Сирохман І.В Товарознавство пакувальних матеріалів і тари

Подождите немного. Документ загружается.

Контрольні питання

1. Що таке скло?

2. Характеристика основних технологічних та експлуатаційних влас-

тивостей скла?

3. Охарактеризуйте тенденції розвитку склотарної промисловості.

4. Які споживні властивості скляної тари?

5. Які класи скла Вам відомі?

6. З яких матеріалів виробляють тарне скло?

7. Нові види скляної тари?

8. Які основні критерії якості скляної тари?

9. Які найбільш поширені дефекти скла?

10. Дайте характеристику скляної тари.

ПОЛІМЕРНІ МАТЕРІАЛИ

У другій половині XX століття помірно зростало виробниц-

тво полімерних матеріалів. Якщо у 1920 році випуск полімерів

складав усього 80 тис. т, то у 2000 р. — близько 110 млн т

(рис. 5.1).

100

150

200

1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

(прогноз)

млн т

Рис. 5.1. Світове виробництво полімерів

У перспективі передбачається інтенсивне зростання виробни-

цтва і споживання багатьох видів полімерів. Це зумовлено їх цін-

ними властивостями, особливо у виробництві полімерної

тари:

• невисока маса дає змогу знизити транспортні витрати порів-

няно з металевою або скляною тарою;

• міцність і відсутність постійних деформацій;

• хімічна стійкість;

• непроникність для більшості газів та пари;

• здатність забарвлюватись у різні кольори.

Найближчим часом попит на полімерну тару щорічно зроста-

тиме в середньому на 4 %, тоді як на скляну, металеву та картон-

ну — лише на 1—2 %.

За індексом ефективності полімерні пакувальні матеріали знач-

но переважають скляну тару (рис. 5.2).

200

400

600

800

1000

Маса Ціна

Полімерна Скляна

Рис. 5.2. Індекс ефективності

упаковки

5.1. Класифікація

полімерних матеріалів

Полімерні матеріали класифікують за такими ознаками:

• за походженням — природні (целюлоза, бітуми тощо) і син-

тетичні (поліолефіни, полістирол, полівінілхлорид тощо);

• за стійкістю до температури — термопластичні, які при на-

гріванні чи охолодженні змінюють свої властивості у зворотному

напрямку та термоактивні. Останні при зміні температури набу-

вають незворотних властивостей;

• за методами синтезу виділяють полімеризаційні та полікон-

денсаційні;

• за складом основного ланцюга бувають карболанцюгові, що

складаються з атомів вуглецю, гетероланцюгові — крім вуглецю,

включають атоми металів та елементоорганічні сполуки, які міс-

тять атоми металів, бору, кремнію тощо;

• за деформаційно-міцністними характеристиками виділяють

жорсткі (М > 1000 мПа), напівжорсткі ( М > 400 мПа), м’які ( М >

20 мПа) та еластичні ( М < мПа).

У пакувальній галузі використовують кілька груп полімерних

таропакувальних матеріалів (рис. 5.3).

Плівкові полімерні матеріали Біо- й фоторозкладувальні полімери Комбіновані й багатошарові матеріали

Поліолефіни поліетилен (ПЕ)

поліпропілен (ПП)

полібутен

полі-4-

метил-пентен

співполімери

етилену

поліакрило-

нітрил (ПАН)

Поліаміди

(ПА)

Нітрилові

полімери

низької густини

(

ПЕНГ

)

високої густини

(

ПЕНГ

)

лінійний (ЛПЕНГ)

з поліпропіленом

з вінілацетатом

ЕВА

)

з вініловим

спи

том

іономери

діацетат

целюлози

(

ДАЦ

)

Полімери

на основі

целюлози

ефіри целюлози

целофан

триацетат

целюлози

папір-ПЕ

картон-ПЕ

ПЕ-папір-ПЕ

ламінований

ка

тон

папір-ЕВА

буфолен

лафолен

цефолен

ламістер

на основі

паперу

й ка

тон

Комбінова-

ні матеріали

на основі

алюмінієвої

ольги

металі-

зовані

Полімерні таропакувальні матеріали

поліетилентере-

фталат (ПЕТФ)

полікарбонат (ПК)

Поліефіри

полістироли (ПС)

полівініловий

спирт (ПВС)

полівініліден-

хлорид (ПВДХ)

полівінілхлорид

(ПВХ)

