Opakowania cienkościenne są stosowane w wielu gałęziach przemysłu, włączając w to opakowania do produktów mle-czarskich, takie jak kubki do jogurtu oraz opakowania do żółtych tłuszczów, mrożonek spożywczych, owoców i warzyw, wyrobów piekarskich, gotowych potraw, soków, zup i wyrobów mięsnych. Ostatnio są także używane w miejsce opakowań szklanych i puszek metalowych do pakowania takich produktów, jak wyroby mięsne i konserwy, co zmniejsza masę opakowania i otwiera różne możliwości w zakresie wzornictwa.
John Nash, szef Działu Badań Strategicznych w firmie AMI Consulting ocenia, że ten rynek w Europie to ponad 2,5 miliona ton polimerów, przy czym największe sektory tego rynku to produkty mleczarskie i wyroby jednorazowego użytku (kubki, naczynia). Największy udział, jeśli chodzi o tworzywa mają polipropylen i polistyren, za nimi jest PET i jest także trochę polichlorku winylu stosowanego do tego celu. Ze względu na recesję gospodarczą wiele firm opakowaniowych wykazało spadek dochodów, który doprowadził do restrukturyzacji. Według danych Eurostatu, sprzedaż detaliczna artykułów spożywczych, napojów i wyrobów tytoniowych osiągnęła najniższy poziom w I kwartale 2009 roku i od tego czasu zaczęła wzrastać, chociaż spadek w drugim kwartale roku 2010 stanowi problem do zastanowienia się.
Firma Rexam High Barrier Plastic Containers stwierdziła wzrost popytu na dania gotowe wywołany przez bogatych w gotówkę, ale mających mało czasu wolnego konsumentów w grupach rodzin, gdzie wszyscy dorośli pracują. Wybór i jakość żywności polepszyły się, dzięki czemu jest to pożywna i bezpieczna opcja dla bardzo zajętych pracą gospodarstw domowych. W dodatku wygodne, dostosowane do przechowywania w temperaturze otoczenia produkty spożywcze nie wymagają specjalnych warunków magazynowania i mogą mieć długi okres przydatności do spożycia. Ostatnio producenci wyrobów marek takich, jak zupy Campbell, Chef Boyardee, Bush’s, Tulip, Maggi, Princes, Isabel oraz Chi-Chi przestawili się z puszek i słoików na lekkie opakowania z tworzyw sztucznych z wieczkami. Firma Rexam produkuje te nowe opakowania wysokobarierowe stosując unikatowy proces rotacji w fazie topienia i wprowadzając do składu tworzywa także materiał z odzysku (z przemiału= regrind); występuje przy tym redukcja naprężenia, pozwalająca na zmniejszenie grubości barierowej warstwy kopolimeru etylenu z alkoholem winylowym (EVOH). Połączenie zgrzewane pod wieczkiem zapewnia zamknięcie gwarancyjne, pozwalające na łatwe stwierdzenie wszelkich prób naruszenia integralności zawartości opakowania, a etykieta może zostać użyta dla dodania połysku lub zapewnienia lepszej szczelności.
Zrównoważony rozwój i ochrona środowiska są kluczowymi sprawami dla producentów opakowań na całym świecie, w tym także dla firmy RPC Barrier Containers. Najważniejszym czynnikiem jest zmniejszenie odpadów żywności; na przykład w opakowaniach produktów jednoporcjowych (do jednorazowego spożycia) można dokonać znacznych ulepszeń, a prepakowanie (paczkowanie) świeżych owoców zmniejsza odpady o 25%. We Francji wprowadzenie programu Grenelle 2 do prób w r. 2011 będzie ostatecznie wymagać przeprowadzenia analizy cyklu życia (Life Cycle Analysis) dla wszystkich opakowań stosowanych w kraju. Przetwórcy tworzyw sztucznych mogą podjąć fundamentalne działania dla odpowiedzialnego wyboru źródeł surowców, zmniejszania masy, zmniejszania zużycia energii, zmniejszania odpadów i poprawy efektywności dystrybucji.
Kluczowym klientem firmy RPC Barrier Containers jest firma Heinz, która postawiła sobie jako cel redukcję zużycia opakowań o 15%.
