Zušlechtěné vrstvené kartony jsou nedílnou součástí moderní obalové produkce. Jedná se o kartony zušlechtěné několika vrstvami plastu (obvykle PE, méně často PP), u aseptického provedení je součástí takovýchto materiálů ještě hliníková fólie, která zajišťuje ochranu potraviny před UV zářením i působením kyslíku. Tyto obaly jsou obvykle skládačkového typu a jsou obzvláště vhodné pro tekuté produkty. I když tedy nápoje tvoří většinu v objemu baleného zboží, dnes se tyto kompozitní obaly používají i na balení dalších druhů potravin.

Z hlediska výrobních objemů se upřednostňuje používání aseptických verzí. Neaseptické obaly se používají pro nápoje či potraviny ošetřené pasterizací. Aseptické balení je určeno pro speciálně tepelně ošetřené potraviny, obvykle metodou UHT. Výhodou tohoto typu balení je, že potraviny mohou být uchovány při pokojové teplotě a mají až dvacetkrát delší trvanlivost než potraviny pasterizované.

Karton a jeho potisk
Karton tvoří u obalu až 75 % z celkového objemu materiálu. Jedná se vysoce kvalitní typ hladké lepenky vyrobené z primárních vláken. Většina výrobců používá lepenku z celulózového vlákna, tedy kartony bezdřevé. Výroba těchto lepenek je většinou na bázi sulfátové technologie. Co se týče skladby lepenky, používají se jak simplexové lepenky z bělené buničiny, tak duplexy, které mají bělenou pouze vrchní vrstvu. Plošná hmotnost těchto materiálů je zhruba 200 g/m2.
Lepenky jsou potiskovány na kotoučových tiskových strojích většinou flexotiskem nebo hlubotiskem. Je možné tisknout i na flexotiskových agregátech, které mohou být doplněny hlubotiskovými jednotkami. Tímto způsobem se nejen tiskne, ale také se nanášejí různé nátěry, např. lak. Na rozdíl od běžných skládaček se vrstvené materiály zpracovávají nikoli z archu, ale z kotouče.
Právě pro potisk kotoučových materiálů je nutné používat takové tiskové techniky, u kterých lze měnit tiskovou délku, tedy techniky s měnitelným průměrem tiskových válců. Tiskové délky, které odpovídají geometrickým rozměrům obalu, jsou v přesných roztečných vzdálenostech ukončovány předtištěnými registračními znaménky. Podle těchto znamének dělí balicí automaty obalové přířezy a dále je zpracovávají. Vlastní potisk může být buď do CMYK, nebo i přímými barvami.Tiskne se tedy jednobarevně nebo vícebarevně, pokud je vzhledem ke grafice čtyřbarvotisk nedostatečný. Na potisk těchto kartonů existují i vícebarevné stroje – až osmibarevné. Pro flexotisk se upřednostňují ekologické, vodou ředitelné barvy.

Karton a jeho tloušťka
Vrstvení kartonu plastem se provádí na extrudérech. Výrobu je možné realizovat na speciálních linkách, které mohou být vybaveny i několika (zpravidla až třemi) vytlačovacími stroji. PE či jiný polymer je dopravován do stroje v pevném skupenství v podobě granulátu. K jeho plastifikaci dochází ve šnekové extruzní komoře, kde je granulát mísen a zahříván. Tavenina je pak šnekem přečerpávána a vytlačována hubicí v podobě hladkého filmu.
Karton je veden povrchy ochlazovaného přítlačného a chladicího válce, tavenina je na karton vytlačována do mezery mezi těmito válci. Vzhledem k povaze válců dochází ke zchlazení filmu a jeho zakotvení na kartonu, tedy k laminaci.
Tloušťka filmového nánosu je řízena odtahovou rychlostí pohybu kartonu a tlakem přítlačného válce. Většinou se však nanáší PE o tloušťce setin milimetru (standardně 0,05 mm). Výhodou PE je, že i ve velmi tenké vrstvě vytváří dostatečnou bariéru a tím dostatečně izoluje potravinu od vlhkosti.
U kompozit dochází k dvoustrannému jednoduchému vrstvení. Z vnější strany PE vytváří ochrannou vrstvu, vnitřní strana ovrstvená PE bývá u aseptických kartonů slepována s hliníkovou fólií. Pokud dochází k této další materiálové kombinaci, je nutné dvojnásobně jednoduchým vrstvením PE oddělit hliník od přímého styku s potravinou. U aseptických obalů tedy nejsou výjimkou až šestivrstvé materiály. Po vychlazení laminátu se vrstvený karton navíjí do kotouče.
V dalším výrobním sledu je karton z kotouče řezán, rýhován a vytvarován do prostorového tvaru. Následuje plnění a uzavírání.

Materiály se ztenčují a zpevňují
Jako prakticky u všech ostatních typů obalů i u vrstvených kartonů je trendem snižování hmotnosti obalu při jeho zvýšené pevnosti. Společnost Elopak provedla vlastní srovnávací analýzu, při které bylo konstatováno, že nynější nápojové kartony jsou o 16 % materiálově úspornější, než byly před deseti lety, hliníková fólie se používá dokonce o 30 % tenčí než před třiceti lety, tuhost obalu se však zvýšila o 20 %. Ostatní výrobci opět nezůstávají pozadu.
Například společnost Tetra Pak zavádí nový standard obalového materiálu s nižším obsahem plastů, tento standard byl nazván systém Wide.
Zmíněný standard společnost používá pro všechny obaly na nechlazené i chlazené tekuté potraviny. Standard spočívá v nanášení plastové vrstvy, která je oproti dřívější o 30 % tenčí, ale se zvýšenou pevností. Hliníková fólie se používá také velmi tenká, její tloušťka je řádově v tisícinách milimetru (obvykle 0,006 mm).

Konstrukční trendy směřují k vícestěnům
Z hlediska logistiky je nejpříhodnější konstrukční tvar hranol, trendem jednotlivých společností je však odlišení od konkurence nejen grafikou, ale i konstrukcí, současně se však musí brát v úvahu především finanční konkurenceschopnost produktu. Z těchto důvodů bývá původní šestiboký hranol upravován do vícestěnových, ale opět hranolovitých konstrukcí (např. na trhu značně populární osmiúhelníkový obal se čtverečnou podstavou Tetra Prizma), eventuálně bývá tato konstrukce nahrazována jen o něco méně příhodnějším tvarem válce. Samozřejmě existují i tvarové výjimky ubírající se jiným směrem – podoba sáčků (např. Tetra fino), čtyřstěnů apod. Nebo jeden z nejnovějších produktů od firmy Tetra Pak – obal Tetra Aptiva Aseptic, kde se jedná o revoluční spojení nejen dalšího materiálu, ale i dvou různých typů obalu – předtvarovaného plastového uzávěru připomínajícího tvar láhve s víčkem ve vrstveném kartonovém sleevu.
Společnost Elopak naopak inovovala svoji dnes již klasiku obal typu Pure Pak. Vyrýhováním pláště vznikl na hlavní ploše pátý panel, který svou nápadností poslouží k tisku např. reklamního sdělení a na světě je nový, velmi líbivý obal Pure Pak Curve.
Vícestěny se líbí i vývojářům ze SIG Combibloc, tato firma svým zákazníkům nabízí pláště obalů nejen v klasických čtyřech stěnách, ale z hlediska průřezu se může jednat o pěti- až osmiúhelníky.

Vrstvené kartony pro omáčky i funkční potraviny
Vrstvené kartony bývají často nazývány nápojovými, a tak se zdá, že jejich použití je předem dáno. Je pravda, že většina produkce směřuje skutečně k balení mléka, džusů a stolního vína. Protože se však jedná o obaly s mnoha kladnými aspekty, pronikají často i do dalších oblastí potravinářského ba
lení. Potravináři oceňují výhody těchto obalů, zejména hygieničnost, stabilitu a variabilitu konstrukce, možnosti potisku a velmi nízkou hmotnost obalu (asi 25 g).
Zatímco u balení nápojů jsou nejpopulárnější objemy 1 l, u potravin až na výjimky to bývají objemy menší. Inovovaná verze obalu Tetra Brik Aseptic Sq Stream Cap v provedení pro objemy 200/250 ml s novým typem uzávěru Sq Stream Cap s pojistkou pro kontrolu neporušeného obalu se používá nejen pro balení mléka (v těchto objemech hlavně mléka kondenzovaného), ale i pro balení mléčných krémů, smetany, hotových omáček, dresinků, toppingů či oleje. Tento typ obalu s různými možnostmi plnění je zatím nejvíce rozšířen ve Francii, méně v Saúdské Arábii, Rusku a Německu.
Na světovém i našem trhu začínají být více a více populární hotové omáčky, zvláště sýrové. Tyto omáčky jsou polotekuté a vyžadují vysoce bariérové obaly nových typů. Jejich nejznámější typ balení jsou W-sáčky (stojací sáčky), na trhu se však začínají objevovat i obaly z vrstvených kartonů – např. sýrové omáčky od italské společnosti Parmalat balené do obalů Tetra Brik aseptick v objemu 0,25 l.
V oblasti balení potravin pronikla na asijské trhy společnost SIG Combibloc. Jihokorejská společnost Hanmi Whole Soymilk Co. Ltd balí své polévky bohaté na proteiny a vlákninu do CombiblocMini. Nyní se Sig Combibloc zaměřuje i na balení funkčních potravin, např. ze sóje. Na balení funkčních potravin, tzn. potravin, které vyžadují účinnou konzervaci a balení, např. právě sóje, se zaměřuje i firma Tetra Pak. Jen na okraj: obaly Tetra Rex se používají i na sypané produkty, kromě potravin např. i balení granulí pro psy.

Při balení potravin se vrství i PP
V roce 2002 byl cenou Du Pont oceněn pravděpodobně první vrstvený kartonový obal, který vydrží sterilizaci 130 oC, obal Tetra Recart. Tento obal je vhodný pro balení polévek, omáček i zeleniny. V současnosti do něj balí společnosti Bonduelle (Francie), Hormel Foods (USA), Del Fuerte (Mexiko) a Columbus (Itálie). A právě tento přední zpracovatel rajčat, firma Columbus, si obal oblíbil natolik, že do něj balí hned větší část svých výrobků značky ParmaSole (tradiční značka firmy Columbus). Řadu tvoří šest různých rajčatových omáček a tři klasické rajčatové protlaky (pyré), například tradiční a rustikální passata, rajčata krájená na kostičky, široký sortiment ochucených pyré (s bazalkou a cibulí, se sýrem riccota, s olivami), jakékoli hotové omáčky na bázi rajčat, boloňská omáčka, arabská omáčka. Objemově firma upřednostňuje používání 400ml obalů.
Předností Tetra Recart je jednoduché a bezpečné otevírání bez otvíráku nebo nůžek, nízká hmotnost a vhodný tvar. Obsah zůstává čerstvý a zdravotně nezávadný i bez nutnosti uchování v lednici. Jedná se o aseptický obal šestivrstvého provedení, kde vzhledem k požadovaným nárokům na obal jsou PE vrstvy nahrazeny vrstvami PP, které jsou výhodnější z hlediska svého teplotního rozsahu i mechanické pevnosti.

Český trh drží krok
Ani v České republice se vrstvené kartony nepoužívají jen na balení nápojů. Smetanové trvanlivé ochucené omáčky Mr. Sauce do obalu od Tetra Pak balí např. Bohušovická mlékárna, a. s. Ani český lídr v oblasti instantních a tekutých potravin Vitana nezůstává z hlediska inovačních konceptů balení potravin pozadu – některé své produkty balí do vrstvených kartonů – pro balení určitých druhů polévek si ve Vitaně vybrali obaly od společnosti SIG Combibloc.
Průkopníkem balení sypaných produktů do vrstvených kartonů je firma Emco. Pro svých šest druhů „müsli mixů“ (naposledy müsli mix čoko – višeň ) použili obal Tetra Rex, který uchová müsli déle křupavé, čerstvé a voňavé. Obal je doplněn praktickým klipem, který umožňuje opětné uzavírání krabice i po otevření.

