Упаковка товаров. 4

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский  государственный университет технологии и дизайна

РЕГИОНАЛЬНЫЙ  ИНСТИТУТ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

__________________________________________________________

Контрольная работа

По предмету «Упаковка товаров»

Выполнила студентка 2 курса РИНПО СПГУТД

Проверил:

__________________________

Санкт-Петербург

2011 год

1.Способы производства полимерной тары и плёнок

 Наблюдаемое в настоящее  время в России становление  машиностроительной индустрии, обеспечивающей  реализацию технологических процессов  производства полимерной тары  и упаковки, как и всякая новация,  сопровождается появлением всякого  рода проблем, на которые и  хотели бы обратить ваше внимание.

 Появление новой области  промышленной индустрии обусловило  и появление специальной терминологии, которая достаточно широко, но, к  сожалению, не всегда правильно  употребляется, даже в среде  специалистов. Такая ситуация создаёт  вполне определённые трудности  не только в восприятии различного  рода информационных материалов  о полимерной упаковке и оборудовании  для её производства, но, что ещё  более неприемлемо, зачастую вводит  в заблуждение, формируя ложные  представления по тем или иным  аспектам, связанным с производством  и использованием полимерной  упаковки. Попробуем разобраться  с основными определениями, понятиями  и экономическими категориями,  сопровождающими процессы производства  полимерных упаковочных средств  и оборудование для их реализации.

 Если обратиться к ГОСТ 17527-86 "Упаковка. Термины и определения", то станет понятно, что под упаковкой понимается некий комплекс защитных мер и материальных средств (курсив наш), обеспечивающих подготовку различного рода продукции к транспортированию и её материальную сохранность. Из приведённого определения ясно, что разработчики ГОСТ стремились в одном определении совместить понятие об упаковке как о комплексе технологических процессов, обеспечивающих упаковывание продукции с помощью специального оборудования или вручную, с одной стороны, а с другой - как о материальных средствах (конкретных видах изделий), обеспечивающих защиту продукции от повреждения или потерь в процессе транспортировки, складирования и хранения. Отсюда и совершенно разный смысл, который может вкладываться в термин "упаковка". Не будем обсуждать достоинства или недостатки данного определения, но отметим тот факт, что оно совсем не затрагивает такого понятия как "тара", которая является неотъемлемым, а иногда и единственным элементом (средством) упаковки, и также представляющая собой конкретные виды изделий для размещения продукции. Во многих конкретных случаях достаточно сложно разграничить понятия "тара" и "упаковка", а поэтому в литературе часто пользуются обобщённым понятием, определяемым как тароупаковочное средство. О технологиях производства таких средств из полимерных материалов и оборудовании для их реализации и пойдёт речь ниже.

 В мировой практике существует  большое разнообразие технологических  методов переработки полимерных  материалов в тароупаковочные  средства, реализуемых на соответствующих  видах специального оборудования. Наиболее распространены среди  них следующие: литьевое (инжекционное) формование, экструзионно- и инжекционно-раздувное формование, пневмо- и вакуумформование, механотермоформование, а также экструзионные технологии получения листовых и плёночных материалов. Рассмотрим существо этих технологических методов, учитывая, что полимерные тароупаковочные средства изготавливаются из термопластичных полимерных материалов, часто называемых термопластами.

Метод литьевого (инжекционного) формования термопластов  заключается в том, что исходный полимерный материал в  виде гранул или порошка загружается  в бункер литьевой машины, где захватывается  вращающимся шнеком (червяком)  и транспортируется им вдоль оси пластикационного обогреваемого цилиндра  в его сопловую часть, переходя при этом из твёрдого состояния в состояние расплава. По мере накопления необходимого объёма расплава полимера  последний впрыскивается за счёт поступательного перемещения шнека через специальное сопло в сомкнутую охлаждаемую литьевую форму . Заполнивший полость формы расплав полимера удерживается в ней какое-то время под давлением и остывает. Далее литьевая форма раскрывается, готовое изделие 6 удаляется из её полости, а цикл формования повторяется.

