Page 1


Dow – это многоотраслевая химическая компания. Мы создаем инновационные решения для успешного ведения бизнеса, прогресса человечества и нашей планеты в целом. Раскрытие человеческого потенциала, применение современных научных технологий и забота об окружающей среде помогают нам вносить вклад в решение насущных мировых проблем, формируя уверенное будущее уже сегодня. Мы предлагаем своим заказчикам широкий спектр базовых и специализированных пластиков и химической продукции для различных быстроразвивающихся отраслей промышленности: Строительство Нефтегазовая отрасль

Пластики и упаковка Водоочистка и водоподготовка

Dow Europe GmbH 01004, Украина, Киев, ул. Большая Васильковская 9/2, оф. 47 Тел.: +38 044 490 69 26/27 Факс: +38 044 247 57 80

Более подробная информация о деятельности Dow представлена на сайте www.dow.com ®™ Торговая марка компании Dow Chemical (Dow) или дочерней компании Dow 2017

Потребительские товары Автомобилестроение Сельское хозяйство Кабельная промышленность


Клуб пакувальників України Інформаційно-аналітичний центр «Упаковка» Українська академія друкарства

Пакувальна індустрія (технічні рішення в рамках ініціативи Save Food)

Матеріали ХІ науково-практичної конференції

20–21 вересня 2017 р. Готельно-ресторанний комплекс «Шпацер» Львівська обл., смт Брюховичі, Україна

ІАЦ «Упаковка» 2017


Пакувальна індустрія (технічні рішення в рамках ініціативи Save Food): Матеріали ХІ науково-практичної конференції (20–21 вересня 2017 р., готельно-ресторанний комплекс «Шпацер», Львівська обл., смт Брюховичі, Україна). – Додаток до часопису «Упаковка». – 2017. – № 5. – К., 2017. – 223 с. У матеріалах конференції зібрано доповіді за такими напрямами: «Роль упаковки у реалізації ініціативи Save Food», «Полімери та упаковка на їх основі (сировина, технологія, обладнання)», «Картон та упаковка на його основі (сировина, технологія, обладнання)», «Поліграфічне оформлення упаковки (дизайн, технології, обладнання, форми, фарби)», «Законодавчі ініціативи у сфері упаковки та її відходів». Матеріали конференції будуть корисні науковим та інженерно-технічним працівникам, виробничникам, потенційним інвесторам, фахівцям фінансових установ та страхових компаній, представникам громадських організацій, державних установ, студентам ВНЗ та всім, хто пов’язаний з пакувальною індустрією.

Програмний комітет: Гавва О.М., д.т.н., НУХТ – голова, Дурняк Б.В., д.т.н., УАД – заст. голови, Кривошей В.М., к.х.н., ІАЦ «Упаковка» – заст. голови, Александров О.М., DOW Europe GmbH, Замотаєв П.В., д.х.н., ХГ «Консалтінг», Гавенко С.Ф., д.т.н., УАД, Петренко С.Д., к.х.н., ТОВ «Техноком», Регей І.І., д.т.н., УАД, Угрин Я.М., к.т.н., УАД, Халайджі В.В., к.т.н., ІАЦ «Упаковка».

Організатори конференції висловлюють подяку за підтримку ХІ науковопрактичної конференції «Пакувальна індустрія (технічні рішення в рамках ініціативи Save Food)» Українській академії друкарства, компаніям IMMER Group, DOW Europe GmbH, Coca-Cola Beverages Ukraine, Markets Consulting Group, ТОВ «Дюпон Україна», ТОВ «Деметра Одис», ТОВ «Хенкель Україна», ТОВ «ВП «Базис», Kodak, ТОВ «Уніпринт», ТОВ «Віденська кава», ТОВ «Монопак», Hewlett Packard.

© ІАЦ «Упаковка», 2017

2


ЗМІСТ Дурняк Б.В., д.т.н., ректор Української академії друкарства, м. Львів Конференція «Пакувальна індустрія» у Львові – важливий крок на шляху розвитку пакувальної галузі…………………………………...……...5 Кривошей В.Н., к.х.н., ИАЦ «Упаковка», г. Киев Инициатива Save Food и ее реализация в упаковочной индустрии…………...6 Александров А.М., Dow Europe GmbH, г. Киев Инновационные технологии и экологичность гибкой упаковки……………..15 Казанцев С.В., IMMER Group, г. Киев Роль гибкой упаковки в предотвращении потерь пищевых продуктов…...…28 Шинкаренко О.В., ТзОВ «Кольоровий світ», ТзОВ «Домен-Друк» , м. Львів, Ярка Н.В., Львівський поліграфічний коледж УАД Кластерний підхід і перспективи його застосування в розвитку пакувальної та поліграфічної індустрії України…………….…………….…..45 Петренко С.Д., ООО «Техноком», г. Киев Развитие рынка полимерных материалов в Украине и его влияние на применение концентратов и модифицирующих добавок………………….57 Замотаев П.В., д.х.н., ХГХ «Консалтинг», г. Киев Барьерные пленки в жесткой полимерной упаковке………………………….68 Дурняк Б.В., д.т.н., Українська академія друкарства, м. Львів; Млинко О.І., Національний університет «Львівська політехніка»; Бегень П.І., к.т.н., Українська академія друкарства, м. Львів Паковання з гнучких пакувальних матеріалів (оптимізація раціонального співвідношення геометричних параметрів)………………..…80 Козлов А.О., ООО «Дюпон Украина», г. Киев Инновационные упаковочные решения DuPont для снижения потерь мясных продуктов…………………………………………………………….....86 Александров А.М., Dow Europe GmbH, г. Киев Барьерный адгезив ADCOTE™ L86-500 – новые возможности вторичной переработки ламинатов…………………………….…………….....95 Волощук А.А., ООО «ЛБЮ-ТЕХ», г. Киев Решения PolyOne для гибкой упаковки……………………………………….104 Россихин Г.С., ООО «Хенкель Украина», г. Киев Новые технологии «Хенкель» в контексте стратегии Save Food…………...112 Регей І.І., д.т.н., Угрин Я.М., к.т.н., Українська академія друкарства, м. Львів Стан і тенденції розвитку паковання з картону в світі та Україні…………..119 Терницький С.В., к.т.н., Кандяк Н.М., к.т.н., Олішкевич В.Ю., Українська академія друкарства, м. Львів Виламування обрізків із відштанцьованих картонних заготовок (експериментальна оцінка технологічних параметрів)………………………127

3


Гавенко С.Ф., д.т.н., Українська академія друкарства, м. Львів Інноваційні технології оформлення упаковки з картону й гофрокартону….135 Бельский М.Е., ООО «Унипринт», г. Киев Цифровые решения в упаковке при использовании машин HP Indigo…..…142 Дышлевый А., Dow Europe GmbH, г. Киев Технические решения DOW для различных видов печати………………….159 Томиловский С., Kodak, г. Киев Эволюция допечатных технологий Kodak для развития Вашего бизнеса….166 Ванага Д., Калниньш М., Институт полимерных материалов, Рижский технический университет; Гринфeлдс У., Трейманис А., Латвийский государственный институт химии древесины, г. Рига Дефект «ghosting» как результат взаимодействия бумаги и печатных красок. От науки к производству………………………………..188 Шостя В.К., чл.-кор. НАМУ, Національна академія образотворчого мистецтва і архітектури, м. Київ Дизайн упаковки і його вплив на вибір споживача продукції………………192 Гавва О.М., д.т.н., Якимчук М.В., д.т.н., Кривопляс-Володіна Л.О., к.т.н., Національний університет харчових технологій, м. Київ Технічна досконалість пакувальних машин для реалізації ініціативи Save Food………………………..…………………………………..200 Якимчук М.В., д.т.н., Гавва О.М., д.т.н., Національний університет харчових технологій, м. Київ Системи технічного зору в структурі новітнього пакувального обладнання зі штучним інтелектом…………………………………………...210 Слабий В.Г., Українська Пакувально-Екологічна Коаліція, м. Київ Законодавчі ініціативи у сфері поводження з упаковкою та її відходами…………………………………………………………………..218

4


Конференція «Пакувальна індустрія» у Львові – важливий крок на шляху розвитку пакувальної галузі Шановні колеги! Розуміючи вагомість вирішення проблеми розвитку пакувальної індустрії в Україні як обов’язкового елемента підвищення конкурентної спроможності продукції вітчизняної промисловості на світових ринках, академія стала одним із перших ВНЗ України, який започаткував підготовку фахівців для цієї індустрії та розгорнув проведення науково-дослідних розробок. Академія підготувала сотні бакалаврів та магістрів для підприємств і кадрів вищої кваліфікації – кандидатів та докторів наук для ВНЗ і науково-дослідних установ, які працевлаштовані в пакувальній галузі. Науковці академії мають вагомі здобутки в напрямах вдосконалення матеріалів, технологій та обладнання, які використовуються для виготовлення паковань. Такі результати були б неможливі без плідної співпраці академії з ВНЗ та науковими установами Києва, Луцька, Одеси, Львова, а також нашими партнерами. Успішно розвивається співпраця академії в напрямах вирішення актуальних проблем пакувальної індустрії та з нашими зарубіжними партнерами із цілого ряду європейських країн. Особливо хочеться підкреслити важливість співпраці академії з Клубом пакувальників, Інформаційно-аналітичним центром «Упаковка», журналом «Упаковка» в організації щорічних науково-практичних конференцій, конкурсів студентських наукових робіт, можливості публікацій результатів наукових розробок у фахових виданнях. Цього року одинадцята щорічна науково-практична конференція, що проводиться в м. Львові, має тематичний напрям – технічні рішення в рамках Save Food. Враховуючи динаміку зростання населення в цілому світі та відповідну необхідність збільшення продукції агропромислового комплексу, питання довготривалого зберігання якісних характеристик продуктів харчування та напоїв є сьогодні особливо актуальним. Вирішення цієї проблеми неможливе без розробок необхідних пакувальних матеріалів та конструкцій паковань. Цим актуальним питанням і будуть присвячені доповіді даної конференції. Бажаю учасникам конференції плідної роботи, яка без сумніву буде ще одним кроком на шляху розвитку пакувальної індустрії. Б.В. Дурняк, д.т.н., ректор Української академії друкарства, м. Львів

5


Инициатива Save Food и ее реализация в упаковочной индустрии В.Н. Кривошей, к.х.н., ИАЦ «Упаковка», г. Киев Save Food. Сохраним пищевые продукты. Короткая фраза, но какой глубокий смысл в нее заложен!. Именно эти два слова обозначили одну из самых гуманных инициатив мирового сообщества, родившуюся в 2011 г. под эгидой известных во всем мире организаций FAO, UNEP, Messe Düsseldorf. Инициатива Save Food быстро распространяется по всей планете. Ее подхватывают десятки и сотни ассоциаций, компаний и организаций. На третьем конгрессе Save Food, который состоялся в мае этого года во время выставки Interpack 2017, было сообщено, что уже более 850 компаний и организаций проводят просветительную работу и выполняют локальные и глобальные проекты. В Украине инициативу Save Food первой поддержала компания «Укрпластик». В ее рамках был открыт сайт www.savefood-ua.com, организовано выполнение ряда проектов, о чем в активной форме было продемонстрировано в экспозиции Innovationparc на выставке Interpack 2017, а также в докладе представителя «Укрпластика» на тему «Гибкая упаковка для сохранения пищевых продуктов». Кстати, на этой выставке в рамках конкурса Всемирной организации упаковщиков WPO, который назвали Save Food School Awards, 39 проектов, направленных на снижение потерь пищевых продуктов за счет инновационных упаковочных решений, оспаривали награды организаторов. Победили упаковки из Испании, Мексики и Нидерландов. Так в чем суть инициативы Save Food, почему она появилась на свет и какие она преследует цели? Мир уже долго живет в условиях глобальных угроз. И одной из них является проблема нехватки на всех живущих на Земле пищевых продуктов, своеобразного «горючего» для человека, обеспечивающего его жизнедеятельность. Человечество давно поделено на богатых и бедных. Эксперты даже подсчитали, что 20 % самых богатых зарабатывают в 60 раз больше, чем 20 % самых бедных. И страны, где проживают эти самые богатые и самые бедные, да и оставшиеся 60 % жителей, условно назовем их «средний класс», тоже разделены на развитые страны (как правило, сюда включают США, страны Западной Европы, Японию) и развивающиеся страны (все остальные). По данным экспертных агентств, в развитых странах на одного жителя приходится в среднем 900 кг пищевых продуктов, в развивающихся – 460 кг, а в некоторых регионах планеты, в «неразвитых» странах – и того меньше. Результат очевиден: по данным ООН, ежегодно в мире около 840 млн чел. недоедают и голодают, а некоторые из них погибают от голода. Вместе с тем из 4 млрд т (548 кг на 1 жителя) пищевых продуктов, которые производятся в мире, 1,3 млрд т (178 кг на 1 жителя) стоимостью более

6


$ 1 трлн портятся, уничтожаются и не попадают на обеденный стол 7,3 млрд жителей планеты. Наиболее наглядно это видно из данных табл. 1, в которой приведены потери отдельных видов пищевых продуктов в расчете на 1 жителя планеты. Так, в среднем в мире из 34 кг мяса, которые потребляются одним жителем планеты, портится 10 кг, из 78 кг молока – 23 кг, из 298 единиц х/б изделий – 89, из 12 кг бананов – 4 кг, из 1040 г кофе – 310 г. Таблица 1. Мировое потребление отдельных видов продуктов

Продукт

Мясо Молоко Х/б изделия Бананы Кофе

На 1 жителя Единица Всего Портится измерения

Единица измерения

Всего

Портится

тыс. т тыс. т млрд шт.

249836 566850 2175

74951 170055 652

кг кг шт

34 78 298

10 23 89

тыс. т тыс. т

82887 7620

24866 2286

кг кг

12 1040

4 310

Такие потери в той или иной степени происходят как в развивающихся странах, так и в развитых. В развивающихся странах – из-за отсутствия необходимой инфраструктуры (современных технологий переработки и упаковывания пищевых продуктов), а также проблем с транспортированием, хранением и распределением продукции. В развитых странах – из-за игнорирования сроков хранения продукции, необоснованных по количеству разовых закупок продукции и хранения ее в домашних условиях, не всегда удачно подобранной упаковки (слишком большого размера или такой, из которой сложно удалять продукцию). В табл. 2 приведены данные по наиболее большим потерям отдельных видов пищевой продукции для некоторых регионов мира. Таблица 2. Годовые потери отдельных видов продукции по регионам планеты, %

Продукт

Фрукты и овощи Рыба Зерновые

Европа Северная Америка

Северная Африка

Южная Африка

ЮгоВосточная Азия

Индустриальная Азия

12

5

7

12

– 25

33 –

– 12

– –

– 12

– 20

Кроме того, никто не отменял ежегодные кризисы, среди которых экологические проблемы регионального и глобального масштаба, проблемы истощения природных ресурсов, неравномерного производства и распределения пищевых продуктов, воды, других напитков, промышленной

7


продукции, природные и искусственные катаклизмы, финансовые и экономические кризисы. Добавим к этому демографические изменения (к населению планеты в 2050 г. добавится 2 млрд чел.) и социальные проблемы, чтобы понять, насколько актуальна и глобальна проблема обеспечения населения планеты пищевыми продуктами и напитками и насколько своевременно была принята инициатива Save Food. В чем же заключается инициатива Save Food, каковы основные ее идеи? Ее основатели в качестве основных определили следующие стратегические цели:  обеспечить осведомленность жителей планеты о проблеме потерь пищевой продукции;  создать креативную взаимосвязь между участниками решения проблемы;  разработать фундаментальные программы;  поддержать разработку и выполнение конкретных инвестиционных программ и проектов. Для объективной оценки проблемы потерь пищевой продукции необходимо рассмотреть конкретную ситуацию на всех этапах ее жизненного цикла (рис. 1). Нет сомнения, что на первых двух этапах этого цикла есть потери продукции, и они, в первую очередь, зависят от уровня технологий и используемого технологического оборудования. Начиная с упаковывания пищевой продукции и кончая ее потреблением вместе с продукцией находится упаковка, вернее даже сказать, что продукция находится в упаковке. Поэтому величина потерь пищевой продукции на этапах упаковывания, хранения и транспортирования, распространения в торговле и потребления продукции, а также ее отходы в значительной степени зависит от уровня упаковки – ее материала, вида, герметичности, информативности, наличия функциональных приспособлений и других свойств и характеристик.

Рис. 1. Жизненный цикл пищевой продукции

8


Именно этим можно объяснить, что среди компаний, ассоциаций и институтов, которые поддержали инициативу Save Food, абсолютное большинство компаний упаковочной индустрии. Перед тем, как обратить внимание на возможности упаковочных компаний в снижении потерь пищевой продукции, следует остановиться на отношении потребителей продукции к ее упаковке. К сожалению, сегодня из-за не всегда точных и выверенных решений правительственных органов и законодательных структур, временами ошибочных акций общественных организаций, прежде всего экологического направления, упаковка представляется населению – основному потребителю – как угроза экологии, а не как способ сохранить продукцию, уменьшить ее потери, а вместе с этим обеспечить устойчивое развитие в направлении безопасности и охраны окружающей среды, с одной стороны, и снижения уровня недоедания и голодания населения планеты – с другой. Приведу несколько примеров. В одной из своих статей в журнале «Упаковка» (№ 5 за 2010 г.) доктор химических наук Павел Замотаев писал: «Я содрогнулся от информации по ТВ, которая предупреждала, что нельзя завтраки в школе вкладывать в полиэтиленовые пакеты, потому что молекулы этого полимера переходят с поверхности упаковки непосредственно в продукты питания, а это может вызвать разные болезни». Или другой пример. В журнале «Спиртные напитки. Технологии» в том же 2010 г. в статье «ПЭТ – смертельная тара» на семи страницах доказывалось, что ядовитые полимеры (ПЭТФ, ПВХ, ПС и другие) необходимо как можно быстрее удалить с упаковочного рынка. А рекламная информация на зеленой сумке из полипропиленовой ткани, призывающая бороться с применением полиэтилена и других полиолефинов, просто вызывает смех своим высшим уровнем неинформированности, некомпетентности и полного непрофессионализма авторов такой идеи. Хочу сразу всех успокоить по поводу бутылок из ПЭТФ. Испанские ученые исследовали изменения содержания 9 контаминантов в минеральной воде из 131 источника после года хранения в 362 образцах бутылок из полипропилена, полиэтилена, поликарбоната, полиэтилентерефталата и стекла. Общий результат – на здоровье человека, употребляющего воду в таких бутылках, они не влияют. А чтобы в организме накопилось допустимое количество исследованных веществ (среди них фталаты, бисфенол А), человек должен выпивать 100 л бутилированной воды в сутки. Действительно, упаковка как явление в нашей жизни в своей основе противоречива. С одной стороны, она обеспечивает сохранение продукции от порчи, с другой – после использования и потребления продукции упаковка, особенно в глазах потребителя, становится мусором, который требует ответственного к себе отношения. На самом деле, вопреки формирующейся или сформировавшейся негативной точке зрения потребителя об упаковке, она не только сберегает продукцию, уменьшая ее потери, но и снижает

9


нагрузку на окружающую среду за счет переработки отходов упаковки во вторичные сырьевые ресурсы. Что говорить о рядовых потребителях, когда даже некоторые профессионалы в упаковке путают экологические аспекты различных видов упаковки из разных материалов. Например, немногие правильно ответят на вопрос «Использование какого пакета – бумажного или полимерного – экологичнее для окружающей среды?». Пришлось даже на эту тему писать статью и публиковать ее в журнале «Упаковка» (№ 3, 2011 г.). Не вдаваясь глубоко в результаты проведенных исследований, приведу обобщенные данные в табл. 3. Таблица 3. Сравнение использования бумажных и полимерных пакетов

Полимерный

Бумажный

Потребление сырья 5,4 % добываемой нефти идет на 28 % ежегодного потребления производство всех видов полимеров, древесины используется для и только 3,6 % этого количества – на изготовления упаковочных изготовление всей полимерной материалов, в том числе и для упаковки бумажных пакетов Потребление электроэнергии При изготовлении полимерного пакета используется лишь 18 % энергии, необходимой для производства бумажного пакета Потребление воды При изготовлении полимерного пакета используется менее 3 % воды, необходимой для производства бумажного пакета Толщина тысячи пакетов 10,16 cм 117,0 см Вес тысячи пакетов 7,26 кг 63,50 кг Образование мусора Полимерные пакеты образуют на 80 % меньше мусора, нежели бумажные Стоимость $ $$ Практически по всем этим показателям производство и использование полимерных пакетов выгоднее по сравнению с бумажными: значительно меньше расход сырья, энергии и воды, меньше выбросов вредных веществ и загрязнения воды. В конце концов, и отходов использованных пакетов в 7-8 раз меньше, да и для потребителя они обходятся в несколько раз дешевле. Возможности мировой упаковочной индустрии для решения задач снижения потерь пищевых продуктов при их хранении, транспортировании и потреблении огромные. Это более 100 тыс. компаний и 5 млн работников по всему миру, которые ежегодно выводят на мировой потребительский рынок

10


Африка

Восточная Европа

Западная Европа

Австралия

США

Япония

Количество упаковки, $ / 1 чел.

примерно 275 тыс. новых видов упаковки. Однако мировой упаковочный рынок неоднороден. По данным экспертов, 70–80 % упаковочной продукции приходится на развитые страны – именно здесь потребление упаковки на одного жителя самое высокое (рис. 2). С другой стороны, темпы роста использования упаковки напрямую связаны как с ее количеством на душу населения, так и с проблемой потерь пищевой продукции в регионе (рис. 3). Можно видеть, что наибольшие темпы роста приходятся на регионы, в которых меньше количество использованной упаковки на одного жителя. Что может сделать 556 600 упаковочная индустрия для снижения потерь 421 пищевой продукции, в 382 400 том числе в рамках 297 инициативы Save Food, и как она может 200 использовать для этой 70 цели свой потенциал? 5 0 Давайте посмотрим на нынешние и прогнозные глобальные объемы потребления упаковочной продукции (табл. 4) и оценим их в расчете на одного жителя Рис. 2. Использование упаковки на 1 жителя планеты, что особенно важно с учетом роста населения на Земле (рис. 4). Эти данные обобщены по результатам исследований, проведенных экспертами Canadian и Smithers Pira. Несмотря на рост населения планеты, объем потребления упаковки и ее количество в условных единицах на одного жителя планеты выросли с 2010 по 2015 гг. и будут расти, по прогнозам экспертов, в периоды до 2020 г. и до 2025 г.

Рис. 3. Изменение использования упаковки в регионах мира

11


Таблица 4. Динамика роста глобального объема потребления упаковочной продукции

Показатель

2010 2015

Объем потребления упаковки, млрд $ Население планеты, млрд чел. Количество упаковки для пищевой продукции и напитков, млрд. усл. ед.

2020 (прогноз)

2025 (прогноз)

839 7,35

998 7,76

1100 8,13

3470 3780

4500

4960

770 6,92

По данным многих маркетинговых агентств, для упаковывания пищевых продуктов используется в разных регионах 65–70 % всех видов потребительской упаковки, которая в первую очередь дает возможность уменьшить потери продуктов питания. Австрийская компания розничной торговли Denkstaff на собственном опыте показала, что потери продукции в потребительской упаковке в 2–35 раз ниже, чем неупакованной (табл. 5).

Рис. 4. Динамика изменения объема потребления упаковки и количества ее единиц на одного жителя планеты

При этом в кругу специалистов уже давно завершилась дискуссия, что вреднее для окружающей среды – потери пищевой продукции или отходы использованной упаковки. Завершилась она в пользу упаковочной продукции. Отходы пищевой продукции – это не только загрязнение окружающей среды углекислым газом, это еще и потеря всех видов ресурсов, потраченных на ее производство, транспортирование, хранение и распространение. В то же время современная упаковка при продуманном ее использовании в большинстве своем может вторично перерабатываться, а некоторые ее виды (стеклянная, бумажная и картонная) просто не могут обойтись без вторсырья (стеклобой и макулатура). К тому же использование

12


стеклобоя в количестве 60–80 % уменьшает энергозатраты до 35 %, а вторичного алюминия от использованных банок – до 95 %, а это и снижение выбросов в атмосферу углекислого газа. Кроме этого, надо помнить, что используя 1 т отходов жестяных банок, мы экономим 1,5 т руды и 600 кг угля. Но даже если мы используем упаковку (для упаковывания 1 кг пищевого продукта), в производстве которой, по данным европейских ученых, количество выбросов СО2 увеличиваются на 70 г, то выбросы СО2 от уменьшения потерь от этого 1 кг пищевого продукта снижаются на 350 г. Таблица 5. Потери пищевой продукции в розничной торговле

Вид продукции

Потери продукции, % неупакованной упакованной

Мясные изделия Х/б изделия Овощные салаты Огурцы Сыры

34 11 42 09,4 05

18 0,8 3,4 4,6 0,14

Снижение потерь, раз 1,9 13,7 12,3 2,0 35,7

Безусловно, не все виды упаковки одинаково эффективны. Между ними существует постоянная конкуренция, в основе которой лежит их материальная и энергетическая эффективность, функциональность и информативность (табл. 6). Таблица 6. Материалоемкость и затраты энергии на производство упаковки в пересчете на упаковывание 1 т (1000 л) продукции

Вид упаковки

Банка Бутылка

Пакет

Масса упаковки

Материал

Вместимость, мл

г/шт.

кг/1000 л

Жесть Алюминий Стекло ПЭТФ ПЭ Картон + ПЭ ПЭ ПЭТФ + ПЭ ПЭТФ + Al + ПЭ ПЭТФ + EVOH + ПЭ

170 450 330 1500 500 1000 1000 1000 1000 1000

31,5 22,7 202,1 63,0 22,0 26,0 7,0 4,6 6,5 8,0

185,3 50,4 612,4 42,0 44,0 26,0 7,0 4,6 6,5 8,0

Энергозатраты, МДж

8,12 7,70 6,26 4,09 1,70 1,47 0,15 0,19 0,83 0,16

Согласно этим показателям, наиболее выгодны пакеты различных видов, размеров и конструкций. Этому способствует появление на рынке разнообразных гибких упаковочных материалов, одно- и многослойных и

13


при необходимости с заданными свойствами, в том числе барьерными. Кроме этого, надо подчеркнуть, что одним из важных преимуществ современной упаковки является ее многообразие во всех возможных аспектах (форма, размер, материал, масса, цвет, технология, оборудование и другие). А это значит, что всегда, для любой продукции можно найти «свою» упаковку – оптимальную, эффективную и эффектную. Таблица 7. Изменение массы упаковки в 1975–2015 гг.

