Post on 10-Oct-2015
description
2. MATERIALE PLASTICE 2.1. Istoric
Materialele plastice sunt relativ noi. Majoritatea materialelor plastice i
tehnologiile de obinere a acestora au fost dezvoltate n jurul anilor 1930 -
1950. Sunt sintetice i se obin n industria petrochimic.
2.2. Clasificare.
Materiale plastice sunt substane chimice polimerice formate din
macromolecule de provenien natural sau obinute pe cale artificial, prin
sintez, din petrol, crbune, gaze naturale.
Caracteristic pentru aceste materiale este ca ele se nmoaie progresiv, nu
n toat masa, sub influena cldurii. Rezult c nu au un punct de topire fix,
proprietate ce face posibil modelarea maselor plastice la anumite temperaturi
i presiuni.
Dup modul de comportare la temperatur materialele plastice se mpart
n:
- termoplaste - substane polimerice amorfe sau parial cristaline; se pot
prelucra la cald; sufer modificri fizice reversibile; dup rcire i pstreaz
forma cpzat la cald.
- termorigide (termoreactive, duroplaste) - substane amorfe; pot fi
modelate o singur dat, nmuindu-se prin nclzire, cnd capt forma
definitiv; solidificarea este ireversibil, deoarece la cald are loc o transformare
chimic cu formare de structur tridimensional.
- termoelastice - substane amorfe de tipul cauciucului; dac li se
tranfer cldur din exterior ele trec din starea consistent elastic n starea slab
elastic, neajungnd niciodat la starea plastic, fiin n general nepractice
pentru ambalaje.
2.3. Puncte de transformare
Temperatura de ngheare - este temperatura la care toate moleculele
substanei au trecut la starea de total imobilitate adic masa de polimer a trecut
la starea solid.
Temperatura de nmuiere - temperatura la care moleculele sunt n
micare, adic masa de polimer este n stare fluid.
2.4. Aditivi
Pentru a putea modela masa de polimer este necesar s se ncorporeze n
aceasta o serie de materiale de adaos, numite aditivi, care i mbuntesc
calitatea. Adugarea de aditivi urmrete creterea rezistenei la viitoarele
solicitri n condiii de utilizare (stabilizatori, antioxidani) sau o mbuntire a
condiiilor de prelucrare (plastifiani, lubrifiani)
a. Plastifianii. Sunt substane lichide sau solide cu puncte de topire sau
de volatilitate foarte sczute, care adugate polimerilor le micoreaz
temperatura de solidificare i de curgere.
Prin introducerea plastifianilor se urmrete:
- mbuntirea condiiilor de prelucrare prin micorarea
viscozitii materialului;
- coborrea temperaturii masei de polimer ce se
prelucreaz sub temperatura de degradare a acestora;
- schimbarea proprietilor tehnologice ale produsului finit
ce rezult dup prelucrare: flexibilitate, alungire
specific, rezisten la oc i frig;
Au loc i modificri nedorite, cum ar fi:
- creterea concentraiei de plastifiani determin scderea
rezistenei mecanice;
- scade modulul de elasticitate;
- scad proprietile dielectrice.
Plastifianii se adaug n proporie de 10 - 20% la masa de polimer sub
form de ftalai, fosfai poliesteri, etc.
b. Stabilizatorii. Sunt substane chimice care adugate la masa
polimerului n cantiti mici (max 5%) au rolul de a atenua sau elimina reaciile
ce cauzeaz degradarea acestuia. Degradarea polimerilor se manifest prin
schimbarea culorii, opacizare, schimbarea aspectului exterior i micorarea
proprietilor fizico-mecanice.
c. Antioxidanii. Sunt substane chimice ce se adaug polimerilor pentru
a combate degradarea datorat oxigenului. Coninutul de antioxidani nu
trebuie s depeasc 0,1 - 0,2 % din masa polimerului.
d. Coloranii. Substane chimice care se adaug la masa de polimer n
proporie de 0,5 - 1% pentru a le da culoarea dorit i pentru a oferi ambalajului
proprietile unei bariere pentru razele ultraviolete. Se comport similar cu
antioxidanii. Sunt n majoritatea cazurilor sub form de pigmeni organici sau
anorganici (oxid de titan, de fier, cadmiu sau crom i negru de fum).
e. Materiale de umplutur i ranforsare. Substane sau amestecuri de
natur mineral, vegetal sau organic (caolin, azbest, mic, cuar, talc, ardezie,
fulgi de celuloz, fibre vegetale, fin de lemn, fibre de sticl etc.) ce au rol de
ntrire a masei plastice creia i se adaug. Coninutul de materiale de acest tip
variaz de la 0 - 60%.
f. Lubrifianii. Uureaz prelucrarea materialelor plastice prin
calandrare, extrudere, injectare. Pot fi lubrifiani interni sau externi. Lubrifianii
interni, amestecai cu materialul plastic, mbuntesc curgerea acestuia n
timpul prelucrrii, micornd frecarea cu suprafeele metalice cu care aceasta
vine n contact. Dintre lubrifianii interni cei mai folosii sunt: acidul stearic,
stearaii de Mg, Al, Cu, Zn, Ca, poliglicolii ceroi, grsimile, uleiurile, parafina
i uleiul de parafin. Lubrifianii externi numii i ageni de demulare, se aplic
pe suprafeele metalice pentru a uura desprinderea materialului plastic. Cei
mai folosii sunt stearaii, siliconii i cerurile.
g. Ageni de odorizare. Corecteaz mirosurile neplcute dezvoltate de
unele materiale plastice datorit compoziiei chimice, a materialelor de adaos, a
unor procese de oxidare, a descompunerii peroxizilor sau a atacului
microorganismelor. Se introduc n masa polimerului n concentraie de 0,02 -
0,2 %.
2.5. Tipuri de materiale plastice folosite n industria ambalajelor.
! 2.5.1. Polietilena PE
Este un polimer termoplast obinut prin polimerizarea etilenei la presiuni
mici, mijlocii sau mari, cu utilizarea oxigenului ca iniiator. Se prezint sub
form solid (granule sau pulberi) translucid pentru formare sau lichid-
viscoas pentru lubrefiere.
Formula chimic a polietilenei este:
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
Dintre materialele plastice, PE este materialul cel mai utilizat n
domeniul ambalajelor avnd i un pre sczut.
Foliile de PE vezi tabelul de mai jos se clasific dup urmtoarele forme
de livrare: folie plat FF, preprelucrat pe o parte V, preprelucrat pe ambele
pri VV, semicilindric HS, tub pliat S, tub pliat cu o singur sudur lateral
ST, tub cu dou suduri laterale SMS.
Din cauza structurii moleculare nepolare suprafeele PE nu pot fi
imprimate astfel nct scrisul s nu se tearg, i nici lipite. Prin preprelucrarea
suprafeelelor se formeaz grupe de atomi polare n moleculele de PE i astfel
se obin condiii de imprimabilitate. O msur a imprimabilitii este tensiunea
la suprafaa PE. Preprelucrarea suprafeelor se face prin oxidare, tratamente
termice etc.
Polietilena astfel tratat este:
- imprimabil - trebuie s fie prelucrat maximum n 6 luni;
- sudabil prin lipire cu adezivi - pot fi lipite cu adezivi de dispersie pe baz de
PVAC sau poliacrilat.
