Многослойные плёнки – упаковка с определённой историей и перспективой развития. Способы их применения, как и виды, различны, но в основе создания этих плёнок чаще всего лежит процесс экструзии.
Многослойные пленки, полученные методом выдувной экструзии, относятся к типу композиционных полимерных материалов и используются преимущественно в упаковочной отрасли. Они подразделяются на несколько видов: двухслойные на основе простых полиолефинов, простые трехслойные и многослойные пленки с барьерными слоями.
Конкуренция отечественных и импортных производителей продуктов питания, стремление выжить в кризисе 1998 г. сформировали в России новый рынок упаковочных товаров, который уверенно занял значительную нишу в национальной экономике. Неуклонный рост упаковочной отрасли (до 30 % в год), явился неожиданностью для российских и зарубежных экономистов. Советы директоров многих европейских компаний — производителей упаковочного оборудования вынесли однозначный вердикт: освоение огромного российского рынка пластиковой упаковки — приоритет номер один в развитии бизнеса на ближайшие годы. В середине 1990-х некоторые российские производители упаковочных машин вступили в неравную конкурентную борьбу с европейскими и азиатскими поставщиками. Как показало время, российское оборудование ликвидно и пользуется повышенным спросом. Соединение западных новейших достижений технологии, российских сырьевых, административных и интеллектуальных ресурсов позволили вновь заговорить о российском полимерном машиностроении как о достойном конкуренте мировых лидеров.
Процесс соэкструзии
Упрощенно соэкструзия определяется как процесс экструзии двух или более жидких полимеров в многослойную структуру.
В современной индустрии гибкой упаковки соэкструзия занимает особое место как наиболее перспективное направление. Появление многослойных пленок было обусловлено многими факторами: экономическим, экологическим и фактором потребительского спроса. Соединяя в своей структуре не загрязняющие окружающую среду клеящие слои и высокотехнологичные вулканизированные клеящие системы, соэкструзия является процессом, укрепляющим успех развития новых технологий в перерабатывающей и упаковочной отраслях.
«Соэкструзия — стойкая и самая перспективная тенденция в развитии индустрии упаковки, благодаря своей экономичности и оптимизации всех процессов производства, которые она обеспечивает, — утверждает Джон Перикоулиас, вице-президент компании «Компупласт Интл.». — Рассматривая упаковочную пленку, вы видите две поверхности и внутреннюю часть. Каждая из составляющих имеет различные требования. Одна поверхность требует возможность термосваривания. Другая поверхность, возможно, нуждается в пониженном трении или лучшем сопротивлении высокой температуре для улучшенной обработки в упаковочной машине. Внутренняя поверхность должна обеспечивать прочность или барьерные свойства. Поскольку получение однородного полимера, отвечающего всем этим требованиям, по существу, невозможно, соэкструзия является на данный момент наилучшим решением».
«Группа специалистов в Battenfeld Goucester Engineering Co. считают, что соэкструзия позволяет выходить на планируемую мощность производства, используя конкретные полимеры в конкретных пленках, снизить число производственных этапов, обеспечивать более низкую стоимость, — говорит старший продакт-менеджер компании Билл Хелльмут. — Прежде всего, это способ получения пленки экструзией с раздувом». Хелльмут утверждает, что снижение себестоимости пленки возможно за счет уменьшения использования дорогих полимеров, работы с недорогими сополимерами без ущерба для производительности, уменьшения ширины отбора кромки, использования вторичного гранулята.
Скотт Б. Маркс, старший технический специалист компании E.I. DuPont de Nemours & Co., делит соэкструзионный процесс на два основных используемых способа экструзии — барьерный и не барьерный. «При не барьерном способе соэкструзия позволяет производителю максимально увеличить необходимые ему физические свойства в данной структуре, свариваемость, окрашивание, светонепроницаемость. При барьерном способе соэкструзия позволяет включить газообразный внешний или внутренний слой, способный управлять проникновением кислорода, диоксида углерода, водяного пара и т. д.».