Упаковка

Снижение массы, %

Стеклянная бутылка Полимерная бутылка Жестяная бутылка Алюминиевая банка

30 20 22 25

Специалистам упаковочной индустрии давно известны такие три действия: Reduce – уменьшить; Reuse – повторно использовать; Recycle – переработать. Более того, первое действие – Reduce – в упаковочной индустрии принято как норма, как стратегия в развитии производства упаковки (табл. 7). За последние 40 лет упаковка из разных материалов уменьшила свою массу на 20–30 %. А это значит, что на такой же процент уменьшены и отходы упаковки, и выбросы СО2 в атмосферу. Таким образом, упаковщики сумели профилактически разгрузить окружающую среду от отходов упаковки. Но не только это. Назову основные, по моему мнению, направления развития упаковки, работа по которым уже снизила или в потенциале в состоянии уменьшить потери упакованной пищевой продукции:  внедрение технологий замкнутого цикла с использованием производственных отходов;  использование новейших упаковочных материалов с заранее заданными свойствами;  разработка и применение эффективных видов упаковки для конкретных видов продукции относительно их формы, размеров и других параметров;  применение упаковки многоразового использования;  использование облегченной упаковки;  внедрение и развитие систем обращения с отходами упаковки на основе расширенной ответственности производителя и современных способов сбора, сортировки и переработки отходов упаковки.

14


Инновационные технологии и экологичность гибкой упаковки А.М. Александров, Dow Europe GmbH, г. Киев

15


16


17


18


19


20


21


22


23


24


25


26


27


Роль гибкой упаковки в предотвращении потерь пищевых продуктов С.В. Казанцев, IMMER Group, г. Киев

28


29


30


31


32


33


34


35


36


37


38


39


40


41


42


43


44


Кластерний підхід і перспективи його застосування в розвитку пакувальної та поліграфічної індустрії України О.В. Шинкаренко, ТзОВ «Кольоровий світ», ТзОВ «Домен-Друк» , м. Львів, Н.В. Ярка, Львівський поліграфічний коледж УАД Застосування кластерного підходу як інструмента розвитку регіонів із галузевою спеціалізацією У сучасній економіці розвинутих країн кластери є однією з найефективніших форм організації бізнесу, реалізації інноваційних проектів, регіонального розвитку. За такої форми на ринках конкурують уже не окремі підприємства, а комплекси, що використовують для розвитку значно ширші матеріальні та інформаційні ресурси та ефективніше взаємодіють завдяки кооперації дій його членів. Американський вчений Майкл Портер у своїй книзі «Конкурентні переваги країн» поставив питання: чому всередині країн одні регіони економічно розвиваються значно швидше за інші? Відповідь він знайшов у наявності своєрідних географічних концентрацій організацій з однією спеціалізацією, які водночас і конкурують, і співпрацюють. За визначенням Майкла Портера, «Кластери – це сконцентровані за географічною ознакою групи взаємозалежних компаній, спеціалізованих постачальників, постачальників послуг, фірм у споріднених галузях, а також пов’язаних з їх діяльністю організацій (наприклад, університети, агентства зі стандартизації, торговельні об’єднання) у певних областях, що конкурують, але при цьому ведуть спільну роботу». Згодом Майкл Портер дав узагальнене визначення: «Кластери – це зосередження в географічному регіоні взаємозалежних підприємств та установ у межах окремої області». Суть кластерного підходу полягає в кооперації потужностей сконцентрованих на певній території об’єктів, які спеціалізуються в конкретній вузькоспеціалізованій галузі для суттєвого покращення результатів діяльності кожного учасника кластера. Основною метою кластера є підвищення конкурентоздатності його учасників на внутрішньому та міжнародному рівнях за рахунок комерційного і некомерційного співробітництва, наукових досліджень та інновацій, освіти, навчання й заходів політики підтримки. Як свідчить досвід різних країн, основним принципом успішного застосування кластерного підходу є те, що ініціатива формування кластера рухається не зверху вниз, а знизу вгору. Тобто завданням уряду є не лобіювати будь-які види кластерів чи підходи у їх формуванні, а лише інформувати гравців ринку про такі можливості розвитку та підтримувати зусилля на місцях. Варто наголосити, що кластери не повинні створюватися «з нуля», більш ефективним підходом є пошук уже існуючих комерційних активностей у

45


регіоні, які привертають увагу та мають обґрунтований економічний чи науковий потенціал. Кластерний підхід дає можливість компаніям фокусуватися на тих видах діяльності, які вони знають та роблять найкраще. Їм не потрібно робити те, що вони не можуть зробити найкраще. Компанії в кластері спроможні функціонувати одночасно як система і як складова ширшої системи, використовувати ресурси ефективніше та колективно виробляти більше, ніж становить сума їх індивідуальних результатів. Кластерний підхід швидше дає компаніям інформацію про переваги в технологіях та зміни на ринкових трендах, зменшує витрати на транзакції. У підсумку компанія, яка є учасником кластера, має більш виграшну позицію, ніж «поодинокий гравець», завдяки таким перевагам:  стійкіші коопераційні та «коротші» логістичні зв’язки;  ширший горизонт ринків збуту, вихід на глобальні ринки;  можливість розширити асортимент пропозиції, будучи учасником тісної взаємодії постачальників, підрядників та споживачів послуг;  зв’язки з громадськістю, ширші маркетингові можливості;  доступ до ідей та обмін галузевою інформацією між учасниками;  ефективніше використання ресурсів;  акселерація нових бізнес та освітніх проектів;  системне формування кадрового потенціалу. Необхідні передумови та фактори успіху для розвитку кластерів Будь-який кластер складається з трьох основних частин: бізнесу, науки та органів влади (рис. 1). Вони повинні постійно взаємодіяти одне з одним і налагодити тісні комунікативні зв’язки між собою задля того, аби кластерна ініціатива стала успішною та всі учасники процесу діяльності кластера отримали бажаний результат. Бізнес-складова – це географічна концентрація взаємозалежних Бізнес компаній-виробників та їх постачальників, об’єднаних у кластер зі спільною метою (отримання прибутку, підвищення власної конкурентоспроможності). Вони мають КЛАСТЕР спільну спеціалізацію у межах кластера, налагоджені спільні Влада Наука горизонтальні й вертикальні взаємозв’язки, формують спеціалізовану інфраструктуру з організаціями інших спеціалізацій, мають Рис.1. Основні складові промислового кластера спільні робочі ринки та ринки

46


збуту, розділяють спільні можливості та загрози. В межах кластера ці підприємства відкритіші інформаційно – взаємодоповнюють і посилюють конкурентні переваги один одного, хоча водночас і конкурують між собою (рис. 2). Ядро (компанії-виробники ключового продукту) Підтримка (постачальники для виробників) "М'яка" інфраструктура (освіта і наука, законодавство, маркетинг тощо) Фізична інфраструктура (автодороги, система енерго- і водозабезпечення, каналізація тощо)

Рис. 2. «Поперечний розріз» кластера як цілої системи (за Іфором Ффоукс-Вільямсом)

У запуску й розвитку кластерної ініціативи основна роль лежить на бізнесі. Формування кластера повинно відбуватись природним шляхом. У регіоні формуються кілька компаній, які на початку стануть «локомотивами» у кластері. На практиці буває, що кластерну ініціативу можуть проявити державні інституції – в такому випадку бізнес (комерційні організації) спільно мають перевірити її на предмет економічної доцільності та при позитивному висновку очолити процес розвитку кластера, стати його лідером. Наукова складова – це об’єднання вищих навчальних закладів і науководослідницьких центрів регіону. Вони здійснюють свою наукову діяльність в тій галузі, в якій працює бізнес-складова і на якій спеціалізується кластер, мають налагоджену систему взаємозв’язків з підприємствами бізнесскладової й постійно співпрацюють з ними. Основна роль науки в діяльності кластера полягає в підготовці кваліфікованих фахівців для роботи на підприємствах відповідної спеціалізації. Компанії кластера шукають свою основну конкурентну перевагу в ідеях і талановитих кадрах, якої вимагає географічна близькість до постачальників, споживачів, висококваліфікованих людських ресурсів, досліджень та інструментів розвитку, а також лідерів галузі. Окрім того, тісна взаємодія профільних навчальних закладів і компаній підвищує шанси виховання нових освічених лідерів галузі у регіонах, завдяки яким на практиці реалізовується потенціал кластера (рис. 3).

47


Наявність необхідних природних ресурсів

Зручне географічне розташування

Наявність компаній, які спроможні стати «рушіями» у кластері

Наявність спеціалізованих навчальних закладів, галузева спеціалізація території

Готовність конкурентів до співпраці і взаємодії

Високий місцевий попит на продукцію підприємств кластеру

Розвинена інфраструктура

Унікальні і впізнавані культурні традиції в регіоні та його історія Рис. 3. Основні передумови виникнення та фактори успіху кластера

Влада – це органи законодавчої й виконавчої влади держави, а також органи місцевого самоврядування регіону, в якому функціонує кластер. Основна роль влади полягає у налагодженні зв’язків і сприянні співробітництву між усіма учасниками, сприянні розвитку кластера шляхом забезпечення

48


законності й верховенства права; прямого фінансування, гнучкої кредитної політики; низьких податкових ставок та податкових канікул; створенні, модернізації, розвитку та підтримці в належному стані інфраструктури тощо. Сьогодні понад 75 країн світу мають різноманітні програми з розвитку кластерів. Європейський Союз розвиває свою економіку через призму кластерів, яких на його території понад 10 000. В Європі успішно працює багато організацій для збору статистичної інформації, аналізу та картографування кластерів і кластерної політики в Європі, яка розрахована на європейських політиків, а також топ-менеджерів кластерів та бізнесу. Застосування кластерної методології в розвитку пакувальної галузі в Європі Advanced packaging (у перекладі – «високотехнологічне паковання», далі по тексту – AdPack) є однією з десяти перспективних галузей промисловості в Європі, визначених Європейською комісією (рис. 4). Ця галузь, що розвивається на ринку, визначається як широка галузь економічної діяльності, пов’язана зв’язками різних типів. Вони охоплюють і виходять за межі кластерів, включаючи також види діяльності з менш міцними взаємозв’язками. Ці галузі розглядають як живильне середовище, в якому здатні виникати нові кластери. Високотехнологічне паковання є важливим джерелом для багатьох інших видів діяльності, від харчової до машинобудівної галузі.

Рис. 4. Галузі, які швидко розвиваються в Європі, 2014 р.

49


AdPack є галуззю, яка розвинулася з кластера паперу та паковання. У ній працює понад 4,3 млн людей (табл. 1) у Європі, і це становить значну частку зайнятості в кластерах – близько 6,3 %. Це є відносно невисокий відсоток з погляду продуктивності, тим більше, що вимірюється вона доданою вартістю на одного працівника, однак заробітна плата перебуває приблизно на рівні з іншими галузями в цілому. Таблиця 1. Загальні економічні дані індустрії високотехнологічного упакування (Advanced packaging), 2014

Показники

Advanced Packaging

Частка в усіх кластерах, %

Частка загальної економіки, %

Кількість робітників Кількість компаній Дохід компаній, млн € Дохід компаній на одного робітника, € Середня заробітна плата, €

4 353 336 250 003 838 270

6,33 2,57 4,79

2,52 0,94 2,42

60 010

85,00

96,90

26 302

97,10

116,00

Галузь AdPack завжди була стабільною. І зараз працевлаштовує майже таку ж кількість людей, як і в 1996 р. Схоже, що ця галузь спочатку постраждала від економічної кризи більше, ніж економіка в цілому, але останні показники вказують на стабілізацію та покращення ситуації (рис. 5).

Рис. 5. Еволюція історії високотехнологічного паковання

50


Ядром галузі високотехнологічного паковання AdPack є кластер із паперу та паковання в поєднанні з галузями, пов’язаними з пакованням, з полімерів, автомобільного, металообробного та інших кластерів (рис. 6).

Рис. 6. Структура галузі AdPack

До AdPack входить галузь традиційного паковання, її також супроводжує створення зацікавленими сторонами додаткових продуктів та послуг з доданою вартістю для виконання або розширення сфери основних функцій паковання. Її тенденціями є:  екологічність паковання (менше використання матеріалу та виробництво з меншим вмістом вуглецю, збільшений фокус на вторинному використанні, переробці та пакованні з використанням матеріалів, що біологічно розкладаються);  мала об’ємна вага паковання;  безпека продукції та інформація про споживача на пакованні (наприклад, паковання інтегрованого та легкодоступного носія даних);  інтеграція паковання та функціональних можливостей продукту. Паковання як глобальний бізнес було оцінене на суму понад $ 500 млрд у 2012 р., а річний темп його зростання становить 4 %. Зокрема, зростання спостерігається в менш розвинених країнах. Наприклад, ринки БРІК

51


(Бразилія, Росія, Індія, Китай) складають приблизно 30 % світового попиту, зі зростальною тенденцією, оскільки їх зростання пов’язане зі збільшенням споживання всіх видів товарів. Галузь AdPack зосереджена в Південній та Центральній Німеччині та деяких сусідніх країнах (Польща, Словаччина, Чехія, Австрія та Словенія). У цьому регіоні розташовані 18 з 20 сильних кластерів, включаючи єдиний 4-зірковий кластер у Карлсруе та найбільший у Штутгарті (рис. 7). Деякі інші сильні регіони включають Західну Туреччину та Західну Румунію, обидва з яких мають високу результативність у всіх сферах, крім продуктивності. Окрім того, на території Швеції та Фінляндії також існують сильні кластери високотехнологічного паковання, які відображаються на товарах, виготовлених з паперу, хоча ці регіони страждають від відносно низького зростання даної галузі.

Рис. 7. Регіони-лідери в галузі AdPack

52


Німецький та східноєвропейський регіони є сильними в галузі полімерів, технологій виробництва та автомобільної промисловості, тоді як північний та австрійський регіони мають сильніші паперові галузі. Для регіонів, які є сильними у складних пакованнях, характерні дуже високі темпи експорту та коефіцієнт досліджень. Частка експорту у ВВП становить 58 % порівняно з 20 % в цілому по Європі, а кількість патентів на 1 млн людей у науковотехнологічній сфері становить 2 820 порівняно з 686 в цілому. Регіони, сильні у складних пакованнях, є соціально всеохоплюючими, що чітко висвітлено в показниках безробіття молоді на рівні 10 % порівняно з 21 %, хоча показники землекористування нижчі за середні. Що стосується кластерних ініціатив, то в базі даних галузі AdPack їх 103, що ставить дану галузь приблизно на середній рівень серед нових галузей, що розвиваються. Провідний регіон, за підрахунком організації, є Småland med Öarna у Швеції, містить п’ять ініціатив (табл. 2). Це відповідає 290 організаціям на 1 млн працівників у галузі AdPack, або 1 організація на кожні 3 500 працівників. Взаємозв’язок між силою кластерів та кількістю організаційних зусиль є досить невизначеним, оскільки організації, як правило, належать до слабких регіонів. Таблиця 2. Кластерні ініціативи в Advanced Packaging, 2014 р.

Назва

Smáland med öarna Rhone-Alpes Veneto Lombardia Norra Mellansverige Cataluna

Місто

Кількість ініціатив

Кількість ініціатив на 1 млн працівників

5 4 4 4 3 3

290 82 55 27 156 49

Jönköping Lyon Venice Milan Gavle Barcelona

Створення кластерних ініціатив у поліграфічній галузі в Україні В Україні немає централізованої підтримки розвитку кластерів, немає прийнятих та зареєстрованих законопроектів, що регулюють діяльність кластерів відповідно до того, як це відбувається в Європі. Однак, враховуючи наявність концентрацій компаній поліграфічної галузі в регіонах України (Київська, Харківська, Дніпропетровська, Львівська обл.) існують суттєві передумови для створення нових кластерних ініціатив у поліграфічній галузі. Львів є одним із найбільших поліграфічних центрів України: унікальна освітня база та високий інноваційний потенціал, що забезпечуються єдиним спеціалізованим вищим навчальним закладом в країні – Українською академією друкарства, сильні культурні традиції – саме тут почався розвиток книгодрукування (друкарня І. Федоровича та Ставропігійського братства) та видавничої діяльності (Наукове товариство імені Шевченка та «Руська

53


трійця») – дали імпульс до розвитку видавничої діяльності та поліграфії в регіоні. У Львові працює понад 300 підприємств видавничо-поліграфічної галузі, більшість із них – це малий та середній бізнес. У Львові успішно реалізовується Стратегія підвищення конкурентоспроможності міста, яка розроблена у 2008 р. спільно з міжнародною консалтинговою компанією Monitor Group. В Стратегії передбачено застосування кластерного підходу для розвитку економіки регіону – сьогодні кластер IT та туристичний кластер вже успішно реалізовані та збільшили доходи компаній зазначених галузей у декілька разів. Кластер видавничої діяльності та поліграфії також є серед пріоритетних кластерів, визначених Monitor Group (рис. 8).

Рис. 8. Конкурентоспроможність окремих кластерів у Львові відносно України у 2003–2007 рр.

У 2014 р. в рамках українсько-канадського проекту «Місцевий економічний розвиток міст України» Інститут міста, спільно з Львівською міською радою, провів дослідження бізнес-клімату Львова у кількох галузях економіки. Зокрема, було проведено кластерний аналіз економіки Львова, у якому потенційні нові кластери аналізувалися за показниками зайнятості та обсягами реалізації, а оцінку конкурентоздатності кластерів проводили за допомогою інтерв’ю з представниками ключових підприємств (у дослідженні видавничо-поліграфічної галузі у Львові взяли участь керівники 37 підприємств різної спеціалізації). За результатами статистичного дослідження, кластер «Дерево, папір і друк» за 5 років зріс на 2,5 %, а

54


відношення рівня зайнятості в галузі у Львові до рівня зайнятості в галузі в Україні – 3,5 %, що є достатньо позитивними показниками. Вагомою передумовою для створення кластера видавничої діяльності та поліграфії у Львові є той факт, що діяльність багатьох підприємств тісно пов’язана із необхідністю співпраці між компаніями з різною спеціалізацією в рамках галузі: спільне виконання великих замовлень, замовлення послуг у інших підприємств через відсутність потрібного поліграфічного устаткування тощо (93 % опитаних керівників підприємств для випуску власної продукції користуються послугами інших підприємств). Крім того, 90 % власників підприємств відчувають потребу в підвищенні кваліфікації своїх працівників, а у виробничих зв’язках їм бракує ключових ланок. Отже, потрібно шукати шляхи інтеграції між учасниками ринку, що дасть змогу зменшити вплив негативних чинників на видавничо-поліграфічний комплекс області та забезпечить подальший розвиток. Як результат, Кластер видавничої діяльності та поліграфії офіційно зареєстровано 15 вересня 2016 р. Його засновниками є 8 компаній, що спеціалізуються на випуску періодичних видань та книжок, виготовленні рекламної та сувенірної продукції, етикетки та упаковки. До основних планів та напрямків розвитку кластера належать: 1. Промоція:  спільне представлення учасників кластера на виставках;  участь у масових заходах, проведення майстер-класів;  сприяння налагодженню міжнародних зв’язків;  сприяння «видимості» міста на видавничій мапі світу;  популяризація професій видавничо-поліграфічної галузі;  сприяння розвитку інвестиційних проектів. 2. Кадри:  підвищення якості трудових ресурсів через співпрацю з Українською академією друкарства та іншими ВНЗ;  стипендії для талановитих студентів;  спільні наукові проекти;  проведення «Дня фірми» у профільних навчальних закладах;  проведення семінарів із сучасних технологій. 3. Кооперація між учасниками кластера:  підготовка до зміни кон’юнктури ринку;  реалізація спільних проектів (постачання, логістика, продаж);  спільні маркетингові дослідження ринків експорту;  посилення конкурентних переваг (впровадження інноваційних організаційно-технологічних рішень). Діяльність Кластера є однією із стратегічно важливих передумов для довготермінового розвитку регіону, зокрема з погляду залучення інвестицій у

55


наявні поліграфічні проекти, довгострокові проекти із виробництва паперу й картону, заснування системної друкарні з випуску книг. Сьогодні ведуться пошуки постачальників технічних і технологічних рішень для цих цілей, вивчаються інвестиційні можливості для виконання проектів із розвитку компаній галузі шляхом інновацій, підвищення продуктивності, доходів працівників та сталого розвитку регіону в цілому. Література 1. Birkinshaw Julian. Upgrading of Industry Clusters and Foreign Investment // International Studies of Management and Organizations. – 2000. 2. Ketels Christian. European Cluster Panorama: Clusters and Emerging Industries in the European Economy (European Cluster Conference Brussels, 1 December 2016) 3. Ffowcs-Williams Ifor. Cluster Development Handbook. – 2016. – 240 p. 4. Johnson K.P., Kort J.R. 2004 Redefinition of the BEA Economic Areas. – 2004. – Access: www.bea.gov/scb/pdf/2004/11November/1104Econ-Areas.pdf 5. Ketels C.H.M. European Clusters // Innovative City and Business Regions. – 2004. – Vol. 3 Structur. – Pp. 1–5. – Access: www.pascal.iseg.utl.pt/ ~hvcelos/peae/peae_am/Ketels_European_Clusters_2004.pdf 6. Porter M.E. The Competitive Advantage of Nations. – New York : Free Press, 1990. (Republished with a new introduction, 1998.)

56


Развитие рынка полимерных материалов в Украине и его влияние на применение концентратов и модифицирующих добавок С.Д. Петренко, ООО «Техноком», г. Киев После вступления в силу соглашения о зоне свободной торговли между ЕС и Украиной ускорились взаимные интеграционные процессы между ее участниками, что в полной мере относится к отрасли полимерных материалов и изделий из них. При этом в значительной мере сохранились партнерские отношения отечественных компаний с компаниями стран бывшего СССР. В этой связи направления развития полимерной промышленности Украины актуально рассматривать с учетом мировых трендов, что определило структуру настоящего доклада: рассмотрение тенденций развития мирового, европейского и украинского рынков. В настоящем докладе использованы маркетинговые данные компаний AMI Consulting (Великобритания), МRC (Украина), НПП «Полипластик» (Россия), ряда других открытых официальных источников, результаты собственных исследований. Глобальный и европейский рынки Некоторые данные, иллюстрирующие приведены на рис. 1–5.

развитие

указанных

рынков,

Рис. 1. Мировое производство термопластичных полимерных материалов в 2016 г.

57


Рис. 2. Мировое потребление термопластичных полимерных материалов по отраслям в 2016 г.

Рис. 3. Потребление полимерных материалов на 1 человека в 2016 г.

58


Рис. 4. Рост потребления полимерных материалов на 1 человека (в кг) в различных регионах мира в 1980–2015 гг.

Рис. 5. Количество переработчиков полимерных материалов в странах Европы в 2016 г.

59


Результаты изучения полученной информации показывают, что:  глобальный рынок полимерных материалов развивается опережающими темпами по сравнению с развитием экономики в целом, и его рост составляет 4–5 % в год;  доля Европы в мировом рынке уменьшается (18 % в 2016 г.), доля стран Юго-Восточной Азии растет (более 50 %);  снижение цен на углеводороды стимулировало ввод новых мощностей по производству полиэтилена и полипропилена в 2017–2021 гг., главным образом в США, что может привести к глобальному снижению цен на полимерное сырье;  с конца 1970-х гг. произошла эволюция переработчиков пластмасс – от локальных до национальных, региональных и затем, в 2000-е гг., до транснациональных компаний;  59 % рынка полимерных материалов составляют полиэтилен и полипропилен;  гибкая и жесткая упаковка составляет более 49 % рынка переработки полимерных материалов в изделия;  потребление полимерных изделий на одного человека в год в Европе составляет 50–100 кг, что в 2-3 раза превышает потребление в Украине; наибольшее потребление наблюдается в Германии и Италии, где сосредоточено самое большое количество предприятий – переработчиков пластмасс;  наибольшее увеличение потребления полимерных материалов на одного человека за последние 10 лет отмечается в странах Центральной Европы (куда отнесена Украина), что указывает на потенциал роста;  рынок переработки полимерных материалов в Европе составляет порядка 30 млн т на сумму € 83 млрд, рынок концентратов – 1,0 млн т на сумму € 3,1 млрд;  в Европе более 80 % компаний, производящих концентраты и добавки для пластмасс, имеют годовой оборот до € 10 млн и оперативно обеспечивают конечных клиентов на локальных рынках. Транснациональные компании в большинстве случаев ориентируются на международные поставки стандартных продуктов через каналы дистрибуции. Украина По нашим оценкам, рынок переработки составляет по термопластичным полимерам порядка 800 тыс. т на сумму € 1,4 млрд. Ввиду сложной экономической ситуации, многие переработчики практикуют широкое применение вторичного полимерного сырья, количество которого достаточно сложно учесть. Так, при производстве полимерной упаковки из полиэтилена добавка вторичного сырья составляет до 40 %, а иногда и более.

60


Для удешевления продукции в Украине широкое распространение получили меловые концентраты и компаунды, которые стоят почти в два раза дешевле вторичного полиэтилена. В производстве этих концентратов и их применении украинскими переработчиками получен важный положительный опыт, который позволил обеспечить рынок более чем на 80 % отечественным продуктом. На рис. 6 приведена структура продаж концентратов по видам в 2016 г. в Европе и Украине (меловые концентраты включены в раздел модифицирующих добавок). Можно увидеть, что, по сравнению с Европой в целом, украинский рынок отличается большим количеством меловых концентратов и минимальным количеством цветных. По мере стабилизации на рынке ситуация будет приближаться к общеевропейской.

Рис. 6. Распределение продаж концентратов в Европе и Украине в 2016 г.

По нашим оценкам, рынок концентратов в Украине составляет порядка 20 тыс. т в год, рынок меловых концентратов – порядка 30 тыс. т в год, всего на сумму порядка € 50 млн в год. На рис. 7–10 приведены данные об основных характеристиках, формирующих себестоимость продукции для различных стран.

61


Рис. 7. Стоимость электроэнергии в различных странах в 2016 г.

Рис. 8. Налоговая нагрузка на заработную плату в различных странах в 2016 г.

62


Рис. 9. Средняя заработная плата в промышленности в различных странах в 2016 г.