 Реализация метода экструзионно-раздувного формования полимерной тары и упаковки заключается в следующем: исходный полимерный материал в виде гранул или порошка пластицируется вращающимся шнеком экструдера (червячного пресса) в его обогреваемом цилиндре и продавливается (экструдируется) через формующий инструмент - кольцевую экструзионную головку , выходя из него в виде трубчатой (рукавной) заготовки и попадая в пространство между разомкнутыми половинами охлаждаемой раздувной формы , смонтированными на подвижных плитах приёмного устройства. По достижению заготовкой определённой длины полуформы смыкаются с захватом заготовки и её раздуванием сжатым газом, подаваемым в полость заготовки через раздувной ниппель 3. После охлаждения раздувные формы размыкаются, и готовое полое изделие снимается с раздувного ниппеля. Далее цикл формования повторяется.

Метод инжекционно-раздувного формования заключается в том, что на первой стадии процесса методом литьевого формования  получают трубчатую заготовку, называемую преформой, которую затем раздувают в полое изделие. Данный метод может осуществляться по двум технологическим схемам. Первая из них предусматривает раздувное формование полученных заготовок сразу, после стадии литьевого формования. Для этого литьевые машины, обеспечивающие формование заготовок, оснащаются дополнительным узлом, в котором осуществляется раздувание заготовок в изделия. В этом случае отливаемые трубчатые заготовки, остающиеся на полых сердечниках, после раскрытия литьевой формы переносятся в узел раздувного формования, оснащённый раздувными формами, в котором и происходит раздувание заготовок в изделия. В соответствии со второй схемой стадии получения заготовок и их раздувного формования в изделия осуществляются отдельно друг от друга.

 Метод пневмо - и вакуумформования полимерных изделий заключается в том, что закреплённая по контуру в зажимном устройстве и установленная над формой (формующей матрицей) плоская (листовая или плёночная) заготовка разогревается нагревательным устройством до определённой температуры, а затем под действием перепада давления, создаваемого между поверхностями заготовки, происходит её формование в изделие . Известно много разновидностей данного метода, в которых перепад давлений обеспечивается различными способами. Наибольшее распространение получили два из них: создание избыточного пневматического давления над заготовкой и вакуумирование объёма полости под ней.

 Метод механотермоформования  отличается от метода пневмо- и вакуумформования только тем, что формование изделия из плоской заготовки осуществляется за счёт поступательного перемещения формующего пуансона , вытягивающего предварительно нагретую устройством 2 заготовку, закреплённую в зажимном устройстве .

2.Термоусадочные  и растягивающие (стретч) пленки, их характеристики и применение в упаковке.

При упаковывании различного рода пищевых  продуктов основным требованием, предъявляемым  к упаковке и способу упаковывания, является защита и сохранение качества упакованного продукта в течение определенного времени (до момента его потребления).

 Для этих целей используют  различные приемы и способы,  из которых наиболее широкое  распространение получили упаковка  в термоусадочные и растягивающиеся пленки, асептическое упаковывание, упаковка в вакууме и в газовой среде и ряд других.

Термоусадочными называются полимерные пленки, способные сокращаться под воздействием температуры, превышающей температуру размягчения полимера. Получают такие пленки растяжением полимерного материала в высокоэластичном нагретом состоянии и последующим охлаждением.

 К преимуществам упаковки  в термоусадочные пленки по сравнению с традиционными пленочными упаковками относятся уменьшение объема упаковки за счет плотного обтягивания товара, относительно меньшая масса пленок. Упаковка в усаживающуюся пленку часто бывает дешевле и привлекательнее на вид, чем обычный ящик из картона. Этот вид упаковки дает определенные преимущества для розничной торговли: уменьшение количества упаковочного материала и площади в торговом зале, занимаемой товаром по мере его реализации. Упаковывание в термоусадочную пленку защищает товар от воздействия окружающей среды.

Виды термоусадочной пленки :

 Термоусадочные пленки можно классифицировать по нескольким признакам:

1) в зависимости от исходного  сырья выделяют такие виды  термоусадочной пленки, как пленки из кристаллизующихся ПО (ПЭВД, ПЭНД, ПП), сополимеров этилена с винилацетатом, ПВХ, ВХВД (сополимер винилхлорида с винилденхлоридом), полистирола, гидрохлорида каучука, полиамида.

Полиолефиновая термоусадочная пленка, популярная на европейском рынке, обладает особой, так называемой перекрестно-пересеченной молекулярной структурой, благодаря которой пленка с минимальной толщиной способна выдержать самые высокие нагрузки.