«Переработка полимеров, которые не могут экструдироваться самостоятельно» — вот главное достижение соэкструзии, которое выделяет Дэвид Тимм, вице-президент компании Charter Films. Соэкструзионные технологии имеют и ряд недостатков. «Некоторый недостаток выдувной соэкструзии заключается в определенных различиях физических свойств полимеров, сочетание которых является как желательным, так и несовместимым», — говорит Гари Д. Оливер, старший исследователь компании «Клоэрен Инк». Полимеры для соэкструзии должны иметь схожую вязкость расплава, чтобы поддерживать ламинарное течение. Разница в степени вязкости может быть более или менее толерантна в зависимости от расположения материала в композиционном составе и толщины пленки».
Энди Кристи, главный консультант компании Optex Process Solutions, отмечает и другие недостатки соэкструзии: данный процесс требует более квалифицированного оператора экструдера, серьезного планирования и продуманности в его разработке.
Ричард В. Халл, старший инженер компании ExxonMobil Chemical Co., отмечает, что наибольший недостаток соэкструзии, «вероятно, заключается в том, что дополнительная сложность оборудования означает дополнительную стоимость обслуживания».
Дэвид Тимм с ним не согласен: «Многие первым недостатком соэкструзии считают стоимость. Я же так не думаю. В зависимости от сложности соэкструзионный шнек, возможно, трудно очищать от остатков полимера, если он был сконструирован специально для барьерного нанесения. Процесс очистки может привести к длительным простоям и убыткам.
Усовершенствование композиционных материалов и конструкции шнека могут свести к минимуму такие проблемы. Кроме того, было бы безумием начинать сложное высокотехнологичное производство без технического сопровождения. Обычно «гидом» в мир соэкструзионных технологий является производитель оборудования».
Комментируя вопрос о сырье для соэкструзии, сотрудник компании Equistar Chemicals сообщает, что полимерная промышленность вскоре почувствует резкое смещение в сторону большей специализации полиолефинов. Менеджер по развитию рынка гибкой упаковки Келли Уилльямс отмечает: «Очевидно, что химический состав полимеров будет все более схож с процессом его же переработки, так же как и с молекулярными решетками полиэтиленов низкой плотности. Будущее покажет актуальность целого ряда полимерных технологий на основе полипропилена и линейного полиэтилена, нацеленных на повышение рентабельности взаимозаменяемости полимеров».
На сегодняшний день в России и странах СНГ производятся все виды такого сырья, что значительно увеличивает привлекательность и рентабельность применения соэкструзионных процессов в изготовлении упаковки.
Способы применения многослойных пленок
Направления применения многослойных пленок в пищевой, химической и фармацевтической промышленностях можно определить как следующие:
1) сельскохозяйственные пленки (парниковые, для мульчирования (настила на поверхность почвы), для упаковки овощей и фруктов, силосные);
2) молочные пленки (пакеты для молока, сметаны и творога, сливок и сыров, майонеза);
3) пленки для упаковки замороженных продуктов;
4) пленка для упаковки стиральных порошков, сухих кормов, удобрений и т. п.;
5) термоусадочные пленки (для групповой упаковки в ящики);
6) паропропускающие-водоизоляционные («дышашие») пленки;
7) ламинированные пленки для упаковки продуктов;
8) металлизированные пленки;
9) пленки канцелярские;
10) пленки для многослойных полиэтиленовых пакетов;
11) пленки для вакуумирования (колбасных нарезок, копченостей);
12) пленки для каширования;
13) многослойные стреч-пленки для обмотки паллет;
14) пленки для транспортной упаковки;
15) пленки для упаковки фармацевтических препаратов;
16) декоративные пленки для ламинирования и металлизации;
17) пленки для склеивания ткани и кожи;
18) пленки вспененные;
19) пленки гофрированные;
20) пленки с твист-эффектом.