Рис. 10. Время доставки продукции между Украиной и различными регионами

63


Выводы:  в 2017–2018 гг. интенсивного роста потребления изделий из пластмасс в Украине ожидать не стоит, рост отдельных компаний будет происходить за счет перераспределения рынка и выхода их на экспорт;  успешный выход на европейский рынок украинских производителей концентратов и добавок может быть обеспечен за счет вытеснения поставщиков из Юго-Восточной Азии и Латинской Америки путем снижения себестоимости производства, применения сырьевых компонентов украинского происхождения, обеспечения эффективной логистики поставок;  рынок стран бывшего СССР может быть сохранен и развит в связи с невысокой конкуренцией и привычными техническими требованиями;  инновационные продукты украинских производителей перспективны к применению в первую очередь на рынке Украины для импортозамещения в отраслях упаковки, агропромышленного и строительного бизнесов;  конкурентоспособность украинских переработчиков на внутреннем и экспортном рынках повышается благодаря пока еще низкой стоимости электроэнергии, низких налоговой нагрузке на зарплату и зарплате, выгодной логистике в Европу по сравнению с поставщиками ЮгоВосточной Азии и Латинской Америки;  рынок переработки пластмасс в Украине открылся для европейских и глобальных компаний, которые будут более активно заходить на его территорию и усиливать конкуренцию отечественным производителям;  отечественные переработчики пластмасс применяют в подавляющем большинстве импортное полимерное сырье, что снижает их конкурентоспособность и ставит в зависимость от возможных колебаний национальной валюты; отечественные производители концентратов имеют возможность частичного применения качественного отечественного сырья (двуокись титана, технический углерод, полиэтилен и др.), что увеличивает их конкурентоспособность. Продукция ООО «Техноком» на украинском рынке и экспорт На рис. 11–16 приведены данные о компании, ее продуктах и рынках сбыта, применяемом отечественном сырье, основных клиентах.

64


Рис. 11. Распределение продукции компании «Техноком», отгруженной в 2016 г., по видам изделий

Рис. 12. Краткая информация о компании «Техноком»

Рис. 13. Продукция «Техноком»

65


Рис. 14. Сырье украинского производства, используемое компанией «Техноком»

Рис. 15. География продаж компании «Техноком» в Украине для различных отраслей полимерной промышленности

66


Рис. 16. Некоторые клиенты компании «Техноком». Всего более 500 клиентов

С технической информацией о выпускаемых нами продуктах можно ознакомиться на сайте www.technocom-llc.com или в контакте с нашими специалистами отдела продаж (e-mail: office@technocom-llc.com, phone: +38044-4259306\04).

67


Барьерные пленки в жесткой полимерной упаковке П.В. Замотаев, д.х.н., «ХГХ Консалтинг», г. Киев Негативное отношение к упаковке возникло не вчера, однако в последние годы оно резко возросло – во многом «благодаря» усилиям средств массовой информации и некоторых политиков, озабоченных поисками врагов окружающей среды среди тех объектов, которые у всех на виду. На щит поднимается требование «sustainability» упаковки, т.е. ее «устойчивости и надежности». Термин «sustainability» вполне уместно звучал применительно к развитию общества и экономике, когда его стали использовать в конце 80-х годов прошлого столетия. Однако затем его стали применять в качестве атрибута к совершенно различным объектам. Лишенное смысла для большинства понятие «sustainable packaging» остается на службе СМИ и заинтересованных чиновников и даже процветает. Фундаментальная ошибка состоит в том, что упаковка рассматривается отдельно от содержимого. Действительно, если не упакованные или неправильно упакованные продукты испортятся, сломаются, заржавеют, отсыреют, пересохнут и т.д., кто учтет энергозатраты (выбросы СО2 и прочих вредных газов) при их производстве, транспортировании и вторичной переработке, удобрения и средства защиты растений, выброшенных в окружающую среду при их выращивании, площадь, которую они займут на свалке, и т.п.? Интересные данные были опубликованы в конце прошлого года [1]. Согласно им, доля упаковки, представляющей собой большую бутыль из ПЭ белого цвета (TiO2 + CaCO3) емкостью в 1 галлон, в общем объеме выбросов на пути от производства кормов для скота до хранения и использования потребителем составляет лишь 3,5 % (рис. 1). Безусловно, эту бутыль легко пустить во вторичную переработку, даже если крышка и этикетка из ПП.

Рис. 1. Доля выбросов СО2 (Carbon Footprint) на всех этапах от производства до потребления галлона молока в США

68


Естественно, что выбросы СО2 (Carbon Footprint) не являются единственным фактором, влияющим на окружающую среду. Бутыль, выброшенная в океан или на свалку, также является серьезной проблемой. Тем более что, согласно недавним исследованиям, в США вторичной переработке подвергается только 28 % бутылок для воды и молока из ПЭНД. Интересно, что аналогичный процент вторичной переработки имеет бумажная и картонная упаковка [2]. Степень переработки бутылок из ПЭТФ – немногим выше (31 %), и далее возрастает для стеклянных (пиво-безалкогольных) (41 %), за которые взымается залоговая стоимость, алюминиевых баночек (55 %), стальной тары (71–79 % для различных видов). Очевидно, что металлическую упаковку легко отсортировывать (разница в плотности) и перерабатывать. Только 15 % винных бутылок и стеклянных банок, за которые не взымается залоговая стоимость, удается переработать. Степень переработки пакетов и мягкой упаковки из ПЭНД, ПЭВД и ПП находится в пределах от 21 % до 6 %, снижаясь, прежде всего, с уменьшением толщины. Для композиционных материалов она уменьшается от 10 % (ламинированный картон) практически до нуля (тонкие многослойные пленки с алюминиевой фольгой). В США практически нет раздельного сбора отходов домохозяйств и в значительно меньшей мере, по сравнению с Европой, практикуется высокая залоговая стоимость на упаковку, то есть данные соотношения могут быть ближе к ситуации в Украине. По последним данным, в Западной Европе на пути к покупателю портится не более 3 % пищевой продукции, тогда как в развивающихся странах – до 50 % [1]. И упаковка является основным фактором, обеспечивающим данное преимущество. Хотя вклад вносят и логистика, и адекватные складские и торговые помещения, и результаты селекции и успехов генной инженерии. Последние, к сожалению, также снижают пищевую ценность и вкусовые характеристики овощей и фруктов. С другой стороны, от 20 % (США) до 15 % (Западная Европа) приобретенных пищевых продуктов портятся и выбрасываются конечным потребителем [1–3]. Но это уже несколько иная история, хотя и тут упаковка играет существенную роль (определение состояния продукта в местах приобретения визуальным методом или иным методом, порционность, возможность повторного укупоривания и т.д.). Очевидно, что любые цепочки, обеспечивающие поступление товара к потребителю, прежде всего FMCG-сети, заинтересованы в скорости, эффективности и безопасности этого процесса. Какие же решения можно отнести к «sustainable»? Когда это понятие вводили в обиход, за ним закрепляли три базовых принципа: сохранение окружающей среды, последовательное экономическое развитие, улучшение качества жизни всех социальных групп общества. Соответственно, попытки свести значение данного определения применительно к упаковке, и прежде всего к проблеме отходов, могут приводить к принятию регуляторных норм, которые

69


удорожают производство, но способствуют усилению бюрократии и коррупции. А это дает негативный социальный и экономический эффект. В качестве панацеи же предлагают снижение веса упаковки и обеспечение ее способности к биоразложению [4, 5]. В этом случае общий положительный эффект с точки зрения сохранения окружающей среды далеко не очевиден [6]. На рис. 2 показан полный жизненный цикл упакованной продукции. В нем упаковка выполняет целый ряд функций для сохранения и презентации товара. Это – механическая защита, барьерная функция по отношению к влаге, газам, ароматам и свету, предотвращение загрязнений и подделок, предоставление исчерпывающей информации о продукте и сроках его годности, привлекательное оформление товара, оптимизация затрат на транспортировку и хранение. На последних стадиях желательно, чтобы она подлежала вторичной переработке или могла использоваться как топливо [5].

Рис. 2. Полный жизненный цикл упакованного продукта

Для выбора оптимального дизайна и материала упаковки нужно учитывать следующие факторы: 1) стоит использовать недорогие материалы и последовательно переходить на увеличение доли вторичного и возобновляемого сырья;

70


2) материал должен иметь достаточные прочностные и барьерные свойства, а также необходимые гигиенические характеристики (пищевая и фармацевтическая продукция) или антистатические свойства (электроника); 3) затраты на первичную, вторичную и третичную упаковку должны быть сбалансированными; 4) во многих случаях первичная упаковка должна давать возможность визуальной оценки продукта; 5) упаковочные материалы не должны усложнять сбор, транспортировку, сортировку и вторичную переработку их отходов. В 2015 г. 39,6 % из всех 322 млн т произведенных полимеров было использовано в упаковочной отрасли. Следующие за ней сегменты – строительство и ремонт (20,3 %) и автопром (8,5 %). Именно упаковочная промышленность обеспечила и дальнейший прирост использования полимеров – от 2,7 % (Северная Америка) до 10,2 % (Индия и Субконтинент) в 2016 г. [6]. Оценка объемов вторичной переработки полимерной тары достаточно приблизительна [1–3]. Считают, что ее объем в 2015 г. составил около 4,5 млн т и достигнет 5,5 млн т к 2020 г., то есть это не более 3,5 % отходов полимеров в мировом масштабе. Более оптимистичные оценки [8] дают 14 % собранных отходов полимерной упаковки, при переработке которых 4 % теряют в процессе вторичной пеработки. Еще 14 % сжигают, получая тепловую и электроэнергию, 40 % захоранивают на свалках, а 32 % рассеивается в окружающей среде. Однако в последнем случае объем полимеров, израсходованных в упаковочной промышленности, принимают за 78 млн т, то есть только 60 % от первой оценки. Частично это может объяснить существенное отличие в значениях долей вторичной переработки. В «приличном обществе» производителей не принято говорить о стоимости упаковочных материалов. Тем не менее негласно это остается ведущим фактором, оказывающим постоянное давление на качество. Продолжают применяться пигменты и стабилизаторы, содержащие тяжелые металлы, запрещенные к контакту с пищевыми продуктами, пластификаторы в ПВХ, чтобы облегчить процесс формования жестких пленок, придать им твист- и стретч-свойства, вторичные полимеры в слоях, имеющих контакт с пищевыми продуктами, или отделенные в недостаточной степени, чтобы предотвратить миграцию токсичных продуктов деструкции. Это касается и мастербатчей для окраски тонких пленок в белый и черный цвета, а также меловых концентратов, которые могут вводиться в концентрации до 10 % в конечную продукцию и иметь в качестве носителей исключительно вторичный полимер, часто дополнительно окисленный для увеличения пигментоемкости. Из всех тенденций в полимерной упаковке наиболее широко обсуждается ее влияние на окружающую среду. Для его уменьшения рассматривают возможность получения биоразлагаемых полимеров из возобновляемого

71


сырья, снижение толщины, в том числе переход от жесткой упаковки к гибкой, использование вспененных материалов. Кроме того, упаковка должна обеспечивать механическую защиту и являться функциональной (не усложнять процесс вскрытия, если продукт используется не за один раз, должна быть предусмотрена возможность его хранения в исходной упаковке). Лучшие дизайнерские решения упаковки должны выделять товар среди конкурирующей продукции, возможно, осуществлять дополнительные функции и/или воздействовать на эмоции покупателя (fun function). И все же одним из основных параметров являются барьерные функции: препятствовать диффузии влаги и газов, сохранять аромат продукта, препятствовать проникновению патогенных микроорганизмов, часто экранировать от действия УФ-области солнечного света. Процессы, приводящие к потере потребительских качеств пищевой, фармацевтической и прочей продукции, можно разделить на физические (набухание или потеря влаги и связанные с этим структурные изменения, потеря ароматов или адсорбция нежелательных пахучих веществ); химические и биохимические (окисление жиров и прочих органических веществ, превращение соединений металлов, инициированное УФ-светом или энзимами, потеря стабилизаторов – СО2 и т.д.) и микробиологические (аэробные и анаэробные). На рис. 3 приведены области диффузии кислорода и влаги, обеспечивающих удовлетворительную сохранность различных материалов [9].

Рис. 3. Области барьерных свойств упаковки для различных продуктов [9]

72


Барьерные свойства определяются физическим сопротивлением, оказываемым движению молекулы соединения, способного диффундировать через полимер (О2; СО2; Н2О, ароматические вещества из окружающей среды; ароматизаторы и компоненты из пищи, остатки растворителей, функциональные добавки, продукты деструкции из пленки и/или печатного слоя). Барьерные характеристики полимерного материала в основном связаны с его химической структурой, величиной свободного объема, полярностью и подвижностью звеньев полимерных цепей при данной температуре. Подвижность звеньев резко снижается с увеличением кристалличности, приближением к температуре стеклования, при ориентации. С другой стороны она может повышаться при пластификации, в том числе в некоторых полярных полимерах (ПВА, ЭВОН, ПА) за счет адсорбции молекул воды. Соответственно, изменяются и диффузионные характеристики. Барьерные характеристики упаковки напрямую влияют на срок хранения содержащегося в нем продукта. Традиционно барьерные свойства полимера связывают с кислородной проницаемостью. Она должна быть менее 1 см3 / мил / 100 дюймов2 ∙ день ∙ атм., что равно 19,7 см3 ∙ мм / м2 ∙ день ∙ атм. Важно помнить, что определение барьерного материала должно зависеть от области применения, поскольку полимеры с более высокой кислородной проницаемостью могут по-прежнему являться исключительным барьером для других молекул, таких как вода или СО2 [10] . Из большого количества полимерных материалов, доступных для использования в пищевой промышленности, можно выделить два основных типа: пассивный барьер и активный. Защитная функция упаковки в случае пассивного барьера достигается путем модификации его морфологии и комбинаций слоев различных материалов, использования смесей различных полимеров и наполнителей, а также нанесения покрытий. В пассивных барьерных технологиях отсутствует взаимодействие между упаковкой и пищевыми продуктами. Как правило, любая из новых разработок в области пассивных барьеров основана на широко используемых полимерах в упаковке для пищевых продуктов (табл. 1) [10]. Следует отметить, что механические характеристики, гигроскопичность или экономические соображения не дают возможности использовать ПЭН, ПВС, ПВДХ, Aclar в качестве монопленок. Мы также не упоминали полимеры, достаточно легко биоразлагаемые в компосте, но крайне разрушительные для окружающей среды в производстве, такие как целлофан. Последний уже практически не производится. Не имеют достаточных барьерных функций и современные биоразлагаемые полимеры, такие как полилактоновая кислота (ПЛА) и ряд других. Правда, ряд опубликованных в последние годы данных указывает на то, что отработка технологии получения микрофиблированной целлюлозы позволяет достичь хороших барьерных свойств [11]. Однако она

73


далека от коммерческого использования, а также не вполне ясен экологический эффект от производства исходных фракций целлюлозы. Таблица 1. Проницаемость полимеров, обычно используемых в упаковке

Полимер

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) Полипропилен (ПП) Полиэтилен (ПЭ) Полистирол (ПС) Поливинилхлорид (ПВХ) Полиэтиленнафталат (ПЕН) Полиамид (ПА) Циклополиолефины (СОС) Поливиниловый спирт (ПВС) Этиленвиниловый спирт (ЭВОН) Поливинилиденхлорид (ПВДХ) Жидкокристаллические полимеры (ЖК) Полихлортрифторэтилен Aclar

Проницаемость О2 при 23 ℃, 50 или 0% RH [см3∙мм / м2∙день∙атм]

Проницаемость Н2О при 23 ℃, 85% RH [г∙мм / м2∙день]

1–5 50–100 50–200 100–150 2–8 0,5 0,1–1 (сухой) 100–150 0,02 (сухой)

0,5–2 0,2–0,4 0,5–2 1–4 1–2 0,7 0,5–10 0,5–0,8 30

0,001–0,01 (сухой)

1–3

0,01–0,3

0,1

0,05–0,1

0,05

0,6

0,02–0,002

Активная барьерная упаковка основана на возможности компонентов упаковочного материала взаимодействовать с компонентами продукта внутри упаковки с целью предотвращения процессов, приводящих к потере качества продукта. Ингибирование окисления липидов антиоксидантами из активной упаковки имеет большое значение для защиты пищевых продуктов с высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот [12]. Могут быть задействованы два альтернативных подхода:  саше и подушечки, которые содержат компоненты (например, железо), поглощающие кислород, помещают непосредственно в упаковку;  активные ингредиенты содержатся в упаковочном материале, как в депо, и могут высвобождаться с контролируемыми скоростями. В последнее время большее предпочтение отдают второму типу упаковки, где активные компоненты составляют часть упаковочного материала. Это помогает минимизировать риск загрязнения пищевых продуктов компонентами внешних агентов – прокладок и саше.

74


Другим вариантом избавления от избыточного кислорода может быть использование эвакуации и промывки инертным газом, например, N 2. Однако иногда даже после промывки остаточный кислород, оставшийся после механической упаковки, может инициировать окисление. Самыми современными подходами являются:  применение смесей полимеров, в которых дискретную фазу составляет компонента, способная активно реагировать с кислородом (например, полибутен и его сополимеры с добавками катализаторов в ПЭТФ матрице);  полиолефиновые пленки, содержащие соединения железа, активно окисляющиеся, поглощая кислород;  многокомпонентные системы, которые после формирования герметичной упаковки подвергают УФ облучению; при этом фотоинициатор, содержащийся во внутренних цепях, вызывает реакции окисления одного из компонентов, в которых расходуется остаточный кислород. Буквально за последние 2–3 года было опубликовано много работ, посвященных использованию наноматериалов в активной барьерной упаковке. Они могут вводиться как в саму композицию, так и в поверхностные слои, нанесенные методом соэкструзии или полива [12–13]. Очевидно, что такая упаковка может легко подвергаться вторичной переработке. Однако при этом следует учитывать, что отложенные эффекты активных нанодобавок в полимерах для здоровья человека и окружающей среды пока не изучены.

Рис. 4. Барьерные характеристики основных полимеров, применяемых в производстве упаковки на фоне области, оптимальной для большинства продуктов [9]

75


Сравнивая активную и пассивную барьерную упаковку, следует признать, что для большинства применений пока предпочтительна последняя. И все же лишь немногие полимеры способны удовлетворять запросы по барьерным свойствам, необходимым для обеспечения сохранности большинства продуктов. Это ясно видно из сравнения рис. 3 и 4 [9]. Выходом из данной ситуации является применение многослойных систем, в которых сочетаются барьерные характеристики отдельных слоев, а также достигается необходимая механическая прочность, возможность сваривания и т.д. Поскольку большинство полимеров несовместимы и имеют различную температуру переработки, многослойные системы с их участием невозможно получать в одну стадию, используя метод соэкструзии. Если говорить о жестких и полужестких пленках, которые предполагается в дальнейшем использовать в процессе термоформования, то их получают путем ламинирования, обеспечивая следующую структуру (рис. 5). Внешний слой может выполнять одновременно барьерную функцию, тогда пленка имеет три слоя, но адгезив обязательно присутствует.

Рис. 5. Структура многослойных барьерных пленок

Изредка может использоваться двухслойная пленка, например ПВХ с нанесенным поливом внутренним ПВДХ слоем для фармацевтической блистерной упаковки, однако в пищевой промышленности в промышленных масштабах применение двухслойных пленок для последующего термоформования нам пока не известно. Барьерные свойства многослойных пленок обычно оценивают как результат сложения проницаемостей различных слоев: d/P = d1/P1 +d2/P2+…., где d – толщина слоя, а P – проницаемость слоя. Однако подобный подход не учитывает особых свойств на границах раздела слоев. В процессе термоформования происходит неравномерное утоньшение всей пленки. В результате проницаемость отдельных участков существенно повышается. Компания «Клекнер Пентапласт» разработала программу BlisterPro® XCEL для расчета изменений барьерных свойств барьерных пленок для фармацевтических товаров. Однако там акцент сосредоточен на падении водопроницаемости, так как для большинства современных лекарственных

76


форм именно этот параметр является критическим. Достаточно полное исследование изменения проницаемости кислорода при формовании монопленок ПЭТФ, ПП в сравнении с ламинатами ПЭТФ/ЭВОН/ПЭ, ПП/ПВДХ/ПП, ПП/ЭВОН/ПП; ПС/ЭВОН/ПС; ПА/ПЭ; ПЭТФ/ПЭ/ЭВОН/ПЭ; ПА/ЭВОН/ПА было осуществлено при формовании контейнеров глубиной 25, 50 и 75 мм. Показано, что снижение проницаемости несколько превосходит теоретически рассчитанную, исходя из изменений средней толщины слоя. При этом в барьерных пленках этот эффект не был более выраженным, то есть. утоньшение различных слоев, по мнению авторов, происходило равномерно [15]. Данные результаты вызывают явные сомнения. Так, сами авторы подтвердили хорошо известный факт того, что при термоформовании уменьшение толщины происходит неравномерно и зависит от использованной технологии, геометрии формы, режимов и т.д. Они установили, что в их экспериментах толщина снижалась на 90 %. Ожидать, что более тонкий барьерный слой при этом избежит образования микротрещин, проблематично. Так, система BlisterPro® XCEL показала, что при плохой конструкции формы, малых радиусах и близких расстояниях между ячейками внутренний барьерный слой на отдельных участках способен критически нарушаться [16]. К аналогичным выводам пришли и авторы работы [9], исследуя снижение свойств барьерного покрытия на ПЭТФ в процессе термоформования, а также авторы [17], исследовавшие снижение барьерных функций при термоформовании ламинатов ПП/адгезив/ПА/адгезив/ЛДПУ и ПП/адгезив/ПА/ЕВОН/ПА/адгезив/ПЭ. При этом максимальное увеличение проницаемости О2 составляло 8,5 раза для 5-слойных пленок и 35 раз для пленок с ЕВОН. Это означает, что барьерные свойства ЕВОН фактически нивелируются. Имеющийся у нас опыт термоформования жестких ламинированных пленок также указывает на то, что деформация слоев происходит неравномерно. Анализируя применяемые на рынке жесткие пленки ПВХ/ПЭ и ПЭТФ/ПЭ, следует признать, что основную барьерную функцию выполняет слой ПЭТФ или ПВХ, а ПЭ обеспечивает приварку с верхним слоем гибкой пленки, также состоящей из нескольких слоев (табл. 2). Таблица 2. Увеличение проницаемости О2 после термоформования пленок толщиной 0,4 мм, размер лотка 187×137×50 мм

Проницаемость О2 при 23 ℃, 50 или 85 % RH [см3∙мм / м2∙день∙атм] после исходная формования

Материал упаковки

ПЭТФ/ПЭ (350/50) мкм ПЭТФ/ПЭ/ЕВОН/ПЭ (300/35/15/50) мкм ПЭТФ мкм

77

11,5 1,5

34,0 22,0

14,0

25,0


Возвращаясь к началу доклада, следует признать, что ламинаты являются самым вредным для окружающей среды материалом, поскольку практически не поддаются вторичной переработке из-за трудности разделения на компоненты. Правда, в этом году нам попалось на глаза сообщение индийских авторов о том, что они подобрали компатибилиторы и успешно перерабатывают ламинаты ПЭТФ/ПЭ и ПЭТФ/ПП в садовую мебель. В это сложно поверить. Альтернативой является переход от многослойной упаковки к монопленкам, содержащим тонкие слои, обеспечивающие приваривание к контейнерам из ПВХ и ПЭТФ. То есть использование термоформованной тары, прежде всего из ПЭТФ (вторичная переработка которого наиболее налажена), и при использовании крышек из термосвариваемого ПЭТФ в большинстве случаев вполне удовлетворяет требования к барьерной упаковке и соответствует тенденции к увеличению экологичности упаковки и ее экономичности. Литература 1. Lingle Rick. What in the world of food waste and packaging is it? / Rick Lingle // Food Packaging. – 2016. – V. 20, № 12. – P. 33–34. 2. A Study of Packaging Efficiency as it relates to Waste Prevention. – The ULS Report, Jan 2016, Loisville, CO. – Access: www.use-less-staff.com 3. Packaging in the Sustainability Agenda – A Guide for the Corporative Decision Makers. – ECR Europe, 2016. – 46 p. 4. Oever Martien van den. Bio-based and biodegradable plastics – Facts and Figures / Martien van den Oever, Karin Molenveld, Maarten van der Zee, Harriëtte Bos // Food&Biobased Research, Wegeningen UN, 2016. – 65 p. 5. Mertanen Otto. Innovation Opportunity mapping MFC films as a packaging barrier / Otto Mertanen. – KTH Industrial Engineering and Management. – Stockholm, 2015. – 47 p. 6. Reiners @International Trends in Plastic Packaging and Processing@ GPCA PlastiCon 2017 (9-10 April 2017, Abu Dhabi, UAF) 7. Kelly S. Packaging Sustainability in Consumer Companies in Emerging Markets: Final Report / S. Kelly, H. Lewis, A. Atherton, J. Downes, J. Wyndham, D. Giurco // Institute for Sustainable Futures, UTS, 2016. 8. Tullo A.H. The cost of plastic packaging / A.H. Tullo // Chemical& Engineering News. – 2016. – V. 94, № 41. – P. 32–37. 9. Schmid M. Next generation of bio-based packaging solutions / M. Schmid // Conf. Mater. Food packaging solutions for the future? (London, 19th of November 2015). 10. Lange J. Recent Innovations in Barrier Technologies for Plastic Packaging – a Review / J. Lange, Y. Wyser // Packaging Technology and Science. – 2003. – № 16. – P. 149–158.

78


11. Kumar V. Comparison of nano- and microfibrillated cellulose films / V. Kumar, R. Bollström, A. Yang, Q. Chen, G. Chen, P. Salminen, D. Bousfield and M. Toivakka // Cellulose. – 2014. – V. 21, № 5. P. 3443–3456. 12. Rooney M. Oxygen-scavenging packaging / M. Rooney // Innovations in Food Packaging (1st edition) / J.H. Han (ed.). – San Diego: Academic Press, 2005. – P. 234–276. 13. Rudusin T.I. Antimicrobial nanomaterials for food packaging applications / T.I. Rudusin et al // Food and Feed Research. – 2016. – V. 43, № 2. – P. 119–126. 14. Elgadir M.A. Application of nanotechnology in meat packaging, review / M.A. Elgadir // Int. J. Innov. Sci, Engineering & Technology. – 2017. – V. 4, № 4. – P. 267–272. 15. Buntinx Mieke. Evaluation of the Thickness and Oxygen Transmission Rate before and after Thermoforming Mono- and Multi-layer Sheetsinto Trays with Variable Depth / Mieke Buntinx et al // Polymers. – 2014. – V. 6. – P. 3019–3043. 16. Forcinio H. Building a Barrier in Solid-Dosage Drug packaging / H. Forcinio // Pharmaceutical Technology. – 2015. – № 1. – P. 56–58. 17. Crippa A. Evaluation of Multilayer Thermoformed Films for Food Packaging / A. Crippa et all // Polymer-Plastics Technology and Engineering. – 2008. – V. 47. – P. 991–995. 18. Sundraman P.M. Mixed Plastics Film Laminate Recycling – Need of the Hour / P.M. Sundraman // Pluss Polymers Pvt. Ltd News 2017. – P. 7–13.

