Текст книги "Товароведение упаковочных материалов и тары"

Состоит из следующих стадий:

1) приготовление бумажной массы (пульпы);

2) изготовление бумаги на бумагоделательной машине;

3) отделка бумаги, обработка и упаковка.

Приготовление бумажной массы начинается с размола компонентов в воде с использованием конусных мельниц. При размоле в воде масса целлюлозы набухает и измельчается до тончайших волоконец – фибрилл. Чем тоньше измельчают компоненты, тем выше качество бумаги. После размола составляют разную композицию в зависимости от сорта бумаги. Полученную массу очищают от сгустков, добавляют проклеивающие вещества и наполнители и разбавляют суспензию до концентрации 0,1–1% по сухому остатку. Если использовать более концентрированную суспензию, частицы начинают агрегироваться и получается «облачная», неровная и пятнистая бумага.

В производстве упаковочных бумаг и картонов концентрация суспензии может быть выше. Проклеивающие компоненты и наполнители – это неорганические соли, оксиды и некоторые органические соединения, которые прочно скрепляют волокна бумаги после высыхания и создают характерную для материала волокнисто-пористую структуру.

Мелование – нанесение пигментно-клеевого состава, содержащего белые пигменты, в частности химически осажденный мел, сульфат бария, диоксид титана; мелование делает бумагу белой, глянцевой и гладкой. Мелованная бумага хорошо воспринимает печатный рисунок.

Получение бумажного полотна осуществляют двумя способами: мокрым «проклеиванием» и сухим способом.

Мокрый способ подразумевает следующее: суспензию (дисперсию компонентов) выливают на сетку бумагоделательной машины, где формируется бумажное полотно, а затем бумагу прессуют на сукне, где бумажное полотно уплотняется.

Заключительным этапом является отделка бумаги, чья обработка зависит от марки. Бумажное полотно гладят горячими валами, затем увлажняют (кондиционируют), неоднократно выглаживают на каландрах и наматывают в рулон, который потом нарезают на небольшие рулоны или на листы и упаковывают. Влажность готовой бумаги составляет 6–8%.

При сухом способе смешивание компонентов производится на воздухе; волокнистую массу пропитывают связующими полимерными смолами, формируют волокнистый холст, уплотняют его в прессе, где смолы отвердевают, и получают бумажное полотно, которое затем выглаживают (на каландрах), сматывают в рулон или формируют листы.

Производство картона осуществляется аналогично производству бумаги, различие заключается в составе компонентов, концентрации связующих и толщине готового материала.

Каждый вид тары имеет свою технологию производства, например, технология производства коробок состоит из конструирования, раскроя картона, высечки и следующих операций:

Штанцевание – процесс формирования картонных заготовок для коробок из листов картона, одинарных или в стопе.

Бигование – процесс нанесения линий сгиба (бигов) в форме продавленных канавок (одной или двух рядом).

Рицевание – черчение или процарапывание поверхности материала на 1/2 толщины специальными рицовочными ножами, которые оставляют прерывистый след шириной 2-3 мм. След проводится в местах сгибов или нанесения клея сильнее, чтобы обеспечить более прочный клеевой шов.

Перфорация – пробивка узких прерывистых сквозных отверстий осуществляется ножами специальной конструкции и применяется для уменьшения усилия сгиба.

Тиснение – вдавленный контурный след или след «золота» или «серебра», переносимый с окрашенной лаком полимерной пленки.

Ралевание – накатка линий сгибов вращающимся роликом. Используется на раскройном оборудовании.

Те или иные операции применяются в зависимости от параметров получаемой тары.

Осуществляется аналогично стеклянной, деревянной, полимерной таре по всем методам, а также правилам и нормам, содержащимся на каждый вид упаковки в нормативной документации. Качество картона оценивают по следующим показателям:

• масса 1 м² и толщина;

• жесткость при статическом изгибе в поперечном направлении;

• предел прочности при расслаивании;

• сопротивление расслаиванию;

• энергия связей (работа, необходимая на расслаивание образца);

• влажность.

Эти показатели применяют для всех подгрупп картона для потребительской тары. Для хрома, хром-эрзаца и хром-эрзаца склеенного дополнительно определяют:

• стойкость поверхности покровного слоя к выщипыванию (механическому воздействию при выработке);

• гладкость со стороны мелованного слоя;

• шероховатость внутренней стороны;

• белизна с лицевой стороны.

