Ambalaj Baskı Mürekkepleri

Bugün piyasada, karton kutulardan plastik filmlere, teneke kutulardan kağıt poşetlere kadar hemen hemen her çeşit ambalaj malzemesine yönelik çok çeşitli mürekkepler bulunmaktadır.  Birbirinden farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip ambalaj malzemeleri, teknik açıdan da farklı mürekkepler talep etmektedir. 

Genellikle tipik bir baskı mürekkebi, aşağıda belirtilen karışım malzemelerini içerir:

• Pigmentler – Renk oluşumunu sağlarlar.  % 5 – 30 oranında eklenir.
• Bağlayıcılar – Pigment parçalarını birbirine bağlayan ve onları baskı katmanına yapıştıran reçine türü bir bileşendir. % 15 – 60 oranında eklenir.
• Çözücüler – Reçineleri çözer ve karışım formülünü, akışkanlığını sağlayacak ve baskı katmanını ıslatacak şekilde sulandırır.  % 20 – 70 oranında eklenir.
• Katkı maddeleri – Nemlendirme maddeleri, kurutucular, viskozite (akmazlık) kontrolünü sağlayan maddeler, yapıştırıcılar, vb. % 1 – 10 oranında eklenir.

Baskı mürekkepleri ve kullanıldığı baskı teknikleri için aşağıdaki sınıflandırma yapılabilir:

• Sıvı mürekkepler – Flekso baskı, rotogravür, serigrafi, inkjet  
• Macun mürekkepler – Ofset, tipo baskı, intaglio
• Enerji ile kür olan mürekkepler – Flekso baskı, ofset, serigrafi, dijital

Baskı mürekkeplerinin kullanıldığı substratlar yani ambalaj malzemeleri plastik, kâğıt, oluklu mukavva, ahşap, metal, cam ve karton gibi birbirinden farklı özelliklerde malzemelerdir.  Söz konusu ambalaj için en uygun baskı yöntemi tabloda kısaca özetlenmiştir.  

Tablo 1: Ambalaj ve Baskı Yöntemi

Baskı Yöntemi	Substrat
Flekso	Kâğıt, karton, plastik
Tipo baskı	Kâğıt
Ofset	Kâğıt, karton
Rotogravür	Kâğıt, karton, plastik
Intaglio-bir çeşit gravür baskı yöntemidir.	Kâğıt, Karton
Serigrafi	Kâğıt, karton, plastik, metal, cam, ahşap
Inkjet – dijital baskı	Kâğıt, karton
Elektrofotograf – dijital baskı	Kâğıt

Hangi baskı yöntemi ile ne tip ürünlere baskı yapıldığına ilişkin aşağıdaki örnekler verilebilir:

Ofset – Gazete, broşür, dergi, kitap, katalog

Serigrafi – Cam, sert (rijit) plastikler, metal

Inkjet – Ofis ve evlerde, teşhir pano ve posterlerinde

Flekso – Oluklu mukavva, fleksibıl (esnek) filmler, gazeteler

Intaglio – Para, pullar

Rotogravür – Dergi, fleksibıl (esnek) filmler   

Mürekkepler, aşağıda şu yöntemlerle katılaşmaktadırlar:

• Çözücü maddenin ya da suyun buharlaşmasıyla.
• Çözücü maddenin ya da suyun emilmesiyle (penetrasyon). Bu yöntem temel kurutma yöntemi olmamasına rağmen emici yüzeylere tatbik edilen bütün mürekkepler, bir şekilde emilerek kurutulurlar.
• Yağlı maddelerin oksijeni emdiği ve sert bir film oluşturacak şekilde polimerleştiği oksidasyon ile
• Mürekkep sistemi dahilinde kimyasal bir reaksiyonun gerçekleştiği ve kuru bir filmin oluştuğu kimyasal işlemler ile. Kimyasal reaksiyon şu şekilde başlatılır:
• İkinci bir bileşenin ilave edilmesi (iki parçalı sistemler).
• Uygulama sonrasında fırınlanan metal levhaların lito (ofset) baskısında olduğu gibi yüksek sıcaklıkta kurutma.
• Doğru dalga boyundaki UV radyasyonuna maruz bırakılma. Foto reaksiyon başlatan bir elemanı içeren özel formüllü mürekkeplerin kullanılması gerekir.
• Isı oluşturan kızıl ötesi radyasyon (IR) kullanımı. Özel mürekkeplerin kullanılması gerekmez (UV radyasyonundakinin aksine).
• Elektron ışını, radyo frekansı ya da mikro dalgaların kullanımı.

Tablo 2: Mürekkep Kurutma Mekanizmaları

Yöntem	Buharlaştırma	Absorbsiyon-Emilim (Penetrasyon)	Oksidasyon	Kimyasal olarak ya da ışıkla başlatılan mekanizmalar
Flekso	XX			*
Rotogravür	XX		X
Lito	X	X	XX	*
Serigrafi	X	X	XX	*
Tipo baskı		X	XX	*

XX      Temel kurutma yöntemi

X         İkinci kurutma yöntemi

*          Alternatif yöntem

Mürekkeplerin büyük kısmı, birçok mekanizmanın bir arada kullanılmasıyla katılaşmaktadır.

Mürekkepler, özel baskı katmanlarında kullanılmak üzere formülleştirilmekte olup, bir kâğıt ya da plastik için hazırlanmış olan mürekkebin her zaman diğer baskı malzemelerine uyum sağlaması beklenmemelidir. Bkz. Tablo 2.

Polar olmayan polietilen gibi birçok baskı katmanı için yüzey işlemlerinin uygulanması gerekir. Film katmanlarına uygulanan korona deşarj işleminde olduğu gibi mürekkebin yapışmasını kolaylaştırmak için polietilen şişelere alevli işleme uygulaması yaygın şekilde yapılmaktadır.  Alüminyum, baskıdan önce genellikle bir astar ile kaplanmaktadır.

Tutunma özelliği, önceden mürekkeplenmiş alanlar ya da çıplak baskı katmanı üzerinde her birine eşit miktarda mürekkep aktararak, bir mürekkebin homojen şekilde baskı yapabilme yeteneğini ifade etmektedir. Hâlihazırda mürekkeplenmiş olan bir alana az miktarda mürekkep aktarıldığında, özellikle yüksek hızlı baskı makinelerinde ciddi bir sorun ortaya çıkmaktadır. Formülleri doğru şekilde hazırlanmamış olan mürekkepler, katmana zayıf şekilde tutunurlar ve bunun sonucunda da renklerin reprodüksiyonu istenilen seviyede gerçekleşmez.

Ne yazık ki en parlak renkli ve ışıktan etkilenmeyen malzemelerin büyük kısmı kurşun, cıva, bizmut, antimon ve kadmiyum gibi ağır metallerden türetilen oksitler ve bileşiklerdir. Bu malzemelerin mürekkep pigmenti olarak kullanılmasını önlemek ya da azaltmak için büyük çabalar gösterilmiştir ve söz konusu malzemeler, günümüzde baskı mürekkeplerinde nadiren kullanılmaktadır. Elverişli olduğu takdirde ihmal edilebilir oranlarda ağır metal içeren mürekkepler tercih edilmelidir.

