Первое впечатление очень важноТехнология приклеивания этикеток Факторы, влияющие на устойчивость к ледяной воде Разработка клея, устойчивого к ледяной воде
Cовременный рынок напитков отличается большим многообразием. На эти продукты, как правило, имеется хороший спрос. Поскольку покупатель в среднем имеет только три секунды, чтобы оценить продукт, то товары должны быть привлекательно представлены, прежде всего с помощью упаковки. В производстве напитков существенное значение в этом плане имеет этикетка — с ее помощью продукт приобретает лицо. Однако до сих пор не оценено значение месторасположения этикетки для имиджа изделия, хотя она является его визитной карточкой. Чтобы соответствовать требованиям рынка, в последние годы производители особое внимание уделяют развитию материалов для емкостей, этикеток и способов нанесения этикеток. При этом необходимо постоянно совершенствовать применяемые клеи. Безупречные результаты можно получить только тогда, когда тщательно согласованы все причастные к этому факторы:
Наряду с важными моментами, напрямую связанными с нанесением этикеток, большое значение имеют другие составляющие производственного процесса. Так, нужно принимать во внимание, например, последующую обработку снабженных этикетками емкостей, а также условия их хранения и транспортировки. Для многооборотной тары требуется предусмотреть легкое удаление этикеток на моющих установках. На основании распоряжения об упаковке, действующего в Германии, предусмотрено повторное использование материала одноразовой упаковки (материальная рециркуляция), поэтому все компоненты выбираются таким образом, чтобы не препятствовать последующей рециркуляции. Эффективные клеи и продуманные системные решения позволяют выполнять требования к обеспечению изделий этикетками. МатериалКак и прежде, среди материалов для емкостей, применяемых в производстве напитков, наблюдается тенденция к большему использованию полимерных бутылок, прежде всего из полиэтилентерефталата. В то время как стекло может быть обеспечено этикетками с помощью почти всех клеящих систем, для полимерных бутылок должны быть установлены гораздо более высокие требования к клеям. Применяются различные полимеры (например, полиэтилентерефталат, полиэтиленнафталат, поликарбонат), и важно иметь четкое представление о специфических свойствах их поверхности. Между тем активное использование полимерных бутылок оказывает существенное влияние как на технологию приклеивания, так и на применяемое оборудование.
Технология этикетированияНа основе многочисленных требований рынка создан ряд специализированных решений, которые касаются технологии этикетирования и применяемых для этого клеев. Если рассмотреть европейский рынок этикеток в целом, то можно увидеть доминирующее положение предварительно покрытых клеем адгезионных этикеток. Такие самоклеящиеся этикетки, которые при нанесении закрывают часть емкости, прилипают к большинству материалов емкостей и могут быть изготовлены из бумаги или полимерных пленок. Адгезионные этикетки с предварительно нанесенным слоем клея очень активно применяются в производстве косметики и моющих средств, а в производстве напитков их используют только при выпуске высококачественных продуктов или при специальных рекламных акциях, поскольку стоимость таких этикеток весьма высока. Между тем на рынке можно найти аппликаторные агрегаты для самоклеящихся этикеток с производительностью до 60 тыс. емкостей в час. Наряду с классическими водостойкими этикетками с адгезионным клеем имеются также этикеточные системы с адгезионным клеем, рассчитанные на многоразовую упаковку. Здесь применяются растворимые в щелочи покрытия из адгезионных клеев, которые теряют свои адгезионные свойства в условиях, создаваемых в установках для мойки бутылок, и надежно удаляются вместе с материалами полимерных этикеток. Адгезионные этикетки с предварительно нанесенным слоем клея особенно часто используются в качестве так называемых имиджевых, поскольку предлагают особые возможности для индивидуального и привлекательного оформления емкостей. При этом применяются прозрачные этикетки из пленок, которые только частично подвергаются печати. На первый взгляд емкости выглядят так, будто надписи нанесены на них посредством прямой печати. От применяемых при этом клеев требуется, чтобы они были полностью прозрачны и не вызывали оптических помех. Этикетками, создающими имидж, являются самоклеящиеся этикетки с предварительно нанесенным покрытием, а также пленочные этикетки, которые напрямую приклеиваются на емкости. Преобладающей технологией нанесения этикеток в производстве напитков все-таки, как и прежде, является та, при которой клей наносится на этикетку в процессе этикетирования. Соответствующие этикеточные машины позволяют наносить этикетки на различные емкости быстро, точно и без складок с производительностью до 80 тыс. бутылок в час. Сегодня на рынке имеется широкий спектр технически совершенных систем, которые соответствуют всем требованиям в отношении гибкости оснастки, длительной и без помех эксплуатации и простого обслуживания. Для предприятий с большой потребностью в клее разработаны центральные системы обеспечения клеем. Они могут автоматически снабжать водными клеями многие этикеточные установки без простоя оборудования и значительных затрат на логистику. Кроме того, достигается оптимальное использование клеев и наилучшее опорожнение контейнеров с клеем.
Технология создания этикетокЕсли при выборе материала этикетки и способа печати основную роль играют вопросы маркетинга, то при оформлении существенными являются ее размеры и формы, а также форма упаковки. В качестве материала этикетки можно применять как бумагу, так и различные полимеры и металлические пленки. Главной тенденцией в отношении этикеток для цилиндрических упаковок являются так называемые круговые этикетки, которые занимают на упаковке максимально большую площадь. Подобные этикетки выполняются как из бумаги, так и из различного вида полимерных пленок. Прозрачные пленочные этикетки перерабатываются точно так же, как этикетки из вспененных полимеров.
Технология приклеивания этикетокДля нанесения этикеток применяются как клеи на водной основе, так и клеи-расплавы. Для специального использования комбинируются обе клеящие системы. Чтобы гарантировать надежное снабжение изделий этикетками, применяемые клеи должны обладать достаточной адгезией к приклеиваемым материалам, причем адгезия в значительной мере определяется энергией поверхности. Нанесение клеев на водной основе обычно осуществляется валичным и сегментным способами. В случае клеев-расплавов можно использовать как валичные и сегментные способы, так и форсунки. Этикеточные клеи на водной основе применяются издавна. Первые подобные клеи имели в своей основе такие натуральные полимеры, как декстрин, крахмал или казеин. Сегодня клеи на основе казеина занимают лидирующее положение при нанесении этикеток на стеклянные бутылки, поскольку они могут наноситься как на влажные, так и на сухие холодные или теплые поверхности с помощью очень высокоскоростных машин (до 80 тыс. бутылок в час) и обеспечивают отличные результаты склеивания. Клеи на основе такого натурального сырья, как казеин, крахмал и вода, в течение уже многих лет успешно используются при автоматическом снабжении этикетками с помощью высокопроизводительного оборудования в производстве напитков. Наряду с экологичностью эти продукты отличаются хорошей исходной клеящей способностью и конечной адгезией, экономичным расходом и чистотой процесса даже при очень высокой скорости. Поскольку речь идет о водорастворимых полимерах, то следует отметить, что высохшие клеи имеют хорошую водостойкость. Это совсем нежелательно, так как остатки клеев должны как легко смываться с деталей установок, так и удаляться в машинах для мойки бутылок. Следовательно, требуется оптимальный компромисс между водостойкостью (устойчивостью к конденсату и ледяной воде), с одной стороны, и хорошей смываемостью клея — с другой. Клеевые соединения с казеиновым клеем малочувствительны по отношению к конденсационной влаге и могут, благодаря соответствующему составу, долгое время храниться в ледяной воде. Но рыночная ситуация с казеиновыми клеями далеко не простая. В последнее время произошло повышение цен на них, обусловленное уменьшением производственных мощностей, растущим применением казеина в пищевой промышленности, засухой в Океании и большим спросом на него в США и Китае. С начала 2006 года в европейском сообществе существуют субвенции в отношении казеина. Соответственно уменьшенное предложение казеина порождает повышенный спрос. В настоящее время рассчитывать, что ситуация с казеином может улучшиться в средне- или даже долгосрочной перспективе, нельзя. Между тем уже давно выпускаются водные клеи для этикеток на основе синтетических полимеров, которые по своим свойствам соответствуют казеиновым клеям. Подобные клеи обладают высокой исходной клеящей способностью, отличаются очень чистым течением и очень экономичны, что позволяет добиться экономии до 20% по сравнению с казеиновыми клеями при нанесении на сухие стеклянные бутылки. Кроме того, для нанесения этикеток на полимерные бутылки также пригодны модифицированные клеи на основе синтетических полимеров. Необходимо точно сформулировать требования к клеям, которые будут приниматься во внимание при их разработке:
Факторы, влияющие на устойчивость к ледяной водеНаряду с типом клея большое влияние на устойчивость к ледяной воде оказывают свойства материала этикетки, так как они могут меняться не только из-за «растворения» слоя клея, но и вследствие потери прилипания (адгезии) клея к бумаге. Чем меньше силы адгезии в сухом состоянии, например вследствие незначительной шероховатости поверхности бумаги, тем быстрее пропадет прилипание во влажном состоянии. Кроме того, на результаты испытаний оказывает влияние количество наносимого клея и продолжительность сушки, которые, в свою очередь, варьируются в зависимости от типа клея и этикетки, как показывают представленные ниже результаты. Поэтому нельзя недооценивать влияние метода испытаний. Обязательного для всех теста не существует, но почти каждое предприятие, изготавливающее напитки, и каждый производитель клея применяют собственный метод. Большое значение имеют не только температура ледяной воды, но и двигается ли бутылка в ледяной воде и по какой траектории. Результаты тестирования будут сильно различаться в зависимости от того, просто установлена бутылка для контроля или она подвергается повышенным механическим нагрузкам путем многократного вращения в ледяной воде. При некоторых методах также вручную проверяется прочность фиксации этикетки на бутылке.
Разработка клея, устойчивого к ледяной водеЦелью исследований было достижение достаточной для практики устойчивости к ледяной воде при одновременной хорошей смываемости при традиционных условиях мойки, разумеется, не вызывая ухудшения таких показателей, как исходная клеящая способность, окончательная адгезия и возможность использования без загрязнения оборудования. При этом особое значение придавалось достижению необходимых свойств с помощью только безопасного для здоровья и окружающей среды сырья, которое применяется для стандартных клеев. Кроме того, обращалось внимание на то, чтобы обеспечить хорошую стабильность клея как при высоких, так и при низких температурах и хорошую воспроизводимость синтеза в производственных условиях. При проведении более 260 серий опытов варьировались не только доли различного сырья в составе, но и последовательность добавления и температура отдельных стадий получения. Было установлено, что одновременное достижение всех необходимых свойств является труднодостижимым делом, поскольку уже слабые отклонения от установленного регламента приводят к существенным изменениям свойств. Особенно интересным и неожиданным оказалось влияние применяемых полимеров. Так, устойчивость к ледяной воде при наихудшей комбинации составила только 15 часов, а при наилучшей — 84 часа. Кроме того, было отмечено, что устойчивость к ледяной воде не пропорциональна доле отдельного вида сырья — гораздо важнее влияние отдельных сырьевых компонентов друг на друга, что и приводит к результатам, которые нельзя спрогнозировать на основе теоретических предпосылок. В целом было протестировано около 300 комбинаций, анализ которых позволил достичь оптимального равновесия желанных свойств в созданном продукте.
Устойчивость к ледяной водеУстойчивость к ледяной воде нового состава клея определяли различными методами и сравнивали с широким спектром имеющихся на рынке этикеточных клеев, которые считаются устойчивыми к ледяной воде. Обобщенно методы приведены в таблице. На рис. 1 представлена диаграмма устойчивости к ледяной воде нового клея Castac 11700 по сравнению с тремя конкурирующими продуктами. Чтобы изучить влияние сушки на клей, бутылки, предназначенные для оклеивания этикетками, подвергались различным предварительным обработкам:
По окончании той или иной обработки бутылки устанавливались в темперированную емкость с ледяной водой, в которой поддерживалась температура 5 ± 1 °С. В течение 3 часов бутылки вращались в ледяной воде 5 раз влево и 5 раз вправо на 180°, потом бутылки извлекались, осматривались их этикетки, а затем бутылки снова устанавливались в ледяную воду.
Сравнение различных методов испытаний
На рис. 1 представлены сравнительные данные по устойчивости к ледяной воде, полученные на 35 этикетках. Из рисунка видно, что у двух конкурирующих продуктов только после длительной сушки была достигнута хорошая устойчивость к ледяной воде, причем этот эффект особенно хорошо проявляется у конкурирующего продукта 2. Устойчивость к ледяной воде Castac 11700, напротив, была почти постоянной и не зависела от продолжительности сушки. Уже только после сушки в течение 24 часов средняя устойчивость к ледяной воде достигла 54 часов. Также конечное значение после 7 дней сушки у нового клея было лучше, чем у сравниваемых продуктов. Особенно бросаются в глаза плохие значения у конкурирующего продукта 3; вообще непонятно, почему этот клей считается «устойчивым к ледяной воде».
Рис. 1
Для использованного в испытаниях метода определения устойчивости к ледяной воде у метода Heineken было заимствовано следующее: после сушки бутылки устанавливали в темперированную емкость с ледяной водой с температурой 5 ± 1 °С. При этом испытании было предусмотрено регулярное вращение бутылок; только раз в день бутылки извлекались для проведения и контроля этикеток. Новый клей Castac 11700 испытывался как после 24 часов, так и после 7 дней сушки при температуре окружающей среды. На рис. 2 представлена доля тех из 98 этикеток, которые получили положительную оценку после 7 и 14 дней нахождения в ледяной воде.
Рис. 2
Из этого теста видно, что клей Castac 11700 уже после достаточно короткой сушки обладает необычно высокой устойчивостью к ледяной воде. Практически отсутствуют различия в этой устойчивости после 24 часов и 7 дней сушки. Также заметно существенное влияние метода испытаний: в то время как Castac 11700 при регулярном вращении, а следовательно, при механической нагрузке на этикетку в среднем выдерживает «только» 56 часов (см. рис. 1), то при уменьшенной механической нагрузке — 14 дней и больше. Метод SAB Miller применялся для контроля качества при проведении теста на устойчивость к ледяной воде. В соответствии с ним бутылки после сушки на 24 часа помещали в ледяную воду с температурой 4 ± 2 °С. Этот тест клей Castac 11700 выдержал более 12 часов, в то время как у конкурирующих продуктов некоторые этикетки отделялись через 9 часов.
Влияние применяемых этикетокКак уже упоминалось, устойчивость к ледяной воде существенно зависит от бумаги, используемой для этикеток. Поэтому особенно важно для достижения хороших результатов при разработке клеев применять только отдельные репрезентативные сорта бумаги. Только после установления рецептуры клея этикетки испытывались по всей ширине и определялись их характеристики на устойчивость к ледяной воде. На рис. 3 показана устойчивость к ледяной воде Castac 11700 c этикетками четырех различных изготовителей, измеренная после сушки в течение 7 дней при температуре окружающей среды. Из этих данных видно, что даже при использовании этого очень устойчивого к ледяной воде клея имеются существенные различия, которые объясняются разными адгезионными свойствами той стороны бумаги, на которую нанесен клей.
Рис. 3
Тенденция к круговым этикеткам привела к тому, что сегодня все чаще используются клеи-расплавы. При этом речь идет о системах, не содержащих растворители, то есть почти на 100% состоящих из твердого вещества. Для нанесения они расплавляются при температуре 120-170 °С, чтобы потом в жидком виде наноситься или на этикетку, или на емкость, причем сегодня наблюдается четкая тенденция к более низким температурам переработки, особенно в случае этикеток из пленок. Клеи охлаждаются на емкости в доли секунды и обеспечивают быстрое, прочное склеивание. Продукты, применяемые для снабжения этикетками, изготавливаются на основе синтетического каучука или сополимера этилена и винилацетата, которые отвечают соответствующим требованиям и смешиваются со смолами, восками и маслами. В зависимости от потребности они имеют короткое или очень длинное «открытое время» (время, которое необходимо для склеивания). Особым достоинством клеев-расплавов является их очень хорошая «схватывающая функция» на основе их высокой клеящей способности, что позволяет достичь большой производительности снабжения этикетками — до 65 тыс. бутылок в час. Специфические свойства этикеток из пленок в последние годы привели к тому, что этикетки предлагаются не только в традиционном виде, но и в виде рулонов. Процесс этикетирования заключается в том, что этикетки подаются на роликовые направляющие машины, точно разрезаются в режиме inline, а затем наклеиваются внахлест. При оснащении различными формами для емкостей у этого этикеточного оборудования открываются богатые возможности. Преимущества нанесения этикеток, например, на металлические банки или фигурные упаковки очевидны. Это позволяет обеспечить отсутствие остатков товаров и повысить гибкость при проведении маркетинговых акций. Для этого вида этикетирования разработаны пленки Roll-On и Shrink-On, специально предназначенные для кольцевых усадочных этикеток, используемых, например, для фигурных бутылок и металлических банок. Высокоадгезивные системы клеев-расплавов обеспечивают надежное этикетирование с этими пленками. Чтобы еще лучше выдерживать касательное напряжение, которое возникает при приклеивании, проводится проверка соответствия требованиям с помощью реактивных систем. В настоящее время полимерные бутылки все чаще направляются на рециркулирование. При этом требуется, чтобы этикеточные клеи не препятствовали рециркуляции бутылок. В зависимости от способа рециркулирования разрабатываются различные клеи. Часто бутылки из полиэтилентерефталата перед рециркулированием моют и для того, чтобы избавиться от всех посторонних составляющих, то есть не только от этикеток, но и от клея. Специально для этого разработанные растворимые в щелочи или диспергируемые клеи-расплавы уже сегодня соответствуют этим требованиям, благодаря чему рециркуляция полиэтилентерефталата протекает надлежащим образом. Поскольку многое зависит от первого впечатления о товаре, сегодня продавец старается представить покупателю продукт таким образом, чтобы он его заинтересовал. Удачное нанесение этикеток на бутылки для напитков является для этого важной предпосылкой. Поскольку этикетирование представляет собой комплексный процесс, клей должен выбираться с учетом различных факторов: поверхность емкости, материал и дизайн этикетки, технология, реализуемая на этикеточной машине, и, в конце концов, надлежащее применение и процессы повторного использования или рециркуляции. Изменение отдельных параметров может привести к значительным помехам, а потому должно производиться только по согласованию со всеми участниками процесса. С учетом этих моментов этикетка может выполнить свою задачу — обеспечение привлекательной презентации напитков в магазине. Castac 11700 — абсолютно новый этикеточный клей, который благодаря включению в его состав ранее не использовавшихся компонентов и смесей сырья обеспечивает повышенную устойчивость к ледяной воде. Даже после короткой сушки — только 24 часа, а также после сушки в течение 7 дней он превосходит по устойчивости к ледяной воде конкурирующие продукты. Новый клей уже успешно применяется на этикеточных установках, работающих со скоростью до 60 тыс. бутылок в час, хорошо смывается при обычных условиях в моющих машинах. Необходимо также отметить, что различные условия этикетирования и этикеточные материалы оказывают значительное влияние на конечные результаты. Впрочем, как и методы испытаний, которые, как правило, различаются у разных изготовителей. Поэтому определять пригодность клеев надо не только на основе показателей, но и путем прямого сравнения друг с другом условий их определения.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
