 Каждые несколько лет делаются восторженные прогнозы о том, что бутылкам из ориентированного полипропилена (OPP) предстоит совершить прорыв в области замены РЕТ и стекла для изготовления целого ряда контейнеров для пищевых продуктов и напитков. В настоящее время OPP переживает возрождение в качестве соперника за счет своей высокой тугоплавкости, небольшой массы, повышенной прозрачности и конкурентоспособности в области затрат. Основной упор на этот раз делается на применения для горячей расфасовки, особенно, контейнеры из барьерного материала с многослойными структурами или покрытиями. Более высокая производительность оборудования, оптимизированная конструкция преформ, а также усовершенствованные полипропиленовые смолы и осветляющие добавки дают ОРР наилучший из когда-либо имевшихся шанс заменить стекло при горячей расфасовке в барьерную упаковку джемов, желе, сальс, маринадов, а также продуктов томатного ряда.
Вакуумные панели использовались при изготовлении отверждающихся при нагревании бутылок из РЕT для смягчения деформации по мере того, как напиток горячей расфасовки охлаждается до комнатной температуры. Новые беспанельные бутылки дают возможность избежать “сморщивания этикеток” и предоставляют более широкий выбор при проектировании обладателям брэндов с особыми эстетическими требованиями. (Фото: Sidel) А тем временем технология с использованием PET, отверждающегося при нагревании, не стояла на месте. Новые “беспанельные” конструкции бутылок позволили уменьшить массу и увеличить свободу проектирования. Новые разработки в области инструментария и усовершенствования в области оборудования повысили производительность до беспрецедентного уровня. Эти разработки появляются в тот момент, когда бурно развивающийся сектор упаковки с горячей расфасовкой переживает некоторый спад. Сообщается о том, что рынок соков горячей расфасовки мало активен, в то время как рынок спортивных напитков и изотоников дает умеренный рост. Новыми бурно развивающими рынками являются готовые к употреблению чаи и воды специальной рецептуры. Новый стимул для OPP Несмотря на возобновление интереса к OPP, продукты из РЕТ с отверждением при нагревании занимает прочные позиции в качестве доминирующего фактора в секторе производства пластмассовой упаковки для горячей расфасовки. Контейнеры из многослойного PET, изготовленные из барьерного найлона MSD6 и поглотителей кислорода, используются в качестве бутылок для чая горячего заполнения и натуральных фруктовых соков. PET может похвастаться прозрачностью стекла и лучшими присущими от природы барьерными свойствами по сравнению с OPP. Новая технология была разработана так, чтобы исключить использование вакуумных панелей, которые ранее использовались для предотвращения усадки бутылок из PET, при горячем заполнении ниже 1800 F. Тем не менее, имеющиеся у PET проблемы в области теплостойкости и производственных затрат делают его уязвимым при соперничестве с OPP. Контейнеры из OPP, которые изготавливаются на установках для ориентированного формования раздувом с предварительным нагреванием, могут выдерживать горячую расфасовку при температуре до 2050 F. Бутылки из PET могут подвергаться горячей расфасовке при температуре всего 1300 F - 1500 F без термической усадки. При реализации данной технологии преформа нагревается до температуры несколько ниже температуры кристаллизации, тем самым повышается теплостойкость бутылки и ее барьерные свойства. Для бутылок из OPP не нужно отверждения нагреванием, и их можно использовать при производстве многих применений для горячей расфасовки. Будущее OPP зависит во многом от затрат. Исторически ценовое преимущество от 10¢ до 15¢ за фунт является для полипропилена достоинством по сравнению с PET, особенно, с учетом того, что плотность полипропилена ниже на 40%. Тем не менее, различие в цене в настоящее время сократилось до того, что оба материала сравнялись в цене за фунт, при этом полипропилен все еще сохраняет преимущество в области плотности. Наблюдатели прогнозируют дальнейший сдвиг маятника в пользу PP на протяжении следующего года, по мере того, как спрос рынка PET сравняется с недавним повышением потенциала поставок. Эксперты отрасли говорят об изменении потребительского спроса и переносе акцента с газированных безалкогольных напитков на “более здоровые” напитки, такие как соки, чаи и воды с добавками, которые производятся с помощью горячей расфасовки. “При растущем спросе на более свежие, менее обработанные и более натуральные продукты, OPP является привлекательнее, чем PET и стекло, поскольку он позволяет осуществлять горячую расфасовку и обладает меньшей массой”, - объясняет Сурендра Агаравал, старший технологический консультант компании Kraft Foods, Гленвью, Иллинойс. Появление барьерных бутылок Возможно, основным ограничивающим фактором для OPP является газовый барьер. При проникновении кислорода и углекислого газа в 30 раз большем, чем у РЕТ, OPP не может использоваться при изготовлении ряда контейнеров без покрытия или со-инжекции барьерной смолы. “Если можно будет определить рентабельный барьер, рынок горячей расфасовки будет для ОРР рынком, на котором тенденция движения конъюнктуры очевидна и не требует особого анализа”, - утверждает Шон Шеппард, менеджер по разработке продукции компании Milliken Chemical, которая производит добавки для РР и PET. И, действительно, предельной температурой для термоотверждающегося PET является примерно 1850 F. 