По сравнению с термоусадочной пленкой ПВХ пленка полиолефиновая имеет ряд преимуществ: усадка в 2 раза выше; температура усадки ниже; отсутствие мутности, высокий блеск; шире диапазон температур хранения упакованных в пленку товаров без изменения свойств пленки; наличие запаса по растяжению (выше степень эластичности) предохраняет пленку от лопания; из-за отсутствия молекул хлора не пахнет при усаживании. Кроме того, ПВХ может выделять хлор не только при утилизации, но и при хранении продукта при температуре выше +25° С, придавая специфический запах продукту. Полиолефиновые пленки, хлора не содержащие, более лояльны к продукту.

 Наибольшее распространение  получили термоусадочные пленки из полиэтилена низкой плотности, обладающие удовлетворительной механической прочностью в интервале температур от -50°С до +50°С, легко сваривающиеся, эластичные и инертные по отношению к большинству упаковываемых веществ и имеющие невысокую стоимость.

Наиболее современными и качественными  являются термоусадочные пленки на основе линейного полиэтилена. Обладая превосходной прочностью, они, в отличие от полипропиленовых пленок, совершенно не деформируют продукт и пригодны для упаковки даже газет и журналов. В силу многослойности пленки на основе линейного полиэтилена обладают некоторыми барьерными свойствами. Их также отличает широкий диапазон возможной температуры хранения товара: от – 80° С до +80° С.

Термоусадочные пленки из полипропилена в сравнении с полиэтиленовыми отличаются повышенной жесткостью и более высокими прочностными показателями. Они менее подвержены растрескиванию под действием остаточных напряжений, прозрачны, обладают пониженной проницаемостью по отношению к водяным парам и различным ароматическим веществам.

Термоусадочные пленки получают также на основе радиационно-модифицированного полиэтилена. Воздействие ионизирующей радиации в процессе изготовления термоусадочных пленок позволяет повысить их термостойкость, напряжение усадки, улучшить прочностные свойства.

2) в зависимости от степени  усадки в продольном и поперечном  направлениях различают пленки  одноосно-ориентированные и двухосно-ориентированные. 

- одноосно-ориентированные пленки  усаживаются преимущественно в  одном направлении: например, в продольном на 50-70%, а в поперечном на 10-20%.

- двухосно-ориентированные пленки  сокращаются в обоих направлениях, с одинаковой или различными  степенями усадки: например, в продольном  направлении на 50-60%, а в поперечном - на 35-45%.

3) в зависимости от требований  потребителей термоусадочные пленки выпускаются толщиной от 20 до 250 мкм с предельным отклонением по толщине не более +20% от заданной:

- термоусадочные пленки толщиной от 20 до 50 мкм применяются для единичной упаковки;

- термоусадочные пленки толщиной от 50 до 100 мкм применяются для групповой упаковки;

- термоусадочные пленки толщиной от 100 до 250 мкм применяются для штапельной упаковки;

4) в зависимости от метода  производства выпускаются:

- однослойная термоусадочная пленка, производимая методом экструзии.

 Данный метод заключается  в продавливании материала, обладающего  высокой вязкостью в жидком  состоянии, через формующий инструмент (головку), с целью получения изделия  с поперечным сечением нужной  формы;

- многослойная термоусадочная пленка, производимая методом соэкструзии.

 В производстве соэкструзионных пленок находят применение те же типы экструдеров, что и в производстве однородных пленок (однако, с полностью иным решением головок экструдеров). В процессе соэкструзии используются как минимум два, но чаще большее число экструдеров, снабженных совместной головкой. Струи различных пластмасс соединяются в фильерах, образующих конечную часть головки, реже - непосредственно после выхода из головки.

 Многослойная термоусадочная пленка включает первый слой сополимера с кислотой, сополимера этилена с α-олефином или их смесь, второй слой, содержащий сополимер этилена с 9-20 мас.% винилацетата. Пленка может иметь третий слой из барьерного полимера, четвертый слой - сополимера этилена с 9-20 мас.% винилацетата и пятый слой.

 Формирование каждого слоя  многослойной термоусадочной пленки происходит отдельно. Поэтому возможные дефекты каждого слоя не совпадают, и пленка оказывается на 15-20% прочнее, чем аналогичная по толщине однослойная. Таким образом, становится реальным уменьшение толщины (а значит и себестоимости) многослойной «термоусадки» без ухудшения ее эксплутационных характеристик. Кроме того, уменьшение толщины пленки дает возможность снизить температуру в термотуннеле, что позволяет потребителю пленки экономить электроэнергию.

