|
Технология холодной сварки
В статье рассмотрены преимущества и недостатки технологии холодной сварки, оборудование и материалы для нее предназначенные, а также спектр ее применения и прогнозы на будущее.
Необходимость в высокоскоростных технологиях упаковки в кондитерской промышленности возникла уже достаточно давно. Наиболее очевидно это для крупных предприятий, где перерабатываются большие объемы продуктов и используются высокопроизводительные упаковочные линии.
Холодная сварка (cold seal) в настоящее время применяется для упаковки типа flow-pack на горизонтальных упаковочных машинах. Принципиальное отличие данной технологии от термосварки состоит в том, что соединение краев упаковочного материала происходит не за счет его расплавления, а посредством давления и специального клеевого слоя, нанесенного на пленку заранее. Поговорим о том, чем интересен этот метод, каковы его шансы на упаковочном рынке, о его настоящем и будущем.
Оборудование
Конструкция горизонтальных автоматов, применяемых для холодной сварки, имеет некоторые отличия от машин, предназначенных для термосварки, однако они касаются не общего принципа действия, а лишь отдельных узлов:
нагревательные элементы отсутствуют;
сваривающие губки в зависимости от модели могут быть несколько иной конфигурации;
валики для размотки пленки должны быть изготовлены из специального полимерного материала, исключающего прилипание клеевого слоя, а не из резины, как на машине для термосварки;
охлаждающие панели в связи с отсутствием источника нагрева не предусмотрены.
Различия в конструкции создают некоторые препятствия для переналадки производства с одной упаковочной технологии на другую. Ситуация упрощается тем, что современные горизонтальные автоматы имеют в качестве основы базовую модель, позволяющую путем замены некоторых узлов получить требуемую конфигурацию. Кроме того, модель для термосварки с небольшими изменениями может использоваться и для холодной сварки. При этом отпадает необходимость в подаче температуры на сваривающие губки, и нагревательные элементы не включаются. В некоторых случаях машины, предназначенные для холодной сварки, оснащаются нагревательными элементами, которые в процессе упаковки подают на сваривающие губки температуру, но не 140–150oС, как при термосварке, а например, 40–50oС (некоторые предприятия применяют такой метод для улучшения качества сварки). Поэтому проблемы переоснащения касаются в основном перехода с холодной сварки на горячую.
Материалы
Пергамин - это первый материал, на котором в 1971 г. была апробирована технология холодной сварки. Уже через несколько лет холодный клей стал наноситься на многослойную целлофановую пленку, предназначенную для упаковки конфет. Для холодной сварки могут использоваться пленки различного состава, в том числе и те, которые обычно применяют для термосварки, но в большинстве случаев - это полипропилен, металлизированный или жемчужный.
Чтобы осуществить сварку холодным способом, на внутреннюю поверхность упаковочного материала наносится специальный клей, разрешенный к контакту с пищевыми продуктами. Это водная эмульсия, имеющая в своем составе природный латекс и синтетические каучуки, что обеспечивает хорошую склейку и непроницаемость сварного шва. Клей может наноситься как сплошным слоем, так и в виде рамки в местах будущих швов с помощью металлических валов по технологии глубокой печати. Поэтому как правило, такие материалы поставляются уже запечатанными - чаще методом глубокой печати, реже флексографией.
Технологическая особенность производства упаковки с холодным клеем - нанесение поверх печати релиз-лака. Он препятствует блокингу (склеиванию слоев пленки в рулоне), повышает глянец этикетки, защищает упаковку от механических воздействий и задает необходимый для нормальной работы упаковочного оборудования коэффициент трения. В связи с этим для предприятий, использующих глубокую печать для изготовления упаковки, технологически проще осуществить производство пленки с клеем для холодной сварки - в одной из печатных секций вместо краски будет наноситься клей. Если предприятие использует флексографию - в печатную машину встраивается отдельная секция глубокой печати. Здесь технологам следует особенно внимательно контролировать равномерность распределения клеевого слоя по поверхности пленки и точность нанесения. Последняя проблема возникает, если клей наносится только в местах сварочных швов: при смещении клеевой рамки может пострадать не только внешний вид упакованного продукта, но и функциональность упаковки.
Однако материалы с частичным нанесением клея используются как раз чаще, поскольку обходятся дешевле. В этом случае снижается и расход материала на единицу упаковываемого товара. Кроме того, при сплошном нанесении клея увеличивается опасность слипания материала в рулоне, что плохо отразится на внешнем виде готового продукта. Безусловно, следует обратить внимание на то, что для частичного нанесения клея необходимо гравирование по контуру сварочных швов рамки на печатных валах. При этом возникают дополнительные затраты на печатный вал.
Нанесение клея для холодной сварки на материал с флексографской печатью - практика для рынка скорее нетипичная. Тем не менее несколько компаний на территории России и СНГ предлагают такую пленку.
Применение
Принимая во внимание рассмотренные выше особенности холодной сварки, можно сделать вывод о том, что ее использование влечет за собой дополнительные затраты - по меньшей мере на саму пленку, стоимость которой выше, чем обычной термосвариваемой. Поэтому очевидно, что применять данную технологию будут только те предприятия, которые получат от этого ощутимые преимущества. Ее пока нельзя назвать широко распространенной - по оценкам экспертов, только 3–4% горизонтальных упаковочных машин в России работают на холодной сварке (при этом горизонтальные машины составляют не самую значительную часть парка упаковочной техники).
Среди причин, обусловливающих выбор такого вида упаковки, можно выделить основные две:
Особенности упаковываемой продукции. Холодная сварка применяется для упаковки продуктов, которые не должны подвергаться воздействию высоких температур. В первую очередь, это кондитерские изделия из шоколада или с его содержанием (шоколадные батончики, шоколадные конфеты большого размера, вафли, печенье и рулеты в шоколаде, глазированные сырки). Именно для них в большинстве случаев используется холодная сварка. На втором месте - мороженое. Около 10% предприятий, его производящих, использует метод холодной сварки.
Однако для многих из рассмотренных выше видов продукции температурное воздействие при упаковке термосваркой может компенсироваться охлаждающими панелями с циркуляцией воды. Опасность порчи продукта возникает только при остановки машины. Если процесс упаковки идет нормально, нежелательное температурное воздействие на продукт обычно недолговременно и успешно нейтрализуется. К тому же, для шоколадных изделий используются и другие виды упаковки: флатовый этикет, завертка, жесткая упаковка. Все это сужает область применения метода холодной сварки.
Характеристики упаковочного оборудования. Нельзя не принимать во внимание группу факторов, касающихся упаковочного оборудования и влияющих на выбор метода упаковки. Первостепенный - производительность. Самые простые модели для холодной сварки выпускают около 60 упаковок/мин. Модели среднего уровня работают со скоростью 60–150 упаковок/мин. В этом диапазоне разница в производительности между машинами холодной и горячей сварки на сходных моделях может составлять около 15%, да и то, как правило, за счет «разгона». Для более производительных машин (200–250 упаковок/мин.) влияние типа сварки уже более существенно, а в сегменте автоматов со скоростью в сотни упаковок в минуту складывается качественно иная картина. Технология холодной сварки позволяет достигать примерно в два раза большей производительности автоматов, чем при использовании термосварки. В зависимости от вида упаковочного оборудования она находится в пределах 400–800 упаковок/мин.
|
|