Exist trei tipuri de PE, n funcie de tipul de polimerizare:
- polietilena de mare densitate -obinut la presiuni mici 8-10 at;
- polietilena de densitate medie -obinut la presiuni de 35-50 at;
- polietilena de mic densitate - la presiuni de 1000-2000 at.
PE este un material plastic cu tueu gras, flexibil, inodor, insipid i
netoxic, care la 300oC se descompune aproape 100%, la 115oC se inmoaie,
plastifiindu-se, iar la 25oC devine casant.
Principalele domenii de aplicaie:
- folii de strngere, contractibile i ambalaje diverse precum ar fi pungi, cti,
saci, plase, plicuri;
- ambalaje rigide precum sticle, canistre, lzi, butoaie i auxiliare cum sunt
capacele;
- folii imprimate sub form de rol pentru prelucrarea lor pe maini de ambalat;
- materiale sintetice spongioase sub form de folii folosite ca absorbente de oc;
- ca material de acoperire pentru alte suporturi (sticl de exemplu).
1. Polietilena de mic densitate - dintre materialele plastice are cea mai
larg utilizare n industria ambalajelor datorit versatilitii sale. Poate fi
extrudat n folii i filme, suflat sub form de butelii, injectat n matrie,
extrudat ca material de acoperire pentru hrtie, folii de aluminiu sau filme de
celuloz.
Proprietile polietilenei de mic densitate sunt:
- suplee i transparen mai bune dect ale PE de mare densitate;
- rezisten mic la uleiuri i grsimi;
- rezisten la ocuri;
- stabilitate chimic mare;
- impermeabilitate la ap;
- permeabilitate la gaze i la oxigen;
- sensibilitate la contracie;
- sensibilitate la razele ultraviolete;
- ardere uoar;
- retracie puternic la mulare.
Poate fi folosit la produse alimentare ce se altereaz sub influena
oxigenului, dar numai pentru ambalarea lor de scurt durat datorit
permeabilitii la oxigen. Se utilizeaz filme perforate pentru ambalarea
legumelor i a fructelor. Prin injectare sau presare se obin dopuri pentru
inchiderea buteliilor.
2. Polietilena de nalt densitate - are i ea o serie de proprieti dintre
care se remarc urmtoarele:
- are punctul de nmuiere mai ridicat dect PE de mic
densitate i este mai dur;
- rezisten mecanic mare;
- foarte stabil fa de agenii chimici (la 60oC nu este
solubil aproape n nici o substan chimic, iar la 25oC
nu mai este atacat de nici una din substanele puternic oxidante);
- impenetrabil pentru majoritatea gazelor;
- permeabilitate redus la ap i vapori de ap, uleiuri i grsimi;
- sensibilitate redus la fisurare sub contracie;
- inflamabil;
- mbtrnete uor, mai ales la expunere la soare;
- se imprim bine.
3. Polietilena de medie densitate - se folosete mai rar, cnd filmele n
care se face ambalarea trebuie s fie mai rigide. Are proprieti de termosudare
i optice corespunztoare.
4. Polietilena expandat - se folosete n industria ambalajelor n special
ca material de umplere antioc. Principalele proprieti ale PE expandate sunt:
- adsorbie foarte bun de energie (oc);
- stabilitate chimic;
- flexibilitate ntr-un interval mare de temperatur;
- rezisten mare la ap i vapori de ap;
- greutate specific foarte mic;
- inodor i netoxic;
- uor de produs.
5. Polietilena tereftalat PET - are o bun rezisten mecanic i un
punct de inmuiere ridicat. PET este un important material de ambalare pe piaa
buturilor rcoritoare i a apei mbuteliate dar i a produselor din carne, a
sosurilor pentru salate.
Din PET se confecioneaz ambalaje de diferite forme: butelii, borcane,
cutii, doze, flacoane, canistre, bidoane, lzi, saci, pungi, folii contractibile i
termosudabile, prin toate procedeele de formare, fiind n prezent unul din
materialele cele mai prezente pe piaa de ambalaje pentru buturi carbogazoase.
Formula chimic a PET-ului este:
!!!! 2.5.2. Policrolura de vinil PVC
Se obine prin polimerizarea clorurii de vinil sub aciunea cldurii i n
prezena unor catalizatori. Se produce sub form de granule, praf sau emulsii i
este de dou tipuri:
- PVC dur, un polimer rigid, de mare duritate, care pentru a putea fi
prelucrat trebuie tratat cu aditivi care s-i reduc duritatea; este imflamabil i
arde cu o flacr verzuie, se descompune chimic, are un miros neptor de acid
clorhidric;
- PVC moale, plastifiat, dac este tratat cu plastifiani de nmuiere; n
funcie de coninutul de plastifiant arde singur, cu un miros de acid clorhidric
amestecat cu mirosul de plastifiant.
Formula chimic a policlorurii de vinil este:
CH2 CH2 O C
O
C
O
O CH2CH2 OH[ ]n
HH
C
H
C
C l
H
H
C
H
C
C l
H
H
C
H
C
C l
Este utilizat n domeniul ambalajelor, datorit proprietilor sale:
- se poate prelucra prin injectare, extrudare, presare suflare i
termoformare;
- rezist foarte bine solicitrilor mecanice, fiind superioar din acest
punct de vedere polietilenei;
- se sudeaz termic, cu ultrasunete i electric, att cu cureni de mic
frecven ct i cu cei de nalt frecven;
- rezist chimic la acizi, baze i alcooli i la numeroi solveni organici;
are o rezisten deosebit la grsimi i uleiuri, fiind folosit la confecionarea
buteliilor pentru ulei.
- este atacat de hidrocarburile aromatice i de mediile puternic oxidante;
- are permeabilitate foarte sczut pentru gaze i arome;
- nu este alterat de ap sau de vapori de ap;
- n contact direct cu produsul alimentar nu l influeneaz;
- rezist la temperaturi joase pn la - 40oC i la
temperaturi de pn la 60oC;
- este netoxic, incolor, insipid i inodor;
- are o mare stabilitate chimic i dimensional;
- se poate obine n stare transparent sau opac, dar poate
fi i colorat;
- se comport bine la scriere, acceptnd orice fel de
cerneal, fr a fi atacat.
Dintre dezavantaje cele mai mari sunt:
- densitate relativ ridicat;
- este casant i fragil la temperaturi sczute;
- necesit stabilizatori termici pentru a evita mbtrnirea;
- este dificil de injectat;
- poate degaja vapori de clor n timpul descompunerii.
n industria alimentar PVC-ul se folosete sub form de pahare i cupe
pentru margarin, unt, brnz i alte produse lactate, flacoane, butelii, bidoane
de mare transparen pentru ulei comestibil, oet, siropuri, sucuri de fructe, ape
minerale i n proporie mai mic a vinului i a berii, cofraje pentru legume,
fructe sau ou. Are marea calitate de a se nchide ermetic, putndu-se utiliza cu
succes capacele din PVC.
Foliile din PVC se utilizeaz la ambalarea crnii de pasre, a
brnzeturilor, a mezelurilor, a legumelor i a fructelor. Se pot fabrica folii
pentru ambalaje interioare, pentru saci, folii contractibile din PVC-moale
pentru huse, folii extensibile pentru ambalaje de transport.