79


Паковання з гнучких пакувальних матеріалів (оптимізація раціонального співвідношення геометричних параметрів) Б.В. Дурняк, д.т.н., Українська академія друкарства, м. Львів; О.І. Млинко, Національний університет «Львівська політехніка»; П.І. Бегень, к.т.н., Українська академія друкарства, м. Львів Сьогодні паковання є незамінним у вирішенні проблеми збереження харчової продукції, її транспортування, зручного та ефективного споживання. Потенціал світового пакувального ринку становить понад $ 800 млрд, при цьому частка паковання з паперу й картону в загальному обсязі продукування – 42 %, полімерів – 33%, засобів пакування з металу – 19 % та скла – 6 % [1]. Помітно активізувалося використання паковання з гнучких матеріалів, яке витісняє з ринку інші види на ґрунті об’єктивних причин: воно у 4–5 разів легше за пляшки з ПЕТФ, у 5–8 разів – за банки з алюмінію, у 20–25 разів – за банки з жерсті, у 50–80 разів – за скляні пляшки [2]. Зростання виробництва паковання з гнучких матеріалів актуалізувало потребу в пошуку його раціональної конструкції, оскільки напрям мінімізації у використанні матеріалів, енергоресурсів для виготовлення паковання на одиницю упакованої продукції сьогодні найважливіший [3]. Для обґрунтування раціональної конструкції засобів пакування з гнучких матеріалів запропоновано на першому етапі математично виразити їх внутрішній об’єм на підставі технологічного способу виготовлення, а далі – отримати аналітичні залежності, що враховують площу пакувального матеріалу, та дослідити їх на екстремум. Заготовкою такого паковання є Г частина стрічкового матеріалу, з 1 якої формують передню 1 (рис. 1а) 2 та задню 2 стінки, з’єднані h сфальцьованим матеріалом 3 дна. У верхній частині передбачено ПЗК горловину. Геометричні параметb ри такого засобу пакування Д визначають ширина l, висота h та l ЛЗК 3 ширина 2b. Термічним зварюванням уздовж вертикальних а б бокових та нижніх горизонтальних країв переднього 1 та заднього 2 Рис. 1. Паковання з гнучкого матеріалу: конструкція заготовки (а); форма засобу елементів отримують паковання з пакування (б) прямолінійною горловиною Г (рис. 1б) та дном Д за формою еліпса. Виготовлене в такий спосіб дно спричиняє формування лівої ЛЗК та правої ПЗК зовнішніх кишень.

80


Дослідження основного об’єму паковання Виразимо внутрішній об’єм паковання з гнучкого матеріалу, виходячи з його геометричних параметрів [4]: c

Vo   S x dx ,

(1)

a

де a ≤ x ≤ c, а S(x) – неперервна функція, що виражає площу паковання, отриманого умовним його перерізом площиною, перпендикулярною до осі x (рис. 2а). Перетин паковання площиною, паралельною до площини yOz, що проходить через точку x=xі, є еліпс, рівняння якого: y2 z2   1. (2) li2 bi2 З огляду на конструкцію паковання, піввісь li еліпса зберігає умовно постійне значення, а величина півосі bi є змінною. Дослідимо залежність параметра bi від зміни координати x. Перетин паковання площиною xOz є половина обводу еліпса (рис. 2б). Рівняння кривої запишемо у вигляді: x2 z 2   1. (3) h2 b2 z

y

y

b

z li

bi

O

O

x0 П П

x h

x

а б Рис. 2. Схема умовного перетину паковання площинами: паралельно до площини yOz (а); перпендикулярно до площини yOz (б)

Враховуючи, що площа еліпса

x2 , h2 основний об’єм паковання визначаємо за формулою: S e    li  bi    li  b 1 

2 Vo  li  b  h. 4

81

(4)


На практиці формування дна паковання у вигляді еліпса призводить до зміни геометричного розміру довжини заготовки. Якщо половина її довжини становить 0,5l (рис. 3), то довжину горизонтальної півосі еліпса знайдемо з виразу довжини його дуги за однією з наближених формул [5]:

3l1  bl1  3b.

L   3l1  b 

(5)

l1

Рис. 3. Зміна розміру горизонтальної півосі еліпса дна паковання внаслідок заповнення його продукцією

0,5l

З виразу (5) знаходимо: l1 

1  3L 3L2 12b  L  2   4b   20b  2  . 6     

(6)

Оскільки L = 2l, отримуємо: 1  3l 3l 2 6b  l  2 l1    2b   5b  2  . (7) 3      Остаточно, з урахуванням середнього значення довжини горизонтальної півосі еліпса, знаходимо основний об’єм паковання: 2  1 1  3l 3l 2 6b  l   2 Vo   l    2b   5b  2     b  h. (8) 4  4 6        

Дослідження об’єму зовнішніх кишень та корисного об’єму паковання «Формування» дна паковання супроводжується утворенням лівої та правої зовнішніх кишень (рис. 1б), фрагмент поверхні ABDC (рис. 4) яких є коноїдальною поверхнею Ф. Фрагмент поверхні коноїда Ф є геометричне місце точок кінців векторів  r (u, v) , відкладених від початку координат, аргументи u і ν вектор-функції називаються криволінійними координатами на Ф [6] і за умовою нашої задачі змінюються в межах 0  u   ; 0   1 . 2

82


x z C b Ф A

B D y b

l1

Рис. 4. Форма частини зовнішньої кишені паковання

Рівняння коноїда запишемо в параметричному вигляді:  x  b  cos u    y  l1  cos u .  z  b  sin u 1     Для обчислення об’єму тіла Т скористаємося виразом [4]: V   dT   dx  dy  dz . T 

T 

(9)

(10)

Після вираження шуканого об’єму у вигляді поверхневого інтеграла ІІ типу та після математичних перетворень знаходимо об’єм тіла, обмежений фрагментом коноїда: 1 V    b  sin u 1  v b  l1  cos u  sin u  du  dv   b 2  l1 . (11) 6   Зважаючи на те, що знайдений об’єм складає четверту частину від об’єму загальної зовнішньої незаповненої кишені, то: 2 2  3l 3l 2 6b  l  2 Vк  b   2b   5b  2  . (12) 9      Корисний об’єм паковання з гнучких пакувальних матеріалів виразимо як різницю основного об’єму та об’єму загальної зовнішньої незаповненої кишені: 2  l  b  h  2  b  h 2b 2  3l 3l 2 6b  l  2  Vп  Vo  Vk      2b   5b  2  . 16 9       24

(13)

Обґрунтування раціональних геометричних параметрів паковання Для обґрунтування раціональних геометричних параметрів паковання скористаємося виразом для знаходження площі гнучкого пакувального матеріалу:

83


S  2 a  b  h2a  l   8a 2  b  l  4a  l , де а – розмір припуску для формування технологічних швів. З урахуванням (13) останній вираз набуває вигляду:

(14)

S  4a  b  22a  l   2b 2  l 4b 3 1 12b 4  l 2 24b 5  l V     20b 6 2 3 9 9    2  2 2 (15)  l b bl  b 1 2 2 2 3 3 4 4    3b  l    6b  l    5b   16 8 12 24  16a 2  2b  l  8a  l Застосуванням математичного редактора MathСad для розв’язування системи рівнянь частинних похідних  S  F b; l   0, 1  b   S  F2 b; l   0  l

отримано раціональні значення геометричних параметрів: половини ширини b (рис. 5а), довжини l (рис. 5б) та висоти h (рис. 5в) оптимізованого паковання з гнучкого пакувального матеріалу з урахуванням припусків на технологічні шви. V, 3 cм

2000

V, 3 cм

2000

1750

1750

1750

1500

1500

1500

1250

1250

1250

1000

1000

1000

750

750

750

500

500

500

250

250

b, см

0 3

4

5

6

7

V, 3 cм

2000

250

l, см

h, см

0

0

8

10

а

12

б

14

16

18

8

10

12

14

16

18

в

Рис. 5. Графіки залежності внутрішнього об’єму паковання з гнучкого матеріалу від його параметрів: розміру сфальцьованого дна (а); довжини (б); висоти (в)

Як видно з графіків, фіксований об’єм паковання передбачає використання гнучкого пакувального матеріалу для продукування заготовок з фіксованими

84


розмірами ширини дна, довжини та висоти, що реалізує матеріалоощадне виробництво такого засобу пакування. Висновки Паковання з гнучких пакувальних матеріалів активно витісняє з ринку засоби пакування інших видів через об’єктивні причини. Нарощування обсягів його продукування актуалізувало задачу з пошуку його раціональної конструкції задля мінімізації використання пакувальних матеріалів. Дослідженням конструкції паковання з гнучкого матеріалу встановлено, що його осьовими перетинами взаємно перпендикулярними площинами є еліпс та його складова. Корисний об’єм паковання з гнучких пакувальних матеріалів математично виражено як різницю основного об’єму та об’єму загальної зовнішньої незаповненої кишені у вигляді коноїдів. Шляхом застосування математичного редактора MathСad розв’язано систему рівнянь частинних похідних, прирівняних до нуля, та отримано раціональні значення геометричних параметрів: ширини, довжини та висоти оптимізованого паковання з гнучкого пакувального матеріалу з урахуванням припусків на технологічні шви. Література 1. Александров А.М. Перспективы упаковки для пищевых продуктов (от глобальных мегатрендов к практике производства) // Упаковка. – 2015. – № 4. – С. 26–30. 2. Мірошник І.М. Розумна упаковка допоможе нагодувати світ // Упаковка. – 2015. – № 6. – С. 9−11. 3. Кривошей В.М. Сьогодення та майбутнє упаковки в Україні (стан та шляхи вдосконалення) // Упаковка. − 2006. − № 1. − С. 22−26. 4. Фихтенгольц Г.М. Основы математического анализа : в 2 т. / Г.М. Фихтенгольц. – М. : Наука, 1968. – Т. 2. – 463 с. 5. Кудрявцев Л.Д. Математический анализ / Л. Д. Кудрявцев. – М. : Высшая школа, 1973. – Т 2. – 470 с. 6. Розендорн Э.Р. Теория поверхостей : курс лекций / Э.Р. Розендорн. – М. : Изд-во Москов. ун-та, 1972. – 204 с.

85


Инновационные упаковочные решения DuPont для снижения потерь мясных продуктов А.О. Козлов, ООО «Дюпон Украина», г. Киев

86


87


88


89


90


91


92


93


94


Барьерный адгезив ADCOTE™ L86-500 – новые возможности вторичной переработки ламинатов А.М. Александров, Dow Europe GmbH, г. Киев

95


96


97


98


99


100


101


102


103


Решения PolyOne для гибкой упаковки А.А. Волощук, ООО «ЛБЮ-ТЕХ», г. Киев PolyOne – мировой лидер в разработке технических решений в области производства полимерных изделий. Штаб-квартира компании находится в США в г. Эвон-Лэйк (штат Огайо), офисы и производственные площадки – в Южной Америке, Европе и Азии (рис. 1–2). Количество сотрудников, работающих на 80 заводах во всем мире, превышает 7,6 тыс. человек. Оборот компании в 2016 г. составил более $ 3,4 млрд.

Рис. 1. Расположение штаб-квартир компании PolyOne

В Европе PolyOne также представительствами (рис. 2).

представлен

заводами

и

торговыми

Рис. 2. Расположение заводов и торговых представительств PolyOne в Европе

104


Важной частью деятельности продуктов (рис. 3).

компании

является разработка

новых

Рис. 3. Показатель индекса инноваций

В показателе 44,3 % указаны как абсолютно новые разработки, так и обновленные рецептуры, дополненные и улучшенные современными активными компонентами. Продукты компании PolyOne применяются во многих сферах промышленности (рис. 4).

Рис. 4. Сферы применения продуктов PolyOne

105


Разработка новых решений для гибкой и жесткой полимерной упаковки является одним из самых ответственных и инновационных направлений работы компании. PolyOne всегда готов к разработке новых инновационных продуктов (рис. 5).

Рис. 5. Подход PolyOne к разработкам новых продуктов

Специалисты по разработке красителей и добавок в подразделении Color & Additives компании PolyOne, обладающие опытом работы на различных рынках и в разных областях применения продуктов, всегда выбирают наиболее подходящее, экономически эффективное решение для установленных требований. Команда, занимающаяся исследованиями и инновациями, работает над новыми технологиями, которые позволяют получить новый уровень применения продукции PolyOne. Новая продукция тестируется и совершенствуется в лабораториях и инновационных центрах компании. PolyOne имеет широкий ряд производственного и лабораторного оборудования (рис. 6):  оборудование по типу применения;  моделирование процесса экструзии;  использование экспериментального оборудования;  быстрые изменения и выход на рынок. Для производства гибкой и жесткой упаковки компания PolyOne предлагает концентраты красителей на базе различных полимерных носителей со множеством различных эффектов (рис. 7).

106


Рис. 6. Производственное и лабораторное оборудование

S

Рис. 7. Разнообразие решений PolyOne по концентратам красителей

107


Одной из новинок PolyOne, которые были представлены на выставке К2016, являются красители, имитирующие 3D-визуализацию на поверхности упаковки (рис. 8).

Рис. 8. Пример применения технологии использования красителей с 3D эффектом

Компания PolyOne совместно с Merck KGaA (Дармштадт, Германия) разработала новую технологию IM3D, которая реализует необычные 3Dизображения на упаковке и корпусах электронных приборов. По технологии IM3D производители могут создавать поверхности, которые имеют глубину и структуру, хотя они абсолютно плоские. Ранее необходимо было преодолеть несколько этапов обработки, чтобы создать такой эффект на поверхности полимерного изделия. Теперь 3D-вид создается всего за один шаг во время процесса литья под давлением. Поразительный эффект превращает упаковочные элементы – крышки или полимерные корпусы – в привлекающие внимание визуальные «ловушки». Владельцы и производители брендов могут использовать технологию IM3D от Merck KGaA на своих премиальных продуктах и тем самым обойти конкурентов. Технология IM3D может быть включена в стандартные линии литья под давлением. Она стала возможной благодаря объединению опыта Merck KGaA в разработке пигментов с опытом разработки цвета PolyOne. Компания PolyOne также предлагает своим клиентам воспользоваться инновационным центром InVisio, в котором маркетологи ведущих производителей совместно с специалистами PolyOne разрабатывают цветовые тренды. Для дизайнеров InVisio предлагает ежегодные цветовые прогнозы, регулярные отчеты о тенденциях, дизайнерские идеи и социальное сотрудничество, которые будут вдохновлять и информировать творческий процесс. Наши консультационные услуги по разработке цвета и дизайна также могут поддерживать ваш дизайн-проект, консультируя по управлению цветом и помогая исследовать инновационные варианты цвета и материала (рис. 9).

108


Рис. 9. Каталог цветовых трендов InVisio на 2018 г.

Для маркетологов и менеджеров по маркетингу может быть предоставлена ценная информация, которая поможет более глубокому пониманию того, как разработать концепцию продукта или упаковки, чтобы она соответствовала требованиям целевого рынка. Для менеджеров службы технической поддержки InVisiOSM позволяют упростить процесс проектирования, помогая свести к минимуму производственные проблемы, контролировать затраты на разработку и облегчать более быструю выборку и сроки разработки. Одним из важных компонентов при производстве гибкой и жесткой упаковки являются добавки в основной полимер (рис. 10).

Рис. 10. Концентраты добавок PolyOne для полимерных упаковочных материалов

109


Примеры использования добавок материалов показаны на рис. 11, 12.

PolyOne

для

гибких

упаковочных

Рис. 11. Примеры использования концентратов добавок PolyOne

Технология GraviTech от PolyOne применяется для создания индивидуальной упаковки в парфюмерной и алкогольной индустрии. Использование компаундов GraviTech позволяет:  повысить ценность восприятия по сравнению с традиционными полимерными решениями (более высокий вес и холодное касание);  провести металлизацию поверхности для достижения высококачественной ее обработки.

Рис. 12. Использование компаундов GraviTech от PolyOne для создания премиальной упаковки

Еще одно из подразделений компании PolyOne – GLS Thermoplastic Elastomer – предлагает свои идеи и решения для производства гибкой и жесткой упаковки.

110


В производстве защитных пленок специальный адгезионный слой можно получить использованием компаунда Versaflex PF производства PolyOne. Он специально разработан для производства соэкструдированных защитных пленок. С его помощью легко обеспечивать адгезию. Он хорошо очищается и удаляется без какого-либо остатка. Преимущества Versaflex PF: • хорошая адгезия (рис. 13); • одностадийный производственный процесс (совместная экструзия); • устраняет вторичное покрытие и сушку; • устраняет опасные жидкие химические вещества по сравнению с системами растворителей; • снижает затраты на конвертирование по сравнению с клейким покрытием; • снижает потребление энергии.

Рис. 13. Адгезионные свойства компаунда Versaflex PF

Рынки и применения: • автомобильная и другая транспортная техника; • оптические пленки и дисплеи бытовой техники; • бытовая техника; • металлические изделия и строительные материалы; • мебель и шкафы.

111


Новые технологии «Хенкель» в контексте стратегии Save Food Г.С. Россихин, ООО «Хенкель Украина», г. Киев Вопросы обеспечения пищевыми ресурсами населения планеты Земля с каждым годом становятся все более актуальными и острыми. Ведут к этому два параллельных процесса: увеличение численности жителей планеты и уменьшение возможностей экосистемы обеспечивать их пищевыми ресурсами из-за их истощения, вызванного в значительной степени глобальными факторами антропогенного характера. Например, при условии сохранения нынешних темпов роста населения и структуры потребления ресурсов, уже через 50 лет для удовлетворения потребностей населения планеты Земля понадобятся ресурсы трех наших планет. Кроме этого, в связи с неравномерной плотностью населения, обостряется проблема перемещения пищевых ресурсов из относительно благополучных регионов в густозаселенные регионы с минимальной доступностью пищевых ресурсов. Обозначенные проблемы выдвигают новые вызовы для пищевой промышленности в целом и, что наиболее актуально в контексте конференции, к сегменту упаковочной индустрии для пищевых продуктов. Современная упаковка должна обладать сочетанием трудносовместимых и противоречивых свойств:  способность сохранять пищевой продукт в течение длительного срока без значительного снижения качества, что должно достигаться за счет улучшения качества упаковки в двух направлениях – снижение воздействия окружающей среды на продукт-наполнитель посредством повышения барьерных свойств упаковки и элиминация негативных влияний (миграций потенциальных контаминантов) самой упаковки на упакованный пищевой продукт;  доступная стоимость;  возможность утилизации с незначительными затратами или (и) биоразлагаемость;  возможность реализации широкого спектра дизайнерских идей и методов защиты от подделок. Определяя приоритетность и сравнительную важность выполнения указанных требований, очевидно, можно прийти к выводу о том, что главное и обязательное свойство упаковки для пищевых продуктов – это все-таки обеспечение максимальной их сохранности. Следовательно, стоит рассмотреть вопросы безопасности, т.е. отсутствия миграций возможных контаминантов в пищевой продукт-наполнитель из упаковки применительно к используемым в ней адгезивам. Для этого будут проанализированы требования европейского законодательства, возможности и подходы компании «Хенкель» к вопросам минимизации рисков миграции потенциальных контаминантов, а также примеры новейших продуктов и

112


технологий «Хенкель» обеспечивающие упаковки для пищевых продуктов.

максимальную

безопасность

Требования законодательства ЕС Существует достаточно распространенное мнение о том, что законодательство ЕС не предъявляет специальных требований к клеям, входящим в состав материалов упаковки для пищевых продуктов и находящимся в непосредственном контакте с пищевыми продуктами. Однако это не совсем так (рис. 1).

Рис. 1. Требования нормативов ЕС к упаковке и ее элементам

Тем не менее, несмотря на то что не существует специфических требований к клеям, на них распространяются общие требования к материалам, находящимся в прямом контакте с пищевыми продуктами:

В главе 3 регламента GMP Regulation (EC) No 2023/2006 указывается на то, что любые материалы, входящие в состав упаковки для пищевых продуктов, не должны негативно влиять на здоровье человека, а также на сохранность и вкусовые свойства пищевых продуктов. Для осуществления этих предписаний нужно выполнить следующие условия:  внедрить систему, обеспечивающую высокий уровень качества;  постоянно контролировать все качественные параметры;  иметь соответствующую документацию.

113


Возможности и подходы компании «Хенкель» к вопросам оценивания и декларирования рисков безопасности упаковки для пищевых продуктов Согласно Европейскому законодательству, посвященному прямым контактам различных материалов с пищевыми продуктами, каждый участник производственной цепочки, начиная с поставщиков сырьевых компонентов и заканчивая предприятием, осуществляющим фасование, должен оценивать риски безопасности пищевых продуктов. Компания «Хенкель» создала собственную уникальную систему всестороннего оценивания рисков и передачи этой информации клиентам, чтобы максимально облегчить их часть работы по оцениванию и минимизации рисков. Была имплементирована триединая система безопасности, включающая в себя: 1) оценивание и исследование информации предоставляемой поставщиками; 2) аналитические исследования, позволяющие отследить как качество сырьевых компонентов, так и качество готовой продукции; 3) оценивание рисков с точки зрения токсикологии, т.е. влияния непосредственно на здоровье человека. Эта система позволяет сохранять полный контроль над ситуацией в случае, если поставщик сырьевых компонентов не может предоставить необходимый объем информации или же клиенту компании «Хенкель» необходимо обеспечить специфические, уникальные меры контроля безопасности конечного продукта. Непосредственным результатом действия этой системы является декларация по прямым контактам с пищевыми продуктами, созданная для каждого адгезива «Хенкель». Эта декларация основана на требованиях национальных законодательств и нормативах ЕС и содержит результаты тестов на миграцию, токсикологическую оценку потенциальных контаминантов и моделирование ситуации неблагоприятного стечения обстоятельств с миграциаями критических компонентов в продукт-наполнитель. Именно развернутость и разносторонность информации отличает декларацию «Хенкель» от стандартной декларации на контакт с пищевыми продуктами. Декларация «Хенкель» содержит объяснения, базирующиеся на действующих законодательных актах для прямых контактов с пищевыми продуктами (Framework, GMP), четкое разделение рисков между «Хенкель» и клиентом (например, на основании тестов на миграцию и изменения органолептических свойств), полное описание всех условий теста на миграцию, а также дополнительные разделы, посвященные NIAS, компонентам минеральных масел (MOSH, MOAH) и POSH.

114


Рис. 2. Декларация «Хенкель»

SML-таблица, входящая в состав каждой декларации, содержит информацию о всех компонентах адгезива. Она состоит из списка законодательных нормативов (Plastics Regulation) и предельных концентраций компонента на 1 кг, исключающих риск негативного влияния на здоровье человека. Например:

Кроме того, декларация оценивает соответствие материала требованиям к элементам упаковки, находящимся в прямом контакте с пищевыми продуктами, применительно к нормативам США (FDA USA). Чтобы клиент мог сделать выводы о применимости результатов стандартных тестов на миграцию к специфическим условиям, в которых будет находиться адгезив в составе материала упаковки для пищевых продуктов, декларация содержит развернутое описание условий, в которых проводились тесты на миграцию различных критичных компонентов. Детальная информация о номенклатуре и количестве так называемых побочных компонентов – NIAS (Non Intentionally Added Substances), входящих в состав декларируемого продукта, является уникальной особенностью деклараций «Хенкель». Отдельным разделом декларации представляется информация о содержании различных фракций минеральных масел (MOSH & MOAH). Инициативы «Хенкель» в области пищевой безопасности Для обеспечения наших клиентов возможностью безопасно производить упакованные пищевые продукты компания «Хенкель» разработала специальный портал. Здесь предоставлены адресные рекомендации клиентам по обеспечению максимальной пищевой безопасности посредством:  использования безопасных материалов;  применения безопасных технологических процессов;

115


 проведения эффективного контроля параметров, влияющих на пищевую безопасность продукции в целом. На портале доступна серия специальных обучающих вебинаров, дающая полную систему знаний о природе и возможных факторах, которые влияют на пищевую безопасность. Кроме того, на портале пользователи могут получить ответы на самые разнообразные вопросы касательно пищевой безопасности от экспертов компании «Хенкель» в данной области. Наиболее актуальная тема: минеральные масла В течение последних лет тема загрязнения пищевых продуктов минеральными маслами становится все более значимой. Обусловлено это результатами многочисленных исследований и неоднократными публикациями в прессе, однозначно указывающими на потенциальный вред здоровью человека, исходящий от этих контаминантов. Опубликовано значительное количество информации о зафиксированных случаях превышения допустимой концентрации различных фракций минеральных масел, обнаруженных, как правило, в кондитерских изделиях. Эти факты не могли не найти отражения в новейших нормативах ЕС.

Данный документ содержит однозначное требование о строгом контроле содержания минеральных масел в материалах, непосредственно контактирующих с пищевыми продуктами. Основной задачей на начальном этапе процесса было создание корректного и полного определения понятия «минеральные масла». К сожалению, под определение «минеральные масла» подпадает не одно химическое соединение с определенным химическим составом, а целая группа очень сложных смесей углеводородов с разнообразнейшими углеродными структурами и их количественными вариациями. Соответственно, с учетом вышеназванных особенностей, для определения этого класса контаминантов невозможно подобрать какую-то определенную и полностью корректную химическую дефиницию. В процессе работы над данной проблемой исследователи столкнулись со следующими сложностями:  невозможность разделить смесь минеральных масел на составляющие;  значительные технические сложности при проведении анализа;  как следствие этих двух факторов, значительные сложности с проведением оценки токсикологических рисков. В результате многократных обсуждений и консультаций было принято решение обсуждать проблему в контексте трех фракций: POSH / MOSH / MOAH:

116


POSH (polyolefin oligomeric saturated hydrocarbons) – олигомеры класса полиолефинов, источником которых являются полиэтилен и полипропилен разных марок; MOSH (mineral oil saturated hydrocarbons) – парафиновые нафтаны; MOAH (mineral oil aromatic hydrocarbons) – ароматические соединения. Как можно видеть, в связи с химической родственностью MOSH и MOAH, отсутствует возможность дифференцировать эти соединения на аналитическом уровне. Принимая во внимание обозначенные выше сложности и специфику возможных проблем, а также имея значительный опыт в их решении, компания «Хенкель» создает адгезивы, предназначенные для прямых контактов с пищевыми продуктами, применяя технологии и материалы, которые исключают риски, описанные выше. В качестве примера можно привести группу клеев-расплавов под общей торговой маркой TECHNOMELT® Supra. Данная группа продуктов выпускается на производственных предприятиях компании «Хенкель» в строгом соответствии с нормативами GMP. Для обеспечения максимальной пищевой безопасности при применении этой группы продуктов ведется строгий мониторинг всех компонентов, которые могут содержать критические соединения. Еще на этапе проектирования каждого из продуктов данной группы были исключены все сырьевые компоненты и те процессы, которые могут привести к появлению в адгезиве известных к настоящему времени критичных контаминантов. Еще одним примером ответственного подхода компании «Хенкель» к вопросам пищевой безопасности является разработка и внедрение в производство группы клеев для ламинации, произведенных по технологии ультрамалого применения мономеров Ultra Low Monomer Technology. Данная технология на сегодняшний день обеспечивает очень незначительный период миграции и, соответственно, минимально возможный риск миграции первичных ароматических аминов в пищевые продукты.

