Опыт применения барьерных покрытий

Комбинированные упаковочные материалы на основе бумаги или картона далеко не новость на рынке. Возможность соединения достоинств природных и синтетических полимеров в одном изделии давно привлекала производителей упаковки самого различного назначения. Наиболее очевидное и эффективное решение в создании универсальной по своим свойствам упаковки состоит в использовании для ее производства картона или бумаги с полимерным покрытием.

Слой полимера обеспечивает необходимую защиту упакованного продукта от воздействия внешних факторов, с одной стороны, и, с другой стороны, внешнего слоя упаковки от воздействия компонентов упакованного продукта. Самый распространенный вид барьерных материалов — это картон или бумага с полимерным покрытием, чаще всего полиэтиленовым или полипропиленовым, которое получено методом экструзии. Наряду с очевидными достоинствами эти материалы имеют также и очевидные недостатки: сложность переработки отходов, технологические трудности при вырубке и склейке коробочной продукции. Но, самое главное, это достаточно высокая степень проницаемости полиэтилена по отношению к кислороду и парам воды. Кроме того, картон и бумага, на которые наносят экструзионное полимерное покрытие, должны обладать определенными свойствами поверхности для обеспечения надежной адгезии полимерной пленки к основе.

Альтернативным методом создания на поверхности бумажной основы полимерного слоя служит покрытие дисперсионными составами. С интенсивным расширением производства и ассортимента водных дисперсий полимеров в последние 10–15 лет появилась возможность практически неограниченно варьировать свойства полимерного слоя, создавать пленки таких полимеров, которые невозможно переработать методом экструзии.

Дисперсионные покрытия можно наносить практически на любую бумажную основу самыми разными способами, которые применяются в целлюлозно-бумажной и полиграфической промышленности. Это и клеильные прессы в сушильной части БДМ и специальные машины покрытия, машины глубокой, флексографской печати, шелкотрафаретные устройства — все зависит от технологических и экономических целей производства конкретного упаковочного материала.

На нашем рынке представлены картоны с дисперсионными покрытиями, такие, как Performa Natura производства Stora Enso, TECTA производства Stromsdal , которые прекрасно выполняют функцию основы для изготовления барьерной упаковки. Однако отечественный материал подобного рода практически отсутствует. Поэтому решение задачи выпуска барьерных картонов и бумаг нам представляется достаточно актуальной.

Попытки постановки на производство барьерных картонов предпринимались нами в течение ряда последних лет, в результате чего был накоплен достаточный научный и технологический опыт, который позволил нам подойти к практическому решению указанной проблемы. Суть решения заключается в том, что нами был разработан состав дисперсионного покрытия с варьируемыми барьерными свойствами. Достигается это простым изменением соотношения определенных компонентов состава, при котором основные показатели, определяющие его технологичность в процессе переработки, остаются постоянными. Таким образом, появилась возможность производить картон и бумагу с требуемыми барьерными характеристиками независимо от свойств основы. Под комплексом барьерных свойств мы понимаем устойчивость покрытия к действию влаги, жиров, кислот, щелочей, к проникновению водяных паров и кислорода воздуха. Как правило, учитывать одновременное воздействие всех перечисленных факторов на упаковку не требуется, поэтому с помощью изменяемого состава можно оптимально задать свойства готового продукта как с технической, так и с экономической точки зрения. В своей работе мы ориентировались на использование в качестве основы полиграфического макулатурного картона, как наиболее массового материала для производства коробочной продукции. В результате было установлено, что для успешного результата необходимо использовать двухслойное покрытие по оборотной стороне, которое нивелирует неизбежное непостоянство впитываемости и структуры макулатурной основы. При этом, барьерные свойства картона находятся в зависимости от толщины слоя покрытия до определенного предела, как это показано на рис.1 и рис.2

Как видно из приведенных зависимостей, при толщине покрытия более 15 г/м.кв барьерные свойства меняются незначительно. Эти данные были получены при оптимальных режимах нанесения покрытий, обеспечивающих надежную сушку и нормируемый уровень влажности готового картона.

Не всегда требуется обрабатывать оборотную сторону картона. Если основным условием сохранности упакованного продукта является его защита от воздействия влаги воздуха, как это необходимо при упаковке синтетических моющих средств, имеет смысл обрабатывать лицевую сторону картона. Дисперсионное покрытие создает в этом случае дополнительный эффект — улучшаются печатные свойства лицевой поверхности картона, как мелованного, так и немелованного. Это относится ко всем видам печати. Увеличивается оптический диапазон оттиска, снижается расход краски, возрастает устойчивость поверхности к выщипыванию. В ряде случаев нет нужды использовать мелованный картон, достаточно печатать на картоне хром-эрзац с барьерным покрытием лицевой стороны.

Сегодня мы можем сделать вывод о том, что нам удалось найти достаточно надежный способ создания на поверхности бумаги или картона защитных слоев, обладающих теми свойствами, которые нужны производителю упаковки для данного вида товара. Естественно, что все покрытия пригодны для прямого контакта с пищевыми продуктами, не содержат хлора, низкомолекулярных восков и летучих примесей. Технологически мы можем перерабатывать картон толщиной до 0, 6 мм, бумагу от 35 г/м.кв. с форматами до 1400 мм. У нас есть возможность целенаправленно производить основу в соответствии с требованиями конкретного заказчика. Приглашаем к сотрудничеству всех, кто заинтересован в использовании передовых идей в производстве современной экологичной и технологичной упаковки.