!!!! 2.5.3. Policlorur de viniliden PVDC
Este o hidrocarbur policlorurat alifatic asemntoare cu PVC i n
tehnica ambalrii se folosete cu preponderen ca copolimer cu PVC-ul, care
poate fi att fabricat n emulsie sau n suspensie, coninnd, ca i PVC-ul
plastifiani. Este deosebit de rezistent la grsime i mirosuri, fiind chimic inert.
Formula chimic a policlorurii de viniliden este:
Arde n flacr, miroase neptor de acid clorhidric, este solubil n
aceton i etilacetat.
Sub form e dispersii se folosete la acoperiri pentru hrtie, carton,
celuloz, PE, PP, PC; materialele complexe obinute se preteaz foarte bine la
fabricarea de ambalaje rezistente la mirosuri externe, sudabile la 120oC.
!!!! 2.5.4. Polivinilacetat PVAC
Este ca polimer de emulsie al vinil acetatului un ester al
polivinilalcoolului. Din cauza temperaturii sczute de nmuiere 50-60oC PVAC
se folosete preponderent la acoperirea hrtiei, cartonului din dispersii apoase.
Dispersiile de PVAC au un caracter slab acid (pH=3-6).
Emolienii coninui (dibutilftalat) asigur o pelicul elastic de
acoperire. Aceast pelicul este strlucitoare, foarte transparent, rezistent n
timp, i rezist la mirosuri, abur, ulei i oxigen.
Formula chimic a polivinilacetatului este:
Cl
CC
H
H
Cl
C
H
C
H
H
Cl
CC
H
HCl Cl
Pelicula arde, se topete, picur, stropii nu ard, are o flacr albastr cu
vrf galben.
Se folosete ca materiale acoperire pentru hrtie, carton, mucava, pentru
fabricarea de doze, glei, bobine.
!!!! 2.5.5. Polistirenul sau polistirolul PS
Se obine prin polimerizarea stirenului, polimerizare ce poate fi
accelerat de cldur, lumin i catalizatori. Se topete foarte uor, arde cu o
flacr galben luminoas i degaj un fum gros cu miros specific dulceag,
solubil n benzen, aceton, butilacetat i etilacetat.
Formula chimic a polistirenului este:
Proprieti:
- trece n stare lichid la 95 - 120oC, viscozitatea scznd foarte mult cu
temperatura. Se prelucreaz foarte uor prin injectare, extrudare, termoformare;
- rezist foarte bine la aciunea luminii, putnd fi utilizat timp ndelungat
fr s se nglbeneasc;
CH2CH CH2CH CH2CH
C O
CH3
O
C O
CH3
O
C O
CH3
O
CH CH2 CH CH2 CH CH2
- rezist la acizi, baze i uleiuri; este insolubil n hidrocarburi alifatice i
n alcooli slabi;
- hidrocarburile aromatice, clorurate, alcooli concentrai, eterii i cetonele
l pot distruge;
- este netoxic, insipid, inodor, insolubil i inactiv fa de lichide i
produse alimentare;
- are slabe proprieti de barier pentru gaze i umezeal;
- este fragil;
- are o foarte bun stabilitate dimensional datorit rigiditii sale.
Pentru a diminua unele proprieti, cum ar fi fragilitatea, punctul sczut
de nmuiere i rezistana slab la hidrocarburi au fost realizate o serie de PS
ameliorat:
- polistiren reziatent la oc - obinut prin amestecul mecanic sau chimic
cu un cauciuc sintetic, stiren-butadien sau polibutadien. Din el se realizeaz
prin extrudare, injectare sau termoformare obiecte cu o suprafa cu un luciu
metalic frumos, netransparente.
- polistiren ranforsat - obinut cu fibre de sticl i ali ageni de
ranforsare, cnd devine la fel de rezistent ca i unele metale uoare cum ar fi Al,
Zn etc.;
- polistirenul rezistent la cldur - obinut prin modificarea procesului
de polimerizare, prin copolimerizare, fapt ce duce la creterea punctului de
nmuiere;
- polistirenul expandat PSE - care este un produs granulat, cu granule
foarte fine cu proprietatea de a-i mri volumul sub aciunea aburului saturant
uscat sau a aerului cald, totodat schimbndu-i proprietile mecanice. La
temperaturi de peste 90oC granulele din PSE se nmoaie i se umfl mrindu-i
volumul de zeci de ori. Introduse n matriele montate pe prese i supuse nc o
dat aciunii vaporilor de ap expandeaz total i se sudeaz ntre ele, obiectul
rezultat avnd forma matriei.
Cele mai importante proprieti ale PSE sunt:
- izolare termic excelent, datorit aerului imobilizat ntre i n
interiorul bilelor;
- bun rezisten la umiditate;
- capacitate de amortizare a ocurilor;
- rezisten la majoritatea agenilor chimici;
- netoxic, insipid i inodor;
- are o greutate specific foarte mic.
Se utilizeaz la confecionarea ambalajelor pentru legume i fructe, pete
proaspt, ngheat. Ambalajele se prezint sub form de lzi, cutii, alveole,
ambalaje compartimentate, cu sau fr capac. Datorit uurinei de formare, din
PS se pot confeciona ambalaje din cele mai diferite forme. Se pot realiza de
asemenea filme i folii din PS, ce se pot ambutisa sau termoforma uor.
Prin termoformare se obin ambalaje cu pereii subiri utilizate la
prezentarea produselor (creme, ciocolat, biscuii, fursecuri, gemuri i
dulceuri).
!!!! 2.5.6. Polipropilena PP
Se obine prin polimerizarea propilenei n prezena unor catalizatori.
Polimerul se prezint sub form de pulbere incolor i inodor. Pentru ambalaje
rigide se folosete doar PP izotactic, cea atactic i cea sindiotactic nu sunt
luate n considerare. Fiecare PP tehnic conine ns pe lng forma izotactic
i PP atactic ntr-o cantitate mic. Grupele metil din PP izotactic aflate lateral
pe lanul atomilor de carbon, nu sunt dispuse n acelai plan din motive
spaiale. Ele sunt fixate elicoidal n jurul axei principale a moleculei de PP.
Pasul elicoidei este de 3 uniti de lungime ale unui monomer. Aceast
regularitate este cauza cristalinitii mari a PP. PP industrial are o cristalinitate
de 60%. Prin extragerea coninutului atactic cristalinitatea poate fi mrit pn
la 90%.
Formula chimic a polipropilenei este:
PP are un tueu ceros, mai rigid dect PE, acelai comportament la
flacr i fumul miroase uor dulceag.
Are proprieti chimico-mecanice foarte bune, fapt ce o duce naintea PE:
- stabilitate dimensional excelent;
- caracteristici mecanice bune; rezisten la traciune;
- claritate, luciu i rezistena la radiaii ultraviolete sunt
mai mici ca la PE;
- rezisten la ocuri mecanice i termice la abraziune i
ptare;
- stabilitate mare la umiditate, se prefer de multe ori
pentru ambalarea lichidelor;
- rezist excelent la grsimi i uleiuri;
- are o bun rezisten chimic;
- este mai vulnerabil la ageni oxidani;
- este mai puin permeabil al gaze i la vapori de ap dect PE;
- este impermeabil la mirosuri;
- este rezistent la fisurare;
C
CH3
H
C
H
H
C
CH3
H
C
H
H
C
CH3
H
C
H
H
- n general se utilizeaz fr plastifiani;
- arde relativ uor, dar prin adugare de ignifugani i se
sporete rezistena la flacr;
- are greutate specific mic;
- nu este toxic;
- se sudeaz bine, mai puin prin procedee termice.
