Jedna z wielu, czyli o opakowaniach wielowarstwowych z warstwą barierową
Rozwój branży opakowań umożliwił opracowanie technologii wytwarzania folii i płyt wielowarstwowych. Istotą polimerowego materiału wielowarstwowego jest wykorzystanie kilku tworzyw o odmiennych właściwościach, których warstwy są łączone trwale ze sobą. Jedną z nich tworzy polimer o wyjątkowo wysokiej barierowości w stosunku do gazów, głównie tlenu i dwutlenku węgla.
Materiałami konstrukcyjnymi, które w chwili obecnej mają wiodącą rolę w przemyśle opakowaniowym są tworzywa sztuczne. Rozwój tworzyw sztucznych o coraz doskonalszych właściwościach użytkowych oraz nowe metody ich przetwórstwa znalazły odzwierciedlenie w dynamicznym rozwoju branży opakowaniowej.
Barierowość materiału
O przydatności tworzyw sztucznych w branży opakowaniowej w głównej mierze decyduje ich przepuszczalność dla par i gazów, przede wszystkim pary wodnej, tlenu oraz dwutlenku węgla. Jednym ze wskaźników opisujących przepuszczalność jest barierowość materiału, którą określa się jako jego zdolność do ograniczania przepuszczalności par i gazów. Z definicji przepuszczalność pary wodnej to ilość pary określona w gramach, która dyfunduje przez powierzchnię 1m2 badanej folii w czasie 1 doby, przy 85% wilgotności, w temperaturze 20°C [PN-EN ISO 15106-1, 2, 3: 2005]. Z kolei przepuszczalność gazu to ilość gazu, która w ciągu 1 doby przenika przez 1m2 folii w określonej temperaturze i przy określonej różnicy ciśnień [PN-EN ISO 4080: 1998/AC: 2000]. Metody badania przepuszczalności gazów dotyczy także amerykańska norma ASTM D1434-82(2003). Badanie przenikalności tworzyw w postaci folii i płyt jest szeroko stosowane w celu porównania właściwości barierowych poszczególnych tworzyw i ich przydatności jako materiałów na opakowania.
Większość typowych tworzyw konstrukcyjnych, które od lat były wykorzystywane w branży opakowaniowej charakteryzuje się stosunkowo wysoką przepuszczalnością gazów. Polietylen małej i dużej gęstości, polistyren i polipropylen są łatwe w przetwórstwie i tanie, ale ich właściwości barierowe są znacząco słabsze niż poliamidu czy politereftalanu etylenu. Z kolei w odniesieniu do przepuszczalności pary wodnej można przytoczyć uogólnione stwierdzenie, że tworzywa poliolefinowe charakteryzujące się dobrą barierowością dla pary wodnej mają niską przepuszczalnością dla gazów i odwrotnie. Przenikalność gazów można ograniczyć przez wzrost stopnia usieciowania czy orientowanie folii, zaś przenikalność pary wodnej poprzez wzrost stopnia krystaliczności, niemniej jednak wraz z rozwojem branży opakowaniowej i koncepcją pakowania w tworzywa produktów spożywczych, dla których do tej pory były zarezerwowane wyłącznie opakowania szklane bądź metalowe, pojawiła się potrzeba wprowadzania nowych rozwiązań w tym zakresie.
Cały artykuł został opublikowany w numerze 2/2015 magazynu "Agro Przemysł"
Fot. www.kortec.com