Влажность является важным показателем, определяющим стойкость картона к длительному хранению. Она не должна превышать 12% для одинарных и 14% л – для склеенных видов картона. Картонные ящики, бывшие в употреблении, по качеству подразделяются на две категории. Ящики первой категории могут быть использованы для упаковки товара без ремонта. Они должны быть чистыми, без посторонних запахов, с целыми клапанами, без деформации стенок. Они не должны иметь сквозных повреждений. Ящики второй категории требуют ремонта. Они могут иметь до четырех сквозных повреждений, но не более двух на одной стенке, размером по длине и диаметру до 5 см или с оголенной гофрой размером по длине не более 12 см и по диаметру до 6 см. Ящики должны быть чистыми, без посторонних запахов, без деформации стенок. Картонные ящики, изготовленные с отступлением от стандартов, а также по качеству не отвечающие I и II категориям, подлежат сдаче как макулатура.

Бумагу используют для производства пакетов, пачек, мешков и для упаковывания продукции вручную и на автоматах.

Плоский и гофрированный картон применяют для изготовления жесткой потребительской (пачки, коробки, комбинированная тара) и транспортной (ящики) тары.

Выделяют следующие виды бумаги:

1) оберточная (для ручного упаковывания продовольственных и непродовольственных товаров, изготовления пакетов и формирования групповой упаковки);

2) для упаковывания пищевых продуктов на автоматах;

3) пергамент растительный;

4) подпергамент;

5) бумага парафинированная;

6) этикеточная, с микровосковым покрытием;

7) кашированная или ламинированная;

8) писчая;

9) для печати;

10) пергамин (полупрозрачная клееная бумага из беленой целлюлозы без наполнителя; служит для изготовления кальки и упаковывания пищевых продуктов).

Оберточная бумага вырабатывается из небеленой целлюлозы и других полуфабрикатов. В зависимости от их вида, назначения и показателей качества изготавливают 9 марок: A, Б, В, Г, 0₁, 0₂, Д, Е, Ж. Бумага марок Б, Г, Е, Ж используется для упаковки пищевых продуктов, если она не содержит в своем составе макулатуры и другого низкосортного сырья. В основном она используется для упаковывания непродовольственных товаров («непищевая» бумага). Имеет естественный цвет волокон (оттенки серого или бежевого).

Бумага для упаковывания пищевых продуктов на автоматах предназначена для изготовления пачек, коробок, пакетов под бакалейные, кондитерские, хлебобулочные товары, сахар-песок, сахар-рафинад, стаканчиков для фасованного мороженого и др., а также для использования в общественном питании (одноразовые). Ее выпускают следующих марок: 0; А-I, А-II, Б-I, Д, Е-I, Е-II, B, Г, ПВ-260.

Продукцию, содержащую жиры и влагу, упаковывают в специальные жиростойкие виды бумаг: пергамент, подпергамент и парафинированную бумагу.

Пергамент представляет собой растительный жиростойкий и влагопрочный материал. Его получают путем обработки специальных видов бумаги концентрированной серной кислотой в течение 2-3 сек: за это время в поверхностных слоях бумаги происходит интенсивное набухание целлюлозы. При отжиме остатков кислоты набухшая целлюлоза заполняет межволоконные пространства, а при последующей промывке и сушке образуется плотная, малопористая структура, которая и определяет свойства пергамента.

Выпускают пищевой (включая пергамент для выстилания изнутри банок при консервировании крабов), медицинский пергамент и полуфабрикат – в качестве основы для каширования или металлизации (напылением или с алюминиевой фольгой).

Подпергамент – малопористый, условно жиронепроницаемый вид бумаги, который предназначен в основном для внутреннего пакета в пачке или коробке, а также для выстилания ящиков при упаковывании кондитерских изделий, мясных и других продуктов. Низкая пористость структуры подпергамента достигается в результате тщательного размола бумажной массы при формировании материала. Выпускают нескольких марок в зависимости от его назначения: ЖВ, ПЖ, П.

Парафинированная бумага изготавливается из специальной бумаги-основы путем пропитывания ее расплавленным парафином. Процесс парафинирования повышает влагостойкость бумаги. Она предназначена для упаковывания карамели и конфет на автоматах, для сырково-творожных изделий и аналогичных продуктов.

Картон для потребительской тары представляет собой плоский лист, используемый для изготовления пачек и коробок, для формирования корпусов жесткой комбинированной тары.

