транспортна тара поділяється на ящики, барабани, відра, бочки, фляги, мішки і т. д. Крім того, при класифікації полімерної транспортної тари враховують стабільність розмірів тари (жорстка, напівжорстка, м’яка); її компактність (розбірна, нерозбірна, складена) та інші конструктивні ознаки. Терміни і визначення, які застосовують для транспортної тари та упаковки, наведено в ряді державних стандартів України [7.3–7.6]. До основних видів ДТПЗ належать: полімерні решітки, кришки та пробки; обгортки, термозбіжні та стретч-плівки; суцільноформовані та газонаповнені полімерні прокладки; етикетки та ярлики; липкі та стяжні полімерні стрічки тощо. За матеріалом (типом) елементи транспортної полімерної упаковки (тара і ДТПЗ) поділяють на виготовлені з різних полімерів та комбінованих, листових і гнучких матеріалів. За технологією виготовлення транспортна полімерна тара і ДТПЗ можуть бути видувними, термоформованими, відлитими під тиском, пресованими, склеєними, зварними, складеними, поєднаними затворами та іншими способами. За декором розрізняють тару і ДТПЗ різних кольорів, фактури, текстури, з друком, тисненням тощо. За походженням тару і ДТПЗ, що утворюють транспортну упаковку, поділяють за наявністю постачальників, розробників, продуцентів та іншими ознаками.

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

305

Розділ 7. Транспортна тара з полімерів. Транспортні пакети

7.2. Уніфікація розмірів паковання Упакована продукція під час переміщення від виробника до споживача стає транспортним вантажем, тому розміри транспортної тари та упаковки, прийняті за кресленнями, дизайнами, макетами або на основі розрахунків, приводяться до стандартних – уніфікованих. Це забезпечує оптимальне пакетування продукції та формування вантажних пакетів, ефективне використання корисного об’єму транспортних засобів, тари-обладнання, піддонів і контейнерів, щільне заповнення полиць складських і торгових стелажів, ефективне застосування пакетоформувальних машин та спеціальних завантажувально-розвантажувальних механізмів (рис. 7.1). До системи розмірів пакувального комплексу в цілому входять зовнішні розміри та/або об’єм продукції та внутрішні й зовнішні розміри споживчої упаковки, групового паковання, транспортної тари та/або упаковки, пакет-піддона. Розміри всіх елементів пакувального комплексу вибирають таким чином, щоб витрата матеріалу для пакування одиниці продукції була найменшою. Також мінімальними повинні бути сумарні витрати на пакування, пакетування, транспортування та вантажно-розвантажувальні операції. Об’єм транспортної полімерної тари визначають за розмірами споживчої упаковки, продуктів і виробів, які пакують, з урахуванням вимог споживачів, а також параметрів технологічного обладнання, машин і механізмів. Основою уніфікованих габаритних розмірів є базовий модуль: номінальні довжина та ширина вантажної одиниці, що утворена однією або кількома одиницями продукції або упаковки. Продукцію або упаковку скріплюють разом одним або кількома допоміжними засобами (обв’язувальною стрічкою, транспортною сіткою, термозбіжною або стретч-плівкою тощо) та створюють певну конструкцію – транспортний пакет. Таким чином упаковану продукцію Рис. 7.1. Транспортні полімерні готують до навантаження, транспортування, ящики, що мають уніфіковані складування, зберігання, реалізації. розміри 306

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

7.2. Уніфікація розмірів паковання

В Україні діють стандарти, що визначають розміри транспортної тари: ISО 3676-2012 «Паковання. Повністю заповнена транспортна тара і вантажні одиниці. Розміри вантажних одиниць»; ДСТУ ISO 3394:2005 «Тара транспортна жорстка прямокутна. Розміри»; ДСТУ ISO 3676:2005 «Пакування. Одиниця вантажна. Визначення розмірів». Модульна система, що передбачена міжнародним стандартом ISО 3676-2012 «Packaging – Complete, filled transport packages and unit loads – Unit load dimensions», встановлює розміри розширеної вантажної одиниці в плані: 12001000 мм. За основу такого модуля прийнято розмір 600400 мм, орієнтований на використання стандартних транспортних піддонів 12001000 мм. Крім того, допускається користуватися модулями 1200800 мм і 11401140 мм. Останній розмір заміняється на розмір 12001200 мм. Рис. 7.2. Схеми розміщення Піддон розміром 1200800 мм ефективно прямокутної транспортної тари використовувати для перевезень, де перева- на піддонах: I – 12001000 мм; жає залізничний транспорт. Для змішаних II – 1200800 мм перевезень автомобільним, залізничним і водним транспортом доцільно користуватися транспортною тарою та упаковкою, розміри яких кратні розмірам модуля 12001000 мм [7.7; 7.8]. Принцип створення єдиної системи уніфікованих розмірів полягає в тому, що площу стандартного транспортного піддона розділяють сіткою, яка визначає зовнішні та внутрішні розміри прямокутної транспортної тари (рис. 7.2). При модулі 1200800 мм основні розміри транспортної прямокутної тари (внутрішні / зовнішні, мм/мм) вибирають із переліку: 1140/1200; 1085/1143; 1065/1120; 1026/1080; 1012/1065; 972/1023; 950/1000; 912/960; 855/900; ... 760/800 ... . ... 651/685 . ... . ... 570/600; 295/311; 302/320; 380/400; ... 266/280; 253/266 .... 228/240; 285/300; 190/200 (перевагу віддають виділеним розмірам). Зовнішні висоти транспортної тари звичайно вибирають з ряду, мм: 1200; 1143; 1080; 1000; 960; 800; 748; 720; 667; 643; 600; 571; 560, 532, 507, 475, 465, 457, 435, 433, 424, 407, 380; 366, 360, 352, 350, 333, 320, 316, 311, 304, 300; 288, 285, 280, 276, 275, 266, 258, 250, 240, 233, 228; 219, 216, 212, 211, 207, 206, 200, 190; 175, 173, 172, 170, 166, 160, 150, 144, 142, 140, 135, 133,120, 100.

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

307

Розділ 7. Транспортна тара з полімерів. Транспортні пакети Для транспортної тари круглого перетину зовнішній діаметр вибирається з такого ряду: 800; 600; 484; 435; 400; 300; 294; ..., 219; ..., 200 мм. Обчислені теоретичні розміри тари приводять у відповідність до рекомендованих розмірів рядів. При цьому враховують технічні характеристики обладнання для виготовлення тари й фасування продукції. Крім того, підбирають тару однакового розміру для перевезення більшого числа найменувань продукції та тару, що забезпечує мінімальні витрати пакувальних матеріалів. Якщо при проведенні транспортних і вантажно-розвантажувальних операцій застосовується ручна праця, то масу транспортної тари з продукцією обмежують відповідно до встановлених норм перенесення вантажів. При виборі оптимальних розмірів транспортної тари аналізують різні варіанти укладання споживчої тари або виробів у тару для транспортування з урахуванням повноти її заповнення. Крім того, аналізують витрати пакувальних матеріалів і всіх видів ресурсів на пакування одиниці продукції. Розміри транспортної тари скориговують для гарантування безпеки продукції, а також відповідно до способів проведення маніпуляцій із тарою, можливостей пакувального та вантажопідйомного обладнання, вимог споживачів, міцності упаковки та інших факторів.

7.3. Відра, каністри, фляги Для перевезення та зберігання пастоподібних, сипких і рідких речовин застосовують різноманітну об’ємну полімерну тару. Відро – мала об’ємна полімерна транспортна тара переважно циліндричної або конічної форми місткістю 3–20 дм3, що має відкидну ручку та виконується без кришки або з кришкою. Відро також може бути споживчою тарою і застосовуватися для продажу харчових продуктів, корму для домашніх тварин, препаратів побутової хімії, хімікатів сільськогосподарського призначення, фарб, клеїв та інших будівельних матеріалів. Крім циліндричної й конусної форми, відра іноді мають конфігурацію призми – прямокутної чи багатокутної в поперечному перерізі. Таку тару зручніше пакетувати, вона щільніше заповнює площу і об’єм транспортних засобів. Відра доповнюють знімні кришки, які закріплюють на корпусі за допомогою замкових з’єднань, іноді з фіксацією кришки за допомогою відривних поясків. Для зручності заповнення та випорожнення відер у деяких кришках розміщують зливні горловини або отвори для видалення сипких продуктів. Відкидні ручки виготовляють із товстих прутів, дротів, полімерних стрічок чи відливають із полімерних матеріалів під тиском. На корпусі відер поміщають мірні шкали, наносять друк або наклеюють етикетки (рис. 7.3).

308

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

7.3. Відра, каністри, фляги

Рис. 7.3. Полімерні відра – транспортна й споживча тара

Полімерні відра виготовляють литтям під тиском із HDPE, LDPE, HIPS; РР та його співполімерів; PVC-U; АBS та інших термопластичних матеріалів. Полімерна каністра належить до різновиду об’ємної тари. Це транспортна або споживча тара з корпусом, що має в перерізі, паралельному дну, форму, близьку до прямокутника або багатокутника, з пристосуваннями для перенесення руками, зі зливною горловиною та кришкою із затвором. Місткість полімерних каністр звичайно складає 3–20 л. Дуже рідко застосовують каністри з корисним об’ємом у 30–40 дм3. Полімерні споживчі каністри застосовують переважно для зберігання моторного пального, що пояснює надання їм більш компактної, а часом і чудернацької конфігурації. Вона забезпечує щільне укладання в багажниках автомобілів, закріплення на рамах мотоциклів та на інших транспортних засобах. Для цього каністри часто роблять плоскої конфігурації шириною Рис. 7.4. Полімерні каністри для понад 30 см і довжиною до 90 см. Їх вико- моторного пального

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

309

Розділ 7. Транспортна тара з полімерів. Транспортні пакети

Рис. 7.5. Полімерні каністри для питної води та інших рідин Для кращого пакетування горловини, ручки та інші виступаючі елементи каністр утоплюють (рис. 7.5). Каністри також використовують як одноразову споживчу тару для моторних мастил, засобів для миття, чищення, відбілювання, дезінфекції тощо (рис. 7.6). Крім суцільноформованих полімерних каністр використовують плівкові, так звані колапсуючі каністри. Це упаковка з плівкового матеріалу, до якого прикріплюють горловину й ручку для перенесення (рис. 7.7). Колапсуючу каністру зручно використовувати під час подорожей і походів, оскіль-

310

нують із кількома ручками, отворами для закріплення зливних патрубків, приливами для фіксації від переміщення тощо (рис. 7.4). Полімерні транспортні каністри використовують для зберігання і транспортування питної води, олії, хімікатів та інших рідких продуктів.

Рис. 7.6. Споживчі полімерні каністри для моторного мастила, засобів для миття та чищення

Рис. 7.7. Полімерна каністра, яку можна скласти після її використання

Рис. 7.8. Полімерна каністра з HDРЕ

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

7.3. Відра, каністри, фляги

а)

ки після випорожнення її можна скласти, і вона займає мінімум місця. Для виготовлення полімерних каністр в основному застосовують HDРЕ (рис. 7.8), а також LDPE; суміші HDPE/LDPE; високомолекулярний РE; РР та його співполімери, PVC-U та інші термопластичні полімерні матеріали.