Firma Reynolds Packaging przeprowadziła rewizję tzw. Zobowiązania Courtauld, w którym firmy takie, jak Tesco, Carrefour, Sainsbury’s, Heinz, Procter & Gamble, Nestle, Coca Cola i Ahold zgodziły się na redukcję zużycia opakowań. Faza 2 tego porozumienia wzywa do bardziej inteligentnego stosowania opakowań, na przykład przez zmniejszanie masy opakowania i zmniejszanie odpadów w łańcuchu dostawy towarów. Producenci opakowań termoformowanych już poddają recyklingowi wycinki (ażury) pozostające po wyjęciu opakowań z arkusza folii, ponieważ jest to materiał wysokiej jakości, starają się zmniejszyć grubość folii poddawanej termoformowaniu dla redukcji kosztów i dążą do zmniejszenia zużycia energii, które zależy od maszyny, gęstości materiału i typu.
Opakowania aktywne polepszają trwałość produktu, a główną technologią jest w tym wypadku zastosowanie substancji chemicznych lub enzymatycznych wchłaniających i usuwających tlen z atmosfery wewnątrz opakowania (oxygen scavengers), których wartość rynkowa w skali globalnej wynosi około 1,15 miliarda dolarów amerykańskich, a kolejną są folie samowentylujące się o wartości rynkowej 610 milionów dolarów USA, dalej podobne substancje pochłaniające wilgoć (moisture scavengers) o wartości rynkowej 513 milionów dolarów USA i sus-ceptory promieniowania mikrofalowego o wartości rynkowej 406 milionów dolarów USA. Dane te podaje firma ALBIS PLASTIC, będąca jednym z poważnych graczy na rynku pochłaniaczy tlenu (oxygen scavengers). Pierwsza oryginalna substancja pochłaniająca tlen Amosorb została opracowana przez fir-
mę BP Amoco, następnie zakupiona przez fimę Ciba w r. 2001 i przez firmę ALBIS w r. 2009, jednak jej stosowanie było ograniczone wskutek wysokiego kosztu i dużych wymiarów cząstek. Następna generacja tej substancji ma mniejsze wymiary cząstek dla cieńszych folii, większą chłonność i lepszą dyspersję. Spełnia wymagania przepisu Unii Europejskiej 450/2009 dotyczącego opakowań aktywnych i inteligentnych.
Grupa Coopbox zlokalizowana we Włoszech ma ponad 30 lat doświadczenia w pakowaniu świeżych produktów spożywczych i sieć sprzedaży w całej Europie. Wielu klientów firmy postawiło sobie cele ekologiczne, jak np. Grupa Casino, wielka sieć supermarketów we Francji dąży do polepszenia wpływu swoich produktów na środowisko. Na przykład testuje biopolimery, ale ich cena, dostępność i walory użytkowe nie mogą spełnić wszystkich wymagań. Alternatywną innowację stanowi redukcja masy i to zostało osiągnięte w ich tackach opakowaniowych z polistyrenu piankowego (EPS), które mają masę mniejszą o 50% niż tacki z tradycyjnych sztywnych folii z tworzyw sztucznych oraz w tackach z piankowego C-PET, których masa jest o 30% mniejsza niż tacek tradycyjnych.
Tworzywa sztuczne nadające się do kompostowania, określane zgodnie z normą europejską EN 13432 (amerykańska ASTM D6400) są kompaundowane i dostarczane przez firmę FKuR Kunststoff do formowania techniką wtrysku: polilaktyd (PLA) i octan celulozy (CA) oraz do termoformowania (octan celulozy CA). Polilaktyd ma wady ze względu na kruchość (łamliwość), a więc hałaśliwość oraz ograniczoną odporność na hydrolizę, ale dodatki mogą polepszyć jego walory użytkowe. Gatunek biopolimeru VO291 zapewnia przezroczystość przy formowaniu techniką wtrysku przy grubości do 0,35 mm, podczas gdy Bio-Flex S 5630 może być termoformowany na tradycyjnych urządzeniach z czasem cyklu podobnym jak przy polipropylenie.