Молочная пленка
Упаковка молочной пленки в России имеет давнюю историю ‑ еще с советских времен. Традиционно отечественные молокозаводы разливали продукцию в стеклянные бутыли и полиэтиленовые пакеты. Преобладание доли стеклянной тары было связано, прежде всего, с неразвитостью машиностроения упаковочно-фасовочных машин. После перестройки и экономических реформ в России появились западные гиганты упаковки, обладающие значительными финансовыми ресурсами для предоставления оборудования в лизинг и в кредит. Современная упаковка быстро вытеснила стеклотару и пленочные пакеты. Тем ни менее, рынок упаковки в многослойную молочную пленку остается перспективным, особенно в российских регионах. Причина банально проста: молоко в пакете ровно в два раза дешевле упаковки в картоне «тетра-пак». Из 15000 российских семей, опрошенных ВЦИОМ, 75 % ежедневно включают в свой рацион молоко и молочные продукты, из них 35 % предпочитаю покупать их в стекле или пленке. Потребители не утверждают, что это удобно. Но все однозначно заявляют — дешевле! По данным исследовательской компании TNS, в России 35 % семей покупают молоко в разлив, 44% — в полиэтиленовых пакетах, в асептической упаковке — 48 %. Молоко из бутылок (стеклянных и пластиковых) потребляют 3 % домохозяйств.
Соэкструзионная молочная пленка из ПВД с глянцевым внешним белым слоем, на который обычно наносят печать, и внутренним слоем, препятствующим проникновению кислорода и ультрафиолета, пагубных для молока, увеличивает срок жизни продукта как минимум вдвое.
Соэкструзионная пленка значительно тоньше однослойного аналога и позволяет существенно экономить сырье. Учитывая нестабильное материальное положение значительной части российского населения и наметившееся резкое социальное расслоение, можно уверенно прогнозировать стабильность спроса на многослойную молочную пленку.
Пленка для заморозки
Пленку для заморозки используют для упаковки широкого спектра быстро замораживаемых продуктов, продающихся в магазинах и в супермаркетах.
Пленка на бобине подвергается формофочно-фасовочным операциям и затем преобразовывается в форму упаковки для продуктов. Многослойная структура позволяет удовлетворять различные требования к упаковке, фасовке и флексопечати. В семействе пленок, произведенных из ПЭНД, содержатся полимеры автоклавной обработки, способные обеспечить великолепное соответствие прочности внутреннего слоя и оптических свойств внешнего для улучшения нанесения печати. Пленка для глубокой заморозки при температуре ‑18° С позволяет хранить продукт питания без изменения его свойств до пяти лет. Согласно мнению эксперта Двиделли, замороженные продукты, упаковываемые в многослойную пленку, получили широкое распространение в силу следующих демографических и социальных предпосылок:
1) больше одиноких домовладельцев, следовательно, требуются маленькие порции, удобные размеры;
2) стареющее и не увеличивающееся население (маленькие порции, легко вскрываемая упаковка);
3) увеличение числа работающих женщин (использование продуктов с коротким временем приготовления; более широкий выбор продуктов);
4) изменение вкусовых привычек (больше людей, питающихся вне дома, отход от традиционного домашнего питания);
5) предпочтительное употребление замороженных и разогретых в микроволновой печи продуктов.
Упаковка сыпучих продуктов
Пленки для фасовки сыпучих продуктов бытовой химии (например, стиральных порошков) используются сегодня все больше благодаря нескольким причинам. Во-первых, многослойная структура продлевает срок хранения. Во-вторых, форма упаковки позволяет менять ее положение в сумке, таре, транспортном средстве. И наконец, многослойная пленка — относительно дешевый материал.
Пленки для производства прочных полиэтиленовых мешков из многослойных пленок почти не производятся в России и в основном завозятся из-за рубежа. Комбинация высокой прочности пленки и неспособность к растяжению значительно уменьшает риск разрыва пленки при наполнении, транспортировке и конечном использовании. Такая многослойная пленка производится посредством комбинации слоев ПВД, ПНД и линейного полиэтилена.
Для упаковки сухих продуктов — крекеров, чипсов, печенья и т. д. Требуется пленка повышенной влагонепроницаемости. Такая пленка относится к типу фасовочной, требует хорошего уплотнения и легкого вскрытия.
