4. MATERIALE CELULOZICE

Materialele celulozice spre deosebire de lemn deţin în continuare o

pondere ridicată în confecţionarea ambalajelor mai ales datorită simbiozei

fericite a acestora cu materialele plastice.

Hârtia şi cartonul, în comparaţie cu lemnul, sticla şi metalele, posedă

avantajul că pot servi la obţinerea ambalajelor pliabile. Specificul acestor

ambalaje este acela ca, atunci când sunt neumplute, pot fi transportate şi

depozitate în formă pliată, şi la nevoie sunt aduse rapid la forma dorită.

În felul acesta necesarul de spaţiu, în comparaţie cu alte materiale, este

mult mai mic fapt ce relevă avantaje din punct de vedere al costurilor de

transportare şi depozitare.

La descoperirea hârtiei materia primă din care aceasta era confecţionată

era mătasea naturală. Mai târziu s-au folosit fibrele de bumbac recuperate din

cârpe. Odată cu trecerea la fabricarea hârtiei pe scară largă s-a trecut la

folosirea ţesuturilor vegetale din lemn, răşinoase mai ales.

Ţesuturile lemnoase ale unui arbore sunt compuse din 50% fibre

celulozice, 30% lignina, un complex cu rol de liant al fibrelor celulozice, 16%

carbohidraţi şi 4% alte substanţe ca proteinele, răşini şi grăsimi.

Fibrele celulozice sunt foarte subţiri şi au lungimea de circa 100 de ori

mai mare decât grosimea.

Pentru a se folosi la fabricarea hârtiei, materia primă trebuie redusă la

starea de fibră.

Operaţia se poate face prin două metode: mecanic sau chimic.

„ 4.1. HârtiaHârtiile utilizate în domeniul ambalajelor se pot clasifica după gramaj,

compoziţie, destinaţie etc. Însă cele două mari categorii de hârtie folosite pentru

ambalaje sunt:

- hârtie netratată: inferioară; obişnuită; superioară;

- hârtie tratată.

În tabelul următor sunt date câteva tipuri de hârtie utilizate pentru

ambalaje.

Tabelul 4.1. Tipuri de hârtie utilizate la ambalare.

Nr.crt

Denumire Masa(g/m2) Culoare Utilizare

1 Hârtie deambalaj

30 - 200 albă saucolorată

saci, plicuri,pungi, plase

2 Foiţă deîmpachetat

18 -24 albă saucolorată

ca supramaterialde ambalare

3 Hârtie deînvelit

100 - 350 albă/maro cutii, pachete

4 Hârtie de sac 70 - 90 natur/maro saci de hârtie5 Hârtie ţesută 40 - 45 natur/maro benzi pentru legat6 Pergament 45 - 60 albă ambalaje pentru

produse grase7 Înlocuitor de

pergament40 - 50 alb închis pentru ambalarea

produselor grase8 Hârtie

pergamin30 - 60 albă/colorată

transparentăplicuri, pungi

4.1.1. Hârtia netratată.Se foloseşte la ambalarea pentru protecţie în interiorul ambalajelor mai

mari şi la fabricarea cartonului ondulat. Dezavantajele pe care le prezintă sunt:

permeabilitatea mare la vaporii de apă şi pierderea rezistenţei mecanice prin

umezire.

4.1.2. Hârtia tratată.Printre procedeele de tratare utilizate sunt:

- adăugarea în pasta fibroasă a unor agenţi chimici de tipul răşinilor şi

cerurilor, dispersii de polimeri, caolin, coloranţi etc;

- tratarea separată constând din impregnarea, laminarea, stropirea sau

cretarea hârtiei folosind materiale plastice, parafina etc.

Hârtiile tratate sunt acoperite cu o peliculă din alt material, peliculă care

conferă hârtiei - care constituie suportul - caracteristicile funcţionale impuse:

bariera la apă, aer, vapori de apă, gaze, arome, grăsimi, capacitate de

termosudare etc.

Pentru toate tipurile de hârtii înnobilate calitatea acoperirilor este dată de

următorele proprietăţi:

- densitatea peliculei de la suprafaţa hârtiei;

- aderenţa peliculei pe suport;

- continuitatea peliculei.

În funcţie de natura peliculei aceste hârtii se împart în:

- hârtii parafinate şi cerate;

- hârtii metalizate;

- hârtii acoperite cu polimeri;

- alte complexe pe bază de hârtie.

a. Hârtia parafinată şi cerată.

- are suportul de hârtie acoperit cu parafină prin imersie în baie de parafină

topită sau prin pulverizare cu parafina topită, cu un gramaj de 30 - 160g/m2 de

parafină.