Firma Superfos jest czołowym w Europie producentem opakowań z tworzyw sztucznych techniką wtrysku, produkującym 2700 opakowań/minutę w siedmiu ośrodkach produkcyjnych. Ma bardzo aktywny dział rozwoju, który obserwuje tendencje konsumentów, w tym spożycie przekąsek w miejsce tradycyjnych posiłków w określonych porach dnia oraz potrzebę utrzymania wartości odżywczych przy trybie życia z bardzo napiętym harmonogramem. W nowym asortymencie opakowań typu Superlight używa się o 20% mniej materiału pierwotnego, grubość ścianek opakowania jest równomierna nawet w granicach do 330 mikrometrów, zaś obrzeże opakowania do spiętrzania opakowań w stosy ma szerokość tylko 8 mm. Ten asortyment opakowań został opracowany dla zastąpienia słoików szklanych z przydatnością produktów do spożycia nawet 2 lata, maksymalnym zmniejszeniem szybkości przenikania tlenu, możliwością pasteryzacji i zgrzewania przed nałożeniem wieczka.
Hiszpańska firma EDV Packaging wyprodukowała wyrób zastępujący opakowanie szklane z materiału wielowarstwowego z warstwami z polipropylenu, klejem wiążącym warstwy oraz warstwą barierową z kopolimeru etylenu z alkoholem winylowym (EVOH). Opakowanie to jest stosowane do pakowania odżywek dla niemowląt, warzyw i pikli, owoców, produktów pasteryzowanych i sterylizowanych, sosów i pasztetów. Przy wypuszczaniu nowych wyrobów na rynek przeważa obecnie tendencja do stosowania tworzyw sztucznych. Firma Waldorf Technik dostarcza wyposażenie pomocnicze do produkcji opakowań barierowych techniką formowania wtryskowego, które mogą mieć powłokę z tlenku krzemu.
Formowanie opakowań wielowarstwowych metodą współwtrysku (coinjection moulding) jest jedną z technologii produkcji stosowanych do produkcji opakowań barierowych zapewniających trwałość produktów przy przechowywaniu do 2 lat, to jest dla zastąpienia puszek i słoików szklanych. Zapewniają one dobrą przezroczystość, większą elastyczność jeśli chodzi o kolor, kształt (np. okrągły, prostopadłościenny i owalny) oraz etykietowanie w formie produkcyjnej (IML). Firma Kortec dostarcza „pod klucz” urządzenia produkcyjne i opracowuje od r. 2008 materiały barierowe wielowarstwowe o składzie polipropylen/kopolimer etylenu z alkoholem winylowym (PP/EVOH). Przykładowe opakowanie z tego rodzaju materiałem ma ścianki z 3% zawartością tego kopolimeru oraz polipropylenu i jest dostosowane do sterylizacji w temperaturze 121 stopni Celsjusza. Urządzenie formujące opakowania wielowarstwowe tą metodą z 32 gniazdami formowymi, jak się szacuje, może produkować opakowania po koszcie stanowiącym połowę ceny puszki aluminiowej lub puszki blaszanej.
Firma EVAL Europe (będąca częścią Grupy Kuraray z Japonii) dostarcza materiały barierowe z kopolimeru etylenu z alkoholem winylowym (EVOH) i badała przenikalność tlenu po procesie sterylizacji w autoklawie dla rozmaitych zawartości etylenu, różnych okresów i grubości folii. Opracowała ona nowy system pochłaniania i usuwania tlenu specjalnie dla zastosowania do folii przezroczystych przy sterylizacji w autoklawie.
Etykietowanie w formie produkcyjnej (IML) wzmacnia opakowanie i może zapewnić dodatkowe funkcje. Firma Treofan dostarcza folie polipropylenowe dwuosiowo orientowane (BOPP) na ten rynek z dwu ośrodków produkcyjnych i pracuje nad zmniejszeniem ich emisji dwutlenku węgla (mierzonej równowartością emisji CO2 w kg CO2/kg wyrobu = carbon footprint) przez szereg inicjatyw, włączając w to ponowne użycie ścinków (odpadów) i redukcję grubości folii. Ostatni gatunek tej folii ma silnie perforowany rdzeń z orientowanej folii polipropylenowej i doskonałe własności antystatyczne.
Firma Styron dostarcza polistyren do celów opakowaniowych i pracuje stosując chronioną międzynarodowym patentem technologię o nazwie CO2RE, która zapewnia warstwę rdzeniową z materiału spienianego za pomocą dwutlenku węgla. Urządzenie pracujące przy użyciu tej technologii może zostać dodane do istniejącej linii wytłaczającej przy użyciu odpowiedniego ślimaka wytłaczarki. Może to dać redukcję masy o 13-20% na przykład w kubkach do jogurtu. To z kolei zmniejszy wielkość podatku od zagospodarowania odpadów opakowaniowych. (Packaging Waste Disposal Tax). Studium cyklu życia (LCA) zostało przeprowadzone przez Davida Russella w firmie Dow Europe.