Широкогорлые контейнеры из OPP Gamma-Clear компании Ball Corp. являются многообещающей упаковкой в области горячей расфасовки пищевых продуктов, чувствительных к воздействию кислорода. Поставщик систем для со-инжекции преформ Kortec Inc. недавно заключил сделку на продажу технологии Ball за пределами Северной Америки. Поэтому неудивительно, что работа большинства исследовательских центров сосредоточена, в основном, на изучении контейнеров из многослойного OPP. Лидером в этой области является Ball Corp., Блумфилд, Колорадо, которая получила инновационную технологию для многослойного OPP от компании Alcan Packaging в 2006 г. Широкогорлые контейнеры из OPP Gamma-Clear могут использоваться для горячей расфасовки при температуре до 2000 F, они предназначены для упаковки пищевых продуктов, чувствительных к воздействию кислорода. Трехслойные (PP/EVOH/PP) барьерные контейнеры производятся на модифицированной SBO установке для формования с раздувом и вытяжкой с предварительным нагреванием от компании Sidel из преформ, полученных со-инжекцией на оборудовании от Kortec и Husky Injection Molding Systems. Основным ингредиентом таких контейнеров является добавка из малеинового ангидрида для полипропилена. Считается, что это специальное вещество, улучшающее совместимость, является первым для устранения полипропиленовой деламинации, которая ранее являлась основным препятствием для использования таких многослойных структур. Ball представила бутылки из ОРР Gamma-Clear в качестве замены стеклянных для двух товарных контейнеров для супа и томатного соуса в Северной Америке. Бутылка на 26 унций имеет горлышко 63 мм. и массу 52 г. По мнению Майка Вона, вице-президента по инновациям в области упаковки компании Ball, конструкция преформ является решающим фактором для получения оптимальной прозрачности. Компания Ball работает и над другими размерами бутылок и путями получения более высокой производительности. 
Установки двойного раздува HSB от компании Nissei ASB представляют собой обтекаемые линейные установки с предварительным нагреванием, которые повышают выработку термоотверждающихся бутылок из PET за счет исключения этапа холодного выдувания. На недавней выставке K 2007 в Дюссельдорфе компания Kortec Inc., поставщик систем для со-инжекции под ключ, объявила о наличии лицензионного соглашения о разработке и реализации технологии Gamma-Clear за пределами Северной Америки. Компания Kortec будет поставщиком оборудования, материала и технологии для систем по производству бутылок из многослойного ОРР Gamma-Clear. Ожидается, что Husky станет поставщиком оборудования для со-инжекции. Kortec собирается изготавливать с высокой производительностью системы Gamma-Clear с количеством гнезд до 48 для производства контейнеров на 26 унций. Диапазон размеров широкого горла составляет от 63 до 85 мм для томатного соуса. Можно создавать системы с количеством гнезд до 144 для производства контейнеров с узким горлом (28 – 40 мм). Компания Ball также разработала полипропиленовые бутылки Gamma, которые могут выдерживать температуры стерилизации в автоклаве до 2500 F. Эти шестислойные контейнеры, изготовленные пневмоформованием с экструзией, имеют между поверхностными слоями барьерный слой из EVOH. Сообщается, что патентованная герметизирующая поверхность остается однородной и гладкой при высоких температурах, и она не допускает появления барьерной деформации. Первым коммерческим применением является бутылочка объемом 8 унций для напитка-нутрицевтика. Многообещающие покрытия Другим способом улучшения барьерных свойств контейнеров из ОРР является нанесение покрытий. Компания Container Corporation of Canada, Ричмонд Хилл, Онтарио, со своим партнером Советом по инновационным научным исследованиям в Южной Африке разрабатывает технологию нанесения покрытия погружением, поливом и напылением, которая повышает противокислородный барьер в 45 раз по сравнению с РЕТ без специальной обработки. Как говорит Норманн Готтлиб, президент CCC, покрытие, соответствующее требованиями FDA, которое, по имеющимся данным, способно подвергаться утилизации, наносится на внешний слой бутылки, а в некоторых случаях, необходимо наносить также поверхностный слой. Компания разработала установку, на которой