Специальный полимер ПЭВД, FL 5580, был разработан для достижения низкого уровня проникновения влаги. Эти пленки очень тонкие за счет пониженного молекулярного веса ПЭВД. FL 5580 с плотностью 958 кг/м³ идеально подходит для таких пленок. Технологически такие пленки вырабатываются на экструдерах с узкой головкой.
Вакуумная упаковка
Вакуумная многослойная упаковка применяется для продуктов переработки пищевой промышленности (мяса, птицы, сыра, молочных продуктов), а также для продуктов, подлежащих длительной транспортировке (например, со скотобоен в супермаркеты). Обширное применение сегодня получили пленки для упаковки колбасных нарезок, копченостей и салатов. Вакуум и отсутствие кислорода надолго продляют жизнь продукта.
Ламинированные и металлизированные пленки
Самое большое распространение в наши дни имеют пленки для упаковки пищевых продуктов с нанесением ламинации или металлизированные пленки. Совмещение полимера с фольгой, бумагой или другим полимером имеет несколько функций. Прежде всего, это улучшение внешнего вида упаковки, возможность сохранять печать яркой и привлекательной в течение долгого времени. Другая функция — совмещение при помощи адгезива не свариваемых слоев полимеров. Сегодня сфера применения ламинированной пленки — упаковка продуктов питания, бытовой химии, фармацевтической продукции. Вопросы технологии ламинации и каширования мы рассмотрим в следующей статье, посвященной выбору оборудования для производства многослойных пленок.
Барьерные пленки
Другое быстроразвивающееся направления в гибкой упаковки — так называемые «барьерные пленки». Вопреки распространенному мнению о том, что барьерные пленки квалифицируются как таковые только при экструзии пяти и более слоев, многие европейские эксперты отмечают, что при умелой комбинации химических полимерных добавок, экструдер АВС может позволять производить пленку с барьерными слоями.
Ряд российских производителей многослойных пленок, благодаря заимствованию разработок всемирно известных компания DuPont, Borealis и Exxon Mobil и собственным экспериментальным разработкам пришли к уникальным композициям состава слоев, позволяющих достичь основных характеристик барьерных слоев на трехслойных машинах.
Настоящим, в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 года, Вы подтверждаете свое согласие на обработку компанией ООО «Концепция связи XXI век» персональных данных: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу в целях продвижения товаров, работ, услуг на рынке путем осуществления прямых контактов с помощью средств связи, продажи продуктов и услуг на Ваше имя, блокирование, обезличивание, уничтожение.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует конфиденциальность получаемой информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и иных обязательств, принятых компанией в качестве обязательных к исполнению.
В случае необходимости предоставления Ваших персональных данных правообладателю, дистрибьютору или реселлеру программного обеспечения в целях регистрации программного обеспечения на Ваше имя, Вы даёте согласие на передачу своих персональных данных.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует, что правообладатель, дистрибьютор или реселлер программного обеспечения осуществляет защиту персональных данных на условиях, аналогичных изложенным в Политике конфиденциальности персональных данных.
Настоящее согласие распространяется на следующие персональные данные: фамилия, имя и отчество, место работы, должность, адрес электронной почты, почтовый адрес доставки заказов, контактный телефон, платёжные реквизиты.
Срок действия согласия является неограниченным. Вы можете в любой момент отозвать настоящее согласие, направив письменное уведомление на адрес: podpiska@vedomost.ru с пометкой «Отзыв согласия на обработку персональных данных».
Обращаем Ваше внимание, что отзыв согласия на обработку персональных данных влечёт за собой удаление Вашей учётной записи с соответствующего Интернет-сайта и/или уничтожение записей, содержащих Ваши персональные данные, в системах обработки персональных данных компании ООО «Концепция связи XXI век», что может сделать невозможным для Вас пользование ее интернет-сервисами.
Давая согласие на обработку персональных данных, Вы гарантируете, что представленная Вами информация является полной, точной и достоверной, а также что при представлении информации не нарушаются действующее законодательство Российской Федерации, законные права и интересы третьих лиц. Вы подтверждаете, что вся предоставленная информация заполнена Вами в отношении себя лично.
Настоящее согласие действует в течение всего периода хранения персональных данных, если иное не предусмотрено законодательством Российской Федерации.