Una din proprietile recunoscute ale PP este rezistena la ndoire. Prin
injectare se pot realiza articulaii care rezist la un mare numr de ndoiri,
aceast prorietate fiind folosit la realizarea capacelor unite cu corpul
ambalajului. Dei PP este un polimer rigid este mai elastic dect PS, i aceast
proprietate se folosete la nchideri prin nurubare. Se formeaz pe suprafaa
interioar a capacului o diafragm subire secionat sau o nervur ce apas pe
buza buteliei.
PP este folosit la realizarea de:
- folii de strngere, contractibile, pungi, plicuri, huse;
- cutii, butelii, tuburi, lzi pentru panificaie etc.
- folii imprimate sub form role pentru mainile de ambalat.
!!!! 2.5.7. Celofanul
Polimerii celulozici sunt materiale termoplastice obinute prin
substituirea grupelor hidroxid din molecula celulozei cu diferite grupe chimice.
Celofanul se obine prin tratarea celulozei cu o soluie de sod caustic i
sulfur de carbon.
Este utilizat sub form de folii sau filme cu grosimi de 0,02 - 0,16 mm,
cu un grad malt de transparen i uor de imprimat. Sub aciunea cldurii
pierde progresiv umiditate i devine casant. Prezint o permeabilitate redus la
gaze i arome i este impermeabil la grsimi i uleiuri vegetale. Datorit
instabilitii fa de ap devine permeabil la vapori de ap, de alcool, la acidul
acetic i hidrogenul sulfurat. Se poate obine o mbuntire a calitilor sale
prin lcuire sau asociere cu filme din polimeri sintetici. Materialul rezultat este
termosudabil i are o impermeabilitate mai mare, acest sortiment fiind cunoscut
sub numele de celofan Vaterfest.
n general, celofanul, se folosete la confecionarea pungilor, la
acoperirea ambalajelor de hrtie i carton pentru aspect. Se pot ambala legume
i fructe deshidratate, produse de panificaie i patiserie, dulciuri sau chiar
produse congelate.
!!!! 2.5.8. Acetatul de celuloz
Se obine n urma reaciei acidului acetic cu celuloza n prezena acidului
sulfuric.
Acetatul de celuloz are urmtoarea formul chimic:
Are urmtoarele proprieti:
- este insolubil n ap;
- este sensibil la umezeal, alterndu-i-se proprietile;
- rezistena mecanic apropiat de PP;
- sensibil la cetone, esteri i alcooli;
- este atacat de hidrocarburile aromatice, dar nu i de
uleiuri minerale i vegetale;
- este stabil la cldur;
- nu arde repede;
- se poate colora.
OO
H
OH
CH2-OCOCH3
HOH
H
H
OCOCH3OCOCH3H
H
OHH
CH2-OCOCH3
HO
HO
O H
CH2-OCOCH3
OCOCH3
HH
H
H
OH
OCOCH3H
H
OHH
CH2-OCOCH3
HO
HO
O H
CH2-OCOCH3
OCOCH3
HH
H
H
OH
Acetatul de celuloz se prelucreaz prin extrudare, injectare, turnare i
termovacuumare. Este folosit mai ales n asociere cu ambalaje de carton, pentru
vizualizarea produsului.
!!!! 2.5.9. Poliamidele PA
Se obin prin condensarea aminoacizilor. n general sunt rigide, au o
bun rezisten la rupere, traciune, ntindere i frecare. Au punctul de nmuiere
ridicat. Rezist la sterilizare cu abur pn la 140oC i la cldur uscat pn la
temperaturi ridicate. La temperaturi sczute i pstreaz elasticitatea. PA sunt
uor higroscopice, dar prin uscare se pot regenera.
Cu toate c au o mare permeabilitate la vaporii de ap, nu sunt
permeabile la gaze, de aceea sunt folosite la ambalarea sub vid. Sunt rezistente
la baze, la solveni organici, uleiuri i grsimi.
Tipuri de poliamide:
Denumirea ComponentePoliamida 6 "-caprolactamPoliamida 11 acid aminoundecanPoliamida 12 laurinlactamPoliamida 6.6 hexametilendiamina, acid adipicPoliamida 6.10 hexametilendiamin, acid sebacicPoliamida 7.9 acid perlarglactam
Grupele amidice sunt hidrofile. Cu ct este mai mare proporia acestor
grupe n molecule cu att mai hidrofil i mai rezistent este PA. Se recomand
depozitarea produselor din PA n ncperi cu o umiditate relativ de 40-50%. n
tehnica ambalrii se folosete n principal PA 6 sub form de folie. Aceste folii
sunt neorientate, rezistente la traciune, la frecare, zgriere i la ndoiri repetate.
Ele sunt transparente (stratul alb de caprolactam poate fi ndeprtat cu ap sau
mecanic), sterilizabile (pot fi supuse unui tratament termic de scurt durat
pn la 140oC) i pot fi folosite ntr-un domeniu larg de temperaturi (-30 pn
la 100oC). Din cauza mirosului de caprolactam substanele extractibile n ap
cad nu au voie s depeasc proporia de 3%.
Domeniul ngust de topire oblig la respectarea strict a temperaturilor i
a timpilor de sudare.
PA este greu nflamabil, arde dup aprindere i picur, flacr este
albstruie cu margine galben, fumul miroase a corn ars, solubil n acid formic
concentrat.
Se folosete la fabricarea de folii de strngere (ex. PA-PE, PA-PP).
!!!! 2.5.10. Policarbonat
Policarbonatul este un produs de policondensare liniar, saturat care se
poate topi. Este o substan polar, nehidrofil, foarte transparent, cu
cristalinitate redus i cu un coninut sczut de plastifiant. Foliile de
policarbonat pot fi supuse tratamentelor termice (sterilizare) pentru scurt timp
la temperaturi de pn la 135oC.
Formula chimic a policarbonatului este:
Arde luminos n flacr cu degajare de fum negru formnd bici, n final
carbonizndu-se. n afara flcrii se stinge.
Principale domenii de aplicaie sunt:
O C
O CH3
CH3
CO COn
[ ]O
- formarea de folii cu adaos de adeziv pentru fabricarea benzilor
autoadezive folosite la ambalri de transport;
- formarea foliilor pentru ambalarea produselor alimentare care sunt
supuse la sterilizare;
- sub form de granule pentru fabricarea buteliilor i capacelor
incasabile.
!!!! 2.5.11. Materiale termorigide
Exist doar trei materiale termorigide folosite la confecionarea de
ambalaje: fenolformaldehida, ureea formaldehidic (folosite n general la
capace pentru nchiderea buteliilor) i poliesterii armai cu fibr de sticl
(pentru ambalaje de mari dimensiuni).
Primele dou au o rezisten bun la agenii chimici. Sunt insolubile n
solveni organici, sunt atacate de acizii i bazele tari, dar sunt rezistente la cele
mai slabe. Au aplicaii mai mult n industria cosmetic i farmaceutic.
Poliesterii armai cu fibre de sticl sunt rezisteni la solveni, acizi
organici i anorganici, mai puin cei puternic oxidani.
Sunt folosii la confecionarea recipientelor de stocare i a ambalajelor
mari de transport.