Bir mürekkebin reçine bileşeni, baskı katmanıyla uyumlu olacak şekilde (“compatible”) seçilmelidir.  Bileşen, katmana tutunabilmelidir.  Modern mürekkeplerde kullanılan araçların çoğu, çözücü bileşenler vasıtasıyla eritilmesi gereken sentetik reçinelerdir. Çevresel faktörler, bu noktada da kolayca kontrol edilebilen çözücüleri kullanan ya da su ile yayılabilen reçinelerin geliştirilmesinde yönlendirici rol oynamaktadır. Akrilik emülsiyon bazlı bazı reçineler, dikkate değer başarı sağlamıştır. Bununla birlikte, su bazlı mürekkepler hala uygulamaların tamamında kullanılamamaktadır ve muhtemelen de kolaylıkla temin edilebilmeleri bir süre daha mümkün olmayacaktır. Bitkisel yağ esaslı mürekkepler, son zamanlarda oldukça popüler bir duruma gelmiştir ancak bunların kullanımları da bazı sınırlamalara tabidir. Bu mürekkepler, çoğu zaman önemli ölçüde modifiye edilmekte ya da küçük miktarlarda kullanılmaktadır. Bazı otoritelerce, bunları kullanmanın çevresel açıdan önemli avantajlar sağladığına dair kuşkular bulunsa da bu alandaki gayretler hala devam etmektedir. Baskı ile uğraşan bazı firmalar İngiltere gibi ülkelerde tercihlerini soya ve diğer sebze yağlarından hazırlanan mürekkepler için kullanmaktadır.

Ticari olarak piyasada bulunan bazı mürekkep sistemlerinden örnekler

NC (Nitroselüloz) veya PVB (polivinil bütral) bazlı Cold Seal: Şekerleme endüstrisinde sıklıkla, çikolata veya dondurma gibi sıcaklığa karşı dayanımı zayıf gıdaların hassas ambalajlama şartları ile karşı karşıyadır.  Cold seal ambalajları bu amaca hizmet etmektedir.  Cold seal tutkalları, release laklar ve farklı basınç uygulama teknikleri, üreticilere ısı kullanmadan ambalajları hazırlama imkanı sağlamaktadır. 

• Sıcaklık hassasiyeti olan ürünlerin güvenli ve etkili hazırlanması,
• Yüksek yoğunluk, kabul edilebilir ürün kalitesi,
• Son tüketici için maksimum rahatlık sağlamaktadır.

Yüksek örtücülere sahip barkodlar için özel beyaz: Bir mürekkep üreticisi tarafından yapılan açıklamada, laminasyonlu ürünlerde, tek kat uygulanabilen özel bir beyaz komponentin, çift katlı beyazın yerine geçebileceği belirtilmiştir.  Üretici bu ürünle birlikte aşağıdaki avantajların sağlanabileceğini iddia etmektedir:

• Maliyet avantajı:
• İki yerine tek baskı
• Daha sofistike dizaynlara ayrılabilecek bir üniteden tasarruf etmek
• Yüksek örtücülükte beyaz

PV (polivinil) mürekkepler-dilimlenmiş ve işlem görmüş soğutulmuş gıdalar için raf ambalajları:

• Özel PVB bazlı renkler ile yine özel tek komponentli PVC (polivinil klorür) bazlı beyaz kombinasyonu
• Jambon ve peynir ambalajları ile retort (sterilizasyon) işlemine tabi tutulan ambalajlarda kullanılan tüm baskı malzemelerinin yüksek laminasyon özellikleri için
• Tüm malzemelere uygunluk (OPA (oryente poliamid), PET (polietilen teraftalat), kaplı PET, SiOx (silisyum oksit) kaplı PET)
• Flekso sistemlerde de basılabilirlik (beyaz için özel kauçuk silindir gerekebilir)

Laminasyon yerine tek kat uygulamalar: Çift komponentli beyaz ve uygun mürekkepler ile OPP/OPP (oryente polipropilen) laminasyonu yerine tek kat baskı.

• İki kat OPP/OPP laminasyon yerine üst baskı, tek kat OPP
• Parlaklık veya halftone gibi görsellikler birbirine çok yakındır.
• Çok düşük çözücü kalıntı miktarı [mg/m2]
• Çok düşük koku seviyesi
• Yüksek mekanik, ısı ve kimyasal dirençler

Yüksek sıcaklıktaki sterilizasyon (retort) uygulamalar için alüminyum kapaklara baskı:

• Çift komponentli lak ve tek komponentli mürekkep sistemlerinin kombinasyonu
• Sterilizasyon direnci
• Yüksek ısı dayanımı (350°C)
• Alüminyum için sterilizasyona dayanıklı, maliyet avantajı yaratan baskı uygulaması.

Shrink sleeve (giydirme ambalajlar) için NC bazlı mürekkepler: Primer lak uygulamadan tüm malzemeler için tek bir mürekkep sistemi (PET, OPS (oryente polistiren), PVC, PP)

• Özellikle halftone dizaynlarda mükemmel basılabilirlik
• Çok düşük çözücü kalıntı miktarı
• Maliyet avantajı, daha az atık, baskı kolaylığı

Metalizasyon yerine “super-silver”: Bir üretici tarafından geliştirilen bu ürün;

• Metalize film kadar parlaklık,
• Uygulanan mürekkep alanına bağlı olarak, metalize filme baskı yapmak yerine “super-silver” mürekkebin uygulanmasının getireceği maliyet avantajı,
• Mürekkebin uygulama alanı çok yüksek değil ise kullanım kolaylığının getireceği maliyet avantajı sağlayabilmektedir.

Çift komponentli sistemler: Çift komponentli sistemler; metal yüzeyler, metalize filmler ve baskı yapması zor filmler üzerinde; yüksek ısı dayanımı, yüksek parlaklık ve mükemmel adezyon özellikleri sağlar.

Bu sebeple, sıklıkla primer ve koruyucu laklar ile adezyon sağlayıcı primerler ve beyaz olarak kullanılırlar. 

Tek komponentli sistemler ile birlikte kullanılması durumunda, yüksek ısı dayanımı, sterilizasyona uygunluk ve yüksek parlaklığa sahip ambalajlar üretilmesine olanak verir.

Bükümlü şekerleme ambalajları için twistlak: Kendinden bükümlü özelliği olmayan filmlere bu özelliği verir (örn. OPP).

• Bükümlü ambalajlar için özel uygulamalara ve yeniden baskı ayarı yapmaya gerek kalmaz.
• Daha ucuz filmlere uygulama imkanı sağlar.
• Maliyet avantajı yaratır.

Yüksek sıcaklıktaki sterilizasyona (retort) uygun Doypack ambalajlar için mürekkepler

• PET/Alüminyum/PP yapılar için uygun renkler ve PV bazlı beyaz ile sterilizasyon dayanımı
• Yüksek hız ve mükemmel basılabilirliğe olanak sağlaması

Gıda ambalaj mürekkepleri ile ilgili bazı yasal konular

Ticari olarak piyasada bulunan mürekkep sistemlerinden örnekler daha da genişletebilir.  Ancak, en doğrusu, mürekkebi kullanacak olan ambalaj üreticisi veya konverter ile mürekkep üreticisinin sürekli bağlantıda olarak; uygun olan sistemi birlikte yaratmasıdır.  Öte yandan, özellikle konu ve uygulama ile ilgili mevcut yönetmelikler sürekli göz önünde bulundurulmalıdır. 

Bu yönetmeliklerden en önemlisi “gıda ile temas eden malzemeler” için şuanda geçerli olan AB (Avrupa Birliği) Mevzuatıdır.  Konu ile ilgili AB direktiflerinden Yönetmelik (EC) No 1935/2004’e göre, ambalaj malzemeleri insan sağlığını etkilememeli ya da gıdayı herhangi bir biçimde değiştirmemelidir.  Bu yönetmelik, sadece pozitif listelerde yer alan kimyasalların ambalajlarda kullanılmasını mümkün kılmaktadır.  Kullanılacak mürekkep ve yapışkanların bu pozitif listelerde yer alması; bu kimyasal maddelerin migrasyon değerlerinin de kontrol edilmesi gerekmektedir. 