можно наносить покрытие на 1000 бутылок в час, и в настоящее время работает над получением производительности в 15,000 единиц в год. Реализуется несколько проектов для разработки ряда применений. В компании CCC также говорят, что их технология нанесения покрытия повышает барьер против кислорода бутылок из термоотверждающегося PET в 45 раз. В CCC заявляют, что компания является единственным в Северной Америке производителем двухэтапных бутылок из ОРР с предварительным нагреванием, как барьерного, так и не барьерного. Это покрытие использовалось в экспериментальных количествах для производства контейнеров объемом 500 куб. см. для горячей расфасовки соков и продуктов на основе томатов. Их производят на установках компании CCC EnviroClear для формования с раздувом и вытяжкой, которые производит партнер компании из Китая, поставляющий установки также и другим формовщикам. Эти бутылки могут похвастаться высокой прозрачностью, массой меньше на 30% и более низкими затратами по сравнению с термоотвержадющимся PET. Тем временем Dow Plastics изучает использование плазменных барьерных покрытий, таких как система покрытия из оксида кремния Plasmax от компании SIG Plasmax GmbH из Германии. У компании Dow имеются две экспериментальные марки полипропилена для формования с раздувом и вытяжкой на основе линии компании Inspire, которые характеризуются высокой жесткостью и прозрачностью. Первоначальные испытания показали, что обработка плазмой может снизить скорость распространения кислорода (OTR) для бутылок горячей расфасовки объемом 500 куб. см. с 0.8 куб. см. на упаковку в день до 0.02 куб. см. на упаковку в день. По словам Терри Гласса, руководителя по технологии применения, покрытие толщиной 50 ангстрем (5 нанометров) наносится внутри бутылки с использованием технологии нанесения плазменного покрытия традиционным оксидом кремния. В Dow считают, что барьерные покрытия дают существенные преимущества при утилизации и при удалении вкуса и запаха по сравнению с использованием многослойных структур из EVOH. 
Впервые использованная для производства национального брэнда беспанельная технология горячей расфасовки в бутылки из РЕТ компании Amcor Powerflex дебютировала при производстве конструкции, созданной по индивидуальному заказу для бутылочек для соков объемом 14 унций компании Welch. Беспанельные бутылочки позволяют избежать “сморщивания этикеток” и обеспечить большее соответствие эстетическим требованиям к конструкции. Бутылки из OPP также проникают в область производства товаров с горячей расфасовкой благодаря достижениям в области разработки добавок. На выставке K 2007 компания Milliken Chemical представила Millad NX8000, свой сорбитольно-ацетальный осветлитель четвертого поколения. Сообщается, что осветлитель сокращает дымчатость на 50% по сравнению с ранее использовавшимся продуктом, Millad 3988i, который считался стандартом отрасли. По данным компании Milliken, NX8000 решает проблемы с дымчатостью горла и основания, уменьшает продолжительность цикла, и повышает технологическую стабильность. Внедрение новых осветленных марок полипропилена укрепило позиции ОРР в области производства бутылочек для горячей расфасовки. Компания Basell представила Profax RP448S, осветленный статистический сополимер, реакторную марку со скоростью течения расплава 40, которая не содержит пероксида и используется с новой каталитической технологией. По словам Дэвида МакКимана, менеджера по развитию нового бизнеса, помимо оптимизации для создания барьерного покрытия, новая марка позволяет ускорить производство формованных преформ при более низкой температуре расплава. Эта марка используется CCC при изготовлении барьерных применений из ОРР для горячей расфасовки. Материал также испытывается в Латинской Америке для производства одноразовых контейнеров для соков с использованием как одноэтапного, так и двухэтапного формования с раздувом и вытяжкой. В Европе компания Basell представила полипропиленовые смолы Stretchene для формования с раздувом и вытяжкой, включая контейнеры для горячей расфасовки. Сообщается, что они обладают более высокой жесткостью, твердостью, прозрачностью и производительностью по сравнению с ранее использовавшимися полипропиленами. В частности, Stretchene