Рис. 3. Изменение РАА при различных технологиях

117


Кроме того, обладая высокой устойчивостью к высокой температуре и химически агрессивным наполнителям, продукты этой группы минимизируют риски контаминации пищевых продуктов вследствие так называемой обратной реакции – реакции деполимеризации полиуретановых клеев и, как результат, появления олигомеров и мономеров свободно мигрирующих в теле упаковки. Разработчики данных клеев значительное внимание уделяли также токсикологической безопасности продукта в процессе переработки, поэтому в состав данных продуктов не входят компоненты R40/H351 обладающие повышенной летучестью и несущие угрозу здоровью операторов. Указанные выше примеры и подходы компании «Хенкель» являются очень важными. Вместе с другими мероприятиями, проводимыми компанией «Хенкель», они направлены на реализацию стратегии программы Save Food. Специалисты компании продолжают активные исследования по многим направлениям. Их целью является улучшение всех свойств материалов упаковки для пищевых продуктов и максимально эффективного использования средств наших клиентов, выделяемых на производство упаковки. Для получения детальных ответов на все вопросы касательно текущего спектра выпускаемой продукции и технологий необходимо обращаться в локальные представительства компании «Хенкель» или в центральный офис в Дюссельдорфе (Германия). Мы искренне надеемся, что опыт и компетенции компании «Хенкель» помогут нашим клиентам решить проблемы оценки и контроля рисков пищевой безопасности.

118


Стан і тенденції розвитку паковання з картону в світі та Україні І.І. Регей, д.т.н., Я.М. Угрин, к.т.н., Українська академія друкарства, м. Львів «Ода» картонним коробкам «Сама коробка – не лише одяг, і це не тільки про рівність, а ще про якість життя, упевненість і повагу до материнства…» – таке порівняння було озвучене в телевізійному ефірі «ТСН. Тиждень» від 7 травня 2017 р. [1]. Мова йшла про Фінляндію, уряд якої традиційно виділяє сім’ям коробки з корисними дрібничками для немовлят. На таку коробку має право кожна фінська родина незалежно від статків, професій, розміру житла чи чогось іншого. Вона – символ рівності: усі діти мають однаковий старт у житті. Почали роздавати коробки ще в 1937 р., коли вони були вкрай потрібними та сприяли виживанню немовлят під час Радянсько-Фінської війни. Коробку надсилають поштою. Вона містить, за цьогорічною версією, 52 предмети (рис. 1а), які пройшли кілька ступенів перевірки якості. Замість коробки родина може взяти грошовий еквівалент – € 140. Крім того, картонна коробка може стати теплим і затишним ліжечком (рис. 1б).

а

б

Рис. 1. Фото з відеосюжету про картонні коробки для немовлят: склад коробки (а); використання коробки як ліжечка (б)

Приклад допомагати родинам з немовлятами взяли інші держави: Шотландія, Нова Зеландія, ПАР, Індія, Канада. Можна з упевненістю констатувати, що картонні коробки – це не тільки «материнський набір», а ще й символ гордості держави. Погляд у майбутнє Компанія Smithes Pira опублікувала звіт з довгостроковими прогнозами про майбутнє пакувального ринку до 2026 р. [2]. Проведені дослідження засвідчують, що загальний світовий обсяг ринку паковання зросте з $ 806,3 млрд в 2016 р. до $ 1162,1 млрд в 2026 р. за середньорічного приросту

119


3,8 %. Важливу роль у забезпеченні такого зростання відіграватиме дизайн паковання. У 2 звіті зазначено, що на 603,628 млн км 187,12 млрд м2 Площа України розвиток індустрії пакоПлоща шести вання впливатимуть пообластей України літичні, економічні, соціальні та технологічні фактори. У той же час майбутнє дизайну паковання у 2021–2026 рр. буде формуватися, з Рис. 2. Частка площі шести областей (Одеської, одного боку, технолоДніпропетровської, Чернігівської, Харківської, гічними, а з другого – Житомирської, Полтавської) від загальної площі України споживчими тенденціями. Зазначено про вплив на ринковий попит і на тенденції в розвитку дизайну паковання таких факторів, як зручність використання продукції в пакованні, дохід споживачів, здоров’я та добробут, число домогосподарств, що складаються з однієї людини. Політичне середовище завжди буде впливати на пакувальну індустрію та дизайн паковання через ініціативи, законодавство й регулювання в питаннях екології, таких як екологічна стійкість, маркування продуктів споживання та безпечність паковання. Важливим фактом є те, що європейський ринок у 2010 р. вперше постав перед ситуацією, коли число пенсіонерів перевищило число тих, хто працює. Вплив цієї тенденції на промисловість стане більш очевидною із часом, оскільки розрив, згідно з прогнозами, збільшуватиметься. Стан і тенденції розвитку паковання з картону в економічно розвинутих країнах У сучасному світі щороку споживається 24,2 млн т паковання з різних сортів картону, а на його виготовлення витрачається 180–185 млрд м2 гофрокартону [3]. Для порівняння: такою площею гофрокартону можна «застелити» 1/3 площі України (Одеську, Дніпропетровську, Чернігівську, Харківську, Житомирську та Полтавську області, площа яких разом становить 187,12 млрд м2) (рис. 2). Найпоширенішими засобами паковання з гофрокартону є ящики (рис. 3а), з картону – коробки та пачки (рис. 3б, 3в), з паперу – мішки та пакети (рис. 3г), що широко використовуються для пакування різноманітної продукції в багатьох сферах виробництва. У наш час виробництво паперово-картонної тари є потужним сектором пакувальної індустрії, частка якого на різних регіональних ринках становить

120


від 30 до 50 % загальної структури паковання на одиницю маси. Протягом багатьох років щорічний приріст його продукування складає від 2,0 до 3,5 % та збережеться, за прогнозами фахівців з пакування, найближчими роками.

а

б

в

г

Рис. 3. Найпоширеніші паперово-картонні засоби пакування: ящик (а); пачка (б); коробка (в); пакет (г)

Комітет об’єднаних німецьких виробників паковання (організація, що об’єднує провідні галузеві об’єднання пакувальників Німеччини) заявив, що в 2015 р. на пакувальному ринку не відбулося серйозних змін порівняно з 2014 р. [2]. Оборот пакувальної продукції зріс у 2015 р. на 1,1 % і склав близько € 32 млрд. За обсягом виготовленої продукції переважало паковання з паперу, картону й гофрокартону із часткою ринку 32 % (рис. 4). Полімерне (44,7 %)

Скляне (7,1 %)

Алюмінієве (7 %)

Жерстяне (9,2 %)

Паперовокартонне (32 %)

Рис. 4. Структура паковання в Німеччині в 2015 р.

Виробництво полімерного паковання порівняно з 2014 р. зросло на 0,5 %. Водночас спостерігався незначний спад в інших сегментах: паковання з алюмінію (–0,8 %), скла (–0,6 %), паперу, картону та гофрокартону (–0,4 %). Паковання з жерсті зафіксувало найбільше зниження (–2 %). За обсягом продажу сегмент паковання з паперу, картону й гофрокартону продемонстрував зниження, порівняно з попереднім роком, на 0,2 %. Згідно з новим дослідженням Freedonia Group, попит на тару з гофрокартону, картону й паперу в США щорічно буде рости на 2,6 % та до 2018 р. досягне показника в $ 39 млрд [4]. Матеріал для виробництва гофротари стає дедалі

121


легшим, а використання паковання «точно за розміром» забезпечує зниження відходів. У період економічної кризи та деякий час після неї кількість виробників гофротари скорочувалася. Проте на даний момент відбувається протилежний процес: виробничі потужності ростуть. реалізовуються нові проекти. Причиною є як зростання внутрішнього виробництва, так і збільшення експорту продукції. У найближчій перспективі попит на гофротару буде рости швидше, ніж на паковання з коробкового картону (рис. 5а, 5б) і складе 3,1 %. Експерти прогнозують споживання у 2018 р. паковання з паперу на позначці $ 510 млн (рис. 5в). млрд $

млрд $ 30 20

млн $

10

600

8

450

6

300

4

10

150

2 0

0

0 2008

2013

2018 (прогноз)

2008

2013

2018 (прогноз)

2008

2013

Роки

Роки

Роки

а

б

в

2018 (прогноз)

Рис. 5. Обсяги споживання в США тари з гофрокартону (а); картону (б); паперу (в)

Зростання спричинене відновленням обсягів у виробничому секторі, особливо в сегменті харчових продуктів та напоїв, фармацевтичних препаратів та інших товарів повсякденного вжитку. Серед інших факторів – покращення перспектив споживчих витрат, пожвавлення в будівельній галузі та зростання інтернет-торгівлі. Стан і тенденції розвитку паковання з картону в Україні Успішний розвиток торгівлі в нашій країні сприяє попиту на тару з гофрованого картону. Для задоволення потреби в такому пакувальному матеріалі в Україні працює понад 80 агрегатів для виготовлення гофрованого картону, сумарна потужність яких складає понад 1 млрд м2 готової продукції [3]. Хоча існують проблеми із забезпеченням підприємств целюлозою та макулатурою, 75–80 % лайнера та флютинга виробляється в нашій країні. «Київський КПК», «Рубіжанський КТК», «Дунапак Таврія», «Жидачівський ЦПК», «Ізмаїльський ЦТК», «Трипільський УК», «Мена Пак», «Геліус», «Картол» – ці 9 зі 150 заводів акумулюють 70 % потужностей із виробництва тари з гофрокартону та задовольняють потребу українського ринку (рис. 6).

122


Окрім того, українські виробники паковання з гофрокартону експортують 8–10 % від загального його виробництва. Монді Пекеджінг Беґс Юкрейн Жидачівський ЦПК

Ельграф Укп Пол Памібро

ММ Графія Україна Рубіжанський КТК

Київ Львів Жидачів Стрий Брошнів

Черкаси

Дніпро

Ізмаїл

Рубіжне ЛунаПак Макіївка

Весна

Олешки

Ізмаїльський ЦТК

Київський КПК Бліц Пак

Профі-Прес Дунапак Таврія

Univest Packaging Марамакс

Рис. 6. Розподіл за регіонами України підприємств з виробництва паперово-картонного пакувального матеріалу та паковання з нього

В Україні високоякісний картон марок хромовий та хром-ерзац не виготовляють, а обсяг виробництва макулатурного становить 70–75% від загального продукування картону (решта припадає на хром-ерзац). Виготовляють такий пакувальний матеріал «Київський КПК», «КартонноПаперова Компанія» (м. Львів), «Жидачівський ЦПК» та дві картонні фабрики в Луцьку. Щорічний обсяг виробництва картону в нашій країні складає 95–120 тис. т, а імпорт – 70–75 тис. т. Серед українських виробників картонного паковання найбільш відомими є підприємства «Укрпол» (м. Стрий), «Бліц-Пак» (м. Київ), «ЛунаПак» (м. Дніпро), «Профі-Прес» (м. Макіївка), «ММ Графія Україна» (м. Черкаси), «Ельграф» (м. Львів). Використання сучасних технологій та оснащення підприємств найновішим технологічним обладнанням забезпечують виробництво високоякісних засобів пакування з картону. Аналіз продукування в Україні паперово-картонної тари засвідчив позитивну динаміку нарощування обсягів. Так, порівняно з 2006 р., у 2012 р.

123


підприємства збільшили випуск гофроящиків, витративши додатково 173 млн м2 пакувального матеріалу (рис. 7а), наростили обсяг продукування картонних пачок та коробок на 17 тис. т (рис. 7б), а паперових пакетів та мішків – на 21 тис. т (рис. 7в). 1000

150 тис. т

2

млн м

750

120 90

500

60 250

30 0

0

2006 2008 2010 2012 2014 2016 Роки

2006 2008 2010 2012 2014 2016 Роки

а

б

150 тис. т

120 90 60 30 0 2006 2008 2010 2012 2014 2016 Роки

Рис. 7. Динаміка виробництва в Україні паковання: ящиків з гофрокартону (а); картонних пачок і коробок (б); паперових пакетів і мішків (в)

в

У 2014 році підприємства пакувальної індустрії продовжили нарощувати обсяги виробництва як ящиків з гофрокартону (додатково, порівняно з 2012 р., було витрачено 20 млн м2 пакувального матеріалу), так і паперових пакетів та мішків – на 4 тис т. Водночас продукування картонних коробок та пачок протягом цього періоду скоротилося на 12 тис. т. У 2016 р. скоротилися (порівняно з 2014 р.) обсяги виробництва: ящиків з гофрокартону – на 7,0 %; картонних пачок та коробок – на 11,3 %; пакетів та мішків з паперу – на 15,4 %. Виконавчою дирекцією асоціації «УкрПапір» підведено підсумки роботи галузі за результатами роботи в листопаді 2016 р. та березні 2017 р. (див. таблицю) [5]. Встановлено, що суттєво зросло виробництво деревної маси (+ 90 %) та ящиків з гофрокартону з 75,6 до 79,44 млн м 2. Проте обсяги випуску такої продукції, як тарний та коробковий картон, скоротилися на 9,0 % і 8,7 % відповідно.

124


Таблиця. Виробництво паперово-картонної продукції в листопаді 2016 р. та березні 2017 р.

Продукція

Деревна маса Папір та картон Тарний картон (включаючи флютинг) Коробковий картон Ящики з гофрованого картону

Од. виміру

Листопад 2016 р.

Березень 2017 р.

Зміна, %

тис. т тис. т

0,1 71,44

0,19 66,06

+90,0 –7,5

тис. т тис. т

41,7 9,0

37,93 8,22

–9,0 –8,7

млн м2

75,6

79,44

+5,1

Вагомий внесок у розвиток ринку паковання з картону та гофрокартону зробив лідер серед вітчизняних підприємств галузі – Київський картоннопаперовий комбінат, на якому працює близько 2500 співробітників. На комбінаті успішно функціонують такі виробництва:  картонне з випуску крейдованого, некрейдованого, тарного картону, спільно з папером для гофрування, загальною потужністю 240 тис. т картону на рік;  паперове з випуску паперу-основи для товарів санітарно-гігієнічного призначення загальною потужністю 70 тис. т паперу-основи на рік;  завод гофротари загальною потужністю 300 млн кв. м гофрокартону на рік. Основною сировиною для виробництва продукції є макулатура. Потужність переробки вторинної сировини становить понад 1500 т на добу. Переробка паперово-картонної макулатури в широкому масштабі вкрай важлива: кожна її тонна зберігає в середньому 17 дерев, понад 227 тис. л води та 225 кВт електроенергії [6]. Серед твердих відходів усіх типів папір та картон мають один із найбільших ступенів переробки. У США в 2010 р. понад 60 % паперу було «повернуто до життя» шляхом переробки. Особливе враження справляє ця цифра в ракурсі факту, що середній споживач використовує близько 272 кг паперової продукції щороку. Картонне паковання на ґрунті результативного розвитку сучасних індивідуальних технологій та техніки продукування продовжує успішно «змагатися» із засобами пакування інших видів за «місце під сонцем». Література 1. Випуск ТСН.Тиждень за 7 травня 2017 року. – Режим доступу: www.tsn.ua/vypusku/vipusk-tsn-tizhden-za-7-travnya-2017-roku-925922.html (дата звернення 25.07.2017) 2. Маркетологи информируют… // Упаковка. − 2016. − № 6. − С. 18−20.

125


3. Кривошей В.Н. Упаковка в украинских реалиях / В.Н. Кривошей. – Львов: Украинская академия печати, 2017. – 288 с. 4. Маркетологи информируют… // Упаковка. − 2016. − № 2. − С. 18−21. 5. Новини асоціації // Асоціація «УкрПапір». – 2017. – Режим доступу: www.ukrpapir.org/news.php (дата звернення 26.07.2017) 6. Переробка паперу – численні переваги для навколишнього середовища // Первый Экологический портал / Новини галузі. – Режим доступу: www.rav.com.ua/news/otrasl/5520 (дата звернення 26.07.2017)

126


Виламування обрізків із відштанцьованих картонних заготовок (експериментальна оцінка технологічних параметрів) С.В. Терницький, к.т.н., Н.М. Кандяк, к.т.н., В.Ю. Олішкевич, Українська академія друкарства, м. Львів Технологічний процес виготовлення картонних паковань – це комплекс послідовних операцій, який залежить від типу паковання, що обумовлюється властивостями продукції, яка запаковується, технічними вимогами до готового картонного паковання, пов'язаними з підготовкою технологічного інструмента й устаткування [1]. Незалежно від типу паковання, технологічний процес передбачає операцію штанцювання [2], під час якої відбувається висікання розгортки паковання з форматного аркуша з одночасним бігуванням чи перфоруванням ліній згину. Сучасне аркушеве штанцювальне устаткування – це високопродуктивне складне та багатофункціональне обладнання, в якому інтегровано окремі операційні модулі задля забезпечення виконання технологічного процесу [1]. Кінцевим продуктом функціонування такого обладнання є плоскі розгортки, однак отримання розгорток картонних паковань не обмежується висіканням контурів та формуванням ліній згину. Картонна заготовка подається в секцію, де після взаємодії спеціальних інструментів видаляються заднє поле та внутрішні обрізки, залишаючи розгортки картонних паковань, з’єднані з переднім та боковим полями. У секції видалення внутрішніх обрізків та заднього поля відбувається руйнування тонких перемичок, які утворюються внаслідок висікання картону інструментами, різальні крайки яких у поперечному напрямку в певних місцях профрезеровані спеціальним інструментом за умови повної зупинки відштанцьованої картонної заготовки. У спеціальній науково-технічній і довідковій літературі [1–4] немає більшменш систематизованих відомостей щодо технологічних навантажень, які виникають на операції видалення обрізків при руйнуванні перемичок та їх залежності від виду й характеристик картону, виду й параметрів штанцювального інструмента. Такі відомості вкрай необхідні, як у процесі проектування нового устаткування, так і в процесі експлуатації наявного. Адже технологічні зусилля є вихідним параметром для розрахунку секції преса на жорсткість та споживану потужність. Вони потрібні для оптимізації параметрів інструмента, визначення його матеріалу й технології обробки задля підвищення стійкості. Важливим є встановлення залежності зусиль руйнування перемичок від різноманітних впливових факторів. На величину зусилля впливає: вид картону, його товщина, розташування волокон відносно інструмента, до певної міри його вологість і температура; параметри інструмента, що

127


забезпечує руйнування перемичок; конфігурація елементів розгортки картонного паковання (геометричні розміри перемичок та їх кількість). Метою дослідження є визначення зусиль руйнування з’єднувальних перемичок та встановлення залежностей зусилля від товщини картону та вертикального переміщення інструмента, що спричиняє розривання з’єднувальних перемичок, з виявленням впливу напрямку розташування волокон відносно натискної лінійки, ширини з’єднувальної перемички тощо. Для дослідження зусиль руйнування з’єднувальних перемичок застосовано запропонований метод і пристрій [5]. Дослідний прилад оснащено електромеханічним приводом, що дає змогу забезпечити задану сталу циклічність роботи. Поряд із цим реалізовано можливість одночасної реєстрації зусилля руйнування та вертикального переміщення інструмента, що уможливлює виявлення максимального значення необхідного для руйнування з’єднувальної перемички зусилля з визначенням точного початку контакту інструмента із заготовкою. Картонну заготовку 4 (рис. 1) у вигляді смужки шириною 40 мм із попередньо висіченим контуром розміщують на спеціальній плиті для видалення обрізків 1, яка жорстко прикріплена до станини приладу. Натискна лінійка 2 за допомогою затискного елемента 5 кріпиться на повзуні 7, що є монолітним із динамометричною скобою. Ежекторні подушки 6, закріплені на повзуні 7, в процесі його переміщення фіксують картонну заготовку на плиті 1. Повзун 7 отримує поступальний рух від ексцентрикового механізму 8 (бугеля), який через циліндричну зубчасту 9 і черв’ячну 10 передачі приводиться від електродвигуна 11. На зовнішній і внутрішній поверхнях овалоподібної динамометричної скоби повзуна 7 закріплені тензорезистори R1, R2, R3 і R4, що під’єднуються в повну мостову схему для збільшення чутливості. Переміщення повзуна 7 визначається шляхом реєстрації величини деформації балки 12, що опирається на дві нерухомі опори, закріпленим на нижній частині повзуна 7 мікрометричним гвинтом 13. Із метою точного запису початку контакту натискної лінійки з картонною заготовкою застосовується оптичний щілинний давач 15, який в момент проходження пластини 3 запускає запис зусилля та вертикального переміщення інструмента. Тарування динамометричної скоби виконується за показниками зразкового динамометра стиску ДОС 0,5. Тарування деформаційної характеристики балки 12, що відповідає вертикальному переміщенню інструмента здійснюється індикатором годинникового типу 14, який закріплений на нерухомій станині приладу і своїм вимірним наконечником опирається на головку мікрометричного гвинта 13.

128


Рис. 1. Схема пристрою для дослідження зусиль при виготовленні картонної розгортки

На рис. 2 представлено зразок отриманої залежності зусилля роз’єднання перемички від розміру вертикального переміщення інструмента, що спричиняє розривання з’єднувальних перемичок для картону типу Alaska із крейдованим покриттям однієї сторони товщиною 0,4 мм.

Рис. 2. Залежність величини технологічного зусилля руйнування з’єднувальних перемичок від величини вертикального переміщення інструмента

В точці А (рис. 2) інструмент торкається картонної заготовки, що попередньо відштанцьована. Відтак починається вертикальне переміщення інструмента, що спричиняє розривання перемичок і, відповідно, зростання зусилля роз’єднання. На певній ділянці зусилля монотонно зростає, досягаючи

129


максимального значення в точці В, що демонструє величину технологічно необхідного зусилля роз’єднання перемички для даного виду картону. Після досягнення максимального значення зусилля роз’єднання відбувається руйнування структури матеріалу, а отже, і руйнування з’єднувальної перемички. Як наслідок руйнування, деформація динамометричної скоби різко знижується до точки С.

а

б

в Рис. 3. Залежність зусилля руйнування з’єднувальних перемичок завширшки 0,5 мм (а), 1 мм (б), 1,5 мм (в) від вертикального переміщення інструмента для картону Alaska товщиною 0,4 мм

130


Варто зауважити, що вертикальне переміщення інструмента, який спричиняє руйнування перемичок, є значно більшим за товщину картонної заготовки, що свідчить про значну деформацію картону. Накопичення подібних експериментальних результатів для різних видів картону та розмірів з’єднувальних перемичок дасть змогу сформулювати певні узагальнені теоретичні й практичні висновки. Аналізуючи характерні графічні залежності зусилля роз’єднання перемичок (рис. 3), можна стверджувати, що при зміні ширини перемичок для одного виду картону характер кривих залишається незмінним. Змінюється лише максимальне значення зусилля, тобто для кожної ширини з’єднувальних перемичок існує певне значення зусилля руйнування. F, H F, H 8 6 7 5 1 6 1 4 5 3 4 3 2 2 2 2 1 1 ∆, мм ∆, мм 0 0 0,3 0,4 0,5 0,6 0,3 0,4 0,5 0,6 а

б

F, H 20 1 15 10 2

5

∆, мм

0 0,3

0,4

0,5

0,6

в Рис. 4. Залежність зусилля руйнування з’єднувальних перемичок завширшки 0,5 мм (а), 1,0 мм (б), 1,5 мм (в) від товщини картону (1 – поперек волокон, 2 – уздовж волокон)

Виявлено, що зусилля руйнування з’єднувальних перемичок зростає залежно від товщини картону монотонно, але не пропорційно. Встановлено, що при обробці заготовок картону поперек волокон значення зусилля приблизно на 40 % більше, ніж при висіканні вздовж волокон.

131


З графіків залежності висоти переміщення інструмента (рис. 5) випливає, що видовження з’єднувальних мостиків до їхнього руйнування зростає залежно від товщини картону. Встановлено, що при розташуванні інструментів поперек волокон висота переміщення, за якої розриваються з’єднувальні перемички, приблизно на 23 % більша, ніж при висіканні вздовж волокон. Експериментально отримані дані стосовно зусиль руйнування з’єднувальних перемичок заготовок із картонів типу хром-ерзац крейдований та некрейдований різної товщини при розміщенні інструменту вздовж волокон картону наведено на рис. 6.

s, мм

s, мм

1,2

1,4

1

1,2

1

1

1

0,8

0,8 0,6

2

0,6

0,4

2

0,4

0,2

0,2

∆, мм

0 0,3

0,4

0,5

∆, мм

0

0,6

0,3

0,4

а

0,5

0,6

б

s, мм

2

1 1,5

2

1 0,5

∆, мм

0 0,3

0,4

0,5

0,6

в Рис. 5. Залежність висоти переміщення інструмента, за якої руйнуються з’єднувальні перемички завширшки 0,5 мм (а), 1,0 мм (б), 1,5 мм (в), від товщини картону (1 – поперек волокон, 2 – уздовж волокон)

132


20

F, Н

15

1

10 5 Δ, мм

0 0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

Рис. 6. Залежність зусилля руйнування з’єднувальних перемичок від товщини для картону типу хром-ерзац крейдований (1) та хром-ерзац некрейдований (2)

Встановлено, що зусилля руйнування з’єднувальних перемичок для картону типу хром-ерзац із крейдованим покриттям однієї сторони монотонно зростає залежно від товщини картону, а для картону хром-ерзац без крейдованого покриття – монотонно спадає. Висновки Встановлено значення зусиль руйнування з’єднувальних перемичок та вертикального переміщення інструмента, що спричиняє розривання, від товщини картону для кількох видів картону різної товщини. Виявлено 2 залежності зусиль руйнування від товщини картону. Обґрунтовано доцільне переміщення інструментів та їх взаємне розташування. Викладені результати досліджень будуть корисними при розв’язанні практичних задач, зокрема при визначенні сумарних навантажень у штанцювальних пресах, при визначенні крутних моментів і споживаної потужності в секції видалення обрізків зокрема та штанцювальних пресах в цілому. Література 1. Регей І.І. Споживче картонне паковання (матеріали, проектування, обладнання для виготовлення) : навч. посіб. / Іван Іванович Регей. – Львів : УАД, 2011. – 144 с. 2. Волчко А.А. Пристрої для формування картонних пачок / А.А. Волчко, О.М. Гавва // Упаковка. – 2002. – № 5. – С. 36–38. 3. Банах Ю.О. Експериментальне дослідження процесу штанцювання на пресах тигельного типу з підвищеною точністю базування його робочих органів / Ю.О. Банах // Поліграфія і видавнича справа. – 1998. – № 34. – С. 159–163.