AB’deki geçerli olan 93/10/EEC no’lu rejenere selüloz filmlere yönelik direktif de bu tür filmler ve baskı yapılmış yüzeylerin gıda ile temas etmemesi gerektiği belirtilmiştir.

Yukarıda bahsi geçen AB Çerçeve Direktif-Yönetmelik (EC) No 1935/2004 talimatlarına uygun olan 2002/72/EC no’lu direktif ise plastik malzemelerle ve ürünleri ile ilgili AB direktifidir.  Bu direktifte monomerler ve katkı maddeleri için OML (toplam migrasyon limiti) ve SML (özel – spesifik migrasyon limiti) değerleri belirtilir.  Bu direktifte monomerler ve diğer başlangıç malzemeleri için pozitif listeler belirtilmiştir.  Bu listelere mürekkepler için söz konusu olan başlangıç maddeleri dahil edilmemiştir.

2006 Aralık ayında yayınlanan 2023/2006 – GMP Yönetmeliği, gıda ile temas eden malzemelerle ilgili iyi imalat uygulamalarının polimer üretimindeki başlangıç malzemelerinin onaylanması ve kabul edilmesiyle başlayan ve üretimi, ambalajlamayı, depolamayı ve sevkıyatı kapsayacak polimerleştirme, dönüştürme ve tedarik zinciri boyunca devam eden, eşyanın gıda ile temas ettiği noktada biten bir zinciri takip ettiğini belirtir.  Şu anda, sadece baskı mürekkepleri özellikle kapsama dahildir.

Bu yönetmeliğe göre,

• Baskılı yüzeyler gıdayla doğrudan temas etmemelidir.
• Baskı mürekkeplerinin formülü hazırlanırken baskılı yüzeydeki maddelerin gıdayla temas eden yüzeye 1935/2004’teki 3. maddeyi ihlal edecek konsantrasyonlarda geçmemesine dikkat edilmelidir.

Aslında bu yönetmelik baskı mürekkebi komponentleri migrasyonunun, polimer komponentleriyle aynı şekilde kontrol edilmesini işaret etmektedir. Ve bir de onaylı maddeler listesi hazırlanacaktır.

Kimyasalların kontrolüne yönelik uygulama

Ambalaj baskı mürekkeplerini ilgilendiren diğer önemli bir uygulama ise geçtiğimiz yıl içerisinde yürürlüğe giren REACH yani kimyasallar ve bunların güvenli kullanımına dair yeni bir AB düzenlemesidir.  Uzmanların tahminlerine göre, Avrupa baskı mürekkepleri sanayi bu yeni uygulama ile yaklaşık 660 milyon Euro’luk bir ek maliyetle karşı karşıya kalabilir. Bunun ana nedeni olarak ise şuanda kullanılmakta olan bazı önemli hammaddelerin gelecekte kullanılmaması gösterilmektedir.  Bu yüzden mürekkep üreticileri yeni formülasyonlar geliştirmek ve bunları REACH mevzuatı gereğince tescil ettirmek zorunda kalacaklardır. 

Kaynaklar:

1. Soroka, W., “Fundemantals of Packaging Technology”, Revised UK Edition, The Institute of Packaging, UK (1999).
2. Ambalaj Sanayicileri Derneği Ambalaj Literatürü Kütüphanesi Arşivi, İstanbul.
3. Siegwerk Baskı Mürekkepleri San. ve Tic. A.Ş. yayınları

Polipropilenin Gıda Ambalajı Olarak Kullanılması

Polipropilen (PP) poliolefin sınıfına dahil polimerlerden biridir. Bu polimerler olefin (doymamış hidrokarbon) monomerlerden türetilirler.  Örneğin, “etilen” olefini polietilenin monomeridir. Propilen ise polipropilenin monomeridir.

PP’den elde edilen plastik malzemeler ticari alanda ilk kez 1950’lerde kullanılmaya başlandı. Polipropileni temel alan termoplastikler polietilene dayalı olanlardan sonra ticari kullanımı açısından ikinci sıradadır.

Propilen homopolimerden üretilen plastikler ve kopolimerler sıradan plastik imalat yöntemlerinin tümü ile üretilebilir.  Şişirme kalıplama, enjeksiyon kalıplama, ısıyla şekillendirme (termoform yöntemi) ve “cast” veya “oryente” film oluşturma gibi..

Polipropilen hammaddesi uygun maliyeti ve fiziksel/kimyasal özellikleri sayesinde birçok gıdanın ambalajlanmasında yaygın olarak tercih edilmektedir.  Kaplar, kovalar, kapaklar, tepsiler, şişeler, poşetler ve ambalaj filmleri bu tip gıda ambalajlarındandır.  Polietilen teraftalat (PET)’in lider konumda olduğu içecek şişeleri ve genellikle yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) plastik hammaddesinin kullanıldığı süt şişeleri hariç, sert (rijit) gıda ambalajında en yaygın kullanılan plastik malzemedir.

PP filmler ya “cast” ya da tek ya da çift yönde gerdirilmiş (oryente edilmiş) MOPP ve BOPP filmler gibi çeşitlerde üretilmektedirler.  OPP filmlerin gaz bariyer özellikleri (oksijen ve karbon dioksite karşı) kaplamalar ve çok tabakalı/katlı yapılar kullanılarak arttırılır.

Sızdırmazlık ise genellikle ya kaplama ya da polietilen veya etilen – propilen kopolimerleri ile laminasyon yapılarak sağlanır. OPP filmler gıda aromasının kaybını önleyici özelliktedir, ama bariyer özelliklerinde daha da iyileştirme için bariyer polimerler ve çok katlı yapılar gerekir.

Poliviniliden kopolimerler (PVDC), akrilikler ve etilen vinil alkol (EVOH) kullanılan başlıca gaz bariyeri polimerleridir.  Alüminyum yüzey işlemleri veya alüminyum folyo ile laminasyon da gaz engelleme ve mor ötesi (UV) ışığı engelleme özelliği kazandırır.  Kaplanmış ve lamine filmler torba ya da poşet halinde, sızdırmaz ambalaj olarak, plastik tepsilerdeki, karton kaplardaki gıdalar için üst ambalaj olarak ya da kaplarda kapak olarak kullanılırlar.  OPP filmler şişe etiketi olarak da kullanılır çünkü kâğıttan farklı olarak, bunlar küf oluşumunu ortadan kaldırır, kolay yırtılmaz, aşınmaya dirençlidir ve soğutucularda şişenin yüzeyinden ayrılmaz.

Yiyecek ve içeceklerin doğrudan tüketilmesine yönelik kapların ve tek kullanımlık ürünler için üretilen karton kutular da polipropilen ile kaplanabilmekte ya da lamine edilebilmektedir.

Polipropilen kap ve kovalar enjeksiyon kalıplama ya da ısıyla şekillendirme yöntemleriyle üretilirler.  Şişeler şişirme kalıplama prosesiyle imal edilir.  Soslarda ve hazır yemeklerde kullanılanlar başta olmak üzere şişelerde, kaplarda ve tepsilerde güçlü gaz bariyer özelliği olması gerekiyorsa, bunlar polipropilen tabakalar arasında iç tabaka olarak bariyer polimeri (genellikle EVOH) içeren çok katlı yapı olarak üretilirler.  EVOH’u polipropilene bağlamak için yapıştırıcı madde gerektiğinden, bu tür çok katlı yapılarda ayrı ayrı beş kat bulunur. Tipik yapıştırıcılar arasında % 82 – 90 etilen içeren etilen vinil asetat (EVA) – vinil alkol terpolimerler sayılabilir.  Engelleyici kat olarak EVOH içeren beş katlı bir şişenin yapısı şekilde gösterilmiştir.

