Благодаря сочетаниям различных слоев можно получать самые разные барьерные свойства упаковочного материала, которые требуются по условиям хранения продуктов, упакованных в него. Добиться от поставщиков материала обеспечения оптимальных барьерных свойств — задача технолога пищевого производства, точнее даже, технолога фасовочного или упаковочного цеха, участка этого производства. Но здесь интересы технолога нередко вступают в противоречие с интересами механика и наладчика оборудования того же цеха или участка.

Хорошие упаковочные материалы с точки зрения производителя, продавца и наладчика фасовочно-упаковочного оборудования — это те, которые отвечают следующим нескольким требованиям, увы, нередко противоречащим друг другу. Материал должен не скользить по транспортирующим его в процессе получения упаковок органам. Наоборот, он должен хорошо скользить по тем элементам упаковочного оборудования, по которым он перемещается. Материалу следует быть по возможности жестким, чтобы «держать» форму получаемой упаковки, и не следует быть слишком жестким, чтобы легче формироваться в заготовку будущей упаковки. Жесткость материала нередко связана с его толщиной, посему еще одно противоречие. Толстый материал труднее протащить через формирующие заготовку узлы машины, а тонкий материал не исключает разрыва при протягивании ленты. Главное же требование — хорошая свариваемость.

О сварке

На большинстве современного оборудования, фасующего или упаковывающего продукцию в гибкие  термосвариваемые материалы, применяется сварка, которую называют термоконтактной, или сваркой постоянно нагретыми элементами. Иногда для ее обозначения применяют термин «тепловая сварка». Он давно прижился и вполне приемлем. Механика получения сварных швов, если описать ее в нескольких словах, по сути, несложна. Свариваемые слои материала должны быть нагреты до температуры выше температуры текучести кристаллического полимера или температуры плавления аморфного полимера, но ниже температуры деструкции, и сдавлены с каким-то усилием. Исходя из требований свариваемости, наиболее приемлемым был бы сополимер этилена с винилацетатом (СЭВ, ЭВА, EVA), используемый в качестве пленки или внутреннего слоя комбинированного или многослойного материала. Температура его плавления — 90–96 °С. Однако он не прочен, что исключает применение «чистой» пленки из него. А главное — этот полимер обладает худшим по сравнению с другими пленками скольжением, что отрицательно скажется на производительности оборудования. Поэтому главное применение ЭВА сейчас — ламинирование им других материалов для придания им повышенной влаго- и газопроницаемости, например коробчатого картона, но никак не изготовление пленок. А в качестве внутреннего слоя гибких комбинированных и многослойных упаковочных материалов чаще всего используется полиэтилен, опять же чаще — низкого давления (ПЕВД), он же полиэтилен низкой плотности (ПЭНП, LDPE, PEL).

Преимущества комбинации

Очень удобен, с точки зрения производительного фасования и упаковывания продуктов, при этом получения качественных швов, комбинированный материал: бумага–ПЭВД. Полиэтилен обеспечивает и хорошую свариваемость, а шероховатость бумаги — хорошее сцепление с тянущими элементами упаковочной машины. Температура плавления ПЭВД — 108–112 °С, что более чем на 100 °С ниже температуры горения бумаги. Бумага-полиэтилен — прекрасный «выставочный» материал, гарантирующий выгодную демонстрацию оборудования на выставках в условиях возможной нестабильной подачи электроэнергии. Кроме того, на бумаге сравнительно дешево нанесение печати, в том числе рекламного характера. В реальной фасовочно-упаковочной жизни материал «бумага–ПЭВД» наиболее часто применяется для фасовки сыпучих продуктов небольшой дозой в плоские пакеты «саше». Хорош в качестве «выставочного» материал: полиэтилентерефталат (ПЭТФ, ПЭТ, PETP, PET, полиэфир, лавсан) —ПЭВД. Однако еще лучше ПЭТФ–алюминиевая фольга–ПЭВД: пакет получается жесткий, швы без морщин, и все прекрасно выглядит. Температура плавления ПЭТФ: 250–260 °С. Стало быть, у него еще более высокий запас «температурной прочности». Оба эти материала, в отличие от бумаги —ПЭВД, применяются более широко.

Капризный БОПП

Неприятности возможны при использовании в качестве наружного слоя полипропиленовой (ПП) пленки. А материалы с таким слоем сейчас очень распространены. Проблема в том, что в комбинированных и многослойных материалах используется чаще всего ориентированная ПП-пленка. Одноосноориентированная полипропиленовая (ОПП, ОРР) пленка для производства термосвариваемых упаковочных материалов используется редко, в основном из нее получают нити. Чаще используется двуосноориентированная, или  биоксиальноориентированная, полипропиленовая (БОПП, ВОРР) пленка. В процессе применения упаковочного материала, содержащего БОПП, не стоит нагревать его выше 150 °С, так как в БОПП возможны релаксационные явления. Нагретая пленка, используя эффект памяти, стремится вернуться к прежним, неориентированным размерам. В итоге, как минимум, шов получается неэстетичным, корявым; как средний результат — непрочным, а в крайнем случае шов не получается совсем. Запас температуры в 28–32 °С между температурой плавления ПЭВД и температурой возможной релаксации БОПП вполне достаточен, чтобы его могли поддерживать современные приборы задания и измерения температуры. И если между слоями ПП и ПЭ больше ничего нет, то материал можно использовать смело. А вот при наличии промежуточных слоев возможны каверзы. Прекрасные барьерные свойства упаковочному материалу придает слой алюминиевой фольги. Но ведь алюминий и хороший проводник тепла. Значит, часть тепла, предназначенного ПЭ, будет отводиться алюминием, и ПП придется нагревать сильнее. Представим, что из материала «БОПП–Алюминий–ПЭВД» нужно получить пакет с боковой складкой. Из-за нее в углах пакета оказываются четыре слоя материала, и при образовании поперечных швов все их надо прогреть. Как тут умудриться не перескочить порог температуры релаксации БОПП? Сейчас вместо фольги часто используется металлизированный БОПП. Пленку из БОПП покрывают тонким, в несколько микрон толщиной, слоем алюминия. Барьерные свойства такого материала несколько хуже, но теплопередача ниже, в итоге легче выдержать требуемый диапазон температуры.