Hârtia parafinată are următoarele proprietăţi:

- este impermeabilă la apă şi vapori de apă;

- stratul de parafină are stabilitate chimică mare (la acizi şi baze);

- este sterilă, şi nu permite dezvoltarea bacteriilor.

Dintre dezavantaje se pot menţiona:

- la pliere stratul de parafină se crapă;

- la temperaturi scăzute parafina este foarte fragilă;

- stratul de parafină şi grăsimile, în contact direct se dizolvă reciproc.

Pentru a-i îmbunătăţii proprietăţile, hârtia se acoperă cu amestecuri de

parafină cu ceruri sau mai ales cu polimeri sintetici. Stratul de acoperire este de

15 - 20 g/m2 şi conferă caracteristici de barieră, flexibilitate şi termosudare

îmbunătăţite.

Aceste hârtii se folosesc la ambalarea produselor zaharoase şi de

panificaţie (bomboane, caramele, biscuiţi etc.) sau a produselor congelate, şi se

pot tipării în mai multe culori.

b. Hârtii metalizate

Sunt hârtii acoperite prin caserare cu o folie de aluminiu de grosime 9 -

14 !m prin intermediul unui adeziv, ca de exemplu emulsii pe bază de acetat

de vinil, topituri "hot melt" sau PE. Se asigură o barieră foarte bună la lumină,

vapori de apă, gaze şi arome. Hârtiile metalizate pot fi colorate şi tipărite şi sunt

destinate ambalării unor produse ca: ciocolata, produse zaharoase, ţigarete,

brânzeturi proaspete, unt, şi în general pentru orice produse proaspete umede

sau grase la care ambalajul nu necesită termosudare.

c. Hârtii acoperite cu polimeri.

Se produc într-o gamă largă de sortimente cu caracteristici foarte variate,

în funcţie de tipul polimerului utilizat la acoperire: PE şi răşini ionomerice,

copolimeri clorură de vinil - viniliden CVVD, siliconi, alcool polivinilic şi

acetat de polivinil.

Dintre hârtiile acoperite cu polimeri se pot aminti:

- hârtie acoperită cu PE - are o bună rezistenţă mecanică, inerţie

chimică şi permeabilitate la vapori de apă redusă, are o bună flexibilitate, este

fără miros şi gust, rezistă la apă şi grăsimi, este termosudabilă la 140 - 150oC.

Se recomandă la ambalarea laptelui, supelor concentrate, cacao, dulciuri,

brânzeturi, cafea.

- hârtie acoperită cu alcool polivinilic - are rezistenţă excelentă la

uleiuri şi grăsimi, este puţin permeabilă la gaze, mai ales la oxigen, are bune

proprietăţi mecanice. Se recomandă la ambalarea produselor grase.

- hârtie acoperită cu copolimeri de clorură de viniliden - acrilat - este

termosudabilă la 120 - 150oC, are o permeabilitate foarte scăzută la gaze şi

vapori de apă. Se foloseşte la ambalarea produselor de panificaţie, grăsimi

organice sau vegetale.

- hârtie acoperită cu PVC - este permeabilă la vapori de apă şi la CO2,

are rezistenţă termică (-20 - 99oC), este termosudabilă, rezistentă la grăsimi,

insolubilă în alcooli.

- hârtie acoperită cu clorură de poliviniliden - prezintă o foarte bună

impermeabilitate la vaporii de apă, arome şi gaze.

4.1.3. Alte complexe pe bază de hârtie.Sunt constituite din minimum două materiale de bază dintre care unul

este hârtia. Ca toate materialele complexe se confecţionează pentru a asigura:

- conservabilitate pe timp mai îndelungat;

- ambalarea în vid sau în atmosferă modificată;

- posibilitatea încălzirii produsului ambalat;

- productivitate mărită pe linii tehnologice automate.

Se pot obţine complexe cu hârtie într-o gamă foarte variată cu

caracteristici funcţionale foarte diferite, în funcţie de materialele ce compun

complexul. Câteva exemple:

- CVVD / hârtie / PE, topituri, emulsii vinilice / folie de aluminiu;

- hârtie / PVDC / folie de Al / PE;

- răşini ionometrice / hârtie / adeziv / folie de Al.

Complexele menţionate se folosesc la ambalarea produselor alimentare

concentrate (supe), salamuri porţionate, paste făinoase, produse aromate (ceai,

cafea, cacao), produse de panificaţie şi patiserie, produse alimentare congelate,

lapte, sucuri de fructe, produse gătite etc.

Realizarea complexelor pe bază de hârtie se face prin metode clasice :

caşerare, extrudare, impregnare, lipire.

