Технология изготовления термоусаживающихся ориентированных плёнок ПВХ

  Применение  этих пленок не так четко разграничено, но есть свои особенности. ПВХ пленки более применимы в производстве для оборачивания лоточков с продукцией. Эти пленки дороже и имеют ряд  преимуществ по сравнению с ПЭ. Они более прозрачны, сильнее  блестят, превосходят по прочности  и растяжимости, избирательно проницаемы и сопротивляются запотеванию в  сочетании с высоким уровнем  санитарно - гигиенических норм, возможно использовать упакованный продукт для разогрева в СВЧ печи. ПВХ пленки получили и другое название как дышащие - эти пленки позволяют пропускать избирательно влагу и углекислый газ наружу, а кислород внутрь. Такая способность пленок позволяет значительно увеличить сроки хранения продуктов питания, они не заветриваются, сохраняют значительно дольше свои вкусовые качества. ПЭ пленки, в основном, заменили оберточную бумагу на прилавке они дешевле и удобнее. 

  ПАЛЛЕТНЫЕ СТРЕТЧ-ПЛЕНКИ

  Данные  пленки в основном используются как  транспортная упаковка. Например, при  транспортировке груза палетные пленки предохраняют его от атмосферного воздействия и стороннего доступа. Палетная стретч - пленка изготавливается из линейного ПЭ низкой плотности. 

  В последние семь лет отмечается ежегодный  прирост на 35-40 % мирового рынка пленок, используемых в качестве транспортной упаковки.

  Практически каждый магазин использует стретч-пленку для упаковки развесных товаров (сыр, колбаса), а также хлебобулочных и кондитерских изделий, поступающих от производителя в неупакованном виде. На сегодняшний день это один из наиболее удобных в применении и эстетичных упаковочных материалов.

  Средний размер рулона пищевой стретч-пленки из ПЭ - 300 мм шириной, 200-300 м длиной и 9-10 мкм толщиной. Вес рулона составляет примерно от 0,5 до 1 кг. Небольшие магазины потребляют среднем 3-5 рулонов за месяц, крупные торговые предприятия - до 10.

  В пищевой промышленности используется, главным образом, стретч-пленка из ПВХ. Существуют несколько видов продуктов, для упаковки которых стретч-пленки используются особенно активно. 

  Термоусадочные пленки

  Термин термоусадка состоит из двух составляющих: термо, означающей нагрев, и усадка - уменьшение площади поверхности материала. Таким образом, термоусадка - это процесс уменьшения поверхности (ужимания) какого-либо материала в результате его нагрева, При этом увеличение времени температурного воздействия на материал аналогично увеличению температуры и в зависимости от этих факторов реализуется возможная для данного материала степень усадки.

  Термоусадочная упаковка – это упаковка, при производстве которой использовался процесс термоусадки, а термоусадочные (или более правильно – термоусаживающиеся) материалы – это материалы, которые подвержены термоусадке. Далеко не все материалы, а если говорить о сфере упаковки, то не все виды пленок, при нагреве способны ужиматься. Это свойство присуще только тем полимерным материалам, при изготовлении которых используется специальная технология с применением памяти формы. Эффект памяти формы — явление возврата к первоначальной форме при нагреве, наблюдающееся у некоторых материалов после предварительной деформации.

  Вкратце, суть данной технологии состоит в  следующем. Материал изготавливают  необходимой формы и размеров, которые он должен принять после  термоусадки, после чего подвергают радиационному облучению. При облучении, от линейных молекул полимера отщепляются атомы водорода, и молекулы сшиваются между собой, образуя каучукоподобную сетчатую структуру. Далее полученный материал нагревают и растягивают. При этом материал приобретает память формы, а значит, при повторном нагреве будет сжиматься до первоначального состояния.

  Термоусадочные пленки могут быть изготовлены из кристаллизующихся полиолефинов (ПЭНД, ПЭВД, ПП), сополимеров этилена с винилацетатом, ПВХ, полистирола, гидрохлорида каучука, полиамида и др. 