RP1685 имеет температуру допустимой деформации 1090 C и очень высокие рабочие параметры при нагрузке сверху. Компания Total Petrochemicals USA планирует запустить через шесть месяцев в производство новый осветленный статистический сополимер со скоростью течения расплава 15-MFR. В материале контейнеров для горячей расфасовки, изготовленных формованием с раздувом и вытяжкой, он обеспечит более высокую обрабатываемость, ударопрочность при падении объекта сверху, и более высокую эффективность производства по сравнению с другими статистическими сополимерами. Преформа с массой 23 грамма была сформована для бутылки объемом 500 куб. см. с производительностью до 1500 бутылок в час на гнездо. Total работает с несколькими поставщиками над барьерными покрытиями. Переход на ‘беспанельную’ технологию В области термоотверждающихся PET большинство крупных производителей бутылок, таких как Amcor PET Packaging, Graham Packaging Co., Ball, и Constar International разработали различные варианты беспанельной технологии. Ранее традиционным способом конструирования бутылки из РЕТ для горячей расфасовки было создание в вакуумных панелях для предотвращения деформации по мере того, как происходит охлаждение напитка после горячей расфасовки до комнатной температуры. Беспанельные бутылки позволяют избежать “сморщивания этикеток”, и удовлетворить различные требования владельцев брэнда в области эстетических и конструкторских свойств. Как сообщает Лен Забинко, вице-президент по маркетингу напитков в индивидуальной упаковке, компания Amcor в Энн Арбор, Мичиган, работает над проблемой использования своей беспанельной технологии Powerflex в гибридном сочетании с панельными конструкциями. Ставится задача управления распределением материала и включения сложных форм и вакуумных панелей в конструкцию бутылок с использованием специально разработанных систем управления. По словам Забинко, такие индивидуальные конструкции были созданы для нескольких владельцев брэндов. Также недавно компания Amcor запустила в промышленное производство первое применение для бутылок Powerflex, предназначенное не для напитков. Claude’s Sauces Inc., Эль Пасо, Техас, представила восемь вариантов бутылочек Powerflex для соусов и маринадов с длинным горлом и объемом 16 унций от компании Amcor. Amcor также недавно зарегистрировала свой первый национальный брэнд, и представила свою первую сделанную по индивидуальному заказу бутылку Powerflex, контейнер для сока объемом 14 унций от Welch. Тем временем в Graham Packaging из Йорка, Пенсильвания, сообщают, что компания запустит в промышленное производство в начале будущего года беспанельную бутылку второго поколения Active Transverse Panel (ATP). Она будет иметь меньшую массу, большую эластичность, и будет содержать больше добавок, по сведениям, полученным от Марка Лейдена, вице-президента по глобальному маркетингу. Основным устройством здесь является внутреннее основание в отличие от внешнего, что исключает необходимость использования системы наружного или “прижимного” кольца, которая перемещает бутылки по линии заполнения. В компании Graham также сообщают, что у нее имеются успехи с разработкой собственной технологии формования с раздувом и вытяжкой, которая позволяет уменьшить массу контейнеров для горячей расфасовки из РЕТ без изменения конструкции или снижения эксплуатационных характеристик. Дальнейшие детали не сообщаются, но на стадии получения патента находятся “сверхлегкие” технологические устройства: специальная пресс-форма и особой конструкции преформа, а также устройство для точного распределения заготовок для снижения массы на 7 - 12% для бутылок объемом от 8 унций о 1 галлона. Еще одна технология, называемая технологией вертикальной коррекции, была разработана компанией Constar со штаб-квартирой в Филадельфии. Конструкция бутылки объемом 10 унций включает горизонтальные кольца, которые позволяют осуществляться усадке бутылок примерно на 0.090 дюйма для размещения вакуума в период охлаждения. Сообщается о малой массе и прекрасной прочности при нагрузке сверху. Компания Constar будет внедрять бутылку объемом 10 унций для соков горячей расфасовки в первом квартале 2008 г. Планируется создать диапазон размеров от 6.75 до 12 унций.