„ 4.2. Cartonul

4.2.1. Cartonul duplexEste format din două straturi diferite de material fibros unite în stare

umedă prin presare. Se fabrică în două tipuri:

- tip E - extra - pentru ambalaje care se imprimă prin procedeul offset.

De aceea stratul superior este fabricat din pastă chimică înălbită.

- tip O - obişnuit - pentru alte tipuri de ambalaje.

Calitatea cartonului se apreciază prin: gradul de alb, satinajul, deformaţia

la umezire, deformaţia remanentă, rezistenţa la rupere, plesnire şi îndoire,

densitate aparentă.

4.2.2. Cartonul triplexEste format din trei straturi diferite de material fibros unite în stare

umedă prin presare. Se utilizează, ca şi celălalte tipuri de cartoane, mai ales

pentru ambalaje de transport şi grupare şi mai puţin ca ambalaje de prezentare.

4.2.3. Cartonul ondulatCartonul ondulat s-a impus datorită caracteristicilor sale: stabilitate

ridicată, rezistenţă la încovoiere şi greutate redusă.

Spre deosebire de cartoanele plate, cartonul ondulat este un material a

căriu grosime se obţine prin suprapunerea alternativă a unuia până la patru

straturi netede cu unul până la trei straturi ondulate din hârtie, unite între ele cu

un adeziv.

Elementul de bază îl constituie alăturarea unui strat neted cu unul

ondulat. Producerea cartonului ondulat se face pe instalaţii de mari dimensiuni.

Etapele tehnologice de produce a cartonului ondulat sunt:

a. formarea sub acţiunea presiunii şi a căldurii, a stratului ondulat prin

trecerea unei hârtii A printre două valţuri canelate. Vârfurile ondulelor sunt

apăsate şi lipite cu un adeziv pe un strat plat B;

b. producerea cartonului ondulat simplu - cu un strat de ondule - prin

lipirea pe suprafaţa liberă a ondulelor a unui alt strat plat C de acoperire;

c. producerea cartoanelor ondulate cu două sau mai multe straturi de

ondule.

Prezenţa concomitentă a proprietăţilor rigide şi elastice face posibilă

obţinerea din carton ondulat a unui ambalaj suficient de rigid, sub aspectul

formei, şi elastic sub aspectul funcţiei de ambalaj.

Structura din mai multe straturi oferă posibilitatea modificării

proprietăţilor de rezistenţă.

Fig.4.1. Tipuri de carton ondulat.

Printr-o combinaţie adecvată a diferitelor caracteristici individuale ale

structurilor plane şi ondulate, prin alegerea ondulaţiilor de diverse înălţimi şi

amplitudini, prin alegerea direcţiei de orientare a ondulaţiilor şi prin stabilirea

ordinii lor se pot obţine atât proprietăţi de rezistenţă diferite cât şi caracteristici

diferite pe cele două feţe ale cartonului ondulat: rigiditate exterioară şi

elasticitate internă.

Fig.4.2. Comportarea la presiune a cartonului ondulat.

1-forma iniţială a ondulelor; 2-teşirea ondulelor;

3-formarea unor meandre; 4-comprimarea ondulelor.

Calitatea cartonului ondulat este definită de calitatea hârtiei, rezistenţa la

compresiune, străpungere, plesnire, tracţiune, prin gramaj şi grosime.

Pentru îmbunătăţirea proprietăţilor cartonului ondulat, acesta se acoperă

cu un strat protector. Prin acoperirea cu materiale topite se obţin o serie de

caracteristici: luciu şi stabilitate; impermeabilitate la de vaporii de apă şi

grăsimi; rezistenţă frecare; posibilitate de închidere prin termosudare.

Ca materiale de acoperire se folosesc: parafine, microceruri şi ceruri

speciale, polietilena de joasă densitate, răşini de vinil etc. Câteva tipuri de

ambalaje din hârtie şi carton sunt prezentate în figurile de mai jos:

Fig. 4.3. Tipuri de pungi din hârtie.

a-fără fald lateral; b-cu fald lateral; c-cu fund închis în formă de cruce;

d-cu fund închis în formă de plic; e-cu fald în partea inferioară.

Fig.4.4. Tipuri de cutii de carton.

a-cu falduri; b-cu capac cu bordură; c-cu capac care se închide prin presare;

d-cu capac tip clapetă; e-tip sertar; f-cu capac care se îmbină cu corpul.

Închiderea pungilor de hârtie se poate realiza în mai multe moduri, aşa cu

se poate vedea în figura 4.5.

Fig.4.5. Închiderea pungilor de hârtie.

a-lipire; b-presare; c-cu eticheta; d-cu capse; e-cu clip; f-cu cleme; g-lipirea faldurilor;

h,i-prinderea faldurilor cu eticheta.