б)

Рис. 7.9. Споживчі полімерні фляги з РЕТ: овальної форми з відкидною ручкою (а) та циліндрична з формованою ручкою (б) Фляга – споживча й транспортна тара одноразового або багаторазового використання переважно із циліндричним корпусом і горловиною, діаметр якої суттєво менший від діаметра корпусу, із кришкою, затвором та пристосуваннями для

Рис. 7.10. Споживчі фляги для питної або мінеральної води

перенесення в руках. Корпус також може мати в перерізі, паралельному дну, конфігурацію, яка близька до квадрата, прямокутника чи овала. Місткість споживчих полімерних фляг звичайно складає 2–6 л. Для перенесення в руках споживчі фляги мають формовані або відкидні ручки, закріплені на горловині (рис. 7.9). У споживчі фляги з РЕТ зазвичай поРис. 7.11. Споживчі фляги з РЕТ для соняшникової міщають питну або мінеральну олії, рідкого мила і мийного засобу воду (рис. 7.10). Крім того,

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

311

Розділ 7. Транспортна тара з полімерів. Транспортні пакети

а)

б)

Рис. 7.12. Виготовлення полімерних каністр на екструзійно-роздувних агрегатах (a) та інструмент для їх формування (б) у флягах місткістю 2–6 л випускають олію, рідке мило, засоби для миття, чищення та дезінфекції та інші рідкі продукти (рис. 7.11). Відра та закупорювальні засоби виробляють методом лиття під тиском на термопластавтоматах. Для відливання окремих деталей застосовують LDPE, НDPE, РР та його співполімери, а також інші термопластичні полімерні матеріали. Полімерні каністри виготовляють екструзією з роздувом. Для формування каністр використовують екструзійно-роздувні агрегати середньої й великої потужності. Під час роздування трубчатої заготовки у видувній формі відбувається формування ручок та інших елементів каністр. Після формування видаляють облой і викону- Рис. 7.13. Одностадійний процес виготовлення фляг із РЕТ або РР: машина для лиття під ють обробку каністри (рис. 7.12). Для формування фляг із РЕТ або тиском, витягування РР використовують інжекцією з і роздування (а); розтягуванням і роздувом. Процес окремі етапи процесу (б) виконують двома способами:  двостадійним – із попереднім відливанням під тиском на термопластавтоматах ампулоподібних заготовок – преформ та їх подальшим нагріванням, витягуванням і роздуванням на окреб) мих машинах;  одностадійним, коли всі етапи процесу (відливання преформ (1), їх термостабілізація (2), поздовжнє розтягування і роздувне формування (3)) виконують на а) одному агрегаті (рис. 7.13).

312

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

7.4. Паковання Bag-in-box

7.4. Паковання Bag-in-Box Паковання Bag-in-Box являє собою полімерний пакет-вкладиш із вбудованим зливним клапаном, який розміщено в картонній коробці, гофроящику або гофроконтейнері (рис. 7.14; 7.15). Полімерний пакет-вкладиш виготовляють із поліетиленових, металізованих плівок або багатошарового ламінованого матеріалу, що містить шари РЕ, РР, РА або ЕVOH, Met ВOPET або Alu. Певні сполучення цих матеріалів забезпечують необхідний бар’єр на шляху проникнення кисню – менш ніж 5 см3/м2 24 год бар. Крім того, пакет захищає від проникнення вологи, сонячного світла, сторонніх запахів та гарантує бажаний термін зберігання продукту.

Рис. 7.14. Паковання типу Bag-inBox: внутрішній пакет із клапаном; картонна коробка для розміщення заповненого пакета

Рис. 7.15. Клапани для заповнення й видавання продуктів із паковання Bag-in-Box

Об’єм пакетів у пакованні Bagin-Box залежно від сфери його використання може бути від 2 до 1200 л. В асептичному транспортному пакованні місткістю 100–1200 л зберігають напівфабрикати й концентрати, які використовує харчова промисловість: фруктові та овочеві пюре, джеми, гірчицю, фруктові дольки, концентрати соків, томатні пасти, виноматеріали, згущене молоко, яєчний жовток і білок, рідкий яєчний меланж, харчові жири й білки, сиропи, емульгатори тощо. Другим видом є транспортне паковання Bag-in-Box місткістю 5–30 л для продуктів, що необхідні в діяльності готелів, хосте-

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

313

Розділ 7. Транспортна тара з полімерів. Транспортні пакети лів, кемпінгів, харчових підприємств (буфетів, ресторанів, їдалень, кав’ярень, барів), а також навчальних закладів. Серед цих продуктів: соки, вино, оливкова й соняшникова олія, оцет, томатна паста, Рис. 7.16. Спеціалізована горизонтальна пакето- кетчуп, майонез, консерворобна машина, що виготовляє пакети-вкладиші вані рідкі яйця, меланж, молочні та інші рідкі продукти. місткістю до 20 л для паковання Bag-in-Box В їдальнях та закладах «швидкої їжі» в пакованні Bag-in-Box споживачам надають соки, напої, «тихі» (негазовані) мінеральні води, сиропи, соуси, кетчупи, майонези та інші рідкі приправи. Третім видом є споживче паковання Bag-in-Box місткістю 2–5 л для продажу вина, лікерів, олії, соків, консервованих супів, негазованої питної й мінеральної води. Крім того, неасептичне транспортне паковання Bag-in-Box місткістю 3–50 л використовують для постачання нехарчових рідин: антифризу, дистильованої води, лужних і кислотних розчинів, електролітів, водних фарб, клеїв, спиртів, мила, засобів для миття, чищення та дезінфекції, препаратів побутової хімії та автокосметики, технічних масел, фотохімічних препаратів, рідких добрив, інсектопрепаратів, гербіцидів та іншої продукції. Продукцію в транспортному пакованні Bag-in-Box зручно зберігати, складувати, транспортувати. Воно займає мінімальну площу та об’єм, має малу вагу, що дає змогу щільно завантажувати транспортні засоби. Упакований харчовий продукт зберігається без холодильника до шести і більше місяців за кімнатної температури, оскільки всередині пакета немає повітря. При відкриванні клапана або крана, вмонтованих у багатошаровий пакет, продукт витікає під дією сили тяжіння. При цьому пакет стискується, запобігає доступу повітря всередину і зберігає стерильність паковання при багаторазовому видаванні продукту. Це запобігає окисленню та псуванню упакованого продукту. Такої переваги не мають інші види асептичної упаковки. Вкладиші місткістю до 20 л для паковання Bag-in-Box у вигляді плоского пакета із чотирма зварними Рис. 7.17. Напівавтомат для наповнення пашвами по периметру чи пакета з кетів Bag-in-Box 314

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Розділ 8. Дизайн полімерної упаковки

Розділ 8.

ДИЗАЙН ПОЛІМЕРНОЇ УПАКОВКИ 8.1. Основні завдання дизайну упаковки Між зовнішнім виглядом досконалої упаковки та якістю товару існує невловимий зв’язок. Добре продумана, яскрава і приваблива упаковка створює особливий імідж товару. Вона стає потужниим рекламним засобом і зброєю конкурентної боротьби, що дає товару змогу зайняти гідну нішу на ринку. Тому в економічно розвинутих країнах на упаковку витрачається більше, ніж на рекламу всіх товарів, що реалізуються, а дизайну упаковки приділяється більше уваги, ніж дизайну житла, меблів і місць відпочинку [8.1–8.2]. Дизайн – це відображений у зразках, кресленнях, малюнках, макетах, моделях, віртуальній реальності задум раціональної побудови упаковки, який відповідає її складному функціонуванню на стадіях від виготовлення до утилізації, з урахуванням вимог, які при цьому виникають. З іншого боку, дизайн – це сам процес художнього конструювання та художньо-проєктна діяльність зі створення упаковки. До графічного дизайну упаковки товару належать форма й колір, логотип або зображення, організований текст та інші елементи, що утворюють композицію і сприяють гармонійному та ефектному сприйняттю споживачем виробу [8.3– 8.5]. На дизайн сучасного паковання впливають глибокі зміни, що відбуваються у світовій торгівлі [8.6–8.8]:  глобальний попит, утвердження певних стандартів споживання, збільшення асортименту продукції, яка пропонується покупцю;  формування глобальних торговельних мереж, які продають упаковану продукцію по всьому світу;  укрупнення транснаціональних виробників, концентрація виробництв товарів і продуктів;  еволюція систем швидкого харчування, розвиток інтернет-торгівлі;

366

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

8.1. Основні завдання дизайну упаковки  введення торговельними мережами власних торгових марок, що виходять на ринок як альтернатива торговим маркам і брендам відомих світових виробників продукції;  освоєння нових технологій, які підвищують інформативність і рекламні можливості упаковки;  використання «розумної» упаковки, яка протидіє розповсюдженню контрафактної продукції. Відповідно до еволюції торгових мереж і методів торгівлі змінюється як сама упаковка, так і способи її застосування. Упаковка стала ще більше відображати філософію щоденних вчинків і звичок покупця. Для міських мешканців намітився перехід від щоденних до щотижневих закупівель харчових продуктів і виробів. Першою умовою регулярних щотижневих закупівель стала поява полегшеної упаковки, яка сприяла максимально довгим термінам зберігання продуктів у домашніх умовах. Крім того, збільшилася також потреба в груповій (сервісній) упаковці товарів повсякденного попиту (санітарно-гігієнічних, галантерейних, лікарських тощо). Це полегшило користування однотипними товарами в побуті. Глибокі зміни відбулися у всіх складових дизайну полімерного паковання: утилітарних, додаткових і естетичних. Метаморфози утилітарної складової дизайну пов’язані з прагненням до більш ефективного виконання основних функцій упаковки: захистом продукції та довкілля, а також відгуком на нові вимоги виробництва й логістики. Засоби або комплекс засобів, що утворюють упаковку, мають краще зберігати матеріальні та інформаційні цінності; забезпечити цілісність продукції при її доставці від виробника до споживача та полегшити користування упакованим продуктом у побуті. Полімери мають значні переваги перед іншими пакувальними матеріалами. Одна з них – можливість швидко змінити тип полімеру, конструкцію, форму, розміри й місткість паковання. Завдяки цьому упаковка

Рис. 8.1. Полімерна упаковка, що забезпечує додаткову функціональність у побуті: пакет із зіп-застібкою, що забезпечує багаторазове відкривання/закривання (а); бінарна стік-упаковка з двома відділеннями для кави й сиропу (б); пакет дой-пак для кетчупу з горловиною та різьбовим ковпачком (в)

а)

б)

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

в)