Вінілові

полімери

орієнтований

удароміцний

спінений

співполімери

вінілхлориду стиролу

з вінілден-хлоридом

з вінілацетатом

з акрилоні-трилом (САН)

АВС-пластики

целофан-ПЕ

лавсан-ПЕ

ПА-ПЕ

ПАН-ПЕНГ

ПЕ-ПА-ПЕ

ПА-ПВДХ-

ПЕ

ПЕНГ-ПЕТФ-

ПЕТФ-ПЕНГ

ПП-ПЕТФ-

ПЕТФ-ПП

двоша-

рові

Багатошаро

ві матеріали

тришарові

чотири-

шарові

п’яти-

шарові

Рис. 5.3. Класифікація полімерних матеріалів для пакування

5.2. Плівкові полімерні матеріали

Найбільшу частку серед пакувальних полімерних матеріалів

займають поліолефіни, представлені різними типами поліетилену,

а також поліпропілену і співполімерами етилену.

Поліетиленові матеріали

Поліетилен (ПЕ) складається з атомів вуглецю і водню завдя-

ки полімеризації етилену. З урахуванням ступеня розгалуження

поліетилен поділяють на дві основні групи: низької і високої гус-

тини (ПЕНГ, ПЕВГ).

Поліетилен низької густини має відносно розгалужену макро-

молекулу і завдяки цьому невелику густину (920 кг/м

). Його

отримують при високому тиску і тому ще називають поліетиле-

ном високого тиску. Розгалуженість ланцюга перешкоджає ущіль-

ненню макромолекул, що зменшує ступінь кристалічності і тем-

пературу розм’якшення, яка набагато нижча за температуру води.

Завдяки цьому матеріал не можна стерилізувати водяною парою

або кип’яченою водою.

За обсягом виробництва він посідає провідне місце у світі.

Тільки в країнах Західної Європи щорічно використовується бли-

зько 6,2 млн т поліетилену низької густини. Приблизно 75—80 %

цього матеріалу застосовується у пакувальній галузі. Він дає плів-

ки, які легко зварюються та утворюють міцні шви, склеюються

на основі сумішей поліетилену і поліізобутилену. Плівки відріз-

няються високою стійкістю і міцністю до удару та роздирання.

Міцність зберігається навіть за дуже низьких температур (–78 °С).

Цінними властивостями плівок вважається водо- і паронепрони-

кність. Разом з тим, вони проникні для газів і тому непридатні

для продуктів, що окислюються. Крім того характеризуються ни-

зькою оліє- і жиростійкістю.

Поліетилен високої густини синтезується при порівняно ниж-

чому тиску за попередній, тому його іноді називають поліетиле-

ном низького тиску. Для нього характерна переважно лінійна бу-

дова з незначною кількістю нарізних бічних ланцюгів, а густина

його складає близько 960 кг/м

. Завдяки більш щільному розмі-

щенню молекул проникність поліетилену високої густини при-

близно в 5-6 разів нижча, ніж у поліетилену низької густини. За

водопроникністю він поступається тільки плівкам на основі спів-

полімерів вінілхлориду, а за хімічною стійкістю — більш ефек-

тивний, особливо до олій і жирів.

Плівки на основі поліетилену високої густини жорсткіші, їх міц-

ність під час розтягування та стискування вища, а опір роздиранню

та удару нижчий, ніж у плівок з поліетилену низької густини. Тому

цей матеріал широко використовується для виготовлення дутих ек-

струдованих порожнистих місткостей (бочок, каністр, сулій), які

досить ефективні при транспортуванні та зберіганні кислот і лугів.

З нього виготовляють ящикові піддони, які витримують статичне

навантаження до 1,4 МН і виготовляються литтям під тиском.

Лінійний поліетилен низької густини (ЛПЕНГ) за своєю струк-

турою подібний до поліетилену високої густини, тобто має ліній-

ну структуру, але з більш численними і довгими відгалуженнями.

Завдяки цьому характеризується проміжними властивостями між

поліетиленом високої та низької густини. Порівняно з поліетиле-

ном низької густини він хімічно стійкий, має кращі експлуата-

ційні властивості при високих і низьких температурах, підвище-

ну стійкість до розтріскування, проколу, роздирання. Близько

80 % цього матеріалу використовується для виробництва непро-

никних, розтягувальних та усадкових плівок. Вони міцні на роз-

рив та роздирання, мають добру стійкість щодо появи тріщин при

тривалому зберіганні, тому переважно використовуються для ви-

готовлення мішків.