Свойства термоусадочной пленки

Физико-механические и экcплуатационные свойства пленок обусловлены химической природой применяемого полимера и степенью его ориентации.

Важными характеристиками термоусадочных пленок являются степень усадки (коэффициент усадки) и напряжение усадки. Степень усадки характеризуют отношением линейных размеров образца до, и после усадки и определяется по формуле:

Kyс = (Lo - L/Lo)100%, где Lo и L - длина образца до и после усадки.

Напряжение усадки Сус - это напряжение, возникающее в ориентированном материале при нагревании до определенной температуры, определяется по формуле:

Сус = P/S, МПа, где Р - усилие, возникающее при усадке; S - площадь поперечного сечения образца после усадки.

Напряжение усадки зависит от температуры  и продолжительности нагрева  пленки. Чем ниже температура усадки, тем больше времени требуется  для усадки пленки. Если производить  усадку при высоких температурах, то время усадки может быть незначительным. Прочность пленок после усадки несколько  уменьшается, но остается достаточной, чтобы обеспечить целостность упаковки.

 Для упаковывания единичных  изделий небольшой массы, например, хлебобулочных изделий, тушек  птиц, аэрозольных баллонов, сувенирные  наборов применяются пленки толщиной 20 - 50 мкм, для групповой упаковки  выбирается пленка толщиной 50 - 100 мкм, для пакетирования на поддонах (штабельной упаковки) - пленка толщиной 100 - 250 мкм. 

 Для достижения высоких физико-механических  и технологических характеристик  термоусадочной пленки, как упаковочного материала к ней предъявляются следующие требования: рецептура, высокая однородность свойств по всему полю полотна, высокое качество намотки.

Варианты упаковывания и сферы  применения термоусадочной пленки

Термоусадочные пленки применяются для упаковки разнообразных продуктов питания, банок, бутылок, галантерейных и хозяйственных изделий, газет, журналов, канцелярских товаров и др.

Возможные варианты упаковывания в  термоусадочную пленку могут быть условно разделены на три основные группы: единичная, групповая и штабельная упаковка.

Единичная упаковка (ее называют штучной, или индивидуальной) - каждое отдельное  изделие обертывается пленкой, которая  после усадки плотно облегает изделие, повторяя его конфигурацию.

Групповая упаковка - предварительно комплектуется набор из нескольких однотипных или разнотипных изделий, которые, как и при единичной  упаковке, обертываются пленкой, после  усадки которой получается плотный пакет. Упаковывание может производиться только в пленку или с использованием предварительной укладки изделий на специальные подложки. Этот вид упаковки может применяться в качестве транспортной тары

Штабельная упаковка - на жесткий  поддон укладываются несколькими рядами изделия (мешки, коробки, книги, кирпичи, лотки с банками, бутылками и  т.д.), которые сверху покрываются  чехлом из термоусадочной пленки и подаются в туннельную печь. После усадки получается компактный штабель, который можно легко перемещать подъемно-транспортными средствами. Штабельная упаковка представляет собой современный и перспективный вид транспортной упаковки товаров.

 Обандероливающие пакетирующие  оболочки покрывают группу изделий  (упаковочных единиц) или транспортный  пакет (блок-пакет) по периметру  полностью, а на торцевых сторонах  имеют отверстия. 

При полном обертывании пленочная  оболочка полностью покрывает транспортный пакет или группу изделий (упаковочных  единиц).

Для скрепления транспортных пакетов  пакетирующими оболочками зачехляющего типа из рукавной термоусадочной пленки изготавливаются чехлы путем соединения сварным швом верхних краев отрезка рукава.

Группа полимерных пленок, для упаковочных  работ, обладающая уникальными свойствами – это группа стрейч пленок. Их еще называют растягивающимися пленками. Какие свойства этих пленок заслуживают пристального внимания?

Все растягивающиеся пленки можно  условно разделить на два типа – клинг – пленки и более толстые,  полимерные пленки. Первая группа пленок – клинг -пленки — это материал, имеющий  сравнительно небольшую толщину  , которая составляет от пяти, до одиннадцати микрон. Применяются такие пленки в качестве упаковки продуктов питания. По той причине, что этот вид пленок используется только для пищевой промышленности, они входят в категорию оберточных. Толщина второй группы пленок варьируется от 13 до 30 микрон. Область применения этого типа пленок несколько шире, чем у клинг – пленок. Они применяются для упаковки непищевых товаров, а также в качестве упаковочного материала групп товара. Наибольшее распространение она получила  в сельских хозяйствах и промышленности. Этот вид пленки относится к упаковочным. В чем состоит различие между стрейч и клинг пленками? Стрейч пленка — э то обычно полиэтиленовая полимерная пленка. В то же время клинг – это материал из поливинилхлорида — ПВХ. Однако если не вдаваться в такие подробности, то в разряд полимерных стрейч пленок попадают все растягивающиеся материалы, не зависимо от  их химической основы:  полиэтилен, полистирол или сополимера этиленвиниллацетата (ЭВА). Пленки из полистирола и ЭВА, занимают сравнительно небольшую нишу, среди других пленок, хотя обладают уникальными барьерными качествами (не пропускает воду, грязь, повышая сохранность упакованного товара). Причиной для этого послужила их высокая стоимость. Сфера деятельности этих пленок сегодня ограничивается  использованием их,  в качестве заменителей.

Виды стрейч – пленки.

Все стрейч — пленки в зависимости от способа упаковки подразделяются на ручные и машинные. Пленки  первого типа предназначены для намотки вручную. Они применимы в качестве упаковки на небольших производствах, на которых огромные паллетообмотчики нерентабельны. Наиболее востребован ручной стрейч, толщиной 17 микрон (на выпуск такой пленки ориентировано большинство предприятий), однако выпускаются пленки 15 и 20 микрон. Производители гарантируют предельное растяжение пленки не ниже 75 – 100%, а в некоторых случаях и 140%. Ширина роликов для ручной пленки, толщина которой равна 17 микронам  – 500 или 450 мм.

Область применения ручной стрейч пленки.

Для крепления грузов, обладающих небольшой массой и объемом используется пленка толщиной 15 мкм. Наиболее популярна  пленка толщиной 17 мкм – для более  тяжелых грузов. Если возникает необходимость  прикреплять тяжелые товары, то толщина  используемой пленки не должна быть менее 20 мкм. Для крупногабаритных грузов и грузов с острыми краями используют пленку толщиной 23мкм. От толщины пленки зависит ее плотность, которая может  компенсироваться за счет способности  материала к слипанию слоев.  Это  означает,  что даже очень тяжелый  груз можно упаковать при помощи самой тонкой пленки, но при э  том ее расход может стать значительно  больше. Прямопропорционально увеличится  количество времени, потраченное на упаковку одной единицы груза. Все это не может не повлиять на стоимость упаковки.

Область применения машинного стрейча.Стандарты этого вида пленки четко прописаны в спецификациях. Это касается данных, связанных с повышенным растяжением и максимума растяжения. Основная отличительная черта машинного стрейча – гарантированная способность, к начальному растяжению. Эти пленки гораздо толще ручных. Роли, вместе с втулкой весят 17 кг, при ширине 500мм, а все отклонения массы оговариваются в договорах с поставщиками. Кроме того, договор поставки должен учитывать тип паллетообмотчиков производства. В этом смысле обращают на себя внимание втулки. На сегодняшний день в производстве участвуют втулки, длина которых – 510 или 520мм. Они не являются взаимозаменяемыми,  и необходимый размер подбирается в зависимости от  установленного на предприятии оборудования.

Толщина машинного стрейча стандартная, она составляет 23 микрона.  Пленки, толщина которых составляет 20 микрон мало востребована, поэтому выпускается значительно реже. Производители гарантируют данные по предварительному растяжению  190%.  Эта способность у пленок, толщина которых составляет 23мкм – 240%. Выпускается также машинный стрейч с максимальным растяжением равным 280 %.Он производитсятолщиной 17мкм, иногда 20 или 23мкм. Чем выше эта способность к растяжению, тем выше становятся такие качества  пленки как прочность, а кроме того она быстрее принимает первоначальную форму. Однако, эти качества заметно влияют на повышение стоимости пленки. С другой стороны, просматривается значительная экономия средств, затраченных на упаковку. Для вынесения вердикта о целесообразности применения того или другого вида пленки необходим достаточный опыт работы в этой области промышленности, сочетая знания о требованиях производства с данными о параметрах разнообразных типов пленочных упаковок. Расчет производится в соответствии с существующими методами.