367

Розділ 8. Дизайн полімерної упаковки з полімерів здатна ефективно задовольнити більшість вимог споживачів, які весь час зростають. Зручність упаковки наразі необхідна для всіх її видів і типів, у тому числі для транспортного паковання, від якого залежить ефективна логістика. Розроблено компактні конструкції полімерної тари та упаковки, що легко транспортуються, безпечні для довкілля та значно ефективніші. Ще більшу зручність і функціональність має споживча упаковка з полімерів. Конструкції навіть гнучкої упаковки з полімерів нині мають додаткову функціональність у домашніх умовах (рис. 8.1). Іншою потребою є безпечність користування упакованим продуктом. Для цього, наприклад, графічний дизайн упаковки лікарських препаратів виконують у чіткому інтернаціональному стилі, застосовують рельєфні шрифти Брайля для незрячих, функціональні та інші засоби. У багатьох країнах сьогодні обов’язковим є використання захищених полімерних закупорювальних засобів, що запобігають відкриванню Рис. 8.2. Упаковка аспірину, захищена від дитиною упаковки з ліками (рис. 8.2). відкривання дитиною Їх можна відкрити, лише прочитавши інструкцію на упаковці та подіявши на закупорювання комбінацією з кількох дій, наприклад натисканням і поворотом (рис. 8.3). В упаковці почали враховувати новітні способи готування замороженої та охолодженої їжі, у тому числі за допомогою мікрохвиль і пари. Крім того, у сучасному мобільному суспільстві набули поширення їжа й напої, які вживаються не за столом, а дорогою. Цим тенденціям відповідає полімерна упаковка, пристосована до швидкого та безпечного споживання їжі та напоїв, зокрема однією рукою на ходу (рис. 8.4). Розробляється розумна упаковка. Наприклад, запропоновано концепцію упаковки, що може повідомляти споживачу температуру продукту. Покритий термочутливою фарбою полімерний стакан при охолодженні напою змінює жовтогарячий колір на білий (рис. 8.5, кольорова вкладка). Створюється інтерактивна ексклюзивна упаковка з вбудованими мікросхемами та комуРис. 8.3. Засоби захисту упаковки нікативними програмами. Однак на противавід відкривання дитиною гу пакованню для елітних товарів, нарядному

368

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

8.1. Основні завдання дизайну упаковки

та елегантному, з комплексом додаткових Рис. 8.4. можливостей, що забезпечують кращу функ- Полімерні пляшки ціональність і комунікативність, все більше shaker-bottle для позицій на ринку завойовує проста, раціо- пиття на ходу нальна та недорога упаковка з гнучких пакувальних матеріалів для продукції повсякденного попиту, виготовлена відповідно до вимог «розумної екології». Під тиском політики зниження цін у масових торговельних мережах (Walmart, Carrefour тощо), а також Інтернету споживачі очікують низьких цін при щоденних покупках, тому полімерна упаковка для товарів широкого вжитку відображає зусилля виробників зі зниження марних витрат. Це надтонка Alu і металізована плівка, які не погіршують захисних властивостей; відсутність клейкої плівки та етикеток із липким шаром; економічний, одно- або двофарбовий друк на пакованні тощо. Краще виконання рекламних, інформаційних, комунікативних, споживчих дій, створення привабливого іміджу товару, ефективної заміни продавців і консультантів досягнуто в результаті еволюції додаткової складової дизайну упаковки. Нині ключове завдання упаковки – вибратися з хаосу. Неосяжне число брендів призводить до хаосу в уяві покупця. На місці купівлі упаковка майже завжди стає механізмом передачі інформації про упакований товар та основним засобом реклами. Рекламні об’яви та плакати, телебачення та радіо лише приваблюють та готують майбутнього споживача, але саме упаковка стає завершальним і вирішальним акцентом рекламної кампанії продукції. Більш того, у період зниження витрат і мізерних рекламних бюджетів вона є єдиним засобом передачі інформації, яке торгова марка може собі дозволити. Дизайн упаковки передає цінність та індивідуальні властивості бренду, надає товару ексклюзивного вигляду та підтверджує його якість. Упаковка також містить дані, що допомагають свідомо порівняти кількість, якість, вартість, ефективність товару та стимулювати покупку. Упаковка має враховувати вимоги мерчандайзингу, який визначає методику продажу товару. Ці вимоги диктують вибір товарів, які продають у роздрібній мережі, способи їх викладення в магазині та доповнення рекламними матеріалами, POS-засобами, цінниками тощо [8.9–8.10]. Форма, конструкція, розміри та зовнішнє оформлення сучасної упаковки відповідають, як правило, інтер’єрам залів, обладнанню торгових підприємств і забезпечують легкий пошук потрібного товару. Досконалий дизайн упаковки миттєво виділяє упакований товар на фоні

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

369

Розділ 8. Дизайн полімерної упаковки інших, асоціюється у потенційного споживача із самим товаром, викликає потужний імпульс та непереборне бажання його купити. Упаковка виражає повагу виробника до споживача, заворожує й захоплює, випромінює впевненість та вселяє віру в ефективність упакованого товару, спокушає, зваблює та спонукає покупця до дій. Вона переконує в надійності торгової марки та ефективно заміняє продавців і консультантів, друзів і знайомих. Велика кількість упакованих товарів породили гостру необхідність у диференціації їх впливу на споживача. «Битва за покупця» призвела до розвитку «первісних» мов і умовних символів, таких як відомі кольори, торгові марки, логотипи, фірмові персонажі. Найкращі з них миттєво ідентифікуються та надовго залишаються в пам’яті. Основним інструментом цієї диференціації наразі є графічний дизайн. Однак у майбутньому цього може бути замало. Тоді з’явиться потреба змінити дизайн самої продукції, знайти нові матеріали й форми, а також інші інноваційні засоби впливу на покупця. Однією з характеристик текстури й фактури упаковки майбутнього, з одного боку, стане природність і наближеність до земного довкілля, а з іншого – незвичайність, космічність і максимальне віддалення від властивостей загальновідомих земних матеріалів. На ці відозміни найбільш здатні полімерні матеріали, які можуть легко змінювати колір, стан поверхні та конфігурацію виробів. Поряд із використанням нових матеріалів і форм у дизайні майбутньої упаковки будуть широко застосовувати інтерактивність та елементи мультисенсорного дизайну [8.7; 8.11]. Процес купівлі в багатьох випадках перетворюється в розвагу. Упаковка не тільки передає споживачу переваги бренду, але й створює настрій, як це, наприклад, відбувається в торговельній мережі Monoprix. У світі, де торговельні мережі пересичені новими товарами, пробудження бажань у покупців є першочерговою метою в спеціалізованих магазинах та в закладах, де продають коштовності та предмети розкішного життя. Сегмент предметів розкоші створюють видатні майстри та художники. Ці рідкісні предмети (ювелірні вироби, коштовна парфумерія, косметика, напої тощо) також мають ексклюзивну упаковку. Така упаковка зваблює покупкою, звертається до почуттів і уявлень, змушує покупця фантазувати. Акцент на інсценуванні доводить користь інтегрованого підходу, до якого входять дизайн продукту, його паковання та система продажу. Саме так це відбувається при експозиції предметів розкоші, наприклад, у бутику Louis Vuitton в Парижі. Створення красивих, привабливих і функціональних упакованих товарів пов’язане з гармонізацією утилітарних та естетичних запитів споживачів, що відображає естетичний бік графічного дизайну упаковки. Він зазвичай направлений на підтвердження якості товару, надання йому ексклюзивного вигляду, дарує покупцю задоволення, переконує та підкоряє. Естетика паковання витікає з культури побуту, характеру використання тих або інших товарів, враховує традиції, менталітет і

370

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

8.2. Засоби гармонізації дизайну упаковки

образ мислення населення, використовує культурні цінності, накопичені в різних країнах. Антиподами за ідеологією розвитку дизайну є японська та американська упаковки (рис. 8.6, кольорова вкладка). Національна упаковка в Японії – прояв високої самобутньої культури, особливої естетики стосунків. Японська упаковка здається зменшеною через її точність, окресленість, виписаність, витонченість, стриманість, завершеність. Вона соромиться та опікує споживача, позначає, захищає, підміняє та відсуває упаковані предмети в часі й просторі. Вона є невід’ємною частиною подарунків для рідних і знайомих у дні свят. Вона є частиною ритуалу підношення та, за багатовіковими традиціями, передає покупцю свою данину пошани. Американська культура упаковки у своїх глибинних напластуваннях пов’язана з проблемою виживання людини у ворожому світі, що швидко змінюється. Американський дизайн динамічний та агресивний, а упаковка є гарантією надійності, безпеки та стабільності існування. Японська упаковка створюється для того, щоб її оцінили, а американська сприймається підсвідомо [8.12].

8.2. Засоби гармонізації дизайну упаковки Упаковка містить інформацію, яка лише частково передається словами, цифрами, рисунками. Інша частина діє на почуття та емоції покупця через форму, розміри, колір, графіку, символіку. До основних засобів гармонізації форми, розмірів, кольору, графічного рішення упаковки, якими користуються при художньому конструюванні, належать пропорції, масштабність, симетрія та асиметрія, ритм, фактура й текстура, контраст і нюанс [8.13]. Пропорції – це математичні співвідношення між розмірами елементів, які дають можливість забезпечити гармонічну побудову упаковки. В арифметичних (модульних) пропорціях гармонія створюється в результаті повторення певного співвідношення між розмірами – модуля m = a/b = b/c = c/d = e/f… В геометричних пропорціях взаємозв’язок між розмірами або членуванням розмірів упаковки проявляється в повторенні середньої пропорційної величини k = a/b = c/d = e/f =..., де а, b, с, d, e, f... – розміри упаковки. Пропорція золотого перетину ґрунтується на використанні співвідношення k, яке приблизно дорівнює 0,618. Приблизно ряд золотого перетину можна представити послідовністю: 1/2; 2/3; 3/5; 5/8; 8/13; 13/28; ..., де 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21… – числа Фібоначчі (кожне третє число є сумою двох попередніх). У міру зростання числа ряду все більше наближаються до 0,618 (співвідношення золотого перетину). Використання пропорції золотого перетину та близьких до нього пропорційних відношень у дизайні упаковки викликає відчуття гармонійності та краси, а також дає змогу знизити витрати пакувальних матеріалів.

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

371

Розділ 8. Дизайн полімерної упаковки

Рис. 8.7. Застосування правила третин у графічному дизайні пакета дой-пак для кави TANZANIA У графічному дизайні упаковки іноді застосовується правило третин, яке ґрунтується на використанні пропорції золотого перетину. Основні елементи дизайну розміщують в особливих точках – зорових центрах. Таких точок всього чотири, і розташовані вони на відстані 3/8 та 5/8 від відповідних країв площини. Людина завжди акцентує свою увагу на цих точках, незалежно від формату паковання (рис. 8.7). Пропорції упаковки перебувають у закономірному зв’язку з її масштабністю та іншими засобами гармонізації дизайну. Масштабність – відповідність упаковки розмірам людини, пакувального обладнання, засобам транспортування, торговельному обладнанню, а також іншим предметам, з якими стикається та взаємодіє упаковка. Такими параметрами є також антропометричні величини, що відповідають розмірам людського тіла, ваги, сили тощо. При конструюванні споживчої та транспортної упаковки користуються системою уніфікованих габаритних розмірів (рис. 8.8). Врахування цих параметрів і розмірів дає змогу досягти максимальної зручності при користуванні пакованням. Пропорції художнього конструювання в ряді випадків вступають у протиріччя з необхідністю уніфікації, стандартизації розмірів та інших параметрів упаковки. Одним із способів Рис. 8.8. Ряд пляшок із РЕТ, що її вирішення є членування поверхні упаковки відповідають вибраній системі кольоровими плашками, написами, декорауніфікованих розмірів тивними елементами тощо.

372

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

8.2. Засоби гармонізації дизайну упаковки

Симетрія - закономірне розташування однакових частин або елементів упаковки щодо площини, осі або центру (симетрії). При повороті навколо центра, осі або при відбиванні в дзеркальній площині ці частини або елементи суміщаються один з одним. Найчастіше в упаковці використовується дзеркальна (площинна) симетрія, коли дві частини упаковки ідентичні – як предмет і його відображення в дзеркалі. Це пояснюється насамперед утилітарними вимогами до виготовлення й застосування упаковки. Симетрія є основою побудови орнаментів, розташування зображень, графічних елементів, написів і символів. Для цього можуть використовувати симетрії переносу, відбивання, обертання, а також їх комбінацій. Симетрія — один із головних прийомів гармонізації не тільки конфігурації, але й всієї композиції упаковки. Вона повинна не тільки представляти товар, але й нести інформацію про виробника. Проте поряд із домінуючою симетричною зустрічається і асиметрична конфігурація споживчої упаковки, яка є більш ергономічною для користувачів (рис. 8.9). Симетрична композиція графічного дизайну базується на стійкій рівновазі складових елементів. Симетричними є архітектурні об’єкти, геометричні орнаменти, будова кристалів і деяких мінералів. Такий тип композиції притаманний тілу людини та більшості тварин. Він є свідченням офіційності та Рис. 8.9. Асиметричні та симетричні видувні ідей державності, саме тому поліетиленові пляшки для засобів для чищення більшість гербів держав си- компанії Henkel метричні. Симетрична композиція дизайну упаковки з елементами асиметрії – це рівновага з елементами динаміки. Вона свідчить про схильність виробника товару до традицій, консерватизму, дотримання старовинних рецептів і способів виготовлення, які непідвласні мінливій моді. Симетрична композиція виражає любов до порядку, серйозності, продуманості, стійкості, відповідальності, солідності, надійності, вимогливості виробника до своєї продукції (рис. 8.10). Асиметрична композиція графічного дизайну ґрунтується на динамічній рівновазі, коли динаміка одного елемента врівноважується динамікою іншого. Вона асоціюється з неформальним підходом, пориваннями та непостійністю, творчим пошуком, тяжінням виробника до нового та змін. Є символом активності, свободи, динамічності, енергії, натиску, свідченням сили, агресивності, новації, революційності. Асиметрична композиція відтворює легкість, витонченість, богемну

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

373

Розділ 8. Дизайн полімерної упаковки елітарність, сластолюбство. Вона є вираженням вигідної пропозиції, інформації про лотереї, акції тощо (рис. 8.11). Якщо побудований симетрично графічний дизайн упаковки сприймається легко і просто, то асиметрію застосовувати значно складніше. Тут важливо врівноважити всі елементи упаковки: фактуру, текстуру, колір, символіку. Для привертання уваги, зародження бажання та дій із придбання товару в графічному дизайні відтворюють направленість, динаміку, силу і рух:  рух передають елементами дії (дим над чашкою; ложка, яка перемішує; цівка майонезу тощо);  напрям підкреслюють поглядами персонажів, які зображені на упаковці;  увагу концентрують на великих елементах, а потім – на менших, а також переходами з темного елемента на світліший або з різнокольорового – на одноколірний;  енергію, потужність і динаміку передають силовими лініями, стрілками та іншими засобами;  дію послідовно подають піктограмами, позначають нумерацією, стрілками, посиланнями. Фактура визначає побудову та особливості обробки поверхні полімерного матеріалу упаковки: Рис. 8.10. Симетричні гладка, полірована, глянцева, матова. Текстура, композиції дизайнів пакетів що характеризує зовнішній вигляд матеріалу, для горішків Cambrook та може нагадувати дерево, мармур, граніт, метал, пакета для булочок Kohberg а також інші матеріали. Поверхня полімерів може підлягати спеціальній обробці: тисненню, фарбуванню, лакуванню, металізації тощо, тим самим пакувальному матеріалу надаються потрібна текстура та фактура. При цьому імітується поверхня різних матеріалів та створюється необхідний фон для графічного оформлення (рис. 8.12 – 8.13, кольорова вкладка). Ритм – це впорядковане чергування конструктивних і розмірних елементів, ліній і площин у композиційному рішенні упаковки. Продумані та орієнтовані в потрібному напрямку лінії, візерунки, написи, символи виділяють і підкреслюють ключовий образ дизайну упаковки. Ритм, який повторюється, притаманний конструкціям і зовнішньому оформленню фірмової упаковки та ґрунтується на

374

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

8.3. Торгова марка та її підтримка

закономірному чергуванні різних елементів, акцентів, наприклад, наростанні або спаданні розмірів елементів, яскравості кольорових плашок, повторення через певні інтервали орнаментів і символіки. Акценти та інтервали ритмічних рядів пов’язані з певними пропорціями (рис. 8.14, кольорова вкладка). Контраст – це різко виражена противага одних елементів упаковки іншим, що загострює емоційне сприйняття та приваблює покупця до упакованого товару. Варіантами контрасту може бути зіставлення кривої та плоскої поверхонь у конструкції упаковки, великих та дрібних елементів (шрифту, логотипу, символів), різних матеріалів (картону й полімерів, полімеру та Alu тощо), темних і світлих тонів, різної фактури й текстури матеріалів упаковки (рис. 8.15, кольорова вкладка). Нюанс на противагу контрасту підкреслює плавний перехід від одного елемента упаковки до іншого, що Рис. 8.11. Асиметрична дає змогу нівелювати кути, зменшити жорсткість та композиція дизайну забезпечити цілісність побудови всієї композиції. плівкового пакета для Нюансування проводиться на завершальній стадії прального засобу Dosia розробки дизайну, при цьому досягається необхідна гармонійна градація співвідношень кольору, фактури, текстури, розмірів, переходів (рис. 8.16, кольорова вкладка).

8.3. Торгова марка та її підтримка Ключовим питанням у ринковій стратегії виробника й продавця продукції, яке суттєво впливає на дизайн упаковки, є підтримка і зміцнення торгової марки товару. Торгова марка – це символ, який ідентифікує конкретний виріб, послугу або ряд виробів чи послуг єдиного призначення і/або походження так, щоб їх можна було відрізнити від іншої продукції. Вона є важливою частиною супроводження товару та забезпечує його ефективне просування на ринку [8.14]. Бренд – це добре розкручена й розрекламована торгова марка, широко відоме ім’я, термін, дизайн, символ або інша характеристика, що ідентифікує товар або послугу продавця та відрізняється від тих, які належать іншим продуцентам. Будучи відомим усім, бренд дає змогу товару мати особливу позицію на ринку, набути репутації ексклюзивного, єдиного в своєму роді та тим самим успішно його реалізувати та зайняти певну торгову нішу [8.15–8.16].

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

375

Розділ 8. Дизайн полімерної упаковки Торгова марка – образ, який повинен асоціюватися в споживача з особливими властивостями та якістю, підкреслювати цінність, виділяти переваги та відображати індивідуальність товару. Виділення товару серед інших аналогічних дозволяє покупцю:  покращити свою інформованість про властивості продукції;  зосередити увагу на нових товарах, які мають відому марку;  отримати товар відмінної якості та задовольнити свої запити й побажання;  прискорити відбір і купівлю необхідного товару;  задовольнити емоціональні запити та підвищити престиж покупця в очах оточення. Від використання брендів великі переваги отримують і продавці, й виробники:  стимулюється повторна закупівля марочної продукції;  забезпечується швидке просування товарів і зростання обсягів продажу;  збільшується прибуток і захоплюється значна частка ринку;  полегшуються оброблення замовлень та організація сервісних послуг;  забезпечується юридичний захист унікальних властивостей товарів;  прискорюється технічний прогрес, який породжує різноманітність високоякісних товарів. В умовах ринкової економіки конкуренція змушує кожного з виробників по-справжньому піклуватися про престиж своєї продукції. Реалізація прагнень виробників виділитися з маси інших та завоювати авторитет у споживачів приводить до створення власних брендів, яким відповідає якісна продукція та які мають потужну рекламну підтримку. Бренд-білдинг – створення й просування нових торгових марок товарів – вимагає продуманого системного підходу, до якого входять:  формування «обличчя» торгової марки;  детальна розробка різних атрибутів – проявів торгової марки;  створення фірмового дизайну упаковки, що підтримує торгову марку;  планування і проведення рекламної кампанії з метою просування нової марки та позиціонування товару на ринку як єдиного у своєму роді. Обличчя торгової марки товару формується відповідно до обраної стратегії виведення на ринок нового продукту. Вона виробляється в процесі вивчення ринкової ситуації, виділення переваг нового товару, визначення потенційних споживачів та особливостей споживання продукції, виявлення позицій конкурентів, встановлення умов ефективної реалізації нової продукції. Торгова марка має безліч проявів. Вона може виражатися в різних образах, символах, поняттях, назвах, позначеннях, знаках, словах, фірмовому дизайні, етикетках, тарі й пакованні, слоганах, сполученнях кольорів, музичних мелодіях, мотивах, ароматах, колірних палітрах, голограмах, а також у численних комбінаціях цих засобів (табл. 8.1).

376

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Рис. 8.5. Концепт полімерного стакана, який попереджає про температуру налитої кави

а)

б)

Рис. 8.12. Текстура пакета для домашнього печива латвійської кондитерської фірми Laima, що відображає виткану вручну скатертину

Рис. 8.6. Естетика гнучкої упаковки Японії та США: витончений дизайн упаковки японського зеленого чаю (а) та агресивний дизайн американського печива (б)

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Рис. 8.13. Концепт упаковки для соку японського дизайнера Наото Фукасави, штучна рельєфна текстура й фактура якої імітують поверхню ягоди полуниці

417

Рис. 8.14. Ритмічна композиція графічного дизайну пакетів для соків «Рідна марка»

Рис. 8.16. Нюанс і контраст у дизайні упаковки Теtra Rex

Рис. 8.15. Контраст у графічному дизайні упаковки дой-пак для рису 418

а)

б)

г)

д)

в)

е)

Рис. 8.18. Різновиди логотипів для оформлення упаковки: який відповідає культурним традиціям (а); який легко вимовити (б); який легко запам’ятати (в); сполучений із фірмовим персонажем (г); який асоціюється з місцем виробництва продукту (д); який викликає позитивні відчуття (смак) (е)

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Рис. 8.23. Прозора РЕТ-пляшка із червоним гранатовим соком

Рис. 8.20. Приклади фірмових персонажів: Червоний і Жовтий М&Мs; гепард Честер; кухар Прінгл

Рис. 8.24. Жовтогаряча колірна палітра в дизайні стакана для локшини BIG BON

Рис. 8.21. Фірмовий стиль упаковки для соків, випущених під однією торговою маркою – Sandora

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

419

Рис. 8.27. Темно-синій і золотавий кольори в дизайні пачки печива «День і ніч»

Рис. 8.25. Жовтий колір у дизайні етикеток для полімерних пляшок із мастилом Super Dot і в плівкових обгортках цукерок «Мон Блан»

Рис. 8.26. Зелена й синя палітри в дизайні плівкового пакета для швидкозамороженої капусти броколі 420

Рис. 8.28. Блакитний і синій кольори в дизайні пачки жувальної гумки Orbit «Весела лохина»

Рис. 8.29. Блакитний і синій кольори в дизайні групового паковання мінеральної води San Benedetto

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Рис. 8.30. Фіолетовий і коричневий кольори в дизайні пачки шоколаду Carre Рис. 8.31. Фіолетовий і червоний кольори в дизайні пакета для млинців Crepes ТМ Dr.Oetker

Рис. 8.32. Різноманітні відтінки коричневого кольору в дизайнах пакетів для мінірулетів «Майстер Десерту» і плиток шоколаду Alpen Gold

Рис. 8.33. Білий колір у дизайні пакетів для бакалії TM Dobele

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

421

Рис. 8.35. Видувна каністра сіросталевого кольору для моторного мастила

Рис. 8.36. Пляшка під засіб для прання білизни «Ласка», де чорна поверхня тари створює контрастний фон для білих і блакитно-синіх написів

Рис. 8.38. Червоно-оранжева й зелено-жовта палітри в дизайні полімерних банок для джему Quick Guava (а) і Quick Kiwi (б). Буква Q у назвах продуктів виконана у формі чашки з ложкою

а)

б)

Рис. 8.37. Чорний колір, який виділяє яскраві елементи в дизайні плівкових пакетів для чипсів 422

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Рис. 8.39. Колірне коло в системі RYB: червоний – жовтий – синій

Рис. 8.40. Колірне коло за Йоганнесом Ітеном у системі RYB: червоний – жовтий – синій

ЧЕРВОНИЙ Червоно-фіолетовий

Червоно-оранжевий

ФІОЛЕТОВИЙ

ОРАНЖЕВИЙ

Синьо-фіолетовий

Жовто-оранжевий

СИНІЙ

ЖОВТИЙ

Синьо-зелений

Жовто-зелений

ЗЕЛЕНИЙ Рис. 8.41. Трикутники контрастних кольорів (у системі RYB): основних (червоний – жовтий – синій); додаткових (оранжевий – зелений – фіолетовий); третинних (червоно-оранжевий – жовто-зелений – синьо-фіолетовий); третинних (жовто-оранжевий – синьо-зелений – червоно-фіолетовий)

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

423

Рис. 8.43. Округла яйцеподібна форма упаковки для дезодоранту Garnier Mineral, яку асоціюють із рожевим кольором а)

б)

в)

Рис. 8.46. Адресна направленість колірної палітри упаковки: для жінок (а); для чоловіків (б); для дітей (в)

Рис. 8.44. Видовжена вертикальна форма пляшки Coca-Cola із чіткими лініями увігнутої або вигнутої поверхні, що асоціюються із червоним кольором

Рис. 8.45. Геометрично прості, симетричні, прямолінійні чіткі форми упаковки для печива Leibniz, які поєднуються із жовтим кольором

424

Рис. 8.48. Елементи ідентифікації товару як ключова складова дизайну упаковки для молочних продуктів: назва, характеристика й символіка продукту, шрифт і колір написів (синій – молоко; зелений – кефір; блакитний – сметана; світло-коричневий – ряжанка)

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Рис. 8.49. Фірмовий персонаж компанії Nestl – кролик Квікі, якого використано в дизайні банки і плівкового пакета дой-пак для розчинного шоколадного напою Nesquik

Рис. 8.50. Яскраві плями в дизайні полімерних флаконів для бальзаму для волосся AROMA

Рис. 8.57. Використання круглих, овальних і прямокутних рамок у дизайні упаковки для корму для домашніх тварин

Рис. 8.61. Значок е на полімерній банці з продуктом

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

425

Рис. 8.65. Центральний образ – товарний знак «Простоквашино» – у дизайні упаковки для молочних продуктів компанії «Юнімілк»

Рис. 8.66. Дизайн упаковки для морозива Dione

Рис. 8.69. Дизайн пакета для пармезану

426

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Рис. 8.70. Дизайн пакетів для вегетеріанських продуктів і напоїв компанії Forsman & Bodenfors

Рис. 8.76. Пакети для льодяників Chupa Chups

а)

Рис. 8.77. Упаковка для продуктів Lyo Expedition для екстремалів, альпіністів і моряків

Рис. 8.81. Дизайн упаковки для майонезу ТМ «Кама», побудований на принципі мінімалізму

б)

в)

Рис. 8.82. Залучення виробу в дизайн споживчої упаковки: у груповому пакованні для презервативів «Нема більше сексу» (а); у блістер-пакованні для мінінавушників (б); у плівковому пакеті для губки для миття (в)

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

427

Рис. 8.83. Фотографічні зображення фруктів на пакеті та РЕТ-пляшці із соками

Рис. 8.84. Пакет дой-пак для зеленого чаю «Тянь-Шань» зі шматочками лимону

Рис. 8.85. Лоток із рибою, обтягнутий прозорою плівкою з етикеткою

а)

б)

Рис. 8.86. Великі об’ємні зображення на РЕТ-пляшках із прохолодними напоями Jupik (а) і розчинним шоколадним напоєм Nesquik (б), створені за допомогою термоетикеток

428

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Розділ 10. Тестування упаковки з полімерів та контроль технологічних процесів її виготовлення

Розділ 10.

ТЕСТУВАННЯ УПАКОВКИ З ПОЛІМЕРІВ ТА КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ЇЇ ВИГОТОВЛЕННЯ 10.1. Ідентифікація полімерних матеріалів Полімерні пакувальні матеріали ідентифікують на виробництві при вхідному та вихідному контролі, а також при проведенні дослідних робіт, які пов’язані з розробкою нового паковання. Ідентифікація полімерних матеріалів ґрунтується на попередньому візуальному огляді та подальшому комплексному оцінюванні густини, розчинності, поведінки в полум’ї, хімічної природи продуктів деструкції та піролітичного розкладання, температури плавлення та розм’якшення, а також вивчення результатів тестування, отриманих за допомогою ІЧ-спектроскопії, диференційно-сканувальної калориметрії, диференційного термічного аналізу та інших методів [10.1]. Для визначення складу, будови та ідентифікації шарів (складових) плівкових матеріалів можуть бути оперативно застосовані порівняно прості експрес-методи:  візуальний огляд та органолептичні тести;  лінійні вимірювання;  мікроскопічні дослідження зрізів плівки, виявлення числа шарів, їх товщини й напрямків орієнтації;  розчинність окремих полімерних шарів і розщеплення плівки на складові компоненти (шари);  ідентифікація зовнішніх шарів та окремих розщеплених шарів плівки за зварюваністю;  визначення фізико-механічних характеристик (межа плинності, відносне видовження, міцність на роздирання) плівки та її окремих шарів;

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

477

Розділ 10. Тестування упаковки з полімерів та контроль технологічних процесів її виготовлення

 визначення орієнтації плівки та її окремих шарів;  знаходження інтегральної густини матеріалу плівки та її окремих шарів;  ідентифікація плівки та її складових за горінням, поведінкою в полум’ї, а також за допомогою тестів на хлоро- і азотомісткі полімери (Бейльштейна, Грісса та інших). Важливо відзначити, що належні результати дає поєднання всіх згаданих методів, які виконані в певній послідовності. Візуальний огляд та органолептичні тести. До органолептичних належать такі властивості упаковки й пакувальних матеріалів, які оцінюють за допомогою органів чуття людини: зору, слуху, дотику, нюху, смакових рецепторів. Вони виявляються при вивченні як характеристик паковання, так і характеристик харчових продуктів, які змінилися в результаті їх взаємодії з пакованням. Серед цих характеристик – сприйняття кольору, блиску, текстури, фактури, різних колірних ефектів, інтенсивності хрусту й шарудіння, запаху упаковки, зміни смаку, кольору й запаху упакованих харчових продуктів та інші. Оцінка органолептичних властивостей паковання значною мірою суб’єктивна та лише частково може бути підкріплена інструментальними методами. Візуальний огляд зразка проводиться неозброєним оком або за допомогою лупи з 2–10-кратним збільшенням. Огляд здійснюється на просвіт (для прозорих плівок) і з обох боків плівки на матовій непрозорій і контрастній (за кольором) підкладці. Наявність на одній або обох зовнішніх поверхнях плівки характерних поздовжніх смуг свідчить про використання для виготовлення плівки екструзійної технології. Якщо смуги відсутні, а зовнішня поверхня рівна й блискуча з окремими точковими або округлими втиснутими неоднорідностями, плівка отримана відливанням із розчину або розплаву полімеру. Для плівок, отриманих при високій температурі розплаву полімерного матеріалу й різкому охолодженні (водою, рідкими теплоносіями, примусово охолоджуваними валками, барабанами тощо) характерна блискуча поверхня. При низькій температурі розплаву та охолодженні на повітрі поверхня стає матовою. Якщо уважно розглянути плівку, можна визначити тип декору й забарвлення, вид поверхневого покриття і спосіб його нанесення (лакування, металізація, ламінування, зварювання, склеювання). При розтягуванні надрізаного ножицями зразРис. 10.1. Виявлення компонентів ка в боки можна визначити наявність декількох багатошарової плівки за їх різним шарів плівки, якщо ці шари мають різний опір опором роздиранню роздиранню (рис. 10.1).

478

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

10.1. Ідентифікація полімерних матеріалів

Погано витримують роздирання плівки із Сеl, АC, BОРР, BОРЕТ, BОРА. Високу міцність на роздирання мають LDPE, PVdC, GК, PVC-Р, Ion. Найпростішим тестом з ідентифікації матеріалу одношарової плівки є її пружність та еластичність. Для цього плівку нарізають на смужки шириною 5–15 мм, фломастером або кульковою ручкою наносять дві позначки на відстані 30–50 мм. Смужки розтягують руками і фіксують максимальне видовження до розриву. За ступенем розтягування матеріал плівки зараховують до однієї з трьох груп (табл. 10.1). Таблиця 10.1. Групи полімерів за видовженням зразків до їх розриву, % Із низьким ступенем видовження PS – 2–5 Сеl – 25–35 HIPS – 15–40 PVC-U (жорсткий) – 5–40 PET – 50–70 PAN – 10–35 Сеl – 25–60 AC – 25–60

Із середнім ступенем видовження ОРА – 40–120 ОРЕ – 60–80 ОPP – 60–120 PVC-U – 40–100 PVАc – 100–150 PVdC – 60–120 EVOH – 80–150

Високоеластичні HDPE – 200–600 LDPE – 200–800 LLDPE – 300–900 PА – 120–250 PVC-P –120–300 PP – 200–600 EVA – 500–700 EPP – 600–900 GК – понад 300

Лінійні виміри та щільність гнучких матеріалів. Щільність плівки характеризується масою, що припадає на одиницю площі (кг/м2). Також часто користуються поняттям «граматури» (масо-розмірна характеристика гнучкого матеріалу, що вимірюється в г/м2). Для визначення числа шарів у багатошарових матеріалах, їх товщини та орієнтації використовують поляризаційний мікроскоп. Він має бути забезпечений об’єкт-мікрометром або окуляр-мікрометром із ціною поділки 0,01 мм, за якими визначають товщину кожного із шарів. Зразок плівки встановлюють перпендикулярно до площини предметного столика. Спостереження ведуть у відбитому світлі за анізотропією оптичних властивостей шарів, яка проявляється по-різному залежно від орієнтації цих об’єктів відносно напрямку Рис. 10.2. Оптична спостереження та площини поляризації світла, що картина зрізу багатошарової плівки падає на них (рис. 10.2).

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

479

Розділ 10. Тестування упаковки з полімерів та контроль технологічних процесів її виготовлення

Для збільшення контрастності можна селективно обробити торці плівки розчинниками або виділити шари за допомогою різних реагентів. Застосовують також звичайні для мікроскопії способи препарування зразків: мікротомування, контрастування, травлення тощо. Багатошарові ламіновані матеріали розщеплюють на окремі складові за допомогою різних розчинників (табл. 10.2). Таблиця 10.2. Розчинники для розщеплення ламінованих пакувальних матеріалів Адгезив

Розчинник

Парафінові клейові композиції

Ацетон, толуол, ксилол, чотирихлористий вуглець

Крохмальні клеї

Нашатирний спирт, ацетон, вода (>60 °С)

Дивінілстирольні латекси

Ацетон

Казеїнові клеї

Вода (>50 °С), нашатирний спирт, ацетон

Полівінілацетатні клеї

Ацетон, чотирихлористий вуглець

Співполімери етилену

Толуол (>60 °С), ксилол (>60 °C)

Поліуретанові клеї

Етилацетат, метилацетат

Тести на розчинність, якісні реакції на вінілові полімери. Одношарові плівки можуть бути ідентифіковані за розчинністю. Зразок полімеру поміщають у круглодонну колбу об’ємом 50 см3 разом з 15–20 см3 розчинника. Колбу з’єднують зі зворотним холодильником і нагрівають розчинник до кипіння. Тип полімеру можна встановити при певному порядку зміни розчинників (рис. 10.3). З метою ідентифікації за допомогою тестів Векселера і Лібермана – Сторка – Моравського можуть бути перевірені полімери вінілхлориду. Тест Векселера дає змогу розрізняти PVC і PVdC, які мають позитивну реакцію на тест Бейльштейна. На плівку наносять суміш піридину та розчину гідроксиду калію в метанолі. PVC і VCl/VА мають солом’яно-жовтий колір, а PVdC – від темно-коричневого до чорного. GК на реактив не реагує. Тест Лібермана – Сторка – Моравського дає можливість розрізняти чотири плівки, які містять хлор: PVC, VCl/VА, GК, Сеl з покриттям PVdC. Зразок плівки розміщують на скляній пластині та зверху додають кілька крапель оцтового ангідриду. Краплю концентрованої сірчаної кислоти додають до ангідриду. PVC повільно (впродовж пів години) дає блакитне забарвлення. Співполімер VCl/VА повільно змінює забарвлення від зеленого до блакитного, а потім до коричневого. PVdC повільно дає жовте забарвлення. GК і Сеl не дають забарвлення.

480

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

10.1. Ідентифікація полімерних матеріалів

Прибрати етилацет та додати воду

Додати толуол

Р PS

Cel

Додати етилацетат до нового зразка

PVdC

Додати етилацетат до нового зразка

PVOH

Р Додати аміловий ефір мурашиної кислоти до нового зразка Н

АC

PP або PE

PVC

Р Н

Висушити зразок та додати тетрахлорид вуглецю

РC

Додати амілацетат до нового зразка

Додати циклогексанон до нового зразка

Додати оцтову кислоту до нового зразка

Додати 40%-ний розчин Н2 SO4

Р Н

PVC

PА PET

Рис. 10.3. Схема ідентифікації полімерів за розчинністю: Р – розчиняється; Н – не розчиняється Ідентифікація плівок за здатністю до зварювання. Зварюваність полімерних плівок є показником, який дає змогу в першому наближенні ідентифікувати матеріал зовнішнього шару або окремих розщеплених шарів. Попередньо може проводитися тестування з використанням різних способів зварювання, а також тестування зварювання з еталонами (РЕ-плівкою або іншою плівкою) (табл. 10.3). Температура в зоні контакту плівок, які з’єднують зварюванням, повинна бути вищою за температуру плавлення (Tпл) кристалічних полімерів або температуру плинності (Tплин) аморфних полімерів. При цьому температура зварювальних електродів повинна бути вищою від температури в зоні контакту (табл. 10.4). Зварюваність різних полімерів між собою свідчить про можливість їх поєднання шляхом співекструзії без застосування допоміжних адгезивів. Цю обставину слід враховувати при встановленні будови багатошарової плівки.

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

481

Розділ 10. Тестування упаковки з полімерів та контроль технологічних процесів її виготовлення

Таблиця 10.3. Ідентифікація полімерів за їх здатністю до зварювання* Матеріал плівки або зовнішнього шару плівки LDPE HDPE РР Cel PVC-P PVC-U PVdC РЕТ РА-6 РА-11 РА-12 АC РС EVA

Способи зварювання

ТК-зварювання з різними плівками

ТІ

ТК

УЗ

СВЧ

Cel

PVC

PEТ

+ + + – о о о – о о о – – +

+ + + о о – о о о о о – о +

+ + + о о о о о + + + о – +

– – – – + + + – + + + + – –

+ + о о – – – – – – – о – +

о о + – – – – – – – – – – +

о о – о – – о – – – – о – –

– – – – о о + – – – – – – о

– – – – – – – о – – – – – –

о – – – – – – – + + + – + –

* Способи зварювання: ТІ – термоімпульсне; ТК – термоконтактне; УЗ – ультразвукове; СВЧ – струмами високої частоти; якість зварювання: + – добра, о – задовільна, – – погана

Таблиця 10.4. Режими зварювання термоконтактним способом різних полімерів Полімер LDPE LLDPE HDPE PP EVA PVA PА-6

482

Тпл 105–115 115–125 125–135 160–165 – – 210–220

Тплин – – – – 80–120 100–150 –

Температура електрода, С, для плівки товщиною 20 мкм

50 мкм

100 мкм

200 мкм

120 –130 130–150 150–170 180–190 100–140 120–160 230–250

120–140 140–160 160–180 180–200 100–150 120–170 240–260

130–160 150–170 170–190 200–220 110–160 130–180 240–270

160–180 170–190 180–200 210–240 120–180 140–200 250–280

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

10.1. Ідентифікація полімерних матеріалів

Напруження, кН/м2

Ідентифікація за фізико-механічними характеристиками плівок. Відомі основні характеристики одношарових плівок: руйнівне напруження та відносне видовження при розриві, міцРозрив ність при продавлюванні, стійкість зразка до надриву та міцність на роздирання, стійкість до багаторазового поРозрив жорсткого шару двійного вигину. Фізико-механічні характеристики плівки з невідомого матеріалу порівнюють із цими показниками, що дозволяє попередньо Відносне видовження, % ідентифікувати матеріал. Багатошарові плівки мають фізико-механічні характеристики, що Рис. 10.4. Ступінчастий надрив жорсткого часто суттєво відрізняються від да- шару при розтягуванні багатошарової плівки них, наведених у розділі 10.3. У деяких випадках при розтягуванні багатошарової плівки відбувається ступінчастий надрив (рис. 10.4). За величиною надриву й розриву можна в першому наближенні ідентифікувати матеріал. Якщо адгезія між шарами висока й зовнішні шари багатошарової плівки є більш еластичними, то розтягнення може відбуватися за схемою на рис. 10.5. Зовнішні еластичні шари матеріалу можуть блокувати поширення поперечних тріщин у внутрішніх шарах із більш жорстких полімерів. При цьому міцність Жорсткий шар (межа плинності) багатошарової плівки відповідає міцності більш жорсткого шару. Видовження до розриву зразка в цілому може досягати значень, порівнянних Багатошарова плівка із характеристиками шарів з еластичних полімерів. Спостерігається і зворотний ефект: еластичний шар у багаЕластичний шар тошаровій плівці може стати крихким. Ефекти взаємного впливу шарів також значною Відносне видовження, % мірою залежать від ступеня й напрямку орієнтації кожного із Рис. 10.5. Схема «взаємного міжшарового шарів. посилення» багатошарової плівки

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

483

Розділ 10. Тестування упаковки з полімерів та контроль технологічних процесів її виготовлення

LМD ТD

МD LTD

LTD

Рис. 10.6. Визначення орієнтації плівки за ступенем її збігання

LМD

Визначення орієнтації плівки та окремих шарів ламінованих матеріалів. Орієнтацію плівки в цілому визначають за ступенем її збігання. Вирізаний зразок плівки поміщають у воду, яка кипить, на 25–30 хв, після чого визначають збігання плівки в поздовжньому – машинному (MD) і поперечному (TD) напрямках (рис. 10.6). Ступінь збігання плівки визначають за формулами: ;

Ступінь збігання понад 10 % свідчить про те, що плівка орієнтована. Орієнтацію визначають також за збіганням плівки в термошафі при температурах понад 100 °С. Тести з використанням пальника. Для тестування полімеру за його горінням необхідно мати газовий, бунзеновський чи інший пальник, а також контрольні зразки плівки, матеріал якої Зразок відомий. Полум’я пальника регулю25 мм ють так, щоб його 80-100 мм висота дорівнювала 80–100 мм. Пальник Ɍɢɝɟɥɶ закріплюють у штативі під кутом ~45°. 45° Під його факел встановлюють тигель з Рис. 10.7. Схема ідентифікації матеріалу плівки за його вогнетривкого матегорінням ріалу (рис. 10.7). Зразки, що випробовують, і контрольні зразки плівки по черзі на 0,5–1 хв вносять у полум’я пальника. Полімерний матеріал ідентифікують за кольором полум’я, особливостями горіння, запахом і кольором попелу (табл. 10.5).

484

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

10.1. Ідентифікація полімерних матеріалів

Таблиця 10.5.

РЕ

Добра

РР

Добра

Ion

Добра

Паленого парафіну, воску Паленого парафіну, воску

Плавиться, горить та Так утворює краплі, що падають

Паленого парафіну, воску

Середня

Ні Так Так Ні Ні

Паленого рогу, пера, волосся Солодкуватий, ефірний Стиролу Соляної кислоти Соляної кислоти

Так

Паленої вовни

Так

Паленого паперу

Так

CAB

Середня

Повільно горить із чорним димом

Так

Погана

Збігається, горить погано

Ні

Середня Горить із чорним димом

Ні

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

Оцтової кислоти Оцтової кислоти та згірклого масла Кислий, паленої гуми Відсутній

Колір попелу

Запах

Плавиться, горить та Так утворює краплі, що падають Плавиться, майже не Так утворює краплі, що падають

Горить блакитним полум’ям, плавиться Горить із кіптявою, РЕТ Середня збігається, плавиться Збігається, горить із PS Добра кіптявою, сажею, чорним димом Зелено-жовте полум’я із PVC Погана чорним димом Збігається, горить PVdC Погана зеленуватим полум’ям Горить зі спалахами, PVОН Добра плавиться Горить, як папір, Cel Добра викривлюється, але не плавиться Повільно горить із чорним AC Середня димом PА

Горіння поза полум’ям

Особливості горіння

Горючість

Полімер

Ідентифікація полімерних плівкових матеріалів за горінням, запахом, попелом і поведінкою в полум’ї

Чорний Чорний Чорний, із білим нальотом Світложовтий Чорний Чорний Чорний Чорний Світлопопелястий Попелу майже немає Чорний Чорний Чорний Чорний

485

Розділ 10. Тестування упаковки з полімерів та контроль технологічних процесів її виготовлення

З використанням пальника можуть бути реалізовані два тести: Бейльштейна – на хлоромісткі та Грісса – на азотомісткі полімери. Тест Бейльштейна на хлоромісткі полімери. Шматок мідного дроту прогрівають у полум’ї пальника до зникнення кольорового полум’я. Гарячим дротом торкаються плівки, що випробовується, і знову нагрівають її в полум’ї пальника. Поява зеленого кольору означає наявність у матеріалі галогенів. Позитивну реакцію на тест Бейльштейна дають PVC, PVdC і GК, які містять хлор, а також полімери, що містять фтор. Целофанові й поліпропіленові плівки, що мають PVdC-покриття, також дають позитивну реакцію на тест Бейльштейна. Тест Грісса на азотомісткі полімери. Зразок плівки з нанесеним на нього діоксидом марганцю нагрівають у камері згоряння протягом 3 хв. Потім над отвором камери поміщають фільтрувальний папір, змочений реактивом Грісса. Рожеве або червоне забарвлення означає наявність азоту. Реактив Грісса готують наступним чином. Для розчину А 1 г сульфанілової кислоти розчиняють у 100 мл 30%-ї оцтової кислоти. Для розчину Б 0,03 г нафтиламіну виварюють у 70 мл води. Безбарвну рідину над осадом декантують і змішують із 30 мл крижаної оцтової кислоти. При використанні однакову кількість розчинів А і Б змішують. Позитивну реакцію на азот дають РА і нітроцелюлозне покриття целофанових плівок.

10.2. Фізичні характеристики полімерних пакувальних матеріалів До фізичних характеристик належать: геометричні та масо-розмірні характеристики гнучких пакувальних матеріалів; показники стану їх поверхні; оптичні, термічні, електричні властивості тощо [10.1–10.4]. Вони не тільки гарантують безпеку продукції, але й надають пакованню привабливого зовнішнього вигляду, а пакувальний процес стає ефективним. Дотримання бажаних фізичних властивостей і характеристик матеріалів також необхідне для забезпечення надійної й ефективної роботи формувально-пакувального обладнання та необхідної якості продукції, що виробляється, а також відповідних техніко-економічних показників. Основними геометричними та масо-розмірними характеристиками гнучких пакувальних матеріалів є їх товщина, довжина, ширина і площа, маса квадратного й погонного метрів, а також відхилення їх площини від правильної геометричної форми. Усі характеристики, наведені в табл. 10.6, впливають на ефективну роботу формувально-пакувального обладнання. В першу чергу надійна робота обладнання залежить від товщини й коливань значень товщини матеріалу. Для вимірювання товщини плівок, листів і стінок об’ємної тари застосовують різноманітні товщиноміри (рис. 10.8). Вони забезпечують отримання точної інформації про товщину в різних точках стінок пакувальних засобів.

486

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

10.2. Фізичні характеристики полімерних пакувальних матеріалів

Таблиця 10.6.

Геометричні та масо-розмірні властивості гнучких пакувальних матеріалів

ASTM D618-61; Номінальна товщина, ASTM D2673; мкм DIN 53370 Довжина, м; ширина, мм; ASTM D618-61 площа поверхні, м2 ISO R 536; Маса 1 м2, г ASTM D2673; DIN 53352 Маса 1 погонного ASTM D2673; метра, г DIN 53352 Відхилення Стандарти площини матеріалу відсутні від правильної геометричної форми

Вартість

Стандарт

Зовнішній вигляд упаковки

Властивості

Збереження продукції

Вплив на упаковку і процес пакування * Ефективність роботи формувальнопакувального обладнання

ХХХ

ХХ

ХХХ

—

ХХ

ХХХ

—

ХХХ

—

ХХХ

* — – не впливає; Х – не дуже впливає; ХХ – впливає; ХХХ – дуже впливає

Технологічно неможливо отримати плівку або ламінований матеріал однакової товщини, проте цього прагнуть розробники полімерів і технологи – виробники пакувальних матеріалів [10.5]. Формувально-пакувальне обладнання налаштовують на мінімальну товщину матеріалу, яка має відхилення від середнього номінального значення товщини. Тому при значній різнотовщинності (понад 5–10 %) для компенсації цих відхилень виникає необхідність збільшення номінальної товщини полімерного матеріалу. Рис. 10.8. Товщиномір С 640 Мінімальна товщина матеріалу обмежується бар’єрними властивостями та недостатньою жорсткістю, компанії Labthink

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

487

ЗМІСТ

ЗМІСТ ДО ЧИТАЧА ................................................................................................ 4 ПЕРЕДМОВА.............................................................................................. 6 Розділ 1. ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ...................................................10 1.1. Упаковка, тара і допоміжні пакувальні засоби ...............................................10 1.2. Споживча та групова упаковка .......................................................................13 1.3. Транспортна тара та упаковка .........................................................................17 1.4. Іншомовні терміни у сфері пакування ...........................................................23 1.5. Умовні позначення та скорочення, використані в книзі ...............................34

Розділ 2. ЕКСКУРС В ІСТОРІЮ УПАКОВКИ З ПОЛІМЕРІВ ..............39 2.1. Природні та перші синтетичні полімерні матеріали ......................................39 2.2. Створення обладнання для переробки полімерів ..........................................44 2.3. Споживча полімерна упаковка (1950–1970-х рр.) .........................................56

Розділ 3. ПОЛІМЕРИ. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ТА ВЛАСТИВОСТІ ....68 3.1. Термопластичні полімери для пакування .......................................................68 3.2. Поліетилени .....................................................................................................71 3.3. Поліпропілени і співполімери поліпропілену ...............................................78 3.4. Співполімери етилену з іншими мономерами та циклоолефіни .................82 3.5. Полістирол і співполімери стиролу ...............................................................86 3.6. Поліаміди ........................................................................................................90 3.7. Полівініловий спирт, полівінілхлорид і співполімери вінілхлориду .............92 3.8. Поліефіри ........................................................................................................96 3.9. Адгезиви для багатошарових матеріалів ....................................................... 101 3.10. Природні полімери та біополімери ............................................................. 103 3.11. Домішки та адитиви..................................................................................... 112

Розділ 4. ПОЛІМЕРНІ ПАКУВАЛЬНІ МАТЕРІАЛИ. ВИДИ, ВЛАСТИВОСТІ ТА ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ...........117 4.1. Класифікація пакувальних матеріалів на основі полмерів .......................... 117 4.2. Целофанова плівка та технологія її виготовлення ....................................... 123 4.3. Плівки та рулонні гнучкі матеріали на основі ацетату целюлози й природних біорозкладних полімерів.......................................................... 125 4.4. Видувні та поливні плівки на основі синтетичних полімерів ..................... 128 4.5. Орієнтовані пакувальні плівки ..................................................................... 143 4.6. Пакувальні плівки з полівінілхлориду та полівініліденхлориду .................. 159 4.7. Комбіновані плівкові та рулонні матеріали.................................................. 163 4.8. Листові та рулонні гнучкі полімерні пакувальні матеріали ........................ 175

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

577

ЗМІСТ Розділ 5. СПОЖИВЧА УПАКОВКА З ПОЛІМЕРІВ .............................180 5.1. Класифікація споживчого паковання з полімерів ....................................... 180 5.2. Упаковка з плівкових пакувальних матеріалів ............................................. 185 5.3. Упаковка з рулонних гнучких і комбінованих пакувальних матеріалів ......200 5.4. Видувна полімерна тара ................................................................................ 210 5.5. Тара та пакувальні засоби, що виготовлені литтям під тиском або пресуванням ............................................................................................ 217 5.6. Упаковка з газонаповнених полімерних матеріалів ....................................226 5.7. Комбінована упаковка ..................................................................................232

Розділ 6. ПАКУВАННЯ ПРОДУКЦІЇ В СПОЖИВЧУ ПОЛІМЕРНУ УПАКОВКУ ......................................................240 6.1. Операції пакування .......................................................................................240 6.2. Операції підготовки продукції до пакування .............................................. 241 6.3. Консервування та зберігання харчових продуктів у пакованні ...................244 6.4. Асептична обробка при пакуванні харчових продуктів ...............................248 6.5. Відмірювання, дозування, порціонування та фасування продукції ............255 6.6. Створення мікросередовища всередині споживчої полімерної упаковки .....................................................................................257 6.7. Засоби для створення модифікованого середовища при пакуванні............ 268 6.8. Обладнання для пакування в споживчу упаковку з гнучких матеріалів ........272 6.9. Пакування в споживчу упаковку з рулонних полімерних матеріалів ..........293 6.10. Пакування в споживчу видувну полімерну тару ......................................... 298 6.11. Пакування в споживчу полімерну тару, отриману литтям під тиском, та в тару з газонаповнених полімерних матеріалів ..................................... 301 6.12. Робототехніка в пакувальних процесах ......................................................302

Розділ 7. ТРАНСПОРТНА ТАРА З ПОЛІМЕРІВ. ТРАНСПОРТНІ ПАКЕТИ .......................................................304 7.1. Класифікація транспортної тари з полімерів ...............................................304 7.2. Уніфікація розмірів паковання ..................................................................... 306 7.3. Відра, каністри, фляги ...................................................................................308 7.4. Паковання Bag-in-Box................................................................................... 313 7.5. Ящики та лотки.............................................................................................. 317 7.6. Балони, барабани, бочки ..............................................................................325 7.7. Жорсткі полімерні контейнери .....................................................................330 7.8. Гнучка транспортна полімерна тара та IBC-контейнери .............................336 7.9. Пакування в термозбіжні та стретч-плівки ..................................................342 7.10. Засоби пакетування та скріплення вантажів ..............................................355

578

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

ЗМІСТ Розділ 8. ДИЗАЙН ПОЛІМЕРНОЇ УПАКОВКИ ..................................366 8.1. Основні завдання дизайну упаковки ............................................................ 366 8.2. Засоби гармонізації дизайну упаковки ......................................................... 371 8.3. Торгова марка та її підтримка ........................................................................375 8.4. Кольорографічне оформлення упаковки .....................................................385 8.5. Інформаційна складова дизайну упаковки...................................................400 8.6. Символіка, піктограми, штриховий та інші коди ........................................405 8.7. Ключовий образ у дизайні упаковки ............................................................ 410 8.8. Розробка графічного дизайну паковання ..................................................... 414

Розділ 9. ПОЛІГРАФІЧНЕ ОЗДОБЛЕННЯ, ЕТИКЕТУВАННЯ ТА МАРКУВАННЯ ПОЛІМЕРНОЇ УПАКОВКИ .................431 9.1. Основні способи декорування та оздоблення упаковки .............................. 431 9.2. Фарбування, ґрунтування, лакування та металізація упаковки ..................437 9.3. Попередня обробка поверхні полімерних матеріалів ..................................442 9.4. Друкування плівкових і рулонних полімерних матеріалів ...........................445 9.5. Нанесення друку на об’ємну тару з полімерних матеріалів .........................454 9.6. Конгрев, гаряче тиснення, декалькоманія, етикетування ........................... 461 9.7. Контроль якості поліграфічного оформлення полімерної упаковки ..........473

Розділ 10. ТЕСТУВАННЯ УПАКОВКИ З ПОЛІМЕРІВ ТА КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ЇЇ ВИГОТОВЛЕННЯ ..............................................................477 10.1. Ідентифікація полімерних матеріалів .........................................................477 10.2. Фізичні характеристики полімерних пакувальних матеріалів ................... 486 10.3. Фізико-механічні характеристики полімерних матеріалів ........................507 10.4. Фізико-хімічні властивості полімерних матеріалів. Проникність полімерних плівкових матеріалів .......................................... 521 10.5. Контролювання технологічного процесу та якості полімерного паковання ............................................................................... 531 10.6. Методи оцінювання фізіологічної безпечності полімерних матеріалів .................................................................................542

Розділ 11. УТИЛІЗАЦІЯ ТА ПЕРЕРОБКА ВІДХОДІВ ВИКОРИСТАНОЇ УПАКОВКИ З ПОЛІМЕРІВ .................547 11.1. Проблеми використаної упаковки ..............................................................547 11.2. Класифікація та маркування полімерних відходів .....................................549 11.3. Розвиток систем поводження з відходами упаковки..................................552 11.4. Збирання та сортування відходів упаковки ................................................564 11.5. Способи переробки використаної полімерної упаковки ........................... 571

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА

579

Наукове видання

Шредер Валерій Леонідович, Кривошей Валерій Миколайович, Кулик Наталія Вікторівна

ПОЛІМЕРНА УПАКОВКА Монографія Літературний редактор: Ірина Середа Комп’ютерна верстка: Наталія Кругляк Дизайн обкладинки: Наталія Кругляк Коректор: Ірина Середа

Підп. до друку 11.02.2021. Формат 70100/16. Папір офсетний. Гарнітура Newton. Друк офсетний. Ум. друк. аркушів 22,75. Тираж 300. Замовлення № 0089

Підготовка до друку: ТОВ «ІАЦ «Упаковка» 02002, Україна, Київ, вул. Є. Сверстюка, 4-А Тел.: +38 044 221 4603; +38 094 821 4603 upakjour@nbi.com.ua; iacupakovka@ukr.net www.upakjour.com.ua; www.packinfo.com.ua Свідоцтво про внесення суб’єкта видавничої справи до Державного реєстру видавців, виготовлювачів і розповсюджувачів видавничої продукції Серія ДК № 7178 від 04.11.2020 р.

Надруковано ТОВ «ПРИНТ МЕДІА» 03142 м. Київ, вул. Академіка Кржижановського, 4

член Всесвітньої Організації пакувальників WPO з 1998

Громадська некомерційна організація, заснована в 1996 р.

Серед членів Клубу пакувальників виробники полімерної, металевої, скляної і картонної упаковки, машинобудівні підприємства, ВНЗ і НДІ, рекламно-видавничі та комерційні фірми, виставкові центри.

МІСІЯ

НАПРЯМИ ДІЯЛЬНОСТІ:

– об’єднати виробників та споживачів пакувальної продукції для вирішення стратегічних завдань та нагальних проблем розвитку пакувальної індустрії України

МЕТА – за допомогою

різноманітних інформаційних заходів забезпечити представників пакувальної індустрії інформаційними матеріалами про пакування для збільшення виробництва та експорту сучасної, якісної пакувальної продукції

• проведення конференцій, симпозіумів, семінарів, круглих столів, ділових зустрічей; • надання інформації про обладнання, тару, упаковку, матеріали та їх виробників; • підготовка, перепідготовка та стажування фахівців у галузі упаковки; • видання спеціальної літератури, каталогів і журналу «Упаковка»; • проведення маркетингових, консалтингових та аналітичних досліджень; • міжнародне співробітництво. 02002, Україна, м. Київ, вул. Є. Сверстюка, 4-А www. upakjour.com.ua www.packinfo.com.ua

+38 044 221 4601 +38 094 821 4601 club-pack@ukr.net

Що почитати про упаковку? ІАЦ «Упаковка» видає спеціальну, навчальну, довідкову літературу з усіх питань пакувальної індустрії. Упаковка для харчових продуктів та напоїв В.В. Халайджі, В.М. Кривошей Книга відкриває чарівний світ упаковки для найбільш вживаної продукції – харчових продуктів та напоїв. Якою вона повинна бути? Які властивості повинна мати? Як зберігає продукцію? Як нею користуватися та куди подіти після споживання продукції? Упаковка в украинских реалиях В.Н. Кривошей Книга про минуле, сучасне та майбутнє упаковки української пакувальної індустрії. У ній дивним чином переплітаються історичні факти, реальні події та суха статистика з історією створення й розвитку українських компаній, університетів і наукових центрів. Упаковка из картона В.Л. Шредер, С.Ф. Пилипенко Матеріали, конструювання і виробництво, використання упаковки з картону, маркетинг і планування упаковки, дизайн. Пакувальне обладнання (підручник) О.М. Гавва, А.П. Беспалько, А.І. Волчко, О.О. Кохан Наведено класифікацію та аналіз конструкцій пакувального обладнання в цілому та обладнання для пакування продукції в споживчу і транспортну тару, групового пакування і формування збільшених вантажних одиниць. Тара из полимерных материалов (диск) М.Г. Соломенко, В.Л. Шредер, В.Н. Кривошей Розглянуто питання, пов’язані з розробкою, виготовленням та використанням тари на основі полімерних матеріалів. Пакувальна індустрія (матеріали конференцій) Усе про матеріали, упаковку, технології, обладнання та відходи упаковки.

Термінологічний Т довідник пакувальника Й.І. Сторіжко, О.М. Гавва, А.П. А Беспалько, А.І. Волчко Близько 1000 найбільш поширених термінів у галузі упаковки українською, російською та англійською мовами з їх трактуванням українською мовою. Етикетка: як виготовити? С. Войтенко, Л. Рудник, О. Сафонов, Я. Циманек, С. Якуцевич Історія етикетки, її призначення та різновиди, дизайн і колір, технології виготовлення, обробки, захисту та нанесення на виріб. Упаковка з полімерних плівок (Flexible Packaging) (диск) В.Л. Шредер, О.М. Гавва, В.М. Кривошей У книзі комплексно і системно розглянуто гнучкі пакувальні матеріали, їх основні властивості, класифікацію, склад, фізичні і хімічні властивості різних типів харчової продукції, різні типи і види упаковки для харчових продуктів. Добірка статей (електронна версія), опублікованих у журналі «Упаковка», за такою тематикою: 1. Полімери в упаковці: • Частина I. Полімерні пакувальні матеріали. • Частина II. Полімерна тара та упаковка. • Частина III. Технології та обладнання. 2. Скло і метал в упаковці. 3. Папір. Картон. Гофрокартон. 4. Дизайн упаковки. 5. Пакувальне обладнання. 6. Поліграфія. 7. Відходи упаковки. 8. Практика. 9. Хронологія розвитку упаковки. 10. Маркетологи інформують. 11. Технічне регулювання. Ознайомитися з літературою та придбати її можна на сайті ІАЦ «Упаковка» www.upakjour.com.ua або зробивши запит на e-mail: upakjour@nbi.com.ua, iacupakovka@ukr.net

«Упаковка в украинских реалиях» Автор: Кривошей В.М., ІАЦ «Упаковка», 2017, 288 с. Ця книга – про минуле, сучасне та майбутнє української пакувальної індустрії. У ній дивним чином переплітаються історичні факти, реальні події та суха статистика з історією створення й розвитку українських компаній, університетів і наукових центрів. Тут же – цікаві оповіді про фахівців, які створили сучасні виробництва пакувальної продукції. У ній згадано понад 200 професіоналів, гідних того, щоб їх імена хоча б таким чином були вкарбовані в історичний літопис української упаковки. Книгу написано від першої особи – автором, який прожив майже 50-річне професійне життя «в упаковці й разом з упаковкою». Вона системно, логічно та послідовно розповідає про розвиток української пакувальної індустрії, повний еволюційних, а частіше – революційних кроків. На думку автора, книга буде цікавою й корисною як професіоналам, так і звичайним споживачам продукції в упаковці. Вона ознайомлює, навчає й допомагає краще побачити в упаковці помічника та друга. Придбати книгу «Упаковка в украинских реалиях» можна на сайті ІАЦ «Упаковка» www.upakjour.com.ua або зробивши запит на e-mail: upakjour@nbi.com.ua, iacupakovka@ukr.net

«Упаковка для харчових продуктів та напоїв» Автори: Халайджі В.В., Кривошей В.М., ІАЦ «Упаковка», 2018, 216 с. Книга відкриває чарівний світ упаковки для найбільш вживаної продукції – харчових продуктів та напоїв. Якою вона повинна бути? Які властивості повинна мати? Як зберігає продукцію? Як нею користуватися та куди подіти після споживання продукції? На всі ці та багато інших питань відповідають автори цієї книги – справжнього довідника. Вона стане в пригоді виробникам харчових продуктів та напоїв, пакувальних матеріалів, тари та допоміжних пакувальних засобів, працівникам торговельних закладів та закладів громадського харчування, науковцям, викладачам і студентам академій та університетів. Придбати книгу «Упаковка для харчових продуктів та напоїв» можна на сайті ІАЦ «Упаковка» www.upakjour.com.ua або зробивши запит на e-mail: upakjour@nbi.com.ua, iacupakovka@ukr.net