Son yıllarda polipropilen bazı uygulamalarda diğer plastiklerin yerini almıştır.  Bunun en tipik örneği şekerleme ambalajlarında kullanılan rejenere selüloz filmler (selofan) dır.  Selofanın hem “kırışma” hem de tam bükülme özellikleri polipropilen filmlerde de elde edilebilmektedir.  Sıvı ve katı yağlara dayanıklı olan polipropilen margarin kaplarında da kullanılan başlıca plastik türüdür.

Polipropilen hammaddesi, kristal polistiren (GPPS) kadar olmasa da şeffaf görünümlü kap ve bardaklar için kullanılabilmektedir.  Diğer uygulamalar arasında sıcak dolum için sterilize ya da pastörize edilebilen kavanozlar sayılabilir.

Polipropilenin erime noktasının nispeten yüksek olması, plastiğin, ister kap isterse kaplamalı levha biçiminde olsun, hazır yemekler gibi gıdaların mikrodalgada ısıtılmasında/pişirilmesinde kullanılabilmesi kolaylığı sağlar.

PP unlu mamuller, sebze ve meyve gibi gıda maddelerinin perakende dökme teslimatı için tekrar kullanılabilen çuval ve benzeri taşıma ambalajlarında da kullanılır.

Polipropilenden imal edilen ambalajların başlıca tipleri be bunların kullanıldığı gıda türleri şöyle özetlenebilir:

Kaplar: Yoğurt, margarin, peynir, mikrodalgada kullanılabilecek kaplar,

“Cast” filmden torbalar: Ekmek ambalajları,

OPP filmden torbalar / ambalajlar: Cips, kuruyemiş, müsli, bisküvi, şekerleme, baharat, makarna, pirinç, şeker ve çikolata ambalajları,

Karton kutulardaki yiyecekler için OPP film kaplama: Dondurulmuş sebze ve meyve, pişmiş et, börek, unlu mamuller, vb. ürünler için ambalaj filmleri,

Çok katlı filmler: Et ve balık gibi gıdalar için kontrollü atmosferde ambalajlama işlemine uygun filmler,

Torbalar: Kurutulmuş ürünler, hazır çorba vb. ürünler için poşetler,

Bariyer özellikli şişeler: Keççap şişesi,

Şişe kapakları: Alkolsüz içecekler, sirke, maden suları ve sıvı yağlar için kapaklar.

Daha Az Malzeme ile Ürünü Tam Koruma: Plastik Ambalaj

Avrupa’da üretilen ürünlerin yarısından fazlası plastik ambalajlar içerisinde satılmaktadır.  Buna rağmen plastikler toplam ambalaj sektörünün hacimce sadece % 17’sini oluştururlar.  Bu, daha az malzeme ile daha çok ürünün ambalajlanabileceği anlamına gelirken; ürünlerin ambalajlanması, yani korunması ve uygun sıcaklıklarda dondurularak muhafaza edilmesi sayesinde tüketiciye hasar almadan veya bozulmadan ulaştırılması da demektir.

Tükenmeyen kaynak

Plastik ambalajlarda sonsuz bir potansiyel mevcuttur.  Plastiğin ambalajlama uygulamaları her yıl çoğalmaktadır.  Yaklaşık on yıl önce, ortalama bir ambalajın ağırlığı günümüzde kullanılan ambalajın ağırlığından % 28 daha fazla idi.  Her yıl yaklaşık 1,8 milyon ton’luk plastik miktarı ağırlık azaltma çalışmaları sonucunda tasarruf edilmektedir.  1,5 milyon ton’luk plastik ambalaj ise geri dönüştürülerek var olan kaynakların korunmasına destek olunmaktadır.  Öte yandan, ambalaj sektöründe enerji tasarrufuna katkısı olan en önemli faktörlerden birisi malzemenin koruyucu işlevidir. Ürün – maliyet hesaplamasında, aslan payı ambalajın içindeki ürüne aitken; ambalajın sadece % 1-2’lik bir maliyeti söz konusudur.  Plastikten yapılan ambalaj çözümleri sayesinde koruyucu işlev, esneklik, hijyen ve dayanıklılık gibi gereksinimler çevresel etkenlerle tamamen uyumludur.

Daha hafif ve düşük hacimli ambalaj

Alman ambalaj piyasası araştırma derneği GVM (“Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung”) eğer plastik ambalaj kullanılmasaydı ne olacağı ile ilgili bir araştırma yapmış.  Bu çalışmada plastik bardaklar, filmler, bidon ve variller, kutular, kovalar, şişeler, köpük ambalaj ve plastik kapakların yerine kağıt, karton, mukavva, cam, teneke ve çelik, alüminyum ya da ahşaptan yapılma alternatifler denenmiş.  Sonuçta, ambalajın ağırlığının dört kat, üretimde kullanılan enerji miktarının ise 1,5 kat artarak; üretim maliyetinin de yaklaşık iki katına çıktığı gözlenmiş.

Şekil 1. Yoğurt ürünü için kullanılan iki farklı ambalajın, nakliye esnasında ağırlıkça karşılaştırılması. 

Plastikten yapılan modern ambalaj çözümleri sayesinde daha fazla ürün taşınabiliyor. Nakliye alanı verimli kullanılabiliyor ve nakliye esnasında harcanan yakıt miktarı azalıyor.  Ekolojik denge iyiye gidiyor.   

Kullanılmış PET şişeler saf malzemenin yerini 1:1 oranında alabilecek bir hammadde seçeneğidir. Petcore’a göre bugünlerde kullanılmış PET şişelerin % 15’i zaten yeni şişelere ekleniyor. Kalanı da diğer malzemelere dönüştürülüyor.

Plastik şişeler

Avrupa’da çeşitli ebatlarda PET şişelerde ürünlere rastlamak mümkündür.  1,5 litre su konabilen bir PET şişede 0,7 litrelik cam şişenin iki katı kadar sıvı vardır.  1,5 litrelik boş şişenin ağırlığı kırk gram olup, daha küçük olan cam şişenin ağırlığının onda birinden azdır ki bu da ambalaj ağırlığının ürün ağırlığına oranı konusunda net bir avantaj sağlar. Tüketici de daha az ağırlık taşıyarak daha çok malzemeyi evine götürmüş olur.

Plastik şişelerin başka avantajları da vardır.  Bu avantajların başında plastik şişelerin güvenli ve uygun maliyetli olması gelmektedir.  Her şeyden önce ekolojik olarak verimlidirler çünkü üretim ve nakliye sırasında enerji tasarrufu sağlanır ve CO₂ emisyonu azaltılır.  Plastik şişeler tüm yaşam döngüleri boyunca az enerji tüketir. % 100 geri dönüşümlüdür ve yaşam döngüsüne yeni bir malzeme olarak geri döner. Kullanılmış plastik şişeler tekstilde kullanılan elyaf, film ve levha, şişe ve başka birçok ürün imalatı için tercih edilen hammaddelerdir.

Soğuk zincirlerde plastik ambalaj kullanımı

Son yıllarda, Avrupa’da sıcaklık kontrollü kamyon sayısı artmaktadır. Şu anda, Almanya yollarındaki on nakliye aracından birinin frigorifik kamyon olduğu bilinmektedir.  Soğuk zincirde ürün ambalajının sağlaması gereken özel şartlar vardır. İster gıda, ister ilaç olsun, ambalaj belirtilen sıcaklıkların değişmemesini ve içeriğin mekanik hasar, güneş ışığı, kuruma ve nem gibi etkilerden korunmasını sağlar. Plastikler tüm bu fonksiyonları yerine getirebilen malzemelerdir.