Плівка поліетиленова, виготовлена методом співекструзії із

поліетилену високого тиску (ПЕВТ) і його композицій, може міс-

тити пігменти (барвники), стабілізатори, ковзні, антистатичні і

модифіковані добавки.

Залежно від призначення і вихідної композиції плівку випус-

кають таких марок:

М — призначена для виготовлення транспортних мішків та

інших виробів найбільшої міцності, забарвлених і незабарвлених,

стабілізованих і не стабілізованих;

Т — використовується для виготовлення виробів технічного

призначення, упаковки і комбінованих плівок, буває забарвленою

і незабарвленою, стабілізованою і нестабілізованою;

СТ — призначена для сільського господарства як світлопро-

зоре атмосферостійке покриття, випускається забарвленою і не-

забарвленою, стабілізованою;

СІК — для сільськогосподарського виробництва як світлопро-

зоре атмосферостійке покриття теплиць, яке забезпечує підвище-

ний тепличний ефект; виробляють незабарвленою, стабілізова-

ною з адсорбентом ІЧ-випромінювання;

СК — для консервування кормів у сільському господарстві,

буває забарвленою і незабарвленою, нестабілізованою;

СМ — як матеріал для мальчування у сільському господарст-

ві; виробляється незабарвленою, стабілізованою;

В, В

— для меліоративного і водогосподарського будівництва

як протифільтраційний екран; марки В випускають незабарвле-

ною, комплексно стабілізованою, високомолекулярною; марки В

—

незабарвленою, стабілізованою;

Н — для виготовлення виробів народного споживання, упаков-

ки і побутового призначення, буває забарвленою і незабарвле-

ною, стабілізованою і нестабілізованою.

За легкістю плівку поділяють на категорії (вища, перша) і сор-

ти (вищий, перший).

Плівку для пакування харчових продуктів виготовляють із ба-

зових марок поліетилену, рецептур добавок, дозволених МОЗ

України для виробів, які контактують з харчовими продуктами.

Маркування, за вимогами споживача, передбачає марку полі-

етилену, добавки або композиції.

Умовне позначення плівки складається із назви матеріалу «плів-

ка поліетиленова», марки плівки, виду добавок (n — пігмент або

барвник, с — стабілізатор, т — ковзаюча добавка, а — антистатична

добавка, ф — модифікована добавка), виду плівки (рукав, напівру-

кав, полотно), товщини і ширини в міліметрах, сорту і позначення

стандарту. Умовне позначення плівки, допущеної для контакту з

харчовими продуктами, доповнюється словом «харчова».

Наприклад, поліетиленова плівка марки Т, містить стабіліза-

тор, виготовлена у вигляді полотна, товщиною 0,100 мм, шири-

ною в рулоні 1400 мм, вищого сорту:

Плівка поліетиленова, Тс, полотно, 0,100х1400, вищий сорт,

ГОСТ 10354-82.

Плівка не повинна мати тріщин, запресованих складок, розри-

вів і отворів. Тріщина — це дефект з локальним розділенням плів-

ки; запресована складка — дефект у вигляді складки, яка не роз-

правляється при ручному зусиллі; розрив — дефект, що харак-

теризується розділенням плівки на частини; отвір — являє собою

наскрізну порожнину в плівці.

За фізико-механічними і електричними показниками плівка

повинна мати відповідну міцність при розриванні (МПа, кгс/см

);

відносне подовження при розриванні ( %); статичний коефіцієнт

тертя; питомий поверхнево-електричний опір (Ом).

Плівка для упаковки харчових продуктів не повинна нада-

вати дистильованій воді стороннього запаху, присмаку вище

1 бала, змінювати колір і прозорість дистильованої води; кон-

центрація формальдегіду у водній витяжці може перевищувати

0,1 мг/л.

За своєю безпечністю плівка не є токсичним матеріалом. Ви-

користання її в нормальних умовах не вимагає заходів пересторо-

ги. Безпека плівки в умовах, що перевищують температуру плав-

лення поліетилену, допускає виділення оксиду вуглецю, не-

насичених вуглеводів, органічних кислот, альдегідів та інших то-

ксичних продуктів.

Гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих парів і га-

зів термоокислювальної деструкції в повітрі робочої зони вироб-

ничих приміщень повинні відповідати ГОСТ і не перевищувати

норм, затверджених МОЗ (табл. 5.1).

Таблиця 5.1

ГРАНИЧНО ДОПУСТИМІ (ГДК) І КЛАС БЕЗПЕКИ

ОСНОВНИХ ПРОДУКТІВ ТЕРМООКИСЛЮВАЛЬНОЇ ДЕСТРУКЦІЇ

Найменування

продукту

ГДК, мг/м

Клас

безпеки

Дія на організм

Формальдегід 0,5 2

Викликає под

азнення слизових

оболонок очей і дихальних шляхів

Ацетальдегід 5,0 3

Викликає под

азнення слизових

оболонок очей і дихальних шляхів

Оксид вуглецю 20,0 4

Викликає запамо

очення, ш

вухах, слабкість

Оцтова кислота 5,0 3

Викликає подразнення верхніх ди-

хальних шляхів

Пакування, маркування, транспортування і зберігання. Плівку

намотують у рулони на пластмасові шпулі, картонно-паперові

стержні, втулки. Маса рулону при ручному завантаженні — не

більше 50 кг, при механізованому — до 500 кг. До кожного руло-

ну прикріплюють або вкладають під перший шар плівки ярлик,

який на рулонах з плівкою марки СІК має жовту смужку, СМ —

чорну, СТ — червону, «Харчова» — зелену.

При автоматизованому виробництві плівки на ярлик замість

смужок наносяться спеціальні коди.

На ярликах указують: найменування або товарний знак під-

приємства-виробника, умовне позначення плівки, ширину вихід-

ного рукава, марку поліетилену, номер партії і рулону, масу нет-

то, масу брутто, довжину плівки в рулоні, кількість м

плівки в

100

рулоні, дату виготовлення, позначення стандарту, прізвище паку-

вальника.

Транспортування плівки здійснюється всіма видами транспор-

ту в закритих транспортних засобах. При транспортуванні руло-

нів плівки пакетами, вказують спосіб і засоби пакетування, роз-

мір і масу пакета.

Плівку зберігають у закритих складських приміщеннях, ви-

ключаючи попадання прямих сонячних променів, у горизонталь-

ному положенні, при температурі від 5 до 40 ºС, на відстані не

менше 1 м від нагрівальних приладів. Допускається зберігання

плівки в неопалюваному складському приміщенні при темпера-

турі до мінус 30 ºС не більше одного місяця.

Гарантійні терміни зберігання плівки марок М, Т, Н і СК без

добавок становлять 10 років, марок СІК, СТ, В, В1 і марок М, Т,

Н, СК з добавками — 1 рік з дня виготовлення.

Поліетиленові (захисні) матеріали. Плівку із поліетилену низь-

кої густини покривають розчином, який містить метилцелюлозу

або оксипропілцелюлозу високої чи низької молекулярної маси.

Він формує плівку з вмістом 10 000, 7500, 5000, 2500 або 0 од. ні-

зину/см

. При дослідженні проби отриманої подвійної плівки

розміщували в пептоновий розчин і 10 мкл отриманого розчину

вводили в систему, заражену Listeria monocytogenes. Плівки, які

містили 5000—10 000 од. нізину, виявили інгібірувальну здат-

ність через 30 хв. після внесення. Останні зберігали цю здатність

протягом 8 год. Через 8 діб зони інгібірування відзначені для всіх

плівок, крім упаковки, що містила 2500 од. нізину/см

. Молеку-

лярна маса метилцелюлози не впливала на розвиток мікрооргані-

змів. При прямому внесенні нізину в середовище його ефектив-

ність була на 25—50 % вищою, ніж при використанні плівки, що

містила нізин.

Плівка поліетиленова термоусадкова виготовляється із полі-

етилену високого тиску вищого сорту або композицій на їх осно-

ві, які містять пігменти і ковзаючі добавки. При цьому викорис-

товують метод екструзії з наступним пневматичним розтягу-

ванням. Вона призначена для формування штучної продукції, у

тому числі в споживчій тарі групової упаковки і для пакетування

вантажів.

Плівку, яка призначена для безпосереднього контакту з харчо-

вими продуктами, виготовляють з використанням компонентів,

дозволених МОЗ України.

Залежно від призначення плівка поліетиленова термоусадкова

поділяється на марки і види різної товщини (табл. 5.2).