Плоский картон для потребительской тары выпускают следующих подгрупп:

• картон хромовый;

• хром-эрзац;

• хром-эрзац склеенный;

• коробочный;

• коробочный склеенный.

Наиболее высоким качеством обладает хромовый картон, который изготовляют из беленой сульфатной целлюлозы, как немелованной, так и мелованной. Мелованный хромовый картон имеет поверхность высокого качества, повышенную белизну и глянец. Он наиболее дорогостоящий и используется для изготовления потребительской тары с многокрасочной печатью, пригоден для упаковывания пищевых продуктов.

В картоне хром-эрзац (эрзац означает «заменитель») внешняя поверхность выглядит как хромовый картон и для него используется беленая целлюлоза, а в состав внутреннего слоя входит древесная масса и облагороженная макулатурная масса, поэтому он имеет серый или бежевый оттенок. Картон сохраняет высокие печатные свойства и поверхность, как у хромового картона при более низкой стоимости. Картоны хромовый и хром-эрзац имеют толщину 1–1,5 мм.

Хром-эрзац склеенный состоит из двух слоев: верхний слой аналогичен хром-эрзацу. Обычно хром-эрзац склеенный имеет значительно большую толщину – до 3 мм, более выраженную шероховатость и пониженную белизну.

Коробочный картон, в состав которого входит макулатура, используют для массовой упаковки: дешевых сигарет, сухих и замороженных продуктов, стиральных порошков, недорогой обуви и т. п. Упаковывание пищевых продуктов недопустимо без внутреннего вкладыша. Он значительно дешевле других марок картона.

Коробочный картон и картон коробочный склеенный имеют темный цвет (темно-бежевый, серый, серо-зеленый, зеленоватый и т. п.), поскольку он изготовлен из небеленой целлюлозы с добавлением большого количества макулатуры и древесной массы. Однако это видно только на внутренней стороне, лицевая может иметь наклеенную этикетку и литографическое оформление.

Маркировка картона состоит из слова «картон», марки, сорта, номинальной массы 1 м² (г) (или толщины, мм), обозначения нормативного документа. Для пищевой продукции должна быть дополнительная надпись «пищевой» после обозначения марки.

Гофрированный картон в отличие от плоского имеет особую конструкцию и представляет собой комбинацию плоских и гофрированных слоев. Плоский слой называется лайнер, а гофрированный, который имеет волнообразно-складчатую форму, называется флютинг. В зависимости от числа слоев гофрированный картон выпускают трех типов: Д (двухслойный), Т (трехслойный) и П (пятислойный).

Картон тарный плоский склеенный используется для изготовления ящиков под сливочное масло и маргарин в монолитах. В отличие от гофрированного картона его выпускают в меньшем количестве, но он обладает высокими прочностными свойствами. Гофрированный картон отличается типом гофра: высотой профиля гофра и его шагом: А, С, В, Е. Крупные гофры обеспечивают амортизирующие свойства картона, мелкие – прочностные характеристики, поэтому картоны типа Т или П представляют собой комбинацию гофров крупных и мелких, мелких и средних и т. д.

Из бумаги и картона вырабатывают разнообразную потребительскую и транспортную тару.

Замена 1 млн. фанерных ящиков картонными, дает экономию более 5 тыс. м³ клееной фанеры.

Выпускают коробки картонные, ящики, мешки, пачки, банки картонные, пакеты, мешочную бумагу и др. Ассортимент бумажной и картонной тары очень широк и разнообразен.

5.5. Металлическая тара

Металлическая тара широко применяется как в транспортной, так и в потребительской упаковке, является возвратной, многооборотной и ремонтопригодной.

Достоинства:

• высокая механическая прочность;

• меньшая по сравнению со стеклянными банками масса;

• стойкость к высоким перепадам температур (пригодна для стерилизации), давлению;

• высокая степень утилизации;

• удобство при использовании, вследствие прочностных характеристик, и низкая деформируемость;

• герметичность;

• светонепроницаемость;

• длительная сохранность продукции (консервов).

Недостатки:

• подверженность коррозии;

• возможность перехода соединений тяжелых металлов в продукт;

• необходимость нанесения защитного слоя олова и дополнительно лакового слоя;

• большой объем при транспортировании пустой тары.

Материалами, используемыми для производства металлической тары, являются стальные и алюминиевые сплавы.