Baştan sona soğutma zinciri sağlamak için sert (rijit) plastik bir malzeme olan PS (polistiren) köpükten yapılma ambalaj kullanılabilir. Bu malzemeye istenen şekil verilebilir. Bu plastik kapların dara ağırlığı aynı boydaki ahşap kasalardan çok daha azdır – bu da nakliye ağırlığını ve yakıt tüketimini olum yönde etkileyen bir husustur. Plastik kapların ısı yalıtım özellikleri idealdir ve enerji-yoğun soğutma ihtiyacını en aza indirerek önemli oranda elektrik tasarrufu sağlar. Doğal olarak, yüksek performanslı plastik ambalaj tekrar tekrar kullanılır ki bu da çevrenin aktif biçimde korunmasına diğer bir katkıdır.  

Plastikler enerjiden tasarruf sağlar. İklime zarar vermez.

• Plastiğin üretiminde çok az miktarda hammadde kullanılır. Tüm plastik hammaddeler, toplam ham petrol ve doğal gaz tüketiminin sadece % 4 – 6’sına karşılık gelir.
• Plastik ürünlerin servis ömrü uzundur, aşınmaya direnci yüksektir ve imalatlarında nispeten az enerji kullanılır.
• Plastiklerin üretimi basit ve uygun maliyetlidir.
• Plastikler hafiftir: cam, metal veya seramik gibi diğer birçok malzemeye kıyasla, ağırlıktan önemli oranda tasarruf sağlar.
• Plastikler depolanmış enerjidir. Depolanmamış enerjiye örnek olarak ısınmak için kullandığımız enerjinin geri dönülmez biçimde kaybolmasını gösterebiliriz.  Plastik üründe depolanan enerji ise çimento fabrikalarında ve elektrik santrallerinde ısıya dönüştürülmek için (yakılarak) veya başka birçok sanayi sürecinde tekrar kullanılabilir.
• Birçok uygulamada, plastikler enerji tasarrufuna katkıda bulunur.

Şekil 2. Batı Avrupa’da ham petrol ve doğal gaz tüketimi

Plastikleri üretirken az enerji kullanalım. Plastikleri kullanarak enerji tasarrufu sağlayalım.

Başta Avrupa olmak üzere tüm dünyada taşınan çok miktarda ürün varacağı yere ulaşana kadar çok iyi bir şekilde korunmalı ve en uygun sıcaklıkta saklanmalıdır.  Ürünlerin bir yerden diğer bir yere sevk edilmesi yani taşımacılık sektörü son yıllarda hızlı bir şekilde gelişmektedir ve bu gelişmenin daha da artması beklenmektedir. Bu hızlı büyümeden dolayı enerji tasarrufu sağlayan ve CO₂ emisyonlarını azaltan çözümlere ihtiyaç vardır.

Plastikler ekolojik verimliliğe zaten büyük katkı yapmaktadır, çünkü;

• Diğer malzemelere kıyaslar birçok uygulamada çok daha az malzemenin kullanılmasını gerektirirler. Ne kadar az malzeme kullanılırsa, üretim sırasında o kadar enerji tasarrufu olur ve kaynaklar daha verimli biçimde uygulanabilir.
• Dara ağırlığı düşüktür. Ambalaj ne kadar hafif olursa, nakliye esnasında daha az yakıt harcanacağından CO₂ emisyonu o kadar az olur.

Çok az miktarda plastik ile çok daha fazla miktarda ambalaj üretilebilinir.  Toplam ham petrol ve doğal gaz tüketiminin sadece yaklaşık % 4 – 6’sı plastik üretimine aittir.  Plastikler enerjiden tasarruf sağlar ve ambalaj için kullanılan malzeme miktarını önemli oranda azaltır.

Kapaklar

Kapak, bir ambalajı kapatmak ve onun içerme, koruma ve saklama fonksiyonlarını yerine getirmesini sağlamak için kullanılan malzemedir.  Yani ambalajın içindeki ürünün, ambalajın içerisinde kalmasını sağlayan kapak gerektiğinde kolayca mekanik olarak ambalajdan ayrılabilmelidir. 

Kapak seçiminde aşağıdaki faktörler mutlaka dikkate alınmalıdır:

• Kapağın malzemesi ile ambalajın içinde yer alacak ürünün kimyasal açıdan birbirine uyumlu olması gerekmektedir. 
• Kapağın malzemesi ile ambalajın malzemesi birbirine uygun olmalıdır.
• Dolum sırasında kapağın kapatılması mümkün olan en kısa sürede gerçekleştirilmelidir.
• Kapak ambalajdan sızıntı olmasını mutlaka engellemelidir. Aynı şekilde hiçbir gaz, sıvı ya da mikroorganizmanın ambalajın içine girmesini engellemelidir.
• Kapak yerine göre tüketicinin kolay açıp kapatabileceği (yaşlılar için) ya da kolaylıkla açamayacağı (çocuklar için) tipte olmalıdır. 

Metal Kapaklar

Vidalı metal kapaklar

Dişli ya da vidalı metal kapaklar ambalajın ağız kısmındaki dişliler etrafında dönerek, ambalaja geçirilir ve tam bir kapama sağlanır.  Genelde kapağın 360 derece ya da biraz fazla döndürülmesi yeterli olur.  Bu kapaklar, saç levha ya da alüminyumdan imal edilir.  Vidalı kapaklar CT (40 mm ya da üzeri sürekli diş) ve CTB (38 mm’ye kadar sürekli diş) olarak iki gruba ayrılabilir.  Kapak imalatı sırasında şekillendirme prosesinin ardından tümüyle oluşturulmuş kapağın içine plastisol conta akıtılır veya elle yerleştirilir.

Tırnaklı metal kapaklar

Twist ya da tırnaklı metal kapaklar vidalı kapaklardan daha çok stres altındadır ve bu yüzden daha kalın malzemeden üretilir.  Bu kapaklar ambalajın ağzındaki dişleri yakalayacak şekilde tasarlanır.  Kapaktaki tırnaklar, ağızdaki dişlerle kilitlenir ve yumuşak bir conta ile tam kapatma sağlanır.  Bu tip kapakta tam kapatma vidalı kapaktakinden daha az döndürülerek sağlanmakta ve bu yüzden daha seri kapatma gerçekleştirilmektedir. 

“Roll-on” metal kapaklar

“Roll-on” metal kapaklar, önceden baskısı yapılmış metal levhadan imal edilir.  Kapak bir kovana dönüştürülüp içi astarlandıktan sonra kapatılacağı ambalajın ağzına takılır ve kapak kapatma makinesi ile haddelenerek ambalaj kapatılır. 

Bastır kapat/döndür aç metal kapaklar

Pres on/twist off yani bastır kapat/döndür aç metal kapakların içinde plastisol conta bulunur.  Bu conta ısıtılıp vakumla kapatma sırasında genişleyerek ambalajın ağzında bulunan dişli kısma geçer.  Daha sonra tüketici kolaylıkla çevirerek bu kapağı açar.  Bu tür kapakların üst ortasına bazen kabartma bir bölüm yerleştirilir.  Ambalajın içindeki vakum kapağın ortasındaki bu bölümü içine çeker.  Açıldığında ise bu kısım duyulabilecek bir ses çıkararak yukarı doğru kalkar.    

Metal taç kapaklar

Bira ve gazlı içecek şişelerinde kullanılan kapaklardır.  Daha önceden baskısı yapılmış metal levhalardan kesilerek şekillendirilirler.  Kapağın içerisindeki conta da ya önceden hazırlanır ya da kapağın içine plastisol akıtılarak oluşturulur.  Bugün artık döndürülerek açılan yani “twist off” taç kapaklar da sıkça kullanılmaktadır.  Hem açacak kullanılarak hem de döndürülerek açılan bu tip kapaklarda tacın etek kısmı kıvrılıp şişenin ağzına uyumlu hale getirilerek tam kapatma sağlanır. 

Sürtünme ile takılan ve manivela ile açılan metal kapaklar

Bu tür kapaklar vidalı ya da tırnaklı kapaklar gibi üretilir.  En bilinenleri boya kutusu veya kakao kutusu kapaklarıdır.

Tüm bu kapakların kapatılması işlemi genellikle contalar sayesinde olur.  Eskiden ince mantar plakalar conta olarak kullanılırken günümüzde artık genellikle EVA bazlı plastisol contalar tercih edilmektir.  Bu contalar temas edecekleri ürün ile kimyasal açıdan uyumlu olmak zorundadır.  Ambalajın içerdiği ürüne göre bazı contalarda gaz bariyeri özelliği de tercih edilmektedir.

Plastik Kapaklar

Plastik kapaklar hem termoset yani ısıtıldığı zaman katılaşan hem de termoplastik yani ısıtıldığı zaman yumuşayan plastiklerden imal edilebilirler.  Günümüzde termoplastikler diğerlerinin de yerini almaya başlamıştır.

Termoset kapaklar, formaldehit ve amino resinleri gibi polimerlerin uygun kalıplara dökülüp kür edilmesiyle imal edilirler.  Bu kapakların yüksek sıcaklıklara ve kuvvetli çözücülere karşı dayanıklılığı mükemmeldir.  Metal kaplama uygulamaları için ideal malzemelerdir.   

Termoplastik kapaklar ise genellikle polipropilen (PP) ve polietilen (PE) gibi termoplastiklerin enjeksiyonla kalıplanması yöntemi ile üretilirler.

Polipropilen kapaklar, polietilen ile kıyaslandığında daha az viskoelastik deformasyona uğrar.  Şekillendirmesi ve renklendirmesi daha kolay bir malzemedir.  Bu yüzden çok tercih edilmektedir.

Polietilen ise şarap tıpaları gibi çekme uzaması ve az bir deformasyon gerektiği yerlerde sıkça kullanılır.  Kendisinden büyük kaplara gerdirilerek kapatma sağlayacak bazı kapakların da PE’den yapılması uygundur. 

Polistiren (PS) de özellikle parlaklığı ve şeffaflığı nedeniyle kapak uygulamalarında tercih edilen plastiklerdendir.            

Nakliye ve Dağıtım Ortamındaki Tehlikeler

Nakliye ve dağıtım süreci ambalajlama, taşıma, depolama ve nakletme faaliyetlerini içine alır.  Bir ürün nihai varış noktasına ulaşmadan önce bu önemli faaliyetlerin çeşitli döngülerine maruz kalabilir.  Bu süreç boyunca ürün çeşitli potansiyel tehlikelere dayanmak zorundadır:

• Sıcaklık ve nem gibi çevresel tehlikeler  
• Titreşim, darbe, sıkışma, bozulma, delinme gibi fiziksel tehlikeler.
• Haşere istilası, çalınma ve kirlenme gibi diğer çeşitli tehlikeler.

Ambalajlı ürünlerin nakliye ve dağıtım sırasındaki performansını etkileyen çevresel, fiziksel ve diğer koşulları ele alırken, uluslararası literatürde ve belgelerde "tehlikeler" terimi sıkça kullanılır. Bu terim gıda ürünlerini etkileyen mikroorganizmalar gibi “tehlikelerle” karıştırılmamalıdır. Bunlar HACCP sistemleri ile kontrol edilir (ama bu organizmaların dağıtım sırasında yol açtığı kirlenme riski de dağıtım tehlikelerinden biri kabul edilir).

Çevresel tehlikeler

Çevre ve atmosfer koşulları fiziksel dağıtım sırasındaki en ciddi tehlikelerden biridir.  Ürünlerin aşağıdakilerden birine ya da birkaçına karşı korunması gerekebilir:

• Isı – erimeyi, tadın bozulması dahil bozulmaları, sızdırmayı, kabarcıklanmayı, soyulmayı, yüksek ısıda erimeyi, renk atmasını, vs. önlemek için.
• Soğuk – çatlamayı, donmayı, kırılmayı, vs. önlemek için.
• Su – çözülmeyi, seyrelmeyi, ayrılmayı, paslanmayı, korozyonu, lekelenmeyi, yazıların silinmesini, renk atmasını, vs. önlemek için.
• Su buharı – pası, korozyonu, topaklanmayı, tıkanmayı, oyulmayı, küfü, vs. önlemek için.
• Basınç – patlamayı, çökmeyi, yer değişikliğini, vs. önlemek için.

Mümkünse, taşıma, depolama ve sevk etme sırasında gerekli önlemleri alarak çevre tehlikeleri en aza indirilmelidir.

Sıcaklık

Dağıtımda, özellikle plastikler söz konusu ise, sıcaklığın uç noktalarda olmasından kaçınmalıdır çünkü bunlar yüksek sıcaklıklarda sertleşebilir ve düşük sıcaklıklarda kırılganlaşabilir.  En çok kullanılan nakliye ambalaj malzemeleri destekleyici köpükler ve streç filmlerdir.

Nem

Nem (atmosferde görünmeyen su buharı) ambalajda iki tür sorun ortaya çıkarabilir.  Dikkat edilmesi gereken mutlak nem değil nispi nemdir (RH).  Mutlak nem havanın gerçek buhar ağırlığı taşıma kapasitesidir (doyma noktası).  Nemli koşullarda, sıcaklık düşünce intermodal bir kabın içinde yoğunlaşma meydana gelir ve tavandan ve duvarlardan su damlar.

Fiziksel tehlikeler

Nakliye ve dağıtım süreci ile ilgili fiziksel tehlikeler ürünlerin fiziksel transferinden ve depolanmasından kaynaklanan dinamik ve statik gerilimlerden oluşur.  Ambalaj ürünü, kırılganlığına bağlı olarak, aşağıdaki tehlikelerden bir ya da birkaçına karşı korumalıdır:

• Titreşim – çizilme, bozulma, aşınma, gevşeme, kırılma, yanlış dizilme, vs. önlemek için.
• Darbe – ezilme, kırılma, çatlama, bozulma, çentilme ve kayma, vs. önlemek için.
• Delik – sızma, elenme, kirlenme, çentilme, vs. önlemek için.
• Sıkışma – ezilme, bükülme, eğrilme, sapma, vs. önlemek için.
• Gerilim, kesilme, burulma, yırtılma, vs. gibi çeşitli fiziksel koşullar.

Titreşim şokları hem tesis içinde taşınması hem de nakletme sırasında meydana gelebilir.  Örneğin konveyörler ve forkliftler üzerinde yapılan dahili taşıma sırasında özellikle elektronik cihaz ve cam eşya gibi kırılgan ürünler hasar görebilir.  Ancak, titreşim hasarı en çok nakliye sırasında meydana gelir.

Darbe şokları hem taşıma hem de nakletme sırasında oluşur.  Taşıma sırasında oluşan darbeler daha çok elle taşıma sırasında veya düşürme, atma ya da devrilme gibi kötü kullanım sonucu meydana gelir.  Nakliye darbesi şokları nakliyecinin, örneğin demiryolu geçidinden geçerken, şerit değiştirirken, fren yaparken, makas değiştirirken ani hızlanması ya da yavaşlaması sırasında oluşur. 

Bu darbeler konveyörler ve kanallar üzerinde dahili taşıma sırasında ve nakliye araçları yüklenirken ve boşaltılırken de meydana gelir, örneğin bir forklift eşikten geçerken ya da konveyör sistemlerindeki ambalajların birbiriyle çarpışması sırasında.

Delinme tehlikeleri hatalı taşıma ve/veya hatalı istifleme prosedürleri nedeniyle meydana gelir.  Hatalı taşımanın nedeni forklift gibi malzeme taşıma ekipmanının dikkatsiz kullanılmasıdır.  Hatalı istifleme ise ambalajlanan ürünlerin nakliye aracında veya taşıma sırasında keskin cisimlerle temas etmesi sonucu oluşur.

Sıkışma gerilimleri şunlardan kaynaklanabilir:

• Ambalajlanan ürünün üzerine ağırlık [kütle] konmasından kaynaklanan statik koşullar
• Darbe şoklarının dinamik gerilimleri

Ürün (birincil ambalaj dahil) bu tür bir hasara maruz kalacağı zaman, nakliye ambalajı sıkışma gerilimlerine karşı dirençli olmalıdır.

Statik sıkışma daha çok istifleme sırasında meydana gelir. Statik istifleme direncini etkileyen çeşitli faktörler vardır. Bunlar arasında aşağıdakiler sayılabilir:

• Malzeme yorgunluğu faktörlerine yol açan istifleme süresi
• Nem gibi malzeme direncini etkileyen çevresel etkiler
• Taşıma sırasında malzemelerin hasar alması.

Eksantrik yükleme, istif rafı rayları ya da panolarına bağlı konsantre gerilimler, kilitli istifleme tarzı ve taşıma ekipmanının hatalı kullanılmasına bağlı kırık ve delikler statik istifleme tehlikelerine yol açan ilave faktörlerden bazılarıdır.

Dinamik sıkışma gerilimleri genellikle darbelerden, taşıma sırasındaki şoklardan ve nakliyeden kaynaklanır. Örneğin, yükün nakliye aracı içinde kayması ambalajlı ürünler üzerinde normal istifleme yönü dışındaki eksenlerde sıkışma gerilimi oluşturur.

Mekanik ve elle istifleme sırasında ya da konveyör hatlarında meydana gelen darbeler, üründe bu kuvvetlere hasarsız dayanabilecek yeterli yapısal direnç yoksa, ambalajın karşı koymasını gerektiren sıkışma gerilimleri doğurur.

Çeşitli fiziksel koşullar arasında malzemedeki gerilimlerden kaynaklanan gerilme, kesilme, burulma ve yırtılma koşulları yer alır. Örneğin, bir konteynırın üst tarafından asılması sonucu oluşan gerilim yükün ambalajı germesiyle sonuçlanır.

Diğer çeşitli tehlikeler

Çevresel ve fiziksel tehlikelere ek olarak, ambalaj diğer bazı potansiyel dış tehlikelere karşı da koruma sağlamalı ve ürünün diğer ürünlere, kişilere ya da mallara zarar vermesini önlemelidir. Bazı mallarda aşağıdakilere karşı önlem almak gerekir:

• Mikroorganizmalar – küf, bakteri ve diğer mikroorganizma saldırılarını önlemek için
• Haşere ve kemirgenler – Zararlıların yol açtığı kirlenmeye bağlı bozulmayı önlemek için
• Çalınma – Ürünün kolayca götürülmesini önlemek için
• Kurcalanma – Ambalajın geride hiçbir kanıt bırakmadan açılmasını önlemek için.

Mikroorganizmaların depolama ya da nakliye sırasında yol açtığı kirlenme bazı gıda ürünleri, sabun ve diğer hassas yükler haricinde nispi olarak önemli değildir.  Bu hallerde, ambalaj malzemesinde ve nakliye aracında özel işlemler yapılabilir.

Benzer şekilde, haşere istilasına maruz kalan bölgelerde ambalaj malzemeleri hasar alsa bile haşere ya da kemirgen saldırısı da sadece bazı ürünler için tehlikelidir. Fabrikada hijyen sağlamak amacıyla zararlıları kontrol altında tutmak için haşere ilaçları ve kemirgen kovucular kullanılabilir. Ancak bunlar gıda ürünlerinde kullanılmamalıdır!

Ürünün özelliğine ve dağıtım zincirinin türüne göre çalınma da sorun olabilir. Modern birleşik (istif rafı kullanılan) nakliyede ve dağıtımda taşıma gereken çok miktarda ürün olduğu için çalınma riski çok düşüktür.

Kurcalanmayı önleyen ambalajlarda olduğu gibi, çalınma riskini azaltmanın ve en azından bir ambalaja hırsızların dokunup dokunmadığını fark edebilmenin birçok yolu vardır.

Plastik Ambalajlar

Plastik ambalajlar, içerdikleri ürünün üretiminden tüketici tarafından kullanılmasına kadar uzanan zincirin vazgeçilmez bir halkasıdır. 

- Plastik bir ambalajın üretimi ekonomik ve kolaydır

- Bu tür ambalajlara otomatik ve sıcak dolum yapılabilmektedir

- Taşıma/nakliye avantajlıdır çünkü içerdiği ürünü dış etkilerden koruma, fazla yer kaplamama ve hafif olma özelliklerine sahiptirler

- Çekici tasarımlar uygulanabilir; şeffaf olabilirler ve böylece içerdikleri ürünü görmemizi sağlarlar, pazarlamacılar için iyi bir malzemedir

- Kolay taşınabilme, hafif olma, kaliteyi koruma, nem ve sıcaklığa dayanıklılık, pratik kullanıma uygun, geri dönüştürülebilir olma gibi özelliklerinden dolayı tüketicilerin ilgisini çekerler.

Plastik ambalajlar sadece gıda gibi sıkça tükettiğimiz ürünlerin ambalajlanmasında değil, ilaç, tıbbi araç-gereç gibi medikal ürünlerin ambalajlanmasında ve endüstriyel malların taşınmasında da sıkça kullanılmaktadırlar.

Plastiklerin her birinin kendine has fiziksel ve kimyasal özellikleri, işlenme özellikleri ve tabi beraberinde maliyeti vardır.  Bir plastik tek başına kullanıldığı gibi, diğer plastikler, alüminyum ya da kağıt/karton gibi malzemelerle birlikte de kullanılabilir.  Bu uygulamalara sert (rijit) plastik ambalajlar ve esnek (fleksıbıl) ambalajlar örnek olarak gösterilebilir.

	Esnek (fleksıbıl) ambalaj	Sert (rijit) plastik ambalaj
Tek malzemeli	Alışveriş torbası Meyveli şeker ambalajı Shrink film	Meşrubat şişesi, Varil, bidon Kap, tabak
Plastik çok katlı	PE astarlı PP “bigbag” büyük-dokuma torbalar Şarküteri ambalajları	Ketçap şişesi Zirai ilaç şişesi
Diğer malzemelerle birleşik	Metalize filmler, Kahve ambalajı, Kuruyemiş ambalajı	Blister ambalaj, İlaç ambalajları

Bugün polimer yani plastik hammadde üreticileri devamlı yeni teknolojiler geliştirerek; özellikle ambalaj uygulamalarına yönelik ürünlerinin özelliklerini ve performanslarını daha da iyileştirmektedirler.