W roku 2025 będzie 8 miliardów ludzi do wyżywienia na świecie, a 66% ich będzie mieć problemy z zaopatrzeniem w wodę. Dostawca polipropylenu, firma Borealis postawiła sobie własne cele do osiągnięcia w zakresie ochrony środowiska, w tym redukcję zużycia energii na tonę produkcji o 20% do roku 2020 w porównaniu z rokiem 1990 i w tym samym okresie zmniejszenie o 20% emisji dwutlenku węgla oraz zmniejszenie zużycia wody na tonę produkcji. Zastosowanie opakowania do odżywki dla niemowląt o pojemności 190 ml wykonanego z barierowego wielowarstwowego polipropylenu zamiast słoika szklanego daje w przeliczeniu na kg wyrobu zmniejszenie emisji dwutlenku węgla o 30% i zużycia wody o 60%. Przezroczystość polipropylenu może zostać polepszona przez zastosowanie technologii rozpuszczalnej nukleacji (powstawania zarodków krystalizacji) z firmy Milliken. Ostatnia generacja środków polepszających przezroczystość ma odporność cieplną do 285°C i jest dopuszczona do kontaktu z żywnością. Odpowiednie dodatki mogą pomóc w procesie przetwórstwa i zmniejszyć zużycie energii.
Firma Octal z Omanu jest raczej nowicjuszem na rynku dostaw PET ze sprzedażą w wysokości 330 milionów dolarów USA w roku finansowym zakończonym w marcu 2010 r. oraz planami wzrostu sprzedaży do 500 milionów dolarów USA w roku finansowym kończącym się w marcu 2011r. Jest ona największym producentem folii sztywnej z PET na świecie z aktualną zdolnością produkcyjną wynoszącą 350 000 ton/rok, z perspektywą jej podwyższenia do 1 miliona ton/rok do r. 2012. Firma opracowała unikatową technologię „bezpośrednio do arkusza czy wstęgi folii” (DPET direct to sheet), która eliminuje 5 faz przetwórstwa przez przejście bezpośrednie od polimeryzacji do kalandrowania folii. Mniejsze cykle nagrzewania zmniejszają skażenie kolorystyczne (ciemnienie) folii i polepszają przezroczystość, jak również zapewniają wysoką jakość PET, który może być poddawany recyklingowi. Firma Octal dąży do redukcji grubości folii dla zmniejszenia zużycia materiału. Zalety dla zakładów termoformujących ten materiał obejmują polepszone płynięcie, co na przykład polepsza rozkład grubości materiału na narożach opakowania.
Istnieją dowody na to, że jogurt był spożywany już 4500 lat temu i był wytwarzany z mleka poddawanego fermentacji w żołądkach wielbłądów. Firma EverEdge IP ostatnio wprowadziła nowe opakowanie jednoporcjowe, które jest ściskane dla wyciśnięcia i zjedzenia zawartości, dzięki czemu nie jest potrzebna łyżka. Na to opakowanie o nazwie „Crushpak”, jak się twierdzi, zużywa się o 25% mniej tworzywa sztucznego niż na tradycyjne opakowania, a cieńsza folia zapewnia szybsze formowanie na istniejących urządzeniach produkcyjnych. Opakowanie to jest obecnie w użyciu w Stanach Zjednoczonych, w Meksyku, Nowej Zelandii i Hiszpanii.
Następną okazją do omówienia światowych tendencji będzie konferencja Thin Wall Packaging 2011 (Opakowania cienkościenne 2011), która ma się odbyć w dniach 6-8 grudnia 2011 r. w hotelu Maritim Hotel w Kolonii, w Niemczech.
Przetłumaczył i opracował mgr inż. Marian Feldman
Niniejszy artykuł został opracowany na podstawie komunikatu prasowego o konferencji na temat opakowań cienkościennych z tworzyw sztucznych, która odbyła się w grudniu 2010 r., sporządzonego przez dr Sally Humphreys, Business Development Manager w firmie Applied Market Information Ltd. z Bristolu w Wielkiej Brytanii.