2.6. Formarea ambalajelor din materiale plastice
Pentru ca materialul ales s se transforme n ambalaj el parcurge dou
etape:
A. Pregtirea materialului.
- pregtirea materiei prime - dozarea polimerului i a materialelor de
adaos, i amestecarea lor;
- transferarea de cldur de la o surs extern pentru nclzirea, topirea,
fluidificarea, omogenizarea masei plastice n vederea formrii ambalajului.
B. Formarea ambalajului.
- se poate face prin: injectare n matrie, extrudare i suflare cu aer,
calandrare, termoformare, formare centrifugal, caserare etc.
!!!! 2.6.1. Formarea ambalajelor prin injectare n matrie.
Etapele realizrii unui ambalaj prin injectarea materialului plastic n
matrie sunt:
- injecia materialului topit n matri;
- umplerea matriei;
- compactizarea;
- scurgerea surplusului de material;
- rcirea piesei;
- deschiderea matriei.
Prin injectare n matrie se pot forma obiecte din PS, PE, PVC i PP,
realizndu-se capsule, dopuri, recipiente mici, lzi, cutii etc.
!!!! 2.6.2. Formarea recipientelor prin extrudare i suflare cu aer.
Fa de utilizarea recipientelor clasice din sticl, metoda formrii
ambalajelor din materiale plastice prin suflare cu aer are avantajul realizrii
unei game variate de forme. Etapele formrii sunt: extrudarea unui tub de
plastic, i apoi suflarea cu aer ntr-o form.
Obturarea tubului de la partea inferioar determin umflarea tubului, care
ia forma cavitii. Dup rcire forma se deschide, elibernd butelia.
Fig.2.1. Extrudarea i suflarea PVC, PEID.
Deoarece aerul comprimat vine n contact direct cu pereii interiori ai
ambalajului, n care se va introduce ulterior produsul alimentar, acetia trebuie
tratai nainte de utilizare. De obicei aerul folosit la suflarea buteliilor este
trecut n prealabil peste filtre sterilizante.
Dezavantajele legate de sterilizarea ambalajelor a cror umplere se face
ulterior formrii se pot elimina prin folosirea unui procedeu de mbuteliere
numit bottle-pack. La acest procedeu, prin care butelia este realizat tot prin
extrudere i suflare cu aer, umplerea i nchiderea se face tot n forma pentru
suflare.
n momentul extruderii tubul are temperatura de 150 - 230oC, n funcie
de materialul folosit. Datorit acestei temperaturi i a presiunii ridicate din
extruder, buteliile sunt practic sterile. mbutelierea aproape concomitent cu
formarea este avantajoas din punct de vedeere a conservabilitii produsului.
Deoarece lichidele ce se mbuteliaz sunt reci scade astfel i durata rcirii
ambalajului format, crescnd productivitatea.
Fig.2.2. Sistemul bottle-pack.
Principiul de formare este similar cu cel anterior, doar c maina are dou
posturi de lucru, unul pentru extrudare, inchidere i tierea tubului, i al doilea
pentru suflare, umplere cu lichid i nchiderea buteliei.
Tubul este extrudat cnd forma este deschis. La atingerea lungimii
necesare, se oprete extrudarea i se nchide forma. Printr-o suflare scurt se
asigur apucarea tubului, dup care se face tierea tubului cu ajutorul unor
cuite mobile. Forma se deplaseaz la al doilea post unde o tij de suflare se
aeaz pe tub. Printr-un oc de aer comprimat se face suflarea buteliei, care este
meninut n continuare n form. Prin tij se introduce n aceast etap
lichidul. Dup umplere se retrage tija i se nchide forma pentru realizarea
capacului, realizndu-se nchiderea buteliei. Se deschide forma i butelia plin
se trimite la paletizare.
!!!! 2.6.3. Formarea recipientelor prin injectare i suflare cu aer.
Materialul cel mai folosit este PET. La nceput a fost folosit mai mult
pentru buturi carbogazoase, apoi i-a extins domeniul de aplicare i la ap
mineral, ulei comestibil, sosuri, siropuri, buturi alcoolice, sucuri naturale,
bere i vin.
La acest tip de formare, ambalajele din PET se obin prin injectare i
suflare cu biorientare. Se cunosc dou procedee: discontinuu i continuu. La
procedeul discontinuu numit i "ciclu rece", injecia i suflarea se fac separat,
pe maini diferite. Mai nti se realizeaz preforma prin injectare n matri, i
apoi dup o nclzire ntr-un tunel urmeaz acelai proces de suflare. nclzirea
se face difereniat pe diferitele zone ale preformei n funcie de deformrile
suferite de aceasta n timpul suflrii. Preforma nclzit se introduce n matri
i este mai nti deformat bilateral prin suflare cu aer la o presiune mai mic de
7 - 8 at, urmat de ntindere mecanic longitudinal cu o tij metalic. Aceast
predeformare se execut pentru echilibrarea tensiunilor interne i a grosimii
pereilor, precum i pentru o mai bun transparen. Urmeaz suflarea la 40 at
pentru realizarea formei finale.
Fig.2.3. Suflarea cu biorientare a PET.
Pentru buteliile n care se ambaleaz lichide carbogazoase (la care
presiunea interioar este de pn la 7 barr) fundul buteliei se realizeaz
semisferic, profilat sau bombat n interior pentru a rezista mai bine presiunii
interioare.
Fig.2.4. Forme ale fundului buteliilor PET pentru buturi carbogazoase.
La procedeul continuu, numit i "ciclu cald", injecia i suflarea se fac
succesiv pe aceai main, ce are un dispozitiv de transfer.
Fig.2.5. Procedeul continuu de formare prin injectare i suflare.
Metoda de formare prin injectare are o serie de avantaje:
- se elimin operaiile de finisare;
- se poate realiza o grosime controlat a peretului, cu reducerea greutii
ambalajului;
- deschiderea este perfect calibrat, att pe interior ct i pe exterior;
- transparen foarte bun.
Mainile moderne de formare a ambalajelor din PET ating produciviti
remarcabile, de circa 40000 butelii/or, pentru capaciti cuprinse ntre 0,25 -
4l. n ultimii ani mainile de formare a ambalajelor din PET s-au modernizat i
permit:
- obinerea de butelii rezistente la pasteurizare i la umplere cu lichide calde
(pn la 95oC);
- producia de butelii reutilizabile de 20 - 30 ori;
- suflarea de butelii multistrat pentru ambalarea alimentelor ce se oxideaz uor
(ketchup) sau a buteliilor cu volum mic pentru buturi carbogazoase.
! 2.6.4. Formarea foliilor i filmelor din materiale plastice.
Foliile i filmele din materiale plastice ocup un loc important n
ambalarea produselor alimentare. Se pot produce prin dou procedee:
calandrare i extrudare i suflare de aer.
1. Formarea prin calandrare
Este un procedeu folosit la formarea foliilor i filmelor de grosime
cuprins ntre 0,06 i 0,8 mm, din materiale plastice viscoase (PVC), livrate sub
form de past.
Materialul este n prealabil omogenizat i prenclzit n malaxoare cu
valuri sau n maini de omogenizare i plastifiere tip extruder. Pentru a evita
antrenarea de corpuri metalice ntre cilindrii malaxorului se folosesc i nite
separatori magnetici.