Ambalaj uygulamalarında en çok kullanılan polimerler şunlardır:

Polietilen (PE)

Polietilen hammaddesi üretim şekli ve kimyasal yapısı itibariyle çeşitli ürünlerin genel adıdır.  Ancak en çok bilinenleri şunlardır:

HDPE – Yüksek yoğunluk polietilen

Ekstrüzyonlu şişirme ile kalıplama yöntemi ile üretilen süt, temizlik ürünleri ve endüstriyel maddeler, kimyasal maddeler için olan variller; kovalar, ince cidarlı kaplar ve enjeksiyonlu kalıplama ile üretilen kapaklar; enjeksiyonlu şişirme ile kalıplama ile yapılan ilaç ve şampuan şişeleri ve kozmetikte kullanılan kaplar bu hammaddeden üretilir.  Fleksıbıl ambalaj uygulamalarında kullanılan blown ve cast filmler de örnek olarak verilebilir.

LDPE – Alçak yoğunluk polietilen

Film, poşet/torba, shrink filmler, kaplar ve kapaklar gibi hem fleksıbıl hem de rijit uygulamalarda kullanılmaktadır. 

LLDPE – Lineer alçak yoğunluk polietilen

Streç film, alışveriş torbaları gibi ürünlerin imalatında tercih edilir.  LDPE ve LLDPE genellikle karıştırılarak kullanılır ve böylece LLDPE’nin fiziksel özellikleri ile LDPE’nin ısıl yapışma özelliği birleştirilir.

Polipropilen (PP)

Ekmek ve unlu mamuller, çok katlı filmler, medikal ambalajlar, şişe, kap ve kapaklar, “bigbag”ler gibi çok çeşitli kullanım alanları vardır. 

Polietilen teraftalat (PET)

Sıvı yağ, maden suyu, gazlı içecekler ve bira gibi sıvıların ambalajlanmasında kullanılan PET malzemesi, mikrodalgaya konabilecek gıda ambalajlarında, fırın poşetlerinde ve tıbbi ürün ambalajlarında da kullanılmaktadır.   

Polistiren (PS)

Ambalaj uygulamalarında sıkça kullanılan polistiren hammaddesinin çeşitleri şunlardır:

GPPS – Kristal polistiren

Berrak ve kırılgandır.  CD kutuları, ilaç şişeleri, ince cidarlı bardak, kap, vb. ürünlerin yapımında kullanılır. 

HIPS – Antişok polistiren

Termoform yöntemi ile üretilmiş kap ve kapaklarda kullanılır. 

EPS – Genleşebilen polistiren

Isıyı geçirmeyen çay-kahve koymak için kullanılan bardaklar, “fast food” restoranlarında kullanılan tabaklar, et-tavuk ambalajlamasında kullanılan tabaklar gibi gıda uygulamalarının yanı sıra; elektronik ve kırılgan eşyaların sevkıyatında koruma amaçlı da kullanılmaktadır.

Polivinil klorür (PVC)

Gıda ve gıda dışı ürünlerin ambalajlanmasında kullanılan şişeler, streç film, tıbbi ambalajlar (torbalar), blister ambalajlar, kutu vb. uygulamaları mevcuttur.

Polikarbonat (PC)

Damacana gibi temizlenip yeniden kullanılan su ve süt şişeleri ambalajlanmasında çok yaygın olarak kullanılmaktadır. 

EVOH, PA, PVDC

Çok katlı esnek ve sert ambalajlarda bariyer özelliklerini artırmak için kullanılırlar.  Açılımları sırasıyla EVOH (etilen vinil alkol), PA (poliamid), PVDC (poliviniliden klorür)’dür.  

Ambalaj uygulamalarında kullanılan plastiklerin bariyer performansları (Oksijen geçirgenliği / Su geçirgenliği) Şekil 1’de özetlenmiştir.

Şekil 1

Şekil 1’de görüldüğü üzere, polimerlerin su ve oksijen geçirgenliği birbirinden farklıdır.  Genellikle bir ambalajda istenilen özellikleri sağlamak için farklı polimerler bir araya getirilerek kullanılmaktadır.  Örneğin plastik diş macunu ambalajı çok basit bir ambalaj gibi görünse de, birkaç polimer katmanından oluşan bir üründür.  Yapısında genellikle LDPE/Etilen vinil asetat/EVOH/Etilen vinil asetat/LDPE katmanları bulunur.  Bu yapıda etilen vinil asetat katmanların birbirine bağlanmasını sağlar.  

Polietilen katmanını daha kalın kullanarak istenen oksijen bariyeri elde edilebilir ancak bu şekilde daha çok malzeme kullanılacağından, ekonomik değildir.  En uygun maliyetli olanı farklı polimerlerin birlikte kullanılmasıdır.  Çünkü birkaç ince katman, çoğu zaman tek başına kalın bir katmandan daha iyi bariyer sağlar.  

Bazen de polimerler, diğer malzemelerle birlikte kullanılarak ambalajlama yapılır.  En bilinenlerinden birisi kahvaltıda çokça tükettiğimiz mısır gevreği, müsli, vb. ürünler gibi bir karton kutu içerisinde yer alan plastik bir torbanın içinde satışa çıkarılmış ürün ambalajlarıdır.  Fleksıbıl plastik sınıfına giren bu film, ürünü taze tutmak amaçlı üretilmiş çok katlı bir yapı da olabilir.

İlaçların ambalajlanmasında sıkça kullanılan blister ambalaj üretiminde de plastik ve alüminyum folyo birleştirilir.  

Aktif ambalajlama

Ambalaj artık sadece ürünün tüketiciye ulaşmasına kadarki sürede kullanılan bir araç olmaktan çıkmış; bazı özel uygulamalarda içerisinde bulunan ürünün kalitesini korumada ve yükseltmekte aktif rol oynayan bir ürün olarak görülmeye başlanmıştır.  Ambalajın içine oksijeni emmek amacıyla demir oksit ve nemi emmek amacıyla silis jeli içeren küçük torbacıklar koyma uygulaması buna çok güzel bir örnektir ve uzun zamandır yapılmaktadır.  Günümüzde plastik ambalaj malzemesinin içine oksitlenebilen katkı maddeleri konabilmekte ve polimerleştirme sırasında polimerin yapısına oksijeni emen monomerler eklenerek oksijen emme özelliği olan plastikler yapılabilmektedir.   Bazen ise plastik ambalajın içinde oluşan amonyak, etilen ve hidrojen sülfit gibi bileşikleri emilerek meyve ve sebzelerin tazeliği korunabilmektedir.

Plastiklerin işaretlenmesi

Tüm dünyada geri dönüşüm / geri kazanım faaliyetlerine yardımcı olması bakımından plastik ambalajların işaretlenmesi giderek önem kazanmaktadır.  Bu işaretler ilk olarak ABD’li plastik organizasyonu SPI – The Society of the Plastics Institute tarafından 1988 yılında ortaya konmuştur.  Bu sembollerin ambalajlar üzerinde işaretlenmesi, ABD’nin bazı eyaletlerinde zorunludur.  Avrupa Birliği (AB) Ambalaj ve Ambalaj Atıkları Direktifi’ne göre kullanılan malzemenin türü ambalaj üzerinde belirtilecekse benzer bir şekilde işaretleme yapılacaktır.  Avrupa Standartları Örgütünün (CEN) de ambalajların işaretlenmesi konusunda benzer tavsiyelerde bulunmaktadır.  Şekil 2’de gösterdiğimiz bu sembollerin kullanılması, plastik ambalajların geri dönüştürülmesi / geri kazanılması işlemi sırasındaki ayırma işlemini son derece kolaylaştırmaktadır. 

Şekil 2: Plastik ambalajların işaretlenmesinde önerilen semboller (CEN önerisi - AB Komisyonu Kararı - APME’nin görüşü)