133


4. Регей І.І. Теорія розрахунку засобів і процесу вирізування зовнішніх випуклих криволінійних контурів у розгортках картонного паковання / І.І. Регей // Технологія і техніка друкарства. – 2004. – № 2–3(4–5). – С. 39–43. – Також доступний у PDF: http://druk.kpi.ua/files/publications/8707-4_5-04.pdf 5. Терницький С.В. Метод дослідження технологічних зусиль при виготовленні розгорток картонних паковань / С.В. Терницький, Ю.О. Банах, Я.І. Чехман // Наукові записки : наук.-техн. збірник. – Львів : УАД, 2011. – № 3(36). – С. 229–235.

134


Інноваційні технології оформлення упаковки з картону й гофрокартону С.Ф. Гавенко, д.т.н., Українська академія друкарства, м. Львів Інтенсивність розвитку пакувальної галузі є результатом зростання промислової індустрії у світі як системи, котра в ефекті сприяє поліпшенню щоденного життя суспільства. Ймовірно, що упаковка буде ефективно функціонувати і в майбутньому, незалежно від того, яким шляхом розвиватиметься глобалізація суспільства, якою буде ситуація на ринку міжнародної співпраці чи конфліктів між державами. І очевидно, що потреба в доставці товарів до споживачів завжди буде актуальною, хоч можуть змінюватись функції та призначення самих паковань. Сучасні ринкові відносини формують попит на якісну, екологічно чисту, із певними експлуатаційними та функціональними властивостями упаковку, яка покликана забезпечувати не тільки зручне користування товаром і його зберігання з дотриманням санітарно-гігієнічних норм, але й захищати права товаровиробника та споживача на ринку, сприяти конкурентоздатності продукції. Дедалі частіше привертають увагу споживачів інтелігентні паковання, з наявністю спецефектів – ароматизації, тактильних відчуттів тощо. Аналіз розвитку пакувальної галузі багатьох країн світу показує, що в останні роки значно зросли вимоги споживачів до якості упаковки, креативності її дизайну як в оформленні, так і проектуванні оригінальних конструкцій, для чого з успіхом застосовуються поліграфічні технології та новітні матеріали. Серед розмаїття паковань заслуговують на увагу елітні конструкції з картону, гофро- та мікрогофрокартону, які приваблюють насамперед своєю екологічністю, зручністю в експлуатації, повною утилізацією після використання та можливістю поліграфічного оздоблення, задовольняючи запити найвибагливіших споживачів [1]. Серед наявних технологій оздоблення паковань популярними залишаються способи тиснення, ламінування, лакування, флокування, 3D-друк, висікання, інкрустація тощо. Завдяки необмеженим технологічним можливостям актуальним у багатьох країнах світу є оздоблення паковань способом лакування. Композиційний склад лаків дає змогу досягти підвищення вибіркового або суцільного блиску, поєднання глянцевих і матових ділянок зображення, вкраплення металевих частинок, надання продукції оригінального запаху, функціональних властивостей, утворення тактильних відчуттів, захисту від підробки тощо. Ароматизація Дослідження показують, що ароматизація друкованого зображення на пакованні чи етикетці через вивільнення запахів впливає на психоемоційний стан людини, викликаючи зацікавлення рекламованим товаром, і спонукає до його придбання. Особливо це актуально для просування упакованих

135


харчових продуктів, адже саме запахи впливають на апетит людини і можуть бути додатковим спонукальним чинником для ухвалення рішення на користь того або іншого товару. Для ароматизації паковань можна використовувати лаки, фарби, клеї, які містять відповідно підібрані ароматизовані компоненти. Технологія передбачає введення в лак ароматичних речовин або ж мікрокапсул, у яких розміщено рідкі чи тверді ароматизатори. Як правило, використання лаку з ароматичним маслом створює досить слабкий ефект: аромат починає поширюватися з моменту його нанесення і вже через деякий час повністю вивітрюється. Такий спосіб є значно дешевшим за мікрокапсулювання й застосовується для реклами продукції з неперервною презентацією запаху. Дослідження підтверджують, що тривалість та інтенсивність запаху залежить від товщини нанесеного лакового шару. Розміри капсул можуть бути в межах 2–30 мкм і залежать від особливостей проведення технологічного процесу лакування. Оболонки мікрокапсул можуть бути виготовлені з натуральних (желатин, крохмаль, віск) або ж синтетичних (модифікований крохмаль, целюлоза, акрилат тощо) речовин [2]. Як правило, ароматичні лаки закуповують безпосередньо для друкування конкретного накладу, однак значно простіше, маючи ароматичний концентрат, виготовляти їх самостійно. Основою ароматичного лаку може бути УФ лак, вододисперсійний чи друкарський лак або друкарська фарба. У зв'язку з тим, що концентрація ароматизованих капсул у друкарських лаках при однаковому ефекті створення запаху більша, ніж у дисперсійних, втрати друкарського лаку менші й застосування його економічніше. Використання лаків та фарб на основі ароматичних мікрокапсул, які містяться у кількості 5–20 %, передбачає вивільнення запаху при механічному стиранні лакованої поверхні, в результаті чого руйнуються захисні оболонки мікрокапсул. Основна перевага даного способу полягає в тому, що аромат вивільняється тільки тоді, коли це необхідно, а при відсутності впливу на полаковану ділянку зображення може зберігатися протягом 2–3 років. Клеї з додаванням мікрокапсул дають змогу створювати ефект відкритої презентації аромату. До конструкції паковання за допомогою ароматичного клею приклеюється накладка, при відриванні якої відбувається руйнування мікрокапсул і вивільнення аромату. Цей варіант застосовують для разових презентацій аромату. Нанесення ароматичного друкарського лаку може відбуватись за допомогою звичайної друкарської секції. Витрати лаку становлять 2,5-3 г/м². Відбиток може покриватися ароматичним лаком як повністю, так і вибірково. При вибірковому лакуванні, щоб аромат був відчутний, рекомендується покривати аромалаком фрагмент площею не менше 100 см². Для запобігання руйнування мікрокапсул під час процесу друку застосовуються так звані обмежувачі зазору (круглі тверді кульки штучної смоли, що мають більший діаметр, ніж діаметр мікрокапсул). При великому тиску кульки захищають мікрокапсули і зменшують небезпеку їх передчасного руйнування. Частка

136


обмежувачів зазору складає в готовій для нанесення аромакомпозиції від 2 до 7 %. При веденні капсул в готову лакову або клейову композицію важливим є рівномірне розподілення аромакапсул в субстраті (рис. 1). Для вибіркової ароматизації друкарських відбитків можна запропонувати метод дозованого напилення УФ лаку з використанням трафаретної форми.

а б в Рис. 1. Мікрофотографії аромавідбитків на картоні Alaska GC-2 , утворені УФ лаком Wessco 3201 офсетним (а) і трафаретним (б) друком та аромафарбою струминним (в) друком

Проведені дослідження підтвердили вплив зовнішніх факторів на зміну інтенсивності вивільнення запахів з надрукованих аромазображень. Встановлено, що від’ємні температури знижують інтенсивність запаху на 30 %, а підвищення температури сприяє його підсиленню на 15–20 % [3, 4]. Крім того, значний вплив на довготривалість та насиченість запахів має кількість користувачів, які беруть участь в презентації методом «потри і понюхай», у результаті чого руйнується значна частина оболонок мікрокапсул (рис. 2).

а б в Рис. 2. Мікрофотографії фрагментів структури аромапокриттів перед експлуатацією (a), після використання п’ятидесяти (б), більше двохсот (в) циклів стирання

Гібридний друк Ефективним способом оздоблення паковань є гібридний друк з використанням УФ лаку, особливо на одно- і двошаровому крейдованому картоні, який може самостійно використовуватись для виготовлення елітного паковання або для каширування гофро- чи мікрогофрокартону. Завдяки властивостям УФ лаку та способу його нанесення можна досягти такого

137


спецефекту, як «апельсинова шкірка», який надає відбиткам тактильних властивостей. Лак наноситься в остатній секції друкарської машини та утворює матові зображення або характерну рельєфність, зберігаючи на інших ділянках зображення дзеркальну поверхню, причому ступінь рельєфності залежить від поверхневого натягу УФ лаку (чим він вищий, тим більш відчутний рельєф; чим нижчий, тим більш матовими будуть виглядати фрагменти відбитку). Використовуючи комбінації гібридних фарб та УФ лаку можна також досягти об’ємності зображення та насиченості кольору на відбитку. Покриваючи фрагменти надрукованих зображень на відбитку друкарськими лаками вибірково, а потім весь відбиток УФ лаком, можна досягти ефекту draw-back, який виникає внаслідок повного незмочування УФ лаком масляних поверхонь. Гібридний друк завдяки технології використання спеціальних прозорих контрастних лаків дає змогу відтворювати приховані зображення, які не тільки оздоблюють паковання, але й захищають від підробки, наприклад гаптовані (тангерні) сітки тощо. Використовуючи текстурні лаки, досягають імітації певних текстур на відбитках, таких ефектів, як пісок, шкіра, мороз, камінь, краплі води тощо, створюючи відчуття реальності зображеного предмету. Цікавою є технологія гібридного лакування (drip-off), яка передбачає поєднання двох протилежних ефектів – матово-глянцевого і текстурно-глянцевого. Успішним в оформленні дизайну конструкції паковань є вибіркове лакування об’ємним лаком з ефектом термопіднімання, з домішкою текстурних частинок або кольорових пігментів, наприклад, при друкуванні крапель води, що може бути альтернативою для застосування конгревного тиснення. Для оздоблення елітних подарункових паковань можна використовувати глітерні лаки, які містять блискучі частинки різних розмірів та кольорів. Для створення перламутрових ефектів застосовують лаки з пігментами іріодінами. За допомогою іріодінів можна отримувати як різнокольорові перламутрові ефекти, так і імітацію діамантів і металізованої поверхні. Фракції й розміри пігментів варіюються від 5 до 125 мікрон. Залежно від фракції використовуваного перламутру досягається різний ефект – від яскравого глітерного ефекту до шовковистого сатинового блиску. Сучасні технології лакування за допомогою люмінесцентного лаку, в складі якого є люмінофори (речовини, що накопичують денне світло й вивільнюють його в темноті), надають надрукованим зображенням різні відтінки – від зеленого до голубого. За допомогою неонових лаків досягають таких ефектів, коли при денному світлі надруковані зображення прозорі, а під дією УФ променів світяться. Використання термохромного лаку, який має чорний колір, але при нагріванні змінює його, стає прозорим, дає змогу побачити приховане надруковане під ним текстове або графічне зображення [5].

138


Флокування Поряд з різноманітними способами лакування для оформленя паковань можна застосовувати технологію флокування, яка передбачає нанесення зображень частинками натурального або синтетичного волокна у вигляді рисунка або тексту на попередньо проклеєну основу (картон). Завдяки високим експлуатаційним показникам флоку (ворсу), який не вигоряє, довговічний, зручний у користуванні, флокована продукція може задовільняти естетичні смаки найвишуканіших споживачів. Використовуючи флок довжиною 0,5–3 мм різних кольорів, а також комбінуючи друкування звичайними офсетними або трафаретними фарбами з подальшим нанесенням флоку, можна отримати рельєфні флоковані рисунки для оздоблення паковань. Технологія механічного та електростатичного методів флокування передбачає суцільне, вибіркове та фрагментальне нанесення флоку. Суцільне нанесення флоку здійснюється з метою імітації шкіряної замші. Одночасне флокування ворсом різних кольорів передбачає нанесення безпігментного клею на весь рисунок, послідовне друкування ворсом різних кольорів, використовуючи флокатор із перегородкою й шаблонами під рисунок кожного кольору. Недолік способу – відсутність чіткого розділення кольорів. Біле флокування поверх багатофарбового друкування фарбами складається з таких послідовних операцій: друкування способом «мокре по мокрому» фарбами різних кольорів; проміжне висушування; нанесення непігментованого клею на весь рисунок; флокування білим ворсом; висушування; очищення. Ефект способу: через білий ворс і безпігментний клей просвічується кольоровий друкований рисунок. Такий спосіб забезпечує високу чіткість друку, проте не дає змоги одержати яскраві кольори зображення. Комбінований друк фарбами й ворсом передбачає друкування рисунка фарбами, висушування, потім друкування клейового рисунка і флокування. Цим способом можна досягнути особливого кольорового ефекту завдяки комбінації друкування фарбами і рельєфних ворсових контурів. Цікавим є флокування методом сепарації одночасно 3-4 видами флоку з використанням цифровихі технологій [4]. Найчастіше застосовують ворс із натуральних волокон, штучного шовку (віскоза та ін.), ацетатного шовку, поліамідних волокон (перлон, нейлон, капрон), поліефірних та інших синтетичних волокон. При електрофлокуванні важливим завданням є підбір режимів нанесення флоку на поверхню-основу, зокрема, напруженості електростатичного поля, міжелектродної відстані, часу флокування і швидкості переміщення волокон між електродами. Від параметрів електростатичного поля (напруженість і міжелектродна відстань) залежить щільність ворсового покриття, орієнтація волокон в електростатичному полі та глибина проникнення їх в клейовий шар. Стійкість до стирання флокованої продукції є саме тим показником, який визначає її експлуатаційні властивості, тобто довговічність.

139


Пошкодження матеріалів, покритих ворсом в електростатичному полі, може відбуватися в результаті випадання ворсу з клейової плівки. Мікроскопічні дослідження витертої поверхні зразка з коротким ворсом (1 мм) показують, що втрата маси ворсу відбувається в основному за рахунок витирання ворсинок (рис. 3). Висока жорсткість короткого ворсу і висока щільність ворсового покриття перешкоджає згинанню ворсинок під дією навантаження, яке передається через поверхню абразиву. В результаті довжина дотику ворсинок з одиницею площі поверхні, що стирається, дуже незначна. Експериментально підтверджено, що стійкість до стирання зразків з коротким ворсом значно вища за стійкість до стирання зразків з довгим ворсом незалежно від матеріалу флоку та поверхні основи.

1а 2а 1б 2б Рис. 3. Мікрофотографії флокованого покриття, отриманого на картоні марки Arktika GC1 з використанням віскозного (1) ворсу довжиною 3 мм та капронового (2) ворсу довжиною 1 мм: а – до стирання; б – після стирання флокованого покриття

Як показують дослідження [5], обламування ворсу при стиранні відбувається головним чином через малий опір волокна деформаціям багатократних згинів, що пов’язано зі слабким з’єднанням ворсу з клейовою плівкою або незначною глибиною проникнення ворсу в клей. Також міцність з’єднання ворсу з клейовим шаром залежить від фізико-хімічних зв’язків, утворених між ними на межі контакту. Отже, до важливих експлуатаційних характеристик флокованих зображень на пакованнях, які визначають їх споживчі властивості, слід віднести пружне відновлення ворсу після стискування, міцність його закріплення, чіткість та щільність нанесених зображень, стійкість до стирання, забруднення, дії мікроорганізмів і впливу навколишнього середовища (вологостійкість, морозостійкість, світлостійкість), санітарно-гігієнічні показники [6, 7]. Сьогоднішні можливості поліграфічних технологій дають змогу оформлювати паковання залежно від їх призначення чи виконуваних функцій, поєднуюючи в одному виробі декілька способів оздоблення, створюючи спеціальні ефекти, завдяки яким інтенсифікується популяризація продукції, забезпечується її конкурентоздатність на ринку, підвищується ефективність рекламного впливу на споживача.

140


Література 1. Regattieri Alberto. The Important Role of Packagingin Operations Management / Alberto Regattieri, Giulia Santarelli [Electonic resource]. – Access mode: http://cdn.intechopen.com/pdfswm/43436.pdf 2. Aroma printing as a modern technology of finishes packing [Електронний ресурс] / [S. Havenko, S. Khadzhynova, O. Kotmalova, Labetska M and others] // Materialy z Miedzynarodowej naukowo-technicznej conferencie INPAP 2013. – Lodz, Poland. – 2013. – 80 min / 700 MB. – 1 електрон. опт. диск (CD-ROM). 3. Гавенко С.Ф. Сучасні варіанти ароматизування продукції поліграфічними технологіями / С.Ф. Гавенко, О.Г. Котмальова // Квалілогія книги: зб. наук. праць. – 2010. – № 1(17). – С. 22–32. 4. Havenko S. Technologia produkcji opakowan z zastosowaniem farb і lakierow zapachowych / S. Havenko, O. Kotmalova, P. Petryk // Opakowanie. – 2013. – 07. – S. 57–61. 5. Хохлова Р. А. Гібридні технології лакування / Р. А. Хохлова // Технологія і техніка друкарства. – 2008. – № 3–4. – С. 95–101. 6. Havenko S. O. Study of Physical. Aspectc of Electroflocidng (flock Printing) / S. Havenko, O. Mizyuk, R. Rybka, E. Kibirkstis // Materials science (MEDZIAGOTY RA). – Kaunas, 2007. – Vol. 13. – No. 3. – P. 206–209. 7. Гавенко С. Флок-технології для оздоблення друкованої продукції і паковань : монографія // С. Гавенко, Е. Кібіркштіс, О. Савченко, Р. Рибка. – Львiв : УАД, 2009. – 162 с.

141


Цифровые решения в упаковке при использовании машин HP Indigo М.Е. Бельский, ООО «Унипринт», г. Киев

142


Несколько факторов относительно потенциала

143


144


145


146


147


148


149


150


151


152


153


154


155


156


157


158


Технические решения DOW для различных видов печати А. Дышлевый, Dow Europe GmbH, г. Киев

159


160


161


162


163


164


165


Эволюция допечатных технологий Kodak для развития Вашего бизнеса С. Томиловский, Kodak, г. Киев

166


167


168


169


170


171


172


173


174


175


176


177


178


179


180


181


182


183


184


185


186


187


Дефект «ghosting» как результат взаимодействия бумаги и печатных красок. От науки к производству Д. Ванага, М. Калниньш, Институт полимерных материалов, Рижский технический университет; У. Гринфeлдс, А. Трейманис, Латвийский государственный институт химии древесины, г. Рига Дефект «ghosting» встречается при традиционной листовой и рулонной офсетной печати. Он увеличивает издержки производства и отрицательно влияет на качество печатной продукции, что приводит к жалобам клиентов и их отказу от оплаты. Этот дефект можно описать как увеличение интенсивности или тональные изменения на одной стороне печатного листа, соответствующие мотиву, напечатанному на обратной стороне листа. Чтобы изучить эту проблему, типография Livonia Print обеспечила материальную и техническую базу для проведения исследований в производственных условиях. На появление дефекта «ghosting» в листовой офсетной печати влияют взаимодействие бумаги, печатной краски и печатных форм, а также технологические параметры печати и печатного мотива. Чтобы установить взаимодействие факторов, которые вызывают дефект, были выполнены следующие шаги: 1. Изучены потенциальные экспериментальные материалы и технология печати в типографии Livonia Print, а также получена информация от изготовителей бумаги, печатных красок и лака об их технических характеристиках. 2. Определен график экспериментальной печати, подготовлены материалы и технологическое оборудование для тестовой печати. 3. Выполнена экспериментальная офсетная печать листа в контролируемом микроклимате на полиграфическом предприятии с измерением параметров печати (скорость, производительность и последовательность печати, технологический режим печати и т. д.). 4. Исследованы печатные листы, печатная краска и образцы бумаги в лабораториях института химии древесины по таким показателям: 1) интенсивность «ghosting», 2) время высыхания печатных красок, 3) оптические, физические и механические свойства бумаги. 5. Для анализа и определения влияния различных факторов на исследованные параметры полученные результаты введены в базу данных SPSS и применен трехфакторный дисперсионный анализ. Для изучения дефекта «ghosting» выбрано семь сортов бумаги с граматурой 130 г/м2, которые регулярно используются в типографском производстве. Образцы бумаги изготовлены разными бумажными фабриками. Образцы мелованной бумаги имеют различный состав композиции и отличаются мелованными покрытиями. Экспериментальную печать не исследуемых

188


печатных образцах выполняли на двух печатных машинах марки Heidelberg Speedmaster SM-102-8P и XL-106-10P с использованием четырех видов триадных печатных красок разных производителей. В результате экспериментальной печати получено 77 отпечатанных образцов для дальнейшего исследования. "Ghosting" дефект Влияние бумаги Оптическая плотность

Физические свойства

Влияние печатной краски Время высыхания

Истирание

Технологическое влияние Одно/двусторонняя печать

Технология лакирования

Рис. 1. Структура исследовательской работы

Оценка полученных печатных образцов проводилась в Латвийском государственном институте химии древесины, где дополнительно для визуальной оценки качества печати и обнаружения дефекта «ghosting» были привлечены три независимых эксперта. Эксперты осматривали и оценивали интенсивность дефекта на всех отпечатанных образцах по обе стороны (верхняя и нижняя) отпечатанного листа. Интенсивность дефекта «ghosting» определяли визуально со следующей оценкой: 0 – не виден (invisible), 1 – виден (visible), 2 – очень заметен (high visible). При статистической обработке результатов исследований использовали трехфакторный дисперсионный анализ для определения влияния различных факторов на появление дефекта «ghosting» и оценки его величины (рис. 2). Статистический анализ данных показывает, что наибольший риск дефекта «ghosting» появляется при нанесении лака на все сухие поверхности отпечатанного листа. После нанесения слоя лака высыхание не полностью высохших печатных красок останавливается, однако лаковое покрытие на влажной краске обеспечивает двухкомпонентное химическое взаимодействие, которое усиливает затвердевание печатных красок и таким образом уменьшает появление дефекта «ghosting» при печати. Чтобы проанализировать корреляцию факторов и найти причины дефекта, в базу данных были введены результаты лабораторных испытаний бумаги и печатных красок, а также параметры печати. В результате был разработан пакет предложений для возможных технологических решений компании и корректировки физико-химических процессов с целью устранения причин появления дефекта «ghosting».

189


Была проведена оценка результатов технических измерений исходных материалов, лабораторно исследовано взаимодействие физических и химических свойств бумаги, печатных красок и лака для экспериментально напечатанных листов, определены физические и химические изменения в сравнении с данными изготовителей. Отдельные комбинации печатных красок и бумаги поразному влияют на величину дефекта «ghosting». Его Рис. 2. Влияние различных факторов увеличение наблюдается при на величину дефекта «ghosting» при печати увеличении толщины слоев различными красками на различных материалах печатной краски, а также при печати обеих сторон листов, когда высыхание печатных красок на одной стороне листа может повлиять на нижнюю сторону листа. Происхождение дефекта «ghosting» в листовой офсетной печати может катализироваться различным временем высыхания печатных красок. Выводы станут основой для разработки пакета рекомендаций для предприятий печатной и издательской индустрии. Основываясь на полученных результатах и сделанных выводах, можно представить предложения и рекомендации по минимизации дефекта «ghosting» и возможности его устранения в печатной продукции. Если дефект не может быть устранен сразу полностью, можно снизить риск его появления и найти лучшие комбинации бумаги и печатных красок. При разных комбинациях печатных красок и бумаги интенсивность проявления дефекта различается. Дефект значительно увеличивается при более толстых слоях краски, а также при двухсторонней печати в два прогона во время повторной печати. Отсюда можно сделать вывод, что дефект «ghosting» проявляется во время высыхания печатных красок. После печати нижней стороны листа дефект может минимизироваться при критических комбинациях материалов. Чтобы исключить его появление, необходимо обеспечить одинаковые темпы высыхания печатной краски на печатном листе. Полученные результаты привели к следующим выводам: 1. В эксперименте дефект «ghosting» наблюдался на каждом тестируемом образце бумаги, а его величина значительно различалась. Более высокий риск

190


получения дефекта был на бумажных образцах № 1 и 4; самый низкий риск – на бумажных образцах № 2, 3 и 5. 2. В ходе эксперимента было отмечено, что ни один образец печатной краски Magenta (пурпурный) от любого производителя не был полностью высохшим на бумаге после 72 часов. 3. Статистический анализ данных показывает, что существуют значительные различия в печатных красках, вызывающих дефект «ghosting». Наивысшие риски были связаны с образцами печатных красок № 1 и 2, средние риски – с образцом № 4, самый низкий риск возникновения дефекта «ghosting» наблюдался с использованием образца печатных красок № 3. 4. Статистический анализ данных показал, что наивысший риск появления дефекта «ghosting» наблюдается при нанесении лака на высохшие печатные краски, поскольку после нанесения верхнего слоя лака на не полностью высохшие печатные краски их высыхание прекращается. С другой стороны, лаковое покрытие на влажных печатных красках из двухкомпонентного химического взаимодействия усиливает затвердевание красок. 5. Было замечено, что при нанесении лака на влажные печатные краски происходило их взаимодействие. Наименьшая интенсивность дефекта «ghosting» наблюдалась при нанесении лака на сухие печатные краски. Авторы благодарят Латвийское агентство инвестиций и развития, Европейский фонд регионального развития (проект JPA/2.1.2.2.4/ 13/13/001) и типографию Livonia Print.

191


Дизайн упаковки і його вплив на вибір споживача продукції В.К. Шостя, чл.-кор. НАМУ, Національна академія образотворчого мистецтва і архітектури, м. Київ У сучасному споживчому просторі поряд з неодмінними базовими функціями (захист продукції від пошкоджень і втрат, тривале надійне зберігання, зручність у користуванні, раціональна логістика) упаковка постійно розширює та вдосконалює свої комунікативні характеристики. Комунікація реалізується в кількох інформаційно-рекламних площинах, і кожна у свій спосіб має відлунювати відчуття надійності торгової марки в забезпеченні високої якості продукції. Найперше – це сама належність продукту до торгової марки (бренда), візуальний образ якої має бути композиційно акцентним у системі графічного дизайну паковань. Оригінальна авторська фірмова інформація спільно з вичерпним достовірним повідомленням про властивості товару знаходять у дизайні відповідне місце та свідчитимуть про рівень поваги до запитів користувача й працюватимуть на престиж власника торгової марки. Невпинний розвиток технологій активно пропонує упаковці нове покоління комунікаційних можливостей. Істотний інтерактивний вимір спілкування зацікавлених сторін (виробник – споживач) надійно забезпечує QR-кодування зі здатністю надати велику кількість розгорнутої інформації. Інноваційні досягнення поліграфії отримують практичне втілення в оригінальному способі нанесення на паковання невидимої закодованої інформації, здатної бути «прочитаною, побаченою, прослуханою» за допомогою смартфона. Від свого імені виробник обнадійливо доручає упаковці безпосереднє спілкування зі споживачем, цілком виправдано розраховуючи на встановлення з ним стійких стосунків у подальшому. Залишаючись показником, чутливим барометром активності виробництва та своєрідним опосередкованим інструментом оцінювання життєвого рівня суспільства, упаковка щедро пропонує свій величезний образно-естетичний потенціал для наповнення актуального середовища новітніми досягненнями матеріальної культури. Прагматична інформаційність, функціональна практичність, креативна образна ексклюзивність хоча й мають різне кореневе походження й поважні біографії, проте вони не є непримиренними антагоністами в досягненні мети. Більше того, виважене ідейне порозуміння, тактовне професійне узгодження, вміле синтезування конфронтуючих критеріїв високої утилітарності й артистичної емоційності здатні утворити справді досконалий дизайнерський продукт – упаковку. Розглядаючи приклади дизайну упаковки в аспекті виразних образних рішень, зможемо переконатися в невичерпних можливостях мотивуючого рекламного простору креативного проектування.