Clandrul este compus din 2 - 5 cilindri. Pasta este laminat ntre cilindri
nclzii pn la atingerea grosimii dorite. Fiecare cilindru poate fi antrenat
individual i viteza lor poate fi reglat pentru a o adapta la formula i la
temperatura de calandrare a produsului. Cilindrii au diametre de pn la 800
mm, i sunt confecionai din font cu duritate mare la suprafa, i sunt
nclzii n interior cu un agent termic lichid. Materialul plastic trece o singur
dat prin zona activ dintre doi cilindri, iar distana dintre cilindri descrete pe
parcursul formrii foliei sau a filmului.
Fig.2.6. Instalaie de calandrare.
1-extruder;2-detector de metale;3-calandru cu patru cilindrii;
5-cilindru de imprimare;6-conveior de stabilizare;7-cilindrii de
rcire;8-dispozitiv de msurare a grosimii foliei;9-dispozitiv de
tiere a marginilor;10-bobin de nfurare.
Folia este tras cu ajutorul cilindrilor de tragere 4 i pentru c este nc la
o temperatur ridicat, ea se poate imprima cu ajutorul unui cilindru gravat 5.
Rcirea foliei se face prin trecerea ei printre cilindri de rcire 7, care sunt
confecionai din oel inoxidabil i sunt rcii de un curent de ap ce circul n
interiorul lor. Pentru controlul grosimii foliei se utilizeaz un dispozitiv 8 cu
absorbie de raze # . n cazul automatizrii acest dispozitiv comand reglajul
distanei dintre cilindrii, astfel ca folia rezultat s aib o grosime conatant.
Dup tierea surplusurilor de pe margini, folia se nfureaz pe o bobin 10.
Tipul de calandre folosite depinde de materialul plastic folosit.
Fig.2.7. Tipuri de calandre.
1-calandru cu trei cilindrii;2-calandru cu patru cilindrii n form de L;
3-calandru cu patru cilindrii n form de Z;4-calandru cu cinci cilindrii.
n industria ambalajelor calandrarea este destul de puin folosit,
deoarece necesit operaii ce impun condiii greu de realizat n cea ce privete
corectarea distanei dintre cilindrii, sau corectarea suprafeei cilindrilor dup o
folosin mai ndelungat. Este totui folosit la realizarea foliilor rigide pentru
formarea ambalajelor termoformate i pentru obinerea foliilor flexibile.
2. Formarea prin extrudare i suflare cu aer
Este metoda cea mai rspndit, ce are cele mai puine complicaii
tehnologice i ofer o gam de produse la preuri rezonabile.
Prin extrdare este posibil realizarea pe aceai instalaie att a filmelor
ct i a foliilor prin schimbarea doar a filierei. Filierele utilizate sunt de dou
tipuri: inelare - pentru filme i folii; plate - pentru filme, folii i foi.
Fig.2.8. Tipuri de filiere i produsele rezultate.
Pentru producerea filmelor i foliilor din materiale palstice prin extrudare
i suflare cu aer se utilizeaz linii tehnologice de mare productivitate. O astfel
de linie se compune din mai multe utilaje dispuse n serie: un extruder, capul de
formare, plci de ghidare, valuri de tragere, dispozitiv de tiere i un sistem de
nfurare.
Fig.2.9. Principiul extruderii i suflrii cu aer a filmelor i foliilor.
Fig.2.10. Instalaii de extrudare-suflare cu cap de formare vertical.
La extruderea prin filier a unei mase topite omogenizate, rezult un tub
n deplasare condinu. Prin suflate cu aer tubul se umfl sub forma unui balon.
Prin mrirea diametrului tubului la umflare se realizeaz subtierea foliei
obinute pn la valoarea dorit. Diametrului balonului umflat nu poate depi
valoarea de 1,5 - 2 ori diametru capului de suflare. Valurile de tragere i
presare sunt confecionate din oel i cptuite la suprafa cu un cauciuc pufos.
Cauciucul prinde preseaz i trage folia format.
Cele dou fee ale foliei se pot lipi prin autosudur sub efectul cldurii i
a presiunii, rezultnd o singur folie, sau nu se lipesc i rezult o folie sub
form de tub. Folosind dispozitive de pliere i de tiere longitudinal se pot
obine i alte tipuri de folii i filme. Dac dispozitivul de tragere are prevzut
cte un dispozitiv de tiere longitudinal pe ambele laturi rezult dou folii
simple suprapuse, iar dac se folosete un singur dispozitiv de tiere se obine o
folie mpturit.
Fig.2.11. Tipuri de filme i folii.
Liniile de suflat folii de PS au dup dispozitivul de tragere bi de
scufundare a foliei, ce constituie dispozitive de ungere. Bile conin ap
nclzit cu rezistene sau cu abur sub presiune, apa fiind alimentat continuu,
la nivel constant.
Fig.2.12. Linie pentru producerea foliilor din PS, cu baie de scufundare.
n ultimul timp se folosesc tot mai mult foliile multistrat formate prin co-
extrudare.
3. Formarea foliilor prin extrudare prin filiere plate
Realizarea foliilor simple i a foilor cu ajutorul filierelor plate este mult
mai complex, deoarece pentru a obine n seciune transversal un profil
constant trebuie modificat profilul filierei.
Pentru a realiza o grosime constant, folia este trecut printr-un sistem de
valuri care i confer strlucire.
Fig.2.13. Extrudarea foliilor prin filiere plate.
O instalaie complet de extrudare a foliilor prin filiere plate este
compus din: extruder, un calandru de tragere i rcire i un dispozitiv de tiere
i de rulare.
Fig.2.14. Extrudarea prin filier plat.
Dac folia este subire ea este rulat pe o bobin, iar dac este groas ea
este tiat la lungime rezultnd foi.
4. Formarea foliilor contractibile
Foliile contractibile se obin prin supunerea materialului plastic, aflat n
domeniul termoplastic, unei fore de ntindere att pe direcie longitudinal ct
i transversal (bi-orientare).
Metodele de realizare a foliilor contractibile sunt:
- tragerea mecanic - prin calandrare sau extrudare, foliile prezint o
tensiune intern n sens longitudinal dup trecerea printre valurile de tragere.
Pentru tragerea transversal se folosesc dou flci mobile. Dup tragere
urmeaz un tratament termic ntr-un cuptor de stabilizare tip tunel.
Fig.2.15. Bi-orientarea prin tragere mecanic.
- extrudare - suflare - se porcedeaz prin creterea presiunii de suflare a
balonului pentru a mri tensiunile radiale, astfel nct ele s echilibreze
tensiunile longitudinale.
- dubla suflare - se folosete pentru a controla mai bine tensiunile interne.
Balonul obinut la o prim extrudare i suflare cu aer este renclzit i apoi
resuflat.
Fig.2.16. Bi-orientarea prin dubl suflare.
ntinderea pe direcie longitudinal se obine prin rotirea cu viteze
diferite a valurilor de tragere, iar cea transversal prin mrirea presiunii de
suflare.
- prin iradiere - o folie iradiat cu raze gama permite obinerea unei folii
contractibile cu caracteristici mbuntite: rezisten mecanic superioar,
transparen i contracie mai bun.
!!!! 2.6.5. Termoformarea ambalajelor din folii de materiale plastice
Termoformarea se bazeaz pe proprietatea materialelor termoplastice de
a-i modifica forma la o temperatur apropiat de cea de nmuiere, cnd
viscozitatea lor scade.