Stále existují další možnosti
Jednoduchá, a přitom složitá odpověď. Doménou vrstvených kartonů asi zůstane nápojová oblast. Přesto jejich rozšíření do ostatního balení potravin vzrůstá s používáním nových výrobních technologií, nejen při výrobě obalů, ale i při zpracování potravin. Na příkladu obalu Tetra Recart lze dokázat, že obaly jsou schopny konkurovat v procesu balení nejen sklu či PET lahvím, ale částečně i potravinářským plechovkám. A jak se zdá, vývoj a možnosti použití vrstvených kartonů ještě zdaleka nejsou u konce. Pokud k tomu přičteme příznivou cenu, atraktivní vzhled a další, již dříve uvedené výhody, je vidět, že výrobci tohoto sortimentu se o svou budoucnost rozhodně bát nemusí.

Začalo to čtyřstěnem
K masové produkci vrstvených kartonů dochází po druhé světové válce v 50. letech 20. století, kdy švédská firma Tetra Pak uvedla na trh svůj legendární stejnojmenný čtyřstěn. Vývojem vrstveného, vysoce bariérového a zároveň hygienického materiálu se firma zabývala již od roku 1943. Jednalo se o první obal skládačkového typu, bohužel logisticky ne úplně s nejvhodnějším tvarem. Logisticky příhodnější hranolový tvar uvedla firma na trh v roce 1963 (tvar Tetra Brik) a jeho následující konstrukční variace kralují na našich trzích dodnes.

Firma Tetra Pak byla tedy průkopnicky komerčně nejúspěšnější, v zájmu objektivity je však nutné podotknout, že vývoj vrstvených nápojových kartonů se datuje již mnohem dříve. Tyto první kartony však nebyly zušlechťovány plastem, ale impregnovány parafinem. Již v roce 1930 si nechal Günter Meyer-Jagenberg patentovat první vrstvený kartonový obal na nápoje s názvem Perga. Obal měl tvar kelímku s kulatým dnem a skládaným uzávěrem, vývoj tohoto obalu vedl k založení společnosti SIG Combibloc, dalšího velkého hráče na poli výroby vrstvených kartonů. I zde neúprosný tlak logistiky přinutil výrobce přejít na příhodnější hranolový tvar obalu, shodou okolností zhruba ve stejném období, kdy se na trhu objevil první Tetra Brick. Zároveň byl upraven i základní materiál, parafínový potah obalu byl nahrazen PE vrstvou, vznikl tedy první karton typu blockpak. Oběma firmám prakticky od začátku zdatně konkuroval další velký výrobce na světovém trhu – firma EloPak, založená v roce 1957 v Norsku. Jedná se o výrobce, dodavatele a majitele evropské licence kartonu Pure-Pak®. Ten je vyrobený speciální technologií z celulózových vláken vrstvených tak, aby při minimální možné hmotnosti obalu bylo dosaženo maximální pevnosti. Povrch obalu je laminován tenkou vrstvou polyetylenu a i u tohoto typu materiálu je možné aseptické provedení. Uvedenými třemi firmami není samozřejmě výčet producentů vrstvených kartonů u konce, ovšem vzhledem k tomu, že se na evropských trzích jedná o klíčové výrobce, nebudou další firmy zmiňovány.

Jana Žižková

Box 1: Ošetření potravin metodou UHT
Potravina je mžitkově ohřáta na teplotu zhruba 137 oC, po ohřevu následuje prudké zchlazení. Tímto procesem dochází ke zničení všech choroboplodných zárodků. Proces nemá vliv na nutriční hodnoty, kvalitu, aroma a chuť potraviny.

Box 2: ESL jako standard
Extended Shelf Life – technologie, kterou lze prodloužit trvanlivost výrobku v chlazené distribuci nad rámec trvanlivosti běžného tradičního pasterizovaného ekvivalentu na konkrétním trhu. Metoda ESL se
stává novým standardem firmy Tetra Pak.