Сталь получают из железосодержащих руд путем выплавки в мартеновских или конверторных печах, а специальные марки – в электроплавильных печах. Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, содержание которого составляет от 0,06 до 2,14%, также содержатся примеси марганца, кремния, фосфора, серы, кислорода, азота, водорода в долях процента и каждая из них придает особые свойства сплаву. Сталь выпускают различных марок и назначения. Сплав с большим количеством углерода называют чугун.

Углеродистой сталь названа по основному элементу – углероду, сильно влияющему на структуру и свойства. Его количество в них не более 1,35%. С увеличением его содержания возрастают твердость, прочность, упругость стали и снижаются пластичность, относительное удлинение. В зависимости от степени раскисления сталь подразделяют на кипящую (кп), полуспокойную (пс) и спокойную (сп). Раскисление – это введение в сплав добавок металлов, которые снижают содержание кислорода в сплаве.

Конструкционные углеродистые стали содержат углерод в небольшом количестве (0,06-0,85 %), обладают высокой пластичностью, хорошо обрабатываются давлением.

Жесть – тонколистовая углеродистая сталь с покрытием или без него. Исходным материалом для производства жести служит горячекатаный листовой прокат толщиной 2–2,4 мм из низкоуглеродистой стали марок 08 кп и 08 пс, раскисленный алюминием или кремнием. Выпускают белую и черную жесть. Белую жесть чаще используют в производстве тары для пищевых продуктов. Черную жесть лакируют, хромируют, цинкуют, никелируют, покрывают алюминием и используют для производства различных видов тары, но применение ее ограничено по гигиеническим характеристикам.

Белая жесть – тонколистовая углеродистая сталь, покрытая с обеих сторон слоем олова. Олово – серебристо-белый металл, который обладает низкой температурой плавления (232 °С), высокой пластичностью и мягкостью. Олово 99,9% чистоты является безопасным, так как содержание свинца в нем не превышает 0,1%, а реально составляет 0,05%. Олово устойчиво к действию холодной и горячей воды, органических кислот, очень медленно растворяется в разбавленных минеральных кислотах и растворах щелочей и не образует токсичных соединений с пищевыми продуктами. Около 90% всей производимой белой жести идет на изготовление тары для консервов.

Белая жесть имеет ровную, блестящую поверхность и химически устойчива из-за высокой устойчивости олова. Белая жесть имеет название «луженая жесть», поскольку основной технологией ее получения является метод горячего лужения – нанесение олова на лист стали из расплава. В настоящее время применяют в основном метод электролитического лужения. Тонкий слой олова наносят на стальной лист из электролитов в гальванической ванне электрохимическим методом. Электролитическое лужение – наиболее производительный и экономный способ, поскольку при правильном подборе компонентов и параметров ванны (плотность тока, концентрация электролита, время нанесения и пр.) удается получить прочное, равномерное покрытие, но меньшей толщины, чем при горячем лужении. Небольшое количество белой жести горячего лужения производят в основном для производства упаковки продукции длительного хранения.

Хромированную жесть используют для увеличения ассортимента металлической тары, так как олово стало дорогостоящим металлом, и по причине уменьшения запасов в месторождениях стали использовать лакированные хром, алюминий, никель.

Хромированная жесть имеет голубовато-белый цвет металлического хрома. Хром имеет плотность, близкую к плотности железа, устойчив к окислению кислородом воздуха и стоек к действию воды, но растворяется в разбавленных кислотах. Металлический хром малотоксичен и обладает высокой коррозионной стойкостью, поэтому применяется для хромирования металлических поверхностей. Хромовое покрытие более дешевое, чем оловянное, и хром не является дефицитным металлом.

Хромированную жесть выпускают лакированной с обеих сторон. Использование хромированной жести без дополнительного защитного слоя невозможно, так как это покрытие более жесткое по сравнению с оловом и является абразивным, что приводит к более быстрому износу оборудования для производства банок. Защитные свойства хрома по отношению к железу в хромированной жести ниже, чем у олова в луженой жести. Хромированная жесть сравнительно быстро растворяется в кислых средах с выделением водорода. Недостатком хромированной жести является сложность закатывания банок с высокой скоростью.

В связи с этим хромированную жесть используют для производства кронен-пробок, крышек для закатки стеклянных банок, банок под сыпучие пищевые продукты, а также для консервирования, для производства банок под лакокрасочные материалы, сыпучие товары бытовой химии, в производстве комбинированной тары.