Ambalajele termoformate sunt foarte folosite n industria alimentar
datorit avantajelor ce le prezint:
- productivitate mare;
- utilizare raional, foarte economic a surselor de nclzire;
- uurina confecionrii formelor;
- formare uoar a tuturor tipurilor de folii din materiale plastice;
- obinerea de ambalaje nerecuperabile, ieftine i de forme diferite.
Tehnologia ambalrii n materiale plastice termoformate
Pentru realizarea ambalajelor termoformate din folii de materiale plastice
s-au construit maini complexe pe care se poate realiza ntreg ciclul de formare
i ambalare.
Fig.2.17. Linie automat de ambalare n ambalaje termoformate.
Aceste maini au ciclul de producie format din urmtoarele etape:
1. alimentarea i transportul foliei - folia inferioar este alimentat
dintr-o bobin i este condus pe lanul de transport care o ine ferm pe ambele
laturi n tot timpul procesului de ambalare;
2. nclzirea foliei - pentru majoritatea proceselor de formare a
ambalajelor, folia trebuie prenclzit nainte de formare, acest proces putndu-
se realiza i n matri i nainte de aceasta;
3. formarea - folia nclzit este deformat plastic n matri prin
diferite procedee, funcie de grosimea foliei i de forma i complexitatea
ambalajului;
4. umplerea - produsul este aezat n ambalaj fie manual fie automat,
prin dozare; umplerea se poate realiza fie n atmosfer deschis, fie n
atmosfer modificat (sub vid, n prezena unor gaze inerte sau a aburului);
5. alimentarea cu folie superioar - pentru nchiderea ambalajului;
6. nchiderea - foliile inferioar i superioar sunt conduse la unitatea de
nchidere, unde n majoritatea cazurilor se face vidarea sau introducerea de gaze
protectoare (sisteme CAP/MAP), cele dou folii sudndu-se una de cealalt sub
influena cldurii i a presiunii realizndu-se o nchidere etan;
7. individualizarea ambalajelor (tierea din seria rezultat) - se
folosesc diferite mecanisme de tiere transversal pentru a prelucra o mare
varietate de materiale i forme, definitivnd separarea ambalajelor;
8. marcare, etichetare - se realizeaz prin inscripionare, prin aplicarea
de etichete autoadezive sau prin marcare la cald, la alimentarea cu folie
superioar sau dup nchidere, n funcie de procedeul adoptat, pe o fa sau
alta a ambalajului;
9. evacuarea ambalajelor.
1. Alimentarea i transportul foliei
Se pot prelucra aproape toate tipurile de folii deformabile i
termosudabile, flexibile sau rigide. Grosimea maxim prelucrabil depinde de
materialul folosit, putnd ajunge pn la 1200$m pentru folii semirigide i
1750$m pentru PS. Preluarea foliei se face la materiale cu grosimi medii (150
- 500$m) fr derulare mecanic. Dac foliile sunt sensibile la sudare sau sunt
foarte subiri preluarea se face cu un bra de ntindere i cu derulare automat.
Pentru bobinele Jumbo de diametre i limi mari, maina este echipat cu
dispozitive de poziionare, derulare i de avans mecanizat.
2. nclzirea foliei
Toate foliile mai puin cele de Al, sunt deformate plastic la cald. De
aceea procedeul poart numele de termoformare. Prin nclzire folia se nmoaie
uurnd deformarea, n unele cazuri pentru o deformare de calitate folia se
nclzete pn aproape la punctul de nmuiere.
Folia este nclzit prin contactul cu plcile de nclzire, contact realizat
cu ajutorul apsrii plcilor de ctre aerul comprimat sau prin atragere cu
vacuum.
Exist dou sisteme de nclzire i formare:
1. cu plac de nclzire intergrat n unitatea de formare - se recomand
la prelucrarea foilor subiri i flexibile.
placa de nclzire
folia
forma
Fig.2.18. Sistem de nclzire cu plac integrat.
2. cu placa de nclzire separat - se pot folosi una sau mai multe plci
aezate naintea unitii de formare. Acest sistem este folosit la prelucrarea
foliilor rigide sau de grosimi mai mari, la formarea ambalajelor adnci cu raze
mici de curbur, cnd deformarea se face cu poanson.
plac de nclzire simpl plac de nclzire tip sandw ich
Fig.2.19. Sistem de nclzire cu plac separat.
3. Termoformarea ambalajelor
n unitatea de formare folia este modelat n concordan cu cerinele
produsului ce urmeaz a fi ambalat, sau cu designul dorit al ambalajului.
Materialele plastice folosite la confecionarea ambalajelor termoformate
sunt:
- PS i PVC rigid;
- PS bi-orientat care i menine transparena dup termoformare;
- PP - pentru umplere la cald 130 - 140oC, produsele ambalate putnd fi
nclzite cu microunde;
- PET - se folosete pentru ambalarea mncrurilor gtite i a produselor de
patiserie.
Aplicaiile cele mai des ntlnite sunt: pahare pentru produse lactate
(iaurt, creme, smntn, unt) caserole de prezentere (carne, pete, fructe)
platouri compartimentate (biscuii, bomboane, fructe, ou) i platouri pentru
mncruri preparate.
Exist dou procedee de termoformare a ambalajelor:
1. formarea negativ - folia ia forma matriei concave;
2. formarea pozitiv - folia ia forma poansonului.
Formarea negativ
Se folosete la obinerea de ambalaje termoformate din folii flexibile, cu
raze mai mari de curbur, de nlime relativ mic i cu suprafa mare.
Fig.2.20. Ambalaj realizat prin termoformare negativ.
Formarea se realizeaz:
a. prin presiune de aer comprimat;
b. prin vacuum;
c. prin presiune de aer comprimat i cu vacuum.
Folia se fixeaz pe matria cu camere de formare cu un cadru de strngere
ce are o garnitur de etanare. Folia nmuiat prin nclzire se muleaz pe
form, reproducnd suprafaa interioar a acesteia. La rcire, ambalajele
formate se desprind de matri prin suflare cu aer comprimat.
Fig.2.21. Ambalaj realizat prin termoformare negativ cu alungire mecanic.
Formarea pozitiv.
Se folosete la folii rigide i semirigide. Ambalajului i se confer forma
prin aducerea n contact strns a foliei cu un poanson. Fiecare detaliu al
suprafeei exterioar a poansonului este transmis peretelui ambalajului.
Fig.2.22. Ambalaj realizat prin termoformare pozitiv.
Procedeul prezint cteva avantaje:
- se obin ambalaje cu perei de grosime constant;
- se pot obine forme complicate pentru pereii
ambalajului;
- se pot forma ambalaje adnci cu raze mici de racordare;
Pentru c multe soluii constructive de ambalaje termoformate presupun
i deformarea foliei superioare, ntre unitile de umplere i nchidere se
intercaleaz nc o unitate de formare pentru folia superioar. Ambalajele care
necesit muchii sau nervuri amplasate central sau capace care se renchid
prezena acestei uniti pentru folia superioar este de nenlocuit.
4. Umplerea ambalajelor
Dup formarea ambalajelor din folia inferioar, ele trec printr-un spaiu
deschis aflat ntre unitatea de formare i cea de nchidere, numit spaiu de
umplere. Produsul poate fi introdus manual n ambalaje sau automat, dac
maina este echipat cu un sistem de dozare. n zona spaiului de umplere se
pot instala i dispozitive de vibrare a platformei, aezate sub unitatea de
umplere pentru a mbuntii aezarea produsului n ambalaj, sau dispozitive de
identificare a ambalajelor neumplute.