Рост применения упаковки для горячей расфасовки замедляется, но последними новыми возможностями являются сектора производства готовых к употреблению чаев и ароматизированной воды. Рост пропускной способности Первая алюминиевая пресс-форма для бутылок из термоотверждающегося PET была разработана совместно компаниями Sidel и Graham в качестве альтернативы нержавеющей стали. При массе меньшей, чем у нержавеющей стали, на одну треть, новая пресс-форма F300 увеличивает производительность и уменьшает срок перехода с производства одного вида продукции на другой. Новый алюминиевый сплав, содержащий серебро, обладает большей теплостойкостью по сравнению со стандартным алюминием, и выдерживает температуру до 1800 C (3560 F). Поставщики установок для формования с раздувом и вытяжкой повысили скорость и увеличили производительность для бутылок для горячей расфасовки до уровня, который почти соответствует параметрам для РЕТ холодной расфасовки. Так, например, Sidel представила вариант для горячей расфасовки своей ротационной установки с предварительным нагреванием Universal SBO, которая производит 1800 бутылок на гнездо в час, то есть на 20% больше по сравнению с использовавшимися ранее моделями. Основными устройствами являются специально приспособленное устройство подачи преформ для более крупных горлышек бутылок, нагретые пресс-формы, и на 20% большее количество батарей печи. По данным Доминика Мартена, вице-президента по маркетингу и менеджера по продукции, стоимость бутылки примерно на 30% ниже по сравнению с предыдущей моделью. Компания SIPA North America адаптировала свою ротационную линию с предварительным нагреванием SFR для производства контейнеров горячей расфасовки. Она может похвастаться производительностью в 1500 бутылок на гнездо в час, и снабжена пресс-формой с электрическим нагревом, а также печью, расположенной ближе к колесу раздува. Компания SIPA также представила вариант с термостабилизацией своей линейной установки для выдувного формования с предварительным нагреванием. Установка SFL с шестью гнездами производит 8000 бутылок в час. Компания SIG Corpoplast сообщает о существенном снижении массы бутылок из РЕТ для горячей расфасовки при производстве на двухэтапных установках с предварительным нагреванием, которые осуществляют растяжку с помощью уникального полностью механического устройства вместо пневматических цилиндров. В нем используется устройство автоматизированного программирования двойного наведения для снижения вариативности толщины стенок и управления усадкой. В результате можно получить более тонкие стенки и более высокие скорости. Так, например, один из заказчиков снизил массу контейнера из РЕТ с объемом 0.5 л. для горячей расфасовки с 36 г. до 29 г. Производители установок также стремятся сделать процесс термоотверждения РЕТ более энергосберегающим. Компания Krones Inc. представила Air Wizard H, систему переработки воздуха, которая, по имеющимся данным, сокращает потребление воздуха с 52% до 60%. Выпускаемый воздух улавливается и преобразуется в воздух низкого давления для установки, или же подается обратно в компрессор. Компания Sidel также имеет систему переработки воздуха, которая обеспечивает экономию на 25% по сравнению с предшествующими установками термостабилизации. (См. также в разделе «Более подробная информация»). Для того, чтобы увеличить термостабилизирующую производительность, компания Nissei ASB Co. повысила обтекаемость своей линейной установки с предварительным нагреванием за счет исключения холодных выдувных форм. Двойная выдувная установка HSB, по имеющимся данным, производит бутылки с лучшими рабочими параметрами горячей расфасовки с температурой до 2050 F по сравнению с установками термостабилизации. На установке с 10 гнездами производят 7000 бутылок в час с горлышками до 38 мм для чая и соков. www.newchemistry.ru |