Черная жесть применяется для производства кронен-пробок для укупоривания бутылок, однако ее не используют для упаковывания пищевых продуктов, а чаще используют при производстве потребительской тары для непродовольственных товаров. Покрывают лаковыми покрытиями для защиты от коррозии и применяют в ограниченном ассортименте вследствие низких эстетических свойств и более высокой степени подверженности коррозии.

Оцинкованная жесть (оцинкованная сталь) применяется для производства потребительской и транспортной тары для непродовольственных товаров. Цинк – светло-серый легкоплавкий (419 °С) металл, устойчив к атмосферным воздействиям благодаря образованию защитной оксидной пленки. Цинк применяют для получения защитных покрытий на стальных изделиях. Качественное цинковое покрытие имеет характерный морозный узор из кристаллов цинка.

Цинковые покрытия не выдерживают воздействия горячей воды, пищевых, минеральных кислот и щелочей. Соединения цинка токсичны, поэтому на изделия, предназначенные для контакта с пищевыми продуктами, цинковые покрытия не наносят.

Алюминий – основной компонент алюминиевых сплавов. Алюминий получают из бокситовых руд электролизом расплава соленых соединений в присутствии криолита, снижающего температуру плавления. Алюминий имеет низкую плотность (2200 кг/м³), он очень пластичный и мягкий. Известно, что на поверхности алюминия образуется тонкая, прочная оксидная пленка, что обеспечивает ему стойкость к атмосферным воздействиям, влиянию органических кислот, щелочей, аммиака и т. д. Стоимость алюминия в 3–4 раза выше жести, однако алюминий легче, так что удельная стоимость единицы массы продукции сопоставима.

Алюминиевые сплавы по способу изготовления из них изделий подразделяют на деформируемые – Д (получаемые методами пластической деформации, например, банки, тубы, баллоны) и литейные – Л (изготовляемые литьем, например, обручи для фляг).

Деформируемые алюминиевые сплавы классифицируют на упрочняемые и неупрочняемые с помощью термообработки. Упрочняемыми деформируемыми сплавами алюминия являются дуралюмины марок д1 и д2 (цифры показывают номер сплава). Основной легирующий элемент данных сплавов – медь (3,8–4,8%); в сплаве содержатся также магний (0,4–2,3%), марганец (0,4–0,8%). Легирующие элементы придают дуралюминам твердость, прочность и некоторую пластичность. Эти свойства закрепляются при термообработке. Для коррозионной стойкости листы из дуралюмина подвергают плакировке, т. е. покрывают слоем чистого алюминия с последующим нагревом и прокаткой.

К деформируемым алюминиевым сплавам, неупрочняемым термической обработкой, относятся сплавы алюминия с марганцем и магнием марок АМц (марганца до 1,8 %) и АМг1 – АМг6 (цифры показывают среднее содержание магния). Эти сплавы отличаются повышенной устойчивостью к механическим нагрузкам, коррозии. Для упрочнения поверхности сплава проводят нагартовку (отбивку).

Литейные алюминиевые сплавы обладают хорошей жидко-текучестью, малой усадкой, пористостью. Большинство марок этих сплавов расшифровываются так: АЛ (цифра) – алюминий литейный; цифра означает порядковый номер сплава, химический состав которого регламентируется ГОСТом. Наиболее широко используют алюминиевые литейные сплавы I группы с кремнием (силумины). Силумины не подвергают термической обработке, их прочность повышают путем добавления модификаторов. В сплавах для изделий, контактирующих с пищевыми продуктами, содержание свинца не должно превышать 0,15%, цинка – 0,3%, мышьяка – 0,015%, примесь бериллия не допускается.

Алюминий хорошо прокатывается в тонкую фольгу, которая применяется для производства полужесткой металлической упаковки и комбинированных материалов. Толщина алюминиевой фольги составляет от 10 до 200 мкм. При калибровании (прокатке через последнюю пару валов) прокатывают сдвоенные полосы фольги, поэтому внутренняя сторона их слегка матовая, а внешняя – с зеркальным блеском, но их свойства идентичны. Очень тонкая фольга имеет микроразрывы или трещины, эти отверстия делают ее проницаемой для паров воды и кислорода, поэтому требуется специальная обработка лаком. Литейные и деформируемые алюминиевые сплавы используют для производства тары как потребительской, так и транспортной («молочные» фляги).