5. Alimentarea cu folie superioar
n timpul transportului ambalajelor, formate i umplute, spre unitatea de
nchidere acestea sunt acoperite cu folia superioar. Folia superioar poate fi
din materiale plastice, materiale complexe, aluminiu, hrtie etc. Dac folia
superioar este imprimat, indiferent de natura materialului, ea trebuie preluat
cu aceeai precizie i cu acelai tact ca i cea inferioar. Sincronizarea celor
dou alimentri se poate face cu fotocelule. Unitatea de alimentare cu folie
superioar poate fi alimentat suplimentar cu : mecanism de frnare a derulrii
foliei pentru optimizarea tensionrii ei; indicator de sfrit de folie; dispozitiv
de marcare i inscripionare; dispozitiv de etichetare; dispozitiv de perforare a
foliei pentru unele produse ambalate la cald.
6. nchiderea ambalajelor
Dac produsul ambalat este uor perisabil este necesar vacuumarea
ambalajului. Procesul de vidare se realizeaz n unitatea de nchidere. Cnd
ambalajul a intrat n unitatea de nchidere aceasta se nchide etan, izolndu-l
de mediul nconjurtor. Aerul din jurul produsului i din matri este aspirat
astfel nct se produce un vid aproape complet. n acest moment, n interiorul i
exteriorul ambalajului este aceai presiune, de aceea ambalajul rmne
nemodificat. Dup nchiderea etan, se introduce aer n incinta unitii de
nchidere. Pentru c n ambalaj este vid, presiunea atmosferic determin
mularea foliei ambalajului pe produs.
Durata de pstrare a diferitelor produse poate fi considerabil extins prin
folosirea atmosferei modificate, prin regazarea interioarului ambalajului cu un
gaz protector (azot, dioxid de azot, dioxid de carbon etc.). n plus dac produsul
este moale el nu se aglomereaz dup deschiderea unitii de nchidere i
apariia diferenei de presiune ntre exteriorul i interiorul ambalajului nu mai
exist.
Sistemul se folosete la ambalarea crnii proaspete - pentru meninerea
culorii, a brnzeturilor, a petelui, a fructelor i a legumelor precum i a
produselor de patiserie.
Exist dou procedee de introducere a gazului protector:
1. prin duze plate - o serie de duze subiri sufl gazul n interiorul
ambalajului printre folii. Sistemul se folosete numai cnd ambele folii sunt
flexibile.
2. prin tuburi - se sufl gaz n ambalaj dinspre suprafeele opuse ale
sculei. Tuburile se ridic i coboar mpreun cu partea inferioar a matriei i
intr n gurile tanate n folia inferioar, anterior intrrii ambalajului n
unitatea de nchidere. Sistemul se poate folosi i n cazul foliilor flexibile, dar
este necesar n cazul foliilor rigide.
Fig.2.23. Sisteme de introducere a gazului portector.
Dup ncheierea vidrii sau a modificrii atmosferei din interiorul
ambalajului, cele dou folii pot fi sudate termic pentru o nchidere etan.
Sudarea se face dintr-o singur micare prin nchiderea complet a unitii de
nchidere. Mrimea temperaturii i a presiunii, pentru obinerea unei nchideri
etane, se regleaz precis n funcie de materialul din care sunt confecionate
foliile.
Exist dou moduri de sudare:
1. pe contur - cnd marginile ambalajului sunt exact definite. Este folosit la
ambalaje cu contur rectangular sau circular.
2. pe suprafa - permite nchiderea ambalajului indiferent de forma conturului.
Fig.2.24. nchiderea ambalajelor dup contur.
La produsele gtite pentru a cura de resturi de produs zona de sudare,
se folosesc cadre de lipire de form special sau rotunjite.
7. Separarea (tierea) ambalajelor
Separarea ambalajelor nchise se face prin tiere, mai nti transversal i
apoi longitudinal, sau prin decupare.
1. tierea transversal - exist mai multe sisteme de tiere transversal,
n funcie de forma i materialul ambalajului. Se pot folosi i sisteme ce
realizeaz crestturi, guri de agare, perforaii. Se folosesc ghilotine, cuite cu
unul sau dou tiuri, cuite dinate, tane.
Fig.2.25. Tipuri de tieri transversale.
2. tierea longitudinal - se poate face cu cuite rotative i cu role de
strivire aezate pe doi arbori.
3. tierea dup contur - se face fie prin tanare fie prin decupare dup
contur ntr-o singur operaie, n cazul foliilor rigide, fie prin tiere cu un cuit
aflat pe un lan i condus pneumatic sau electric dup contur, pentru folii
flexibile. Poate fi tiat un contur circular sau de orice alt form.
Pentru ndeprtarea marginilor tiete se folosesc:
- aspirator de curire;
- bobinator de deeuri;
- mrunirea marginilor lungi (folii rigide i PSE).
8. Etichetare, marcare
Operaiile se fac cnd ambalajelor sunt nc n main. Etichetarea se
face prin aplicarea etichetelor autoadezive, sau prin lipire cu adaos de adeziv.
Inscripionarea se poate face prin:
a. termoimprimare - realizat cu un poanson cald cu textul n relief pe
suprafaa sa;
b. flexografie - se ruleaz un clieu din polimer prelucrat prin metode
fotografice;
c. imprimare matricial - imprimant obinuit, pentru hrtie sau complex cu
hrtie;
d. marcare cu jet de cerneal - nlocuiete termoimprimarea prin orientarea
jetului de cerneal n cmp electrostatic.
9. Evacuarea ambalajelor cu produs
Dup separarea ambalajelor i eliminarea deeurilor, ambalajele sunt
conduse pe o band transportoare. Benzile pot fi amplasate pentru a lega
maina de cntrire, codare grupare i paletizare. Majoritatea benzilor se
deplaseaz sincron cu maina de formare.
Cteva din formele principale ale ambalajelor din material plastic sunt
prezentate n figurile urmtoare:
Fig. 2.26. Tipuri de pungi din material plastic.
a-fr fald lateral; b-cu fald lateral; c-fr fald lateral
i cu fund nchis n form de cruce; d-cu fald lateral i cu
fund nchis n form de plic; e-cu fald n partea inferioar.
Fig.2.27. Tipuri de plicuri din material plastic.
a-cu 3 suduri; b-cu marginile nchiderii suprapuse; c-cu marginile nchiderii sub form de
arip; d-cu marginile nchiderii suprapuse i cu falduri laterale.
2.1. Istoric2.2. Clasificare2.3. Puncte de transformare2.4. Aditivi2.5. Tipuri de materiale plastice folosite in industria alimentara2.5.1. Polietilena2.5.2. Policlorura de vinil2.5.3. Policlorura de viniliden2.5.4. Polivinilacetat2.5.5. Polistirenul2.5.6. Polipropilena2.5.7. Celofanul2.5.8. Acetatul de celuloza2.5.9. Poliamidele2.5.10. Policarbonat2.5.11. Materiale termorigide2.6. Formarea ambalajelor din materiale plastice2.6.1. Formarea ambalajelor prin injectare in matrite2.6.2. Formarea recipientelor prin extrudare si suflare cu aer2.6.3. Formarea recipientelor prin injectare si suflare cu aer2.6.4. Formarea foliilor si filmelor din materiale plastice2.6.5. Termoformarea ambalajelor din folii de material plastic