Термоусадочная пленка − это вид упаковочной пленки. Отличается выраженной способностью сокращаться под воздействием высокой температуры и, остывая, принимать форму упаковываемой продукции. Термоусадочная пленка производится из поливинилхлорида (ПВХ) и ПО, например, полиэтилена (ПЭ). Предназначена для упаковки пищевых и продовольственных продуктов на упаковочных машинах с автоматическим и полуавтоматическим управлением.
Качество пленки играет важную роль, так как пленка также является средством продвижения товара на рынке.Качествополимернойпленки зависит от исходных свойств полимеров, технологические режимы и стабильность в работе экструдера, печатного и фасовочно-упаковочного оборудования. Так же и работапечатного, отделочного и фасовочно-упаковочного оборудования находится взависимости от вида и качества полимерного материала.
Следует заметить, что существующие в нормативной