Упаковка - это всегда процесс, состоящий из стадий поиска, разработки, инноваций, внедрения. Для того, чтобы обеспечить комплекс полезных свойств конечной ГПУ для пищевых и непищевых продуктов, таких, например, как прочность, свариваемость, термостойкость, жёсткость или эластичность, барьерные свойства (газопроницаемость, паропроницаемость), химическую стойкость, упаковка не может состоять только из одного слоя и одного полимерного материала. Это должен быть многослойный материал. Есть много разных технологий комбинации в упаковке различных полимерных материалов, таких как адгезионное ламинирование, соэкструзионное ламинирование, нанесение соэкструзионных покрытий, нанесение тонких барьерных покрытий на поверхность плёнок, выдувная и плоскощелевая соэкструзия. В последние годы очень активное развитие получили разработки прозрачных барьерных плёнок с вакуумным нанесением нанопокрытий, например оксидов кремния и алюминия, для реторт применения. Тем не менее, технология выдувной соэкструзии по-прежнему актуальна, поскольку позволяет экономично производить в один технологический этап многослойные плёнки, состоящие из разных по химической природе и свойствам полимерных материалов, например, -комбинаций смесей различных типов и марок полиолефинов (LDPE, LLDPE, mLLDPE, HDPE, MDPE, пластомеры, сополимеры EVA, РР), полибутены,
-Адгезивы и смеси адгезивов с РЕ,
-GPPS, SBC,
-EVOH,
-РА6, алифатические, ароматические или полу¬ароматические сополимеры РА6/66,
-PETG,
-PVDC,
-СОС циклоолефиновые сополимеры,
-PGA полигликолевая кислота,
-РАА полиакриловая кислота,
-LCP жидкокристаллические полимеры,
-Нанокомпозиты полимеров и т.д. Причём, просто введя в структуру плёнки какой-либо один из вышеперечисленных барьерных материалов, нельзя быть уверенным в том, что результат уже достигнут, поскольку на барьерные свойства влияют следующие основные факторы: •химическая структура полимера, тип функциональных групп, т.е. наличие свободного объёма в структуре плёнки;
•кристалличность, ориентация молекул в структуре, т.е. опять свободный объём в структуре;
•толщина барьерного слоя и их комбинация в структуре. Чем выше кристалличность и ориентация, плотнее структура, больше толщина, тем выше барьерность (ниже газо- и паро- проницаемость);
•последовательность слоев в структуре упаковочного материала и их комбинация;
•температура окружающей среды; чем выше температура, тем выше проницаемость, ниже барьерность;
•влажность окружающей среды; если полимерные слои плёнки способны абсорбировать воду (например, PA, EVOH), то их газопроницаемость при высокой влажности напрямую повышается. Далее нельзя забывать о том, что для разных продуктов требуется разный уровень и комбинация барьерных свойств. Ниже в таблице для примера приведены некоторые цифры по требуемому уровню двух основных параметров кислородопроницаемости и паропроницаемости. Российский рынок многослойных плёнок оценивается в 2008 году в размере порядка 180 тыс. т/год. Из них около 25 тыс. т составляют ГПУ с барьерными свойствами для пищевой промышленности и медицины, где половина этого потребления удовлетворятся за счёт европейских поставщиков плёнок из Германии, Финляндии, Польши, Израиля, Италии. Многие эксперты из года в год прогнозируют бурный рост барьерных многослойных гибких упаковочных материалов в России, однако структура питания и потребления мясо- рыбо- продуктов в России меняется медленнее прогнозов, а медицинская упаковка пока в ожидании прорыва всей отрасли. Кроме того, развитие этого вида ГПУ сдерживается сложностью продвижения этого вида упаковки из-за необходимости продавать не просто упаковку, а её специальные свойства, и сложностью технологий и организации производства. Можно выделить следующие основные тенденции развития рынка многослойных барьерных упаковочных материалов: •Замена фольги, металла, стекла, жёсткой упаковки на гибкую, в целом рост объёмов гибкой полимерной упаковки по сравнению с жёсткой.
•Замена традиционных видов сырья.
•Снижение толщины упаковочных материалов.
•Увеличение сроков хранения продуктов при сохранении свежести и всех характеристик.
•Улучшение качества хранения продуктов: -Цвет
-Запах
-Консистенция
-Внешний вид
-Лёгкость использования продукта в упаковке •Разработка активных интеллектуальных упаковочных си¬стем, например, поглощающие
газы, этилен упаковочные системы, антимикробные упаковки, со¬держащие термохромные, химические индикаторы и т.п.
•Максимальная автоматизация всех стадий производства ГПУ, минимизация влияния на качество человеческого фактора. Активное развитие в последние годы получили новые барьерные материалы – ароматический полиамид MXD6, циклоолефиновые сополимеры, жидкокристаллические полимеры и нанокомпозиты полимеров. На рис. 3 приведена одна из последних разработок в области барьерных упаковочных материалов компании Nancor прозрачная реторт упаковка без фольги и ламинации, где в среднем слое соэкструзионной плёнки Полиолефин/Нанокомпозит/Полиолефин находится слой нанокомпозита полимера, обеспечивающий близкую к нулю газопроницаемость упаковки в течение длительного срока. |