  Существует  два основных направления использование  тонких термоусадочных пленок в качестве упаковочного материала: 

• упаковка нескольких мелких изделий вместе с целью фиксации местоположения каждого из них относительно друг друга с целью облегчения их транспортировки - это упаковка яиц, групповая упаковка пакетиков сока, чистых видео- и аудиокассет, открыток и т.д.
• упаковка изделий обладающих красочной расцветкой или несущих на себе печатную информацию, изделий имеющих сложную форму или просто нуждающихся в упаковке - это упаковка обоев, книг, журналов, игрушек, коробок конфет и т.д. При этом изделие обретает как бы "вторую кожу", которая защищает его от различного рода воздействий при транспортировке, хранении и реализации, и не только не изменяет внешний вид, но и предает ему дополнительный блеск и привлекательность.

  Термоусаживающийся поливинилхлорид (ПВХ) – прозрачная глянцевая пленка (иногда слегка голубоватого оттенка), шелестящая при сжатии. Пленка ПВХ менее пластична и имеет меньший процент усадки, чем полиэтилен, из-за чего возможно не совсем плотное облегание предметов сложной конфигурации. Максимальный процент усадки ПВХ составляет 40 х 40. В то же время ПВХ не требует высоких температур и эффективно усаживается уже при 70-80 градусах Цельсия, а также практически не требует охлаждения - через 10-20 секунд после прекращения нагрева пленка становится жесткой. Это позволяет использовать данный вид материала в любых типах термоусадочного оборудования, чаще всего, в термокамерах.

  Преимуществом использования термоусадочных пленок из ПВХ являются их оптические свойства, которые благодаря высокой стойкости полимера к старению остаются неизменными в течение всего времени реализации упакованных изделий. Полиэтилен быстро "стареет" под воздействием внешних факторов (воды, солнечных лучей…) и, как следствие становится "мутным", теряя одно из основных свойств упаковочного материала. ПВХ технологичен и обладает достаточной прочностью, что позволяет производить и использовать более тонкие, чем из полиэтилена, пленки. Это компенсирует высокую, по сравнению с полиэтиленом, стоимость ПВХ при расчете расхода на единицу упакованной продукции. Однако это справедливо только для пленок, толщина которых не превышает 30мкм. Среди более толстых пленок и соответственного сегмента упаковки (групповая упаковка книг, бутылок, банок…) полиэтилен занимает, и безусловно справедливо, первое место. 

  Недостатком ПВХ является его хрупкость: лопнувшая  пленка сразу же «пускает стрелку» и разрывается по всей своей длине. Поэтому ПВХ не рекомендуется  использовать для упаковки тяжелых  предметов или предметов с  острыми краями.

  Полиолефиновые  пленки заслуживают особого внимания как более качественная альтернатива используемым сегодня термоусадочным пленкам. Полиолефиновые пленки обладают особой, так называемой перекрестно-пересеченной молекулярной структурой, благодаря которой пленка с минимальной толщиной способна выдержать самые высокие нагрузки.

  Полиолефиновая  термоусадочная пленка популярна на европейском рынке упаковки, в России же наиболее востребованными являются термоусадочные пленки из ПВХ. 

  Термоусадочные полиолефиновые пленки, широко применяющиеся в ЕС и США, только начинают выходить на российский рынок. Вместе с тем, некоторые российские предприятия, использующие для упаковки своей продукции термоусадочные пленки, уже сегодня нуждаются в материале, альтернативном ПВХ — более технологичном, экологичном и экономичном. 

  Пленки  на основе полиолефинов (полиэтилена, полипропилена и их сополимеров) фактически являются новым поколением термоусадочных пленок, приходящим на смену ПВХ-пленкам. Их разработка была начата потому, что традиционные ПВХ-пленки, имеющие в своем составе активный элемент хлор, вызвали массу претензий со стороны «зеленых». Первоначально в качестве заменителя ПВХ-пленок предлагались полипропиленовые пленки, изготовленные таким образом, что у них возникал эффект термоусаживания. Однако в силу ряда причин — ограниченной величины и более высокой, чем у ПВХ, температуры термоусадки, худшей свариваемости, потере свойств при низких температурах и т. д. — полипропиленовые пленки не смогли заменить ПВХ. 

  Следующим шагом стало создание соэкструдированных пленок, имеющих в составе сополимеры полипропилена и линейного полиэтилена. Они приблизились по потребительским свойствам к ПВХ-пленкам и в некоторых случаях даже превзошли их. В частности, ПВХ может выделять хлор не только при утилизации, но и при хранении продукта при температуре выше +25° С, придавая специфический запах продукту. Полиолефиновые пленки, хлора не содержащие, более лояльны к продукту. 

  Для работы с полиолефиновыми пленками подходит практически все оборудование, предназначенное для ПВХ, требуются  лишь некоторые технологические  настройки. Переход на полиолефиновые пленки дает предприятию существенный экономический эффект. Конечно, если мерить пленку килограммами, ПВХ кажется  дешевле полиолефиновой. Однако нужно  учитывать то, что плотность полиолефиновой пленки ниже почти на 30 %, к тому же, она тоньше, чем ПВХ. В результате, при пересчете на метры, в которых  определяется расход пленки, получаем 5–15 % экономии. Помимо всего прочего, полиолефиновые пленки прочнее, чем  ПВХ. Процент возврата товара из-за брака упаковки снижается, следовательно, уменьшаются и расходы на транспорт и переупаковку. 

  Пока  на российском рынке представлены в  основном термоусадочные полипропиленовые пленки, которые дешевле, чем пленки на основе чистого полиэтилена.

  Производство ориентированных пленок.

  Наряду  с расширением выпуска рукавных и плоских, в том числе каландрованных, пленок, совершенствованием технологии их производства большое значение придают изысканию путей и способов повышения их качества, улучшения физико-механических свойств, обеспечения высокой прочности и надежности в условиях длительной эксплуатации.

  Одним из эффективных способов улучшения  физико-механических свойств и расширения возможностей применения термопластичных  пленок является метод структурной  модификации - ориентация. Изменяя степень  ориентации, определяемую температурой ориентации, скоростью и степенью вытяжки, а также скоростью (темпом) охлаждения, можно получать пленки с различными физико-механическими  показателями.

  В зависимости от назначения пленки получают одно- или двухосноориентированные.

  Существуют  два основных метода ориентации пленок: механическое растяжение плоских пленок; пневматический раздув и механическое растяжение пленочного рукава. В производстве ориентированных пленок первый из этих методов нашел большее распространение. Производство двухосноориентированных плоских пленок осуществляют по двум принципиально отличным технологическим схемам: одно- и двух- стадийной (раздельной).

  Ориентация  пленки в продольном и поперечном направлениях при одностадийной  схеме одновременно происходит на одной  установке, а при двухстадийной - на двух отдельных установках. Наибольшее развитие и применение получило оборудование, в котором ориентация пленки происходит по двухстадийной схеме.

  Технические возможности технологических линий  для производства двухосноориентированных в две стадии пленок весьма широки: ширина пленок до 3000 мм, толщина от 3 до 100 мкм, скорость приема готовой пленки до 200 м/мин.

  Пленки  с одинаковой ориентацией в двух направлениях имеют примерно равную поперечную и продольную прочность, которая превышает прочность  пленок в четыре раза. Сопротивление  начальному раздиру у подобных пленок велико, а самому раздиру очень низкое. При разрыве относительное удлинение двухосноориентированных очень незначительно, поскольку при ориентировании достигается практически полная вытяжка материала пленки. 

  Двухосная ориентация существенно снижает  мутность пленки и незначительно  увеличивает ее блеск. Также при  двухосной ориентации полипропиленовых пленок улучшаются их барьерные свойства и сопротивление удару при  низких температурах. Газо- и паропроницаемость ухудшаются, однако нанесение покрытий из ПВДХ или композиций на основе полиакрилонитрила значительно улучшает эти свойства.