Gama polimerów

W produkcji opakowań spożywczych wykorzystywana jest pełna gama polimerów, które nadają opakowaniu odpowiednią wytrzymałość mechaniczną oraz kształt. Głównym ograniczeniem pozostają dwie kwestie: nietoksyczność polimeru oraz jego barierowość. Toksyczność tworzywa sztucznego może być spowodowana składnikami jego domieszek, głównie plastyfikatorów, które w chłodniczej temperaturze przechowywania mogą wyciekać z masy polimerowej, powodując skażenie środka spożywczego, a także dekompozycję struktury samego tworzywa. Barierowość opakowania stanowi jego podstawą cechę użytkową. Jednakże każdy polimer wykazuje barierowość na zupełnie inny składnik, stąd często potrzeba stosowania kopolimerów lub mieszanek wieloskładnikowych, albo powlekania laminatowego.

 

Nie ma idealnego polimeru, którego właściwości pasowałby do produkcji każdego opakowania, stąd potrzeba znajomości właściwości każdego z tych materiałów oraz sposobów, w jaki mogą być one bezpiecznie przetwarzane.

Poliolefiny stanowią większość stosowanych polimerów do produkcji opakowań spożywczych (rys.1). Spośród nich najczęściej spotykany jest polietylen, którego roczne zużycie przekracza 5 mln ton. Polietylen stosowany jest we wszystkich możliwych formach opakowaniowych. Jednakże w zależności od celu zastosowania różni się on metodą produkcji i stopniem krystaliczności. Polimer o małej gęstości (PE-LD) jest najstarszym produkowanym do dziś polimerem o tym przeznaczeniu. Posiada on mały stopień krystaliczności, przez co ma małą odporność termiczną i gęstość. Cechuje go za to duża udarność, dzięki czemu nadaje się do produkcji tub i folii. O wiele lepszą odporność termiczną wykazuje polietylen o dużej gęstości (PE-HD). Ten wysokokrystaliczny polimer może być stosowany do produkcji butelek i pudełek techniką termoformowania. To co na pierwszy rzut oka różnicuje PE-HD od PE-LD to barwa. Polietylen o niskiej gęstości jest przezroczysty, natomiast ten o dużej gęstości nie.

 

Przegląd materiałów

Polipropylen stosuje się najczęściej w formie biorientowanej izotaktycznego PP. Forma ataktyczna nie pozwala uzyskać satysfakcjonujących właściwości użytkowych. BOPP (biorietowany osiowo polipropylen) nadaje się idealnie do produkcji folii termokurczliwych. Folie takie wykorzystuje się najczęściej do pakowania owoców i warzyw.

Drugim pod względem produkcji po polietylenie jest polistyren. Materiał ten ma idealne właściwości do produkcji opakowań metodą termoformowania. Jego wadą jest jedynie duża kruchość. Dlatego też często sieciuje się go, poprzez kopolimeryzację z butadienem. Najczęściej produkuje się z niego kubki, stosowane potem w automatach do kawy lub barach szybkiej obsługi oraz tacki. Wyroby z EPS (ekspandowanego polistyrenu) i XPS (ekstrudowanego polistyrenu) często pełnią funkcje tacek i przesłonek wewnątrz większych opakowań jednostkowych.

 

Polimery wysokobarierowe

Większość dostępnych polimerów nie stanowi dobrej bariery dla gazów, takich jak tlen czy dwutlenek węgla. W produktach spożywczych obecność tlenu przyspiesza proces brązowienia w przypadku owoców, a w przypadku pozostałych surowców rozwój niektórych bakterii.

Politereftalan etylenu, bo taka nazwa kryje się za skrótem PET, jest wyskokrystalicznym poliestrem często wykorzystywanym przy produkcji naczyń oraz butelek. Posiada on wysoką barierowość na gazy oraz parę wodną, jest również odporny na zarysowania i przezroczysty. Polimer ten można stosować do produkcji metodą wtryskową, gdyż należy do grupy termoplastów. Wysoka temperatura topnienia – 260-290 st. Celsjusza – sprawia, że nadaje się do wyrobów pakowanych na gorąco. Problemem może być natomiast obecność metalicznego katalizatora, który pozostaje w polimerze po zakończonej reakcji polikondensacji. Może to powodować reakcje z substancjami obecnymi w surowcu spożywczym, w tym migrację metalu z opakowania do żywności. Dlatego niezbędne są badania migracyjne opakowań przed dopuszczeniem ich do użytku.

 

Konieczność połączeń

Dobrym rozwiązaniem jest kopolimer statystyczny polietylenu z polialkoholem winylowym znanym, jako EVOH, którym pokrywa się folie PET. Nośnikiem może być również PA/PE. Zapewnia to o wiele mniejszą przepuszczalność O2 i CO2 przy mniejszej grubości folii potrzebnej do zastosowania. Warstwa zewnętrznego polimeru jest potrzebna, gdyż alkohol winylowy bardzo dobrze przepuszcza parę wodną i wilgoć, co w przypadku środków spożywczych wiązałoby się z ich zapleśnieniem. Warstwa zewnętrzna PET lub poliamidu likwiduje ten problem.

Nie ma idealnego polimeru, którego właściwości pasowałby do produkcji każdego opakowania, stąd potrzeba znajomości właściwości każdego z tych materiałów oraz sposobów, w jaki mogą być one bezpiecznie przetwarzane. Czasami najlepsze właściwości użytkowe uzyskuje się poprzez połączenie kilku polimerów w jednym tworzywie.

następny » « wróć

Komentarz miesiąca

Fascynacja składanym cudełkiem-pudełkiem...

O znaczeniu opakowania w fazie zakupu można pisać bez końca. O ważności opakowań, ich wpływie na potencjalnego nabywcę oraz roli marketingowej napisano już wiele książek.

Reklama

Stanowisko:
Region:
zobaczy wszystkie oferty