192


Що є підставою, підґрунтям пошуків активного впливу на поведінку людини? У чому полягає механізм утворюваної комунікації та за рахунок чого вона набуває особливого сприйняттєвого ефекту й легко запам’ятовується, вирізняючись серед інших? З досліджень відомо, що, приймаючи рішення в ситуації невизначеності, людина робить свій вибір меншою мірою за рахунок раціонального оцінювання. Перевагу мають емоційні маркери доволі широкої палітри. На вхідну інформацію (бачу, відчуваю, чую), як на електричний імпульс, реагує нервова система й через гормональний центр виробляє дофалін – «гормон інтересу», що автоматично заохочує до всього нового, небаченого. Отже, нестандартність, небуденність, неординарність, несподіваність гарантуватимуть привернення уваги та створюватимуть емоційний комунікативний комфорт, сприятливий для здійснення вибору. Запропоновані для розгляду зразки дизайнерських розробок ілюструють дотепну реалізацію авторами своїх концептуальних проектних ідей, які вдалим візуальним вирішенням образу упакованого товару акцентують на його головній характеристиці. Так, у прикладах, де базовим проектним тілом упаковки є знайомий «тетрапаківський» об’єм, циліндрична пляшка чи кубістичне паковання для вина, заслуговує на увагу по-справжньому професійне застосування зображувальних компонентів графічного дизайну – вишуканих ілюстрацій і шрифту – як для виявлення, увиразнення самих форм, так і для створення образу продукту. Слід відзначити, що проектування об’єму з графічним дизайном такого типу є виграшним матеріалом для ідеальної маркетингової експозиції. Ідеологія підкресленої унікальності, немасовості, «ручної роботи» знаходить реалізацію в прикладах дизайну етикеток для брендових напоїв. Незвична і водночас вишукана елегантна форма етикеток, кожна з яких наче виготовлена в одному примірнику, з витонченою шрифтовою каліграфією є виразним прийомом розповсюдження родових ознак виробника, що вирізняє його серед інших у конкурентному просторі. Створення атмосфери шанованих звичаїв, справжньої якості та романтизація традиційних цінностей є проектною ідеологією великої товарної різноманітності й географічної всеосяжності, покликаною презентувати споживачу властивості, випробувані часом: надійність, автентичність. Саме вони істотно впливають на підвищення запиту. Уважне й поважне ставлення до споживача є складовою дизайну упаковки та реалізується проектним забезпеченням належного візуального доступу до товару, до його певних властивостей чи функцій. Показовими є сміливі, несподівані, часом із делікатними інтонаціями гумору рішення, що не лише демонструють зовнішній вигляд товару, але дотепно і влучно знайомлять з його функціональними характеристиками (водонепроникність годинників,

193


особливості роботи «розумних» речей для кухні, вибагливі форми макаронних виробів…). Вигадливі рішення актуальної проблеми другого життя упаковки вже на проектному рівні пропонують автори дизайну коробки-бокса для печива, що легко трансформується в годівничку для птахів, а передбачливо перфорований картон із принтом зоряного неба та символічними зодіакальними персонажами може знадобитися юному астрономові для дослідження зоряного неба після розпакування телескопа «Сателіт». Така проектна ніша гуманістично-інтелектуального спрямування стає дедалі актуальнішою для сучасного дизайну упаковки. Ці та багато інших прикладів передавання змісту запакованого товару через потужний ресурс візуальних образів, використовуючи всі наявні в сучасній пакувальній індустрії матеріали, успішно працюють у дизайні різних типів і технологій сучасної упаковки. Такий напрям проектування створює особливе інтонаційне поле комунікації зацікавлених сторін задля продуктивного контакту, коли упаковка помітно, іноді вирішально, надає товару підвищеної конкурентності. Форма

TM «Kleenex» Дизайн: Hiroko Sanders Cерветки

TM «Soy mamelle» Дизайн: The KIAN brand agency, Росія Соєве молоко

194


Графіка

«Молочні ріки, кисільні береги» Графіка для серії паковань для молочних продуктів ТМ «Білосвіт» Дизайн: Алевтина Кахідзе Студентський проект НАОМА Питні молочні продукти

TM «Staropramen» Дизайн: BBDO studio, Україна Пиво

TM «My World» Дизайн: DesignersJourney, Норвегія Вино

ТМ «Tennents DRY» Дизайн: EH6 Design Consultants Клієнт: Tennent Caledonian Breweries Пиво

195


Друге життя

ТМ «Birdhouse Cookies» Дизайн: Eric Calderon, Nordic Society for Invention and Discovery, Швеція Печиво

ТМ «Сателіт» Дизайн: Вероніка Синявська Студентський проект НАОМА Телескоп

196


Унікальність. Ручна робота

Дизайн: Britton Design Клієнт: Racke USA Вино

Традиційні матеріали. Етноестетика

TM «Happy Eggs», дизайн-концепт Дизайн: Maja Szczypek, Польща Яйця

TM «Спотикач» Дизайн: Анна Любченко Студентський проект НАОМА Традиційний алкогольний напій

197


Демонстраційна функція

TM «Expedition Kleenex» Дизайн: Gilbert Legrand Серветки

«Гора Фуджі» Дизайн: Tomohiro Ikegaya Серветки

ТМ «Festina», The Diver’s Watch in Water Packaging Дизайн: Scholz & Friends Berlin, Німеччина Годинник

ТМ «Речі до речі» Дизайн: Ольга Бандура Студентський проект НАОМА Інструменти для кухні

TM «Fentimans» Дизайн: McLean Design, США Газований напій

198


Гумор. Дотеп

Дизайн: Lo Siento Studio, Іспанія Хліб

ТМ «City Harvest» Дизайн: Andy Winner, One Show Merit Пакет для мережі супермаркетів

199


Технічна досконалість пакувальних машин для реалізації ініціативи Save Food О.М. Гавва, д.т.н., М.В. Якимчук, д.т.н., Л.О. Кривопляс-Володіна, к.т.н., Національний університет харчових технологій, м. Київ Однією з важливих складових логістичного ланцюжка «від лану до столу» – виготовлення сировини та напівфабрикатів; виробництво харчових продуктів; складування; гуртівна та роздрібна торгівля; споживання й утилізація відходів – є пакування продукції. Пакування харчових продуктів не тільки полегшує їх реалізацію та споживання, але й виконує функцію збереження кількості та початкової якості продукції протягом терміну зберігання за відповідних умов складування, транспортування й реалізації. Залежно від організації виробництва, продуктивності, споживання продукції, виду продукту пакування може виконуватись у чотири основних стадії [1]: 1) пакування в споживчу або транспортну тару та упаковку; 2) формування групової упаковки (вантажної одиниці); 3) формування збільшених вантажних одиниць (транспортний пакет); 4) заповнення універсальних контейнерів. На кожній стадії пакування ставляться відповідні вимоги щодо збереження харчових продуктів. Комплексними та найбільш жорсткими є вимоги до пакування продукції в споживчу упаковку. У процесі пакування взаємодіють три основні системи: продукція, що пакується, пакувальний матеріал або тара та пакувальна машина [2]. Сьогодні до них можна долучити й четверту систему – оператора, залежно від суб’єктивної поведінки якого процес пакування може відповідати або не відповідати регламенту. А тому новітнє пакувальне обладнання є комплексно автоматизованим із системою самодіагностування й безперервного технологічного контролю. Фізико-механічні, хімічні та біологічні властивості харчових продуктів як об’єктів пакування суттєво впливають на вибір пакувального матеріалу, конструкції упаковки, технології пакування, режимів роботи пакувальної машини. Усі ці властивості формуються на стадії виробництва сировини, напівфабрикатів та готової продукції. Основною функцією пакувальної машини є своєчасне з високими показниками якості розміщення заданої кількості продукції в упаковку, забезпечення умов хіміко-біологічної стабільності, герметизація та переміщення до іншої стадії пакування. Сучасні зразки пакувального обладнання – це складні технологічні системи, які можна навести сукупністю функціонально-взаємопов’язаних підсистем: основних, допоміжних і додаткових. Кожна з них, залежно від етапу еволюційного розвитку, набуває свого завершеного вигляду.

200


Новітні пакувальні машини та потокові лінії – інтегральні технічні комплекси, створені на базі мехатронних функціональних модулів, кожен із яких є функціонально та конструктивно самостійним виробом із великою кількістю синергетично пов’язаних між собою характеристик і параметрів, призначені для реалізації технологій пакування [3]. Для забезпечення запитів ринку на паковану продукцію та з урахуванням проблем поводження з харчовою продукцією пакувальне обладнання повинне виконувати з достатньою точністю задані функції, забезпечувати високу продуктивність і гнучкість до переналагодження, реалізувати енергота ресурсоощадні технології під час його виготовлення, експлуатації та обслуговування, а також бути гігієнічно й технічно безпечним. Виконати такий комплекс вимог можливо лише на основі широкого впровадження наукоємних технологій, які умовно поділяють на такі напрями:  агрегатно-модульний принцип побудови пакувальних машин;  інформаційні технології проектування;  створення нових та вдосконалення наявних функціональних модулів машин і формування бази даних із них;  здатність до виготовлення новітніх видів упаковки та реалізації ефективних технологій пакування;  виконання вимог гігієни під час виготовлення та експлуатації машин;  телекомунікаційна діагностика та обслуговування;  підвищення технічного рівня, продуктивності, універсальності та гнучкості до переналагодження;  впровадження прогресивних енергоощадних типів і видів приводів та систем керування ними тощо. На основі аналізу наявних зразків конструкції пакувальних машин і тенденцій їх розвитку можна виділити основні напрями їх технічного вдосконалення (рис. 1). Напрями технічного вдосконалення пакувального обладнання Структурні

Кінематичні

Технологічні

Процесні

Інформаційні

Санітарногігієнічні

Рис. 1. Напрями технічного вдосконалення пакувального обладнання

Пакувальні машини відповідного функціонального призначення є багатофункціональними технологічними машинами послідовної, паралельної та послідовно-паралельної дії [1]. Їх структура формується на основі модульного принципу як методу побудови різних технічних систем із різноманітними характеристиками шляхом компонування їх із типових модулів визначеним чином для створення матеріальних (переміщення продукції, пакувального матеріалу, тари, допоміжних пакувальних засобів),

201


енергетичних (приводи робочих органів функціональних модулів, пристрої теплотехнічних систем, системи керування та інформування) та інформаційних (управління роботою, контроль, діагностика, облік) зв’язків між ними [4]. Порядок розміщення й кількість цих модулів визначаються послідовністю виконання технологічних операцій і числом робочих позицій, з яких вони складаються. Вид, послідовність і кількість операцій та відповідних робочих позицій встановлюються на етапі розроблення, синтезу й аналізу технологічного процесу пакування [5]. Модульне проектування досить добре узгоджується з еволюційним підходом до створення новітніх машин, за якого потрібно будувати й аналізувати сукупність моделей пакувальних машин, що послідовно покращуються функціональними та технічними показниками. Модульний принцип побудови пакувальної машини дає можливість на основі базового варіанта, доповнюючи його різними функціональними модулями (опціями) або забираючи їх, створювати універсальні багатофункціональні машини. Отже, шляхом нескладних маніпуляцій модульні структури відносно легко трансформуються, що дає можливість здійснювати пошук раціональних, за заданими критеріями ефективності, модульних структур. Зміна структури пакувальної машини може здійснюватися за рахунок [4]:  використання змінних функціональних модулів;  зміни послідовності використання функціональних модулів, тобто їх перестановки;  створення надлишкової кількості функціональних модулів у машині. Використання змінних функціональних модулів передбачає можливість заміни одних робочих органів на інші під час переналагодження машини на пакування іншої продукції або інший вид упаковки. Цей метод широко використовують при застосуванні базового варіанта виготовлення упаковки із плівкових матеріалів при заміні дозаторів (стаканчикового для сипкої продукції на поршневий для в’язких продуктів). Варіюванням порядку виконання технологічних дій можна забезпечити розширення асортименту пакувальної продукції. Так, за рахунок зміни порядку наповнення тари різними компонентами продукту, що може бути реалізовано перестановкою функціональних модулів або заміною порядку підведення тари до них (зміна порядку виконання елементів операції без зміни структури машини), формується новий вид пакувальної одиниці. Надлишкові функціональні модулі в конструкцію пакувальної машини вводять для того, щоб не витрачати час на її переналагодження на інший вид продукції чи вид упаковки. Перехід на виробництво іншого виду продукції здійснюється вибором іншої програми в системі керування машиною. Структура машини суттєво залежить від її компонування. Для забезпечення високих технічних показників застосовують новітні принципи компонування – перехід від лінійних компоновок до поверхневих та об’ємних. Одним із характерних параметрів оцінювання якості нових компоновок може бути

202


співвідношення між відносною продуктивністю функціональних модулів П/По (де П – теоретична продуктивність будь-якого модуля, По – теоретична (технічна) продуктивність базового модуля) до їх геометричних параметрів ε просторових технологічних зон. Аналіз зміни цього параметра підтверджує, що пакувальні машини із поверхневою та об’ємною технологічними зонами мають якісно нові техніко-економічні показники порівняно з існуючими машинами-автоматами з лінійним компонуванням. А тому для успішної реалізації еволюційного підходу створення новітніх машин потрібний подальший розвиток модульної технології проектування й підвищення їх ефективності, у першу чергу на стадіях побудови та трансформації модулів [5]. Модульний принцип побудови пакувальної машини суттєво змінює підходи до розроблення кінематики. Здебільшого сучасні зразки пакувальних машин мають багатоприводну систему із застосуванням різних видів приводів: електромеханічний, пневмомеханічний, гідромеханічний. У таких машинах замість розподільно-керуючого валу, що обертається від одного приводу, встановлено «електричний» вал, який керується системою управління всієї машини. Застосування новітніх приводів дає можливість виключити з кінематики і виконавчі механізми, що забезпечували заданий закон руху робочим органам. Наявність електричних та електронних систем керування приводами дає можливість забезпечити заданий (оптимальний) закон руху робочого органу, його позиціонування, вид руху тощо. Новітня кінематика зменшує динамічні навантаження на деталі складальних одиниць функціональних модулів, що підвищує надійність і довговічність роботи машини. Загалом модульні технології проектування пакувальних машин зменшують металоємність машини, витрати на виготовлення складних виконавчих і приводних механізмів. Особливістю новітніх методів проектування пакувальних машин є застосування інформаційних технологій. Використання інформаційних технологій комбінаторного синтезу в поєднанні з технологією аналізу та оптимізації технічного рішення є науковою основою будь-якого творчого процесу проектування [6]. У підґрунтя розробки принципів проектування на основі інформаційних технологій покладено функціонально-модульний опис пакувального обладнання. При цьому здійснюється моделювання технологічного процесу й пакувальної машини, тобто об’єднуються інформаційні процедури, які забезпечують моделювання та оптимізацію технологічного процесу в пакувальному обладнанні, оптимізують його функціонально-модульну структуру, а також отримання робочої документації [6, 7]. У подальшому робоча документація кодується й подається на автоматичні матеріалообробні верстати. Якість виготовлення деталей контролюється в автоматичному режимі. Такий підхід до створення машин підвищує точність виконання деталей, складальних одиниць,

203


функціональних модулів і машини загалом. Усі ці складові підвищують надійність безперервної роботи машини із заданою продуктивністю. Інформаційні технології проектування дають можливість правильно підібрати матеріал для виготовлення деталей машин та вдосконалити їх конфігурацію. Поряд із новітніми технологіями проектування фахівці пакувального машинобудування особливу увагу приділяють «smart materials». Це такі матеріали, які змінюють свої властивості під впливом електричного або магнітного поля, тепла або світла, напружень стискання або розтягу. Застосування таких матеріалів у пакувальному машинобудуванні дає змогу створювати нові технічні системи. Нові функціональні матеріали широко застосовуються в пакувальних машинах як сенсори та робочі органи для боротьби з шумом і вібрацією, для сприйняття ударних навантажень, а також у пристроях дозування. Важливим аспектом сучасного пакувального машинобудування є застосування функціональних модулів, що серійно виготовляються, апробовані у виробництві, мають високі показники надійності й відповідають показникам функціонального призначення. До таких модулів можна зарахувати: платформи горизонтального та вертикального переміщення; механізми повороту, захоплення; пристрої живлення та дозування продукції тощо. Так, компанія Schubert комплектує пакувальні машини різних функціональних груп трансмодулями. Трансмодулі – це рухомі каретки з інтелектуальним керуванням та приводом на основі серводвигуна. Такі модулі забезпечують рух робочих органів у різних напрямках і площинах [1]. Створюючи пакувальні машини, потрібно враховувати, що машина експлуатується й живе значно довше, ніж сам продукт, термін присутності на ринку якого не перевищує 2–3 роки. А тому багатоманітність форм і розмірів упаковки, технологій пакування потребує пакувальних машин із малою тривалістю проведення переналагодження. Сучасне обладнання забезпечує виробництво економічної упаковки шляхом інтеграції в одну машину значної кількості операцій (формування упаковки, дозування й фасування, створення відповідного газового середовища в упаковці, герметизація, маркування тощо). Поряд із цим потрібно забезпечити безпеку продукції, особливо якщо пакуються харчові продукти, завдяки виконанню гігієнічних вимог до конструкції та експлуатації машин. Розроблені технології пакування, що реалізуються або можуть реалізуватися в пакувальних машинах, повинні враховувати основні тенденції розвитку ринку упаковки. До таких тенденцій нині належать:  стиль життя;  зручність;  мрії про близьке та далеке майбутнє;  брак часу;  демографічна криза в деяких країнах;

204


 безпека харчування, лікування, відпочинку тощо;  стабільність існування та розвитку;  урбанізація населення;  зростання чисельності населення у світі;  глобалізація виробництва, фінансів, людських ресурсів. Відповідно до цих тенденцій змінюються й функції упаковки в бік збільшення термінів використання продукції, порційності, оформлення (повторне закриття, різні конструктивні варіації, контрольований відбір тощо). Брак часу призводить до поширення тенденції споживання «не вдома», «по дорозі». А тому, з погляду споживання харчової продукції, спостерігаються такі тенденції:  зручність у використанні (Ready to go, Ready to eat);  здорова та корисна харчова продукція;  попит на продукти, готові до споживання. Безперервний еволюційний процес формування запитів на упаковку постійно потребує вдосконалення технологій пакування. Із розвитком електронних засобів контролю функціональні модулі комплектуються новітніми системами керування, які в процесі приєднання модулів теж легко з’єднуються в єдину систему керування [7, 8]. Мережевий

Інтелектуальний привод (мотор, контролер, підсилювач)

кабель

Керування переміщенням

Мережевий

ПЛК (керування машиною)

кабель

Кабель зворотного зв’язку

Мережевий кабель

HMI (інтерфейс оператора)

Датчик нульової точки

Датчик положення

Кабель живлення мотора

Мотор

Привод

Рис. 2. Структура мехатронного модуля лінійного переміщення з електроприводом

Взаємопроникнення електричної системи в механічну та синергетична апаратно-програмна інтеграція складових елементів функціонального модуля, які мають різну фізичну природу, надають функціональним модулям вищого рівня розвитку – мехатронний модуль. Мехатронний модуль є функціонально й конструктивно самостійним виробом. Формування мехатронних модулів здійснюється шляхом поєднання між собою окремих

205


модуль-елементів із виконавчими, керувальними та інформаційними функціями. Структуру мехатронного модуля лінійного переміщення з електроприводом наведено на рис. 2. До складу мехатронного модуля лінійного переміщення належать: мікропроцесорна система керування, підсилювачі потужності, механізми передачі інформації, датчики зворотного зв’язку. Кожен модуль комплектується датчиками зворотного зв’язку для контролю положення та швидкості руху веденої ланки. На рис. 3 наведено схему мехатронного модуля для дозування та фасування рідкої продукції ваговим способом у жорстку споживчу тару. Ваговий спосіб реалізований за допомогою елементу подачі продукції 1, що з’єднаний з клапаном 2, розташованим над тарою 3, яка встановлена на елементі зважування 4. Клапан 2 може бути з’єднаний із індивідуальним приводом. Пристрій також включає таймер 5 для забезпечення загальної тимчасової бази для різних елементів, що реалізують процес наповнення. Зважувальний елемент з’єднаний з елементом 6 для вимірювання миттєвої швидкості потоку. Цей елемент з’єднаний з елементом управління 7 і з елементом обчислення ваги 8. Елемент управління 7 сприймає задане значення швидкості потоку 9, з яким порівнюється виміряна швидкість миттєвої витрати.

Рис.3. Схема мехатронного модуля для дозування та фасування рідкої продукції ваговим способом

Крім того, елемент обчислення ваги 8 сприймає сигнал від еталону ваги 10 і сигнал визначеної ваги доданої продукції 11. Елемент обчислення загальної ваги подає сигнал до елемента 12 для обчислення середньої швидкості потоку. Після чого результуючий сигнал передається на компаратор 13, який визначає безліч точок швидкості потоку, а елемент 14 визначає її середнє

206


значення. Сигнал, який представляє реальну вагу продукції, надходить до компаратора 15. Застосування електронних засобів керування функціональними модулями й машиною загалом дає можливість створювати багатофункціональні, універсальні, швидкопереналагоджувані технічні системи [7]. В умовах ринкової економіки динамічно формуються тенденції щодо вдосконалення пакувальної одиниці з урахуванням високого ступеня зручності для споживача. Не в останню чергу вимоги споживача стосуються й тривалості використання продукції, а це тісно пов’язано з гігієнічними аспектами проектування пакувального обладнання, гігієнічними вимогами до пакувального матеріалу, тари. Існують загальні гігієнічні вимоги до пакувальних машин (ДСТУ ISO 14159 «Вимоги гігієни до проектування пакувальних машин») [9]. Усі пакувальні машини повинні бути спроектовані таким чином, щоб їхні обриси запобігали накопиченню, затриманню вологи, бруду, а також джерел накопичення, розмноження небажаних мікроорганізмів, а отже, забезпечували легке очищення, огляд, обслуговування. При цьому під час проектування необхідним є етап технологічного дизайну, що має забезпечувати оптимальну конфігурацію поверхонь і застосування відповідних конструкційних матеріалів. Розробникам слід мати на увазі, що, якщо деякі поверхні пакувальної машини контактують із продуктом навіть випадково (капання, сплески тощо), вони все одно підлягають санітарному обробленню (миття, дезінфекція) і тому повинні бути зручними для цього [10]. Поряд із цим, залежно від групи харчових продуктів (мікробіологічно-сприятливі; мікробіологічно-несприятливі), на пакувальне обладнання вводяться додаткові обмеження, що впливають на цикл роботи, конструктивні виконання робочих органів тощо. Так, за наявності продуктів мікробіологічно-несприятливих машина не повинна містити вологу (включаючи конденсат), а за наявності мікробіологічно-сприятливих має бути повний контроль за часом їх перебування в пакувальному обладнанні та режимами температурної дії. Відповідно до ДСТУ ISO 14159 встановлено п’ять рівнів гігієни пакувальних машин (таблиця) [9]. Застосування вимог гігієни до проектування та обслуговування пакувальних машин частково вирішують проблему безпечності харчових продуктів. Повна або часткова реалізація основних напрямів технічного вдосконалення пакувального обладнання привносить суттєву складову у вирішення важливої проблеми – збереження та ощадне використання харчових продуктів.

207


Таблиця. Класифікація пакувальних машин за рівнем гігієни

Рівень гігієни

І ІІ ІІІ ІV

V

Характеристика пакувальної машини

Машини, які після оцінювання ризику гігієни спроможні тільки частково відповідати вимогам стандарту, щоб виконати ідентифікований ризик і виробляти безпечний продукт Машини, які після оцінювання ризику гігієни повністю відповідають вимогам стандарту, але потребують запланованого розбирання для очищення Машини, які після оцінювання ризику гігієни повністю відповідають вимогам стандарту та можуть бути очищені без розбирання Машини, які після оцінювання ризику гігієни повністю відповідають вимогам стандарту й призначені для очищення машини від шкідливих мікроорганізмів шляхом застосування певної теплоти, хімічного або фізичного оброблення Машини, які після оцінювання ризику гігієни повністю відповідають вимогам стандарту, запобігають мікробному входу та призначені для очищення машини від шкідливих мікроорганізмів шляхом застосування певної теплоти, хімічного або фізичного оброблення

Література 1. Гавва О.М. Інноваційні технології у створенні нового покоління пакувальних машин / О.М. Гавва, В.Б. Захаревич, О.О. Кохан // Пакувальна індустрія України (ринок, інновації, бізнес-практики) : Матеріали VIIІ науково-практичної конференції (24–25 вересня 2014 р., м. Київ). – Київ, 2014. – С. 41–53. 2. Шредер В.Л. Упаковывание пищевых продуктов в гибкие материалы / В.Л. Шредер, А.Н. Гавва, В.Н. Кривошей // Упаковка. – 2011. – № 3. – С. 23–25. 3. Гавва О.М. Мехатроніка і адаптроніка – нові підходи до конструювання пакувальних машин / О.М. Гавва // Пакувальна індустрія України (стан та перспективи) : Матеріали ІІ Науково-практичної конференції (20–23 травня 2008 р., м. Алушта). – Київ, 2008. – С.176–186. 4. Пальчевський Б.О. Основні принципи функціонально-модульного проектування пакувального обладнання / Б.О. Пальчевський // Пакувальна індустрія України (стан та перспективи) : Матеріали Науково-практичної конференції (22–25 травня 2007 р., м. Алушта). – Київ, 2007. – С.175–190. 5. Пальчевський Б.О. Оптимізація структури автоматизованих ліній пакування / Б.О. Пальчевський, С.В. Власюк // Упаковка. – 2002. – № 4. – С. 24–26. 6. Пальчевський Б.О. Дослідження технологічних систем / Б.О. Пальчевський. – Львів : Світ, 2001. – 238 с.

208


7. Якимчук М.В. Основи методології створення пакувальних машин із мехатронних модулів / М.В. Якимчук, О.М. Гавва // Пакувальна індустрія України (інноваційні технології) : Матеріали VІІ Науково-практичної конференції (21–24 травня 2013 р., м. Алушта). – Київ, 2013. – С.39–50. 8. Пашков Е.В. Промышленные мехатронные системы на основе пневмоприводов / Е.В. Пашков. – Севастополь, 2007. – 401 с. 9. ISO 14159:2002, IDT. Безпечність машин. Вимоги гігієни до проектування машин. 10. Гігієнічне пакування харчових продуктів. Звіт Європейської групи гігієнічних розробок та проектування. – Пакувальні машини. – 1993. – 121 с.

209


Cистеми технічного зору в структурі новітнього пакувального обладнання зі штучним інтелектом М.В. Якимчук, д.т.н., О.М. Гавва, д.т.н., Національний університет харчових технологій, м. Київ Одними з головних напрямів, які активно впроваджуються в новітнє пакувальне обладнання, є використання штучного інтелекту та можливість його вдосконалення шляхом постійного навчання й самонавчання [1]. В основу машинного навчання покладено можливість отримувати інформацію, аналізувати та узагальнювати дані з подальшим їх оцінюванням. Існує широкий спектр способів навчання пакувального обладнання. Кожний із цих способів вимагає використання функцій машинного зору. Передбачається, що новітні пакувальні комплекси стануть «відчувати та бачити технологічний процес» подібно до людини, яка отримує основну частину інформації про зовнішній світ за допомогою дотику та зору, а потім обробляє отриману інформацію за допомогою інтелектуального апарату аналізу та інтерпретації візуальної інформації. За термінологічним визначенням, «машинний зір» – це науковий напрям у галузі штучного інтелекту, зокрема робототехніки, і пов’язані з ним технології отримання зображень об’єктів реального світу, їх оброблення й використання отриманих даних для вирішення різного роду прикладних задач без повної чи часткової участі людини. Перші спроби машинної реалізації «бачити об’єкти» було зроблено ще в минулому столітті. Одним з основних споживачів функцій машинного зору була і залишається робототехніка. Перші задачі машинного зору для робототехніки почали активно вирішувати на початку 1970-х рр. Відсутність інструментів для вводу зображень на перших етапах розвитку компенсувалася розробкою математичних та алгоритмічних задач побудови тривимірних зображень шляхом визначення форми тіл за «хмарою точок». Активний розвиток створення елементів машинного зору почався в кінці 1990-х рр., коли було створено та масово виготовлено перші, досить надійні, корпоративні системи розпізнавання людських облич. У цей час було розроблено перші промислові камери та отримано спеціальні фотографії з використанням ефекту «щілини підсвічування», які дали можливість машинно побудувати тривимірні об’єкти [2]. Подальший розвиток машинного зору відбувався в напрямі реалізації огляду форм об’єктів, навігації (для рухомих роботів), аналізу тривимірних сцен (у тому числі за послідовністю кадрів рухомих об’єктів), «інтелектуальної» збірки конструкцій, оперативного стеження за об’єктом тощо. До теперішнього моменту теорія комп’ютерного зору повністю сформувалася як самостійний розділ кібернетики. Елементи машинного зору стали невід’ємними компонентами сучасних технологій, у тому числі в пакувальній індустрії (рис. 1).

210


Рис. 1. Класифікація способів реалізації машинного зору в пакувальному обладнанні

У сучасному пакувальному обладнанні традиційно системи машинного зору створюються шляхом використання та взаємодії датчиків визначення об’єктів або їх розташування та камер технічного зору. Це можуть бути індуктивні, ємнісні, оптичні, ультразвукові та інші датчики. Сучасні цифрові камери виготовляють переважно у форматі 2D та 3D зображень. Типову структурну схему побудови таких систем наведено на рис. 2.

Сцена

Оптика

Отримане зображення

Апаратний рівень

Структура звичайної камери Програмний рівень

СОЗ

Інтерфейс зв’язку

Від/до користувача або керуючої системи

Рис. 2. Типова структурна схема систем технічного зору

Відмінністю використання датчиків від камер технічного зору є застосування в останніх систем оброблення зображення (СОЗ). Такі системи є досить швидкодійними, оскільки спроектовані під виконання жорсткого алгоритму оброблення зображення.

211


Можливості й функції використання машинного зору в новітньому обладнанні насправді величезні та малодосліджені. Експерти вважають, що ці технології – найпростіший спосіб навчити новітнє пакувальне обладнання зі штучним інтелектом автономних дій у природному світі. Для їх розвитку були створені та активно функціонують спеціальні наукові центри й лабораторії. Серед найбільш відомих – «Лабораторія штучного інтелекту Массачусетського технологічного інституту» (MIT Artificial Intelligence Laboratory), UC Berkeley Computer Vision Group, Vision and Autonomous Systems Center Університету Карнегі-Меллона, Stanford Vision Laboratory, науково-технічні центри «Модуль» та «Промінформ», Інститут проблем штучного інтелекту Міністерства освіти і науки України і Національної академії наук України, Інститут космічних досліджень Національної академії наук України та Державного космічного агентства України і ряд інших організацій. Основними глобальними виробниками систем машинного зору є компанії Cognex, SensoPart, Visionics, Eyematic, SPIRIT. У пакувальному обладнанні такі пристрої традиційно виконують наступні технологічні операції: пошук за шаблоном об’єктів, які можуть бути неправильно орієнтованими, частково прихованими іншими об’єктами або відрізняються розмірами чи формами; визначення розмірів об’єктів; пошук координат розташування об’єктів; аналіз властивостей через функції (і/або); зчитування штрих-кодів або тексту тощо. Однією з основних переваг камер технічного зору є реалізація ними одночасно кількох операцій – наприклад, вимірювання рівня рідини в ПЕТпляшці, зчитування штрих-коду та перевірка якості закручування кришки (рис. 3).

Рис. 3. Вимірювання рівня харчового продукту в ПЕТ-пляшці та перевірка якості закручування кришки за допомогою системи технічного зору компанії «Фесто»

212


Такі пристрої є незамінними в сучасному пакувальному обладнанні для виконання операцій дозування, герметизації тари, формування групової або транспортної упаковки. Вони забезпечують високу точність позиціонування споживчої упаковки у фасувально-пакувальних машинах, у лотки, картонні ящики, бокси або піддони. Поряд із цим за їх допомогою додатково відбуваються аналіз та контроль товарного вигляду упаковки, якості нанесення на них інформації, наявності допоміжних пакувальних засобів та збору інформації щодо кількості упаковок тощо (рис. 4).

Рис. 4. Контроль розташування та кількості споживчих упаковок із різним харчовим продуктом у груповій упаковці за допомогою камери технічного зору

Традиційно існує дві можливі позиції розміщення камер технічного зору: фіксована (зазвичай перпендикулярно контрольованій площині) та динамічна на робочому органі пристрою (рис. 5). У другому випадку відстань до об’єкта постійно змінюється, тому тут доцільно використовувати лінзи з автофокусом [3].

Рис. 5. Схема встановлення камер на виробничій ділянці

213


Реалізацію технічного зору неможливо забезпечити без використання штучного інтелекту, адже саме штучний інтелект вивчає компоненти зображення, швидко та якісно їх аналізує, а також порівнює отримані відомості з раніше закладеними в базі даних (рис. 6). У сучасних системах технічного зору застосовують такі методи оброблення інформації, як сегментація, підрахунок пікселів, декодування, робота по контуру, бінаризація, символьне розпізнавання, зіставлення шаблонів тощо. Основними технічними характеристиками систем технічного зору є швидкість оброблення інформації, продуктивність, максимальна точність вимірювань, протокол обміну інформації. Сучасні камери технічного зору бувають кольорові та монохромні. Їх застосування залежить від задач технологічного процесу пакування. Так, для контролю розмірів упаковки чи тари, їх геометрії або площ можна використовувати монохромну камеру, а для контролю якості нанесення інформації, відтінків кольорів тощо – кольорову. Звісно, якість роботи камери залежить від характеристики її оптики. Розрізняють камери із зовнішньою та вбудованою оптикою. Останні мають жорсткі технічні характеристики, у межах яких відбувається контроль технологічних процесів.

Рис. 6. Характеристики камер технічного зору

Зовнішня оптика є змінною й може забезпечувати швидке переналаштування камери. Характеристика матриці камери впливає на розмір поля огляду, відстані до об’єктів, роздільну здатність тощо [4]. При виборі камер для

214


систем технічного зору треба враховувати чотири найважливіші чинники технологічного процесу пакування: тип пакувального об’єкта, який спостерігають, та його властивості; глибина різкості або фокуса; відстань до об’єкта; вплив зовнішніх умов експлуатації (зазвичай освітлення). Розмір упаковки або окремих її елементів суттєво впливає на розмір картинки камери, яка називається полем зору оптичної системи та вимірюється як по діагоналі, так і по горизонталі. Загалом відношення між горизонтальним і вертикальним розмірами поля зору оптичної системи становить 4:3. Характеристики матеріалу упаковки також дуже важливі для отримання якісного зображення. Здатність об’єктива розпізнати окремі їх деталі або написи залежить від контрастності, яка характеризується роздільною здатністю. Одним зі способів визначення роздільної здатності системи є використання решітки Ронки, у вигляді однієї пари ліній (біла й чорна) однакової ширини. Для інших цілей можна використовувати кола або точкові сітки. Відстань, необхідна для встановлення автоматичної системи технічного зору, може варіюватися від декількох метрів до розмірів цілого цеху. Під робочою відстанню розуміють відстань між об’єктом і переднім краєм об’єктива камери при фокусуванні зображення. У камерах зі змінною оптикою така відстань може змінюватися у великому діапазоні за допомогою перефокусування об’єктива. Якість роботи системи технічного зору також суттєво залежить від якості отриманого зображення, а саме його розмитості. Розмитість зображення виникає, наприклад, внаслідок переміщення об’єкта відносно площини камери та коригується глибиною різкості зображення [5]. Під глибиною різкості розуміють максимальну відстань до об’єкта, при якій він повністю перебуває у фокусі. Зазвичай така характеристика визначається допустимою швидкістю переміщення об’єкта (від оптимального значення фокуса). Слід зазначити, що 80 % якості роботи камер технічного зору залежить від освітлення, відбивної здатності поверхні об’єкта, температури, вібрації та забруднення. Освітлювальні системи можуть бути вмонтовані в камери та ставитись окремо. Такі системи можуть забезпечити різні схеми освітлення: точкове, кільцеве, дифузійне тощо. Застосування поляризованого та розсіюваного випромінювання джерела світла допомагає зменшити кількість точок відбивання від поверхні предмета. Монохромне освітлення збільшує контраст предмета й поліпшує якість зображення. Контраст особливо важливий у разі використання однокольорової камери та може досягатися застосуванням адитивної технології. За такого способу освітлення монохромне джерело освітлення й фільтр об’єктива фотокамери відповідають кольору об’єкта спостереження. Тоді ділянка навколо об’єкта відбиває або випромінює світло та здається більш яскравою, ніж сам об’єкт.

215


Цю методику можна використовувати для контролю наявності окремих включень у пастоподібних або рідких харчових продуктах. Слід звернути увагу, що до основних характеристик камер технічного зору належать способи приєднання їх до систем штучного інтелекту, а саме види вихідних сигналів, протоколи обміну даних та систем керування. Так, розрізняють камери технічного зору, які отримують та передають зображення на штучний інтелект обладнання, де відбувається оброблення інформації, та камери технічного зору із вбудованим штучним інтелектом, який обробляє інформацію безпосередньо. Останні є більш функціональними та можуть бути використані самостійно. Тенденція розвитку систем технічного зору передбачає застосування в них простого інтерфейсу «камера – користувач». Передбачається, що в подальшому для конфігурації та налаштування роботи системи технічного зору через програмне забезпечення оператору вистачить елементарних знань роботи з електронікою та технікою. Для прогнозу майбутніх шляхів розвитку технічного зору в пакувальній індустрії дуже важливо знати поточні потреби в його використанні. Зокрема, згідно зі звітом BCC Research, глобальний ринок компонентів систем машинного зору оцінюють у понад $ 25 млрд у 2016 р. Такий стрімкий розвиток систем машинного зору можна пояснити їх перевагами щодо реалізації складних технологічних операцій: швидке переналагоджування пакувального обладнання при зміні продукту, типу чи виду упаковки; надійність роботи обладнання в режимі цілодобового використання; повторюваність виконання операцій пакування, які характеризуються контролем пакувальних виробів за однакових критеріїв їх оцінювання; якість виконання технологічних операцій пакування шляхом компенсації людської суб’єктивності щодо виявлення бракованих виробів тощо. За результатами аналізу систем технічного зору в пакувальному обладнанні можна спрогнозувати, що вони активно почнуть розвиватися в таких напрямах: удосконалення способів та засобів освітлення; мініатюризація розмірів камер технічного зору; удосконалення засобів розпізнавання об’єктів, що перекриваються або мають суміжний колір із загальним фоном; зменшення часу оброблення інформації; спрощення інтерфейсу налаштування та передачі інформації тощо. Висновки За результатами дослідження можна констатувати: 1. Системи технічного зору є невід’ємною складовою новітнього пакувального обладнання, особливо п’ятого та шостого його покоління. 2. Розвиток структури технічного зору передбачає використання новітніх датчиків та камер, які в сукупності з робочими органами в новітньому пакувальному обладнанні утворюють функціональні мехатронні модулі.

216


3. Використання систем технічного зору для отримання 3D зображення пакувального об’єкта дає змогу суттєво розширити перелік технологічних операцій пакування, створити та використати складні дизайнерські форми упаковки, розширити перелік пакувальних матеріалів. 4. Упровадження новітніх засобів передачі інформації з камер технічного зору (особливо бездротових) та мініатюризація їх розмірів забезпечить створення новітніх пакувальних робототехнічних комплексів для «Індустрії 4.0». Література 1. Пакувальне обладнання : підручник / О.М. Гавва, А.П. Беспалько, А.І. Волчко, О.О. Кохан. – Київ : ІАЦ Упаковка, 2010. – 746 с. 2. Конушин А.С. Алгоритмы построения трехмерных компьютерных моделей реальных объектов для систем виртуальной реальности : автореф. дис. … кандидата физ.-мат. наук / А.С. Конушин ; ИПМ им. М.В. Келдыша РАН. – Москва, 2005. – 23 с. 3. Глотов Ю.Н. Определение движения механических объектов по данным видеоизмерений в задачах робототехники / Ю.Н. Глотов, С.Н. Емельянов, В.В. Сазонов. – Москва, 2007. – 29 с. – (Препринт / ИПМ им. М.В. Келдыша РАН; 88). 4. Machine Vision: Technologies and Global Markets, Report IAS010C / BCC Research. – 2013. – Available at: www.bccresearch.com/marketresearch/ instrumentation-and-sensors/machine-vision-technologies-ias010d.html 5. Wnuk, M. Remarks on hardware implementation of image processing algorithms / M. Wnuk // Int. J. of Applied Mathematics and Computer Science. – 2008. – V. 18, № 1. – P. 105–110.

217


Законодавчі ініціативи в сфері поводження з упаковкою та її відходами В.Г. Слабий, Українська Пакувально-Екологічна Коаліція, м. Київ Розвиток ситуації в законодавстві України у сфері поводження з упаковкою та її відходами був предметом обговорення на попередніх конференціях «Пакувальна індустрія». Проте дискусії та розробка законодавчих ініціатив у цій сфері протягом останнього року вийшли на новий, більш високий, інтенсивний рівень. Основними чинниками-каталізаторами цього процесу стали трагедія на Грибовицькому звалищі й розробка та обговорення Національної стратегії управління відходами в Україні. Зрозуміло, що ситуація навколо подій у Львові супроводжувалася значною політичною складовою, але в експертному середовищі всі розуміють, що вона має системний характер. На сьогодні таке ж становище можна побачити у більшості обласних і великих міст України. Поступово і в урядових кабінетах зрозуміли, що проблему поводження з відходами потрібно вирішувати. Своєрідною реакцією на ситуацію, яка склалася, була ініціатива ЄБРР спільно з Мінприроди, Мінрегіоном та Мінекології щодо розробки та затвердження Національної стратегії управління відходами в Україні. На сьогодні фінальний текст Стратегії, розроблений за участі іноземних та вітчизняних експертів, розміщений на веб-сайті Мінприроди, а проект розпорядження Кабінету Міністрів України щодо її затвердження проходить процедуру погодження. Стратегія передбачає поступовий перехід від видалення відходів на полігони до системи комплексного поводження з відходами, перехід до ситуації, коли відходи сортуються і розділяються на потоки для повторного використання, перероблення або утилізації з видаленням їх залишків на регіональні полігони, що відповідають вимогам ЄС. Ключовими засадами запропонованої системи управління відходами є:  дотримання європейської «ієрархії» відходів;  впровадження розширеної відповідальності виробника (РВВ) для певних категорії відходів: - упаковка; - відходи електричного та електронного обладнання (ВЕЕО) ; - шини, масла, інші;  організація міжмуніципального співробітництва (ММС): - полігони, сміттєсортувальні лінії, сміттєперевантажувальні станції тощо;  розширення роздільного збирання «сухих» ресурсоцінних компонентів побутових відходів;  закриття полігонів та сміттєзвалищ, що не відповідають екологічним вимогам, а також несанкціонованих сміттєзвалищ.

218


Проте, як це часто буває в Україні, виконавчі органи влади декларують одні принципи, а законодавчий орган – Верховна Рада – зовсім інші. Саме така ситуація склалася і у сфері поводження з відходами упаковки. З одного боку, є проект Стратегії, засади якої в основному відповідають законодавству ЄС, з іншого – у Верховній Раді зареєстровано понад десять законопроектів, якими пропонується внесення таких змін в законодавче забезпечення цієї галузі, які не відповідають проекту Стратегії та законодавству ЄС. Зокрема, за час після проведення попередньої конференції з’явилися нові законопроекти № 5614 від 28.12.2016 (щодо запровадження депозитної системи), № 6602 від 21.06.2017 (про внесення змін в Закон про відходи), № 4835-д від 31.07.2017 (доопрацьований, введення зеленого тарифу на виробництво електроенергії зі спалювання побутових відходів, системно пов’язаний із №№ 4836, 4637 щодо запровадження податку на виробництво упаковки). Таким чином, на сьогодні у Верховній Раді зареєстровані кілька законодавчих ініціатив, які можна поділити на три напрями. Перший – законопроект № 4028 (н/д А. Бабак, А. Журжій, Я. Маркевич, А. Матвієнко та інші): передбачає запровадження в Україні засад розширеної відповідальності виробника упаковки та створення в Україні системи роздільного збирання, перероблення та утилізації відходів упаковки. Принциповою в запропонованій системі є наявність приватних інвестицій та регулювання такої системи законами ринкової економіки, розвиток конкурентного середовища тощо. На попередніх конференціях ми детально розглядали переваги такого підходу. У переважній більшості країн ЄС системи збирання та утилізації відходів упаковки успішно функціонують саме на засадах розширеної відповідальності виробника. Другий – законопроекти №№ 4835 (4835-д), 4836, 4837, 6602 (н/д О. Домбровський, І. Кононенко, Н. Южаніна та інші): пропонують запровадити новий екологічний податок на виробництво й імпорт упаковки та товарів в упаковці, який сплачуватимуть юридичні особи та фізичні особипідприємці, які виробляють упаковку або товари в упаковці на території України та імпортують упаковку (окремо або разом з товарами). У своїх численних зверненнях до очільників країни представники широкого кола бізнесу, роботодавців, громадських та екологічних організацій звертають їх увагу на недоліки зазначених законопроектів: 1. Встановлюють подвійне оподаткування. Податок сплачується за випуск упаковки (виробником), а потім за розміщення цієї ж упаковки (не її виробниками) у спеціально відведених для цього місцях. 2. Містять корупційну складову. Встановлює обов’язок суб’єктів господарювання укласти договори з виконавцем послуг із поводження з побутовими відходами, якого безальтернативно та без конкурсу визначає орган місцевого самоврядування (наявність корупційних ризиків у проектах

219


№№ 4835 та 4838 підтверджено висновками Комітету з питань запобігання і протидії корупції). 3. Блокують створення системи розширеної відповідальності виробника. Для підприємств, які відмовились від сплати податку та вирішили самостійно або через організації РВВ виконувати свої зобов’язання, норма утилізації встановлюється на рівні 100 %. Її виконання є нереальним навіть для найбільш розвинених у даному питанні країн. 4. Обмежують права та інтереси виробників упаковки, оскільки за рахунок їх коштів, які сплачені у вигляді податку, відбуватиметься утилізація всіх побутових відходів. 5. Суперечать:  національному законодавству. Бюджетний кодекс не передбачає витрачання податків на утримання комерційних організацій (кошти з бюджету направлятимуться на оплату послуг організацій, що здійснюють утилізацію відходів).  міжнародним зобов’язанням України. Угодою про Асоціацію між Україною та ЄС встановлено зобов’язання щодо наближення законодавства України у сфері захисту навколишнього середовища до законодавства ЄС, яким передбачено РВВ. Реформи у сфері захисту навколишнього середовища повинні здійснюватись на основі відповідної стратегії, проект якої не передбачає запровадження податку для вирішення питання поводження з відходами. Третій – законопроект № 5614 щодо запровадження депозитної системи (н/д І. Луценко, С. Тригубенко, А. Дирів та інші). Досвід країн-членів ЄС, що запровадили депозитну систему, вказує на такі її ознаки: а) неефективність. Система не встановлює жодних нормативів переробки та утилізації відходів, а також будь-яких стимулів для бізнесу щодо захисту довкілля. Кошти, сплачені у вигляді депозиту, залишаються в системі та не використовуються для захисту навколишнього середовища. Запровадження депозитної системи у Німеччині призвело до падіння з 71 % до 46 % частки екологічно чистої упаковки (за період 2004–2014 рр.) та, як наслідок, до щорічного збільшення відходів виробів з полімерів до 400 тис. т; б) високі витрати на функціонування системи. Впровадження депозитної системи в Німеччині коштувало приблизно € 726 млн, а щорічні витрати на її функціонування становлять € 793 млн. Для прикладу, витрати для організації збирання 1 т відходів упаковки в депозитній системі Естонії складають € 900, в той же час середні витрати в трьох організаціях розширеної відповідальності цієї ж країни становлять € 122, тобто в 7,4 рази депозитна система дорожча за систему РВВ. Останнє дослідження, проведене трьома академічними інституціями в Іспанії, показує, що витрати на введення депозитної системи для збирання

220


використаної упаковки для напоїв зростуть на кожного мешканця країни з € 10,6 до € 48,7 на рік. В цілому по Іспанії річні витрати у зв’язку із запровадженням депозитної системи зростуть з € 492 млн до € 2,261 млн, тобто в 4,6 рази. Для економіки України такі витрати будуть непосильними. в) негативний вплив на рівень забруднення навколишнього середовища. Функціонування системи вимагає розвитку нової системи логістики із залученням нового транспорту для збору депозитної тари, її транспортування до місць зберігання та перероблення. Наслідком цього є збільшення рівня споживання палива, ускладнення дорожнього руху та збільшення викидів СО2. Необхідно також додати, що закон не встановлює норм утилізації та не ставить за мету вирішення екологічної ситуації в державі. г) негативний вплив на рівень роздільного збору. Майже в усіх країнах-членах ЄС система поводження з відходами базується на роздільному зборі відходів, який здійснюється споживачами для забезпечення їх подальшої переробки. Проте складний та важкозрозумілий для споживачів механізм функціонування депозитної системи в поєднанні із встановленням додаткових вимог щодо окремого поводження з певним видом відходів упаковки (тарою) негативно впливає на їх бажання роздільно збирати відходи й може ввести споживача в оману. Як показує практика, у споживача немає бажання відокремлювати тару, яку слід залишити в системі роздільного збору, від тари, яку слід повернути в точку збору. Важливо зазначити, що депозитна система збору відходів упаковки існує тільки в 7 країнах – членах ЄС (Данія, Німеччина, Норвегія, Швеція, Фінляндія, Естонія, Литва), але лише як додаткова модель до вже існуючої системи розширеної відповідальності виробника. Встановлення депозитної системи, запропонованої проектом закону № 5614, призведе до порушення міжнародних зобов’язань України, оскільки, відповідно до статті 365 Угоди про асоціацію між Україною та ЄС, напрями інституційних реформ, у тому числі у сфері управління відходами та ресурсами, повинні бути визначені відповідною стратегією. Що вкрай важливо – неможливість реального функціонування запропонованої проектом № 5614 депозитної системи, з огляду на відсутність завершеного механізму його реалізації, оскільки не встановлюється ряд концептуально важливих для функціонування депозитної системи вимог:  тлумачення поняття «харчові напої», на які повинні поширюватись вимоги депозитної системи (законодавство України та законопроект не встановлюють значення цього терміну);  порядок акредитації оператора депозитної системи;  перелік документів, які підтверджують статут оператора;  строки проведення конкурсу на визначення оператора депозитної системи;

221


 спеціальні санкції, які, відповідно до проекту, повинні застосовуватись до порушників цього закону;  порядок визначення території діяльності операторів депозитної системи;  порядок їх взаємодії та можливість одночасної діяльності кількох операторів на одній території (наприклад, на території одного міста чи області);  можливість повернення тари однієї депозитної системи до точок збору іншої системи;  порядок визначення (вибору) виробником продукції (імпортером) оператора, до якого необхідно звернутись, у випадку розміщення продукції на всій території країни, для отримання депозитних етикеток. Підсумовуючи вказане, автори законопроекту № 5614 пропонують фрагментарний підхід до вирішення проблеми поводження з відходами упаковки, зокрема тарою, неефективність якого вже підтверджена європейським досвідом. Законопроект також не містить завершеного механізму реалізації його положень, що може призвести до неможливості функціонування пропонованої ним обов’язкової депозитної системи. Більше того, запровадження в законодавче поле пропонованих ним положень суперечитиме міжнародним зобов’язанням України. Передбачене програмою конференції проведення круглого столу з цього питання надає можливість його учасникам взяти участь у фаховому обговоренні законодавчих ініціатив у сфері поводження з упаковкою та її відходами.

222


Загальна редакція к.х.н. В.М. Кривошей Наукова редакція д.т.н., проф. О.М. Гавва Літературна редакція І.О. Середа Дизайн обкладинки Н.І. Кругляк Організатори конференції не завжди поділяють погляди авторів. За зміст доповідей та достовірність інформації відповідальність несуть автори.

Підп. до друку 04.09.2017. Наклад 100 пр. Зам. _______ Підготовка до видання: ТОВ «ІАЦ «Упаковка», 02002, Україна, Київ, вул. Є. Сверстюка, 11 Тел./факс: (044) 5172383, 5172323, e-mail: upakjour@nbi.com.ua www.upakjour.com.ua, packinfo.com.ua Надруковано в НВЛПТ Української академії друкарства 79008, м. Львів, пл. Митна, 1

223


Profile for upakjour

Packaging Industry (conference) 2017  

Packaging Industry (conference) 2017  

Profile for upakjour
Advertisement

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded