В упаковке для жидких продуктов картон обеспечивает прочность, жесткость, гигиеничный внешний вид и качество поверхности для печати. В типичной конструкции основной материал пакета — это многослойный картон из древесной целлюлозы, позволяющий обеспечить высокий уровень требований к нейтральности относительно запаха и вкуса. Наружный слой картона всегда изготавливают из беленой целлюлозы, получаемой химическим способом в процессе сульфатной варки. Для обеспечения необходимого качества печати на этот наружный слой может быть нанесено меловальное покрытие. Близлежащие к наружному слои картона могут изготавливаться как из беленой, так и небеленой целлюлозы.
Используют также химико-термомеханическую древесную массу (ХТММ, СТМР), которая светлее обычной термомеханической древесной массы (ТММ) или древесной массы из щепы, но не настолько белая, как беленая целлюлоза, получаемая химическим способом. При применении ХТММ в картоне она располагается между слоями беленой целлюлозы. ХТММ обеспечивает большую пухлость и, следовательно, большую жесткость, чем целлюлозы той же массы, будучи при этом дешевле. Толщина и масса картона зависят от вида картона упаковки и от использования в его композиции ХТММ.
Основное различие между картоном для упаковки жидких продуктов и коробочным картоном для складных коробок заключается в проклейке, используемой на этапе приготовления бумажной массы. Хотя конструкция упаковки исключает непосредственный контакт с жидким продуктом как кромок, так и плоских поверхностей картона, из-за того, что на молокоперерабатывающих предприятиях рабочая среда в основном влажная, необходимо, чтобы необработанные кромки картона при контакте с окружающей средой не могли быстро впитывать влагу.
Картон, используемый для производства упаковки жидких продуктов, является хорошо освоенным изделием и выпускается в больших объемах относительно небольшим количеством производителей.
Одним из возможных подходов к выбору покрытия с барьерными свойствами, который, возможно, найдет применение в будущем, — это использование клеильного пресса на картоноделательной машине для нанесения на картон полимерных материалов в водной дисперсии. Swiyn® и Nucrel® — это термопластичные полимеры, выпускаемые фирмой DuPont в виде дисперсии и обладающие стойкостью к действию жиров и масел, а также низкой температурой начала склеивания, причем их можно использовать для нанесения покрытий из дисперсии. Снижению затрат способствует обработка, выполняемая на картоноделательной машине (см. также сайт DuPont).
Другая инновация касается производства и использования полимерных наноком-нозитов, в которых в полимере диспергированы мельчайшие частицы поверхностно-модифицированного каолина. Улучшенные барьерные свойства делают материал пригодным для использования в упаковке напитков, чувствительных к кислороду, в частности, фруктовых соков.
Картонные коробки в местах реализации
В конечном итоге потребитель приобретает изделие в картонной упаковке. Как мы уже отмечали в разделе 10.1, это происходит по-разному в зависимости от типа изделия и рынка, для которого оно предназначено. В некоторых ситуациях, например, при торговле методом самообслуживания, внешний вид упаковки чрезвычайно важен — маловероятно, что изделие в поврежденной или выцветшей коробке захотят купить, тогда как привлекательный вид коробки может вызвать импульсивную покупку.
Упаковка для жидких продуктов на основе бумаги и картона
История фасования жидких продуктов в картонную упаковку за последнее столетие — классической пример развития бизнеса со всеми типичными его составляющими, от построения концепции до успешного производства по всему миру. Он основан на предвидении, мотивации предпринимательской активности с использованием научных знаний, технологических достижений и коммерческого опыта.
Возникновение новых материалов
С 1960-х гг. рынок значительно расширился — сначала упаковку на основе бумаги н картона использовали только для молока и сливок, зачем настала очередь соков, а с 1980-х гг. в нее стали фасовать супы, соусы, растительные масла, а относительно недавно — и воду. Диапазон размеров пакетов и коробок довольно велик — от упаковки Tetra Classic объемом 12-65 мл до упаковки с квадратным или прямоугольным сечением объемом от 200 мл до 2 л. Пакеты Pure-Pak® выпускаются даже объемом 4 и 5 л. Появились разные формы упаковки — теперь это не только «кирпичики» и пакеты с крышеобразным верхом («гребешком»), но и шестигранные, клиновидные пакеты, а также упаковки в виде «подушки».
Материалы с высокими барьерными свойствами
В качестве материала с высокими барьерными свойствами относительно света, кислорода и водяного пара широко распространена алюминиевая фольга, которая обеспечивает превосходную защиту от посторонних запахов и обладает стойкостью к жирам и маслам. Картон может быть покрыт фольгой с любой стороны, причем при покрытии наружной (верхней) стороны картона обеспечивается «металлический» внешний вид упаковки. В большинстве случаев алюминий используют только из-за его барьерных свойств, а сверху дополнительно наносят слой ПЭ (рис. 13.6).
Асептическая обработка
При асептической технологии розлива одновременно с высокотемпературной обработкой продукта, обеспечивающей его стерилизацию в потоке, выполняется стерилизация упаковки и затем розлив (в асептической зоне). Жидкие пищевые продукты и напитки стерилизуются или пастеризуются по непрерывной технологии при движении через туннель стерилизации, после чего их охлаждают и производят розлив. Упаковочная машина одновременно стерилизует упаковочный материал и формирует контейнеры.
Работоспособность и эффективность упаковочных линий
Работоспособность упаковочных линий очень важна и зависит от многих параметров. Определение «хорошей работоспособности» дать довольно сложно, но «плохая работоспособность» обычно бывает очевидна. В общих чертах можно утверждать, что хорошая работоспособность характеризуется минимальными нарушениями операций упаковки с заданной эффективностью, которую можно измерять и регулировать.
Параметры рабостоспособности
Некоторые параметры «работоспособности» являются более расплывчатыми, чем другие, — например, понятие «синхронизации», связанное с настройками машины для сборки коробок (в пределах этих настроек установленные требования к картонным коробкам при удовлетворительной эффективности линии упаковки выполняются). Настройки управляют автоматическим перемещением при взаимодействии машины с коробкой и картоном (некоторые операции могут ускоряться или замедляться в зависимости от жесткости картона, сопротивления складыванию или пружинения линий биговки коробки). Значение синхронизации можно проиллюстрировать следующей ситуацией, которая возникла при пробной эксплуатации коробок с измененными характеристиками на линии упаковки, долго работавшей в установившемся режиме.
Поверхностное трение
Поверхностное трение, обусловленное краской и лаком, может быть изменено с помощью ИХ поставщиков. Включение кремнийорганическпх соединений (силиконов) или парафинов (воска) для улучшения сопротивления истиранию может уменьшить коэффициент трения или угол скольжения, а также глянец, поэтому при анализе возможных изменений такие модификации следует учитывать.
Сбыт и хранение
Складные картонные коробки обычно группируют и для последующего хранения и сбыта упаковывают во вторичную упаковку. Типовая групповая и транспортная тара, как правило, представляет собой следующее:
Экспортные изделия
Особой внимательности требуют изделия па экспорт, упаковываемые в контейнеры и предназначенные для поставки в страны с жарким климатом. В этом случае необходимо заменить термоплавкие адгезивы, используемые для сборки и/или укупоривания коробок, так как они могут размягчиться и соединение при высоких температурах может разрушиться.
Использование коробок потребителем
Аспекты качества упаковки, которые особенно заметны потребителям, обычно связаны с такими ее свойствами, как удобство обращения, наличие повреждений и средств защиты от краж, удобство открывания и повторного закрывания (при необходимости). Если при повторном закрывании используется подгибаемый клапан, важна долговечность линии биговки, служащей своего рода «шарниром» для крышки.
Интеллектуальная упаковка
Примером инновационной картонной упаковки может служить так называемая «интеллектуальная упаковка» [14]. В картон из чистой беленой целлюлозы (SBB), выбранный за его высокую стойкость к растрескиванию при фальцовке по линям биговки и запечатанный проводящей краской, встраивают микрочип, антенну и электронные компоненты. Применяется такой картон для блистерной упаковки фармацевтической продукции. Микрочип реагирует на извлечение таблетки, записывает время и может быть запрограммирован для подачи звукового сигнала при наступлении времени приема следующей таблетки. Кроме того, имеется ряд кнопок, позволяющих пациенту вводить данные о побочных эффектах таблетки. Полученная информация в закодированном виде хранится в чипе, в котором также записан Интернет-адрес, на который информация может быть отправлена. Когда упаковка опустошается, информация загружается в персональный компьютер. Данные могут быть также переданы на компьютер врача или просмотрены на экране.
Проверка образцов на запах и вкус
Поскольку человек очень чувствителен ко вкусу и запахам, эти его способности используются для органолептической проверки картона и коробок с нанесенной печатью. Для проверки образцов па запах и вкус используются группы людей с нормальными вкусовыми и обонятельными ощущениями. Существуют специальные процедуры отбора таких органолептических комиссий и подробные стандарты (ISO, ASTM, CEN, BS, DIN и т. п.) на органолептические испытания и методы анализа их результатов. Рекомендуется постоянно вести поиск новых стандартов (в частности, много новых и обновленных стандартов выпущено в период 1995-2005 гг.). К основным стандартам относятся методы парного сравнения и триаигулярный (треугольный) метод определения различий во вкусе и запахе, а также методы количественных оценок (например, DIN 10955 в новой редакции от 01.06.2004 г., известный также как тест Робинсона).
Разделители (перегородки, решетки)
В данном случае под разделителями мы понимаем зацепленные элементы из плоского картона, использующиеся для создания ячеек в коробках (ящиках), куда помещают отдельные изделия или уже упакованные продукты. Для хранения и транспортировки плоский картон вырезают, элементы-разделители соединяют в замок и плоско складывают.
Водостойкость и паронепроницаемость
Для обеспечения максимальной непроницаемости относительно влаги и водяного пара наряду с использованием средних слоев с сильной проклейкой в качестве наружного слоя с одной или двух сторон применяют крафт-бумагу с ПЭ-покрытием. Типичная масса полиэтилена, используемого в этих целях, составляет 15 г/м2. При необходимости может использоваться картон для складных коробок с белым покровным слоем и плоский беленый (белый) картон.
История развития картонных упаковок
После второй мировой войны пакеты Pure-Pak® использовались и в Европе. Сначала пакеты импортировались из США, но в 1957 г. была создана фирма Elopak (европейский обладатель лицензии на упаковку Pure-Рак®), которая в 1987 г. поглотила упаковочное подразделение Packaging Systems Division американской Ex-Cell-0 и выкупила лицензию на упаковку Pure-Pak®.
История внедрения картонных упаковок
Полиэтилен был изобретен в Великобритании в 1933 г. сотрудниками фирмы IQ и получил фирменное наименование polythene (полотен), причем использование его в качестве упаковочного материала не предполагалось. Впоследствии компания DiiPont, владевшая лицензией на производство полиэтилена, в 1954-1955 гг. предложила фирме Франка У. Игана (Frank W. Egan) разработать экструдер для нанесения покрытий, и в 1956 г. компания Tetra Pak начала покрывать картон полиэтиленом [11, р. 53).
Барьерные и термосвариваемые слои в упаковках из жидкого картона
Типовая конструкция упаковки требует наличия на лицевой, верхней стороне (стороне печати) и на оборотной стороне картона совместимых термосвариваемых полимерных материалов. Полимерные покрытия обычно наносятся методом экструзии полиэтилена низкой плотности (ПЭНП). В некоторых конструкциях, как мы покажем ниже, с помощью полиэтилена выполняется термосварнванпе наружной п внутренней поверхностей, поэтому ПЭ па этих двух поверхностях должен быть термосваривамым, в других же конструкциях выполняется лишь термосварнванпе внутренних поверхностей между собой, и термосвариваемым должен быть лишь ПЭ внутреннего слоя. В большинстве конструкций требуется термосваривание наружных сторон. Картон с двухсторонним ПЭ-покрытием представлен на рис. 13.4.
Нанесение печати и сборка
Печать наносится на картон методом флексографской или глубокой печати методом «с рулона на рулон». На рулоны с нанесенной печатью затем с двух сторон наносится покрытие (методом экструзии) из полиэтилена или, если требуется дополнительный барьерный слой, их дополнительно ламинируют алюминиевой фольгой. При необходимости использования с внутренней стороны упаковки утолщенного полиэтиленового покрытия наносят второй слой ПЭ. Как мы уже отмечали ранее, между картоном и наружным ПЭ-покрытием может размещаться и другой барьерный слой. После этого рулоны подвергают биговке и резке «в размер», после чего заготовки поступают на предприятие-упаковщик, где упаковку собирают, фасуют п герметизируют (исключением является упаковка типа Tetra Classic, у которой би-говка для сборки не нужна).
Виды конструкций картонной упаковки для жидких продуктов
У оригинальной упаковки Pure-Pak® (фирмы Elopak) был «гребешок», показанный на рис. 13.1 (иногда его оснащали навинчивающимся колпачком). Пакеты с «гребешком» выпускались в течение многих лет. Упаковка Tetra Rex (рис. 13.8) — аналогичный пакет с «гребешком», производимый компанией Tetra Pak. К упаковке с «гребешком» относятся также Bowpack (с 2003 г. фирмы Elopak) и Biopack (фирмы Field). Подобные упаковки производят из заготовок.
НА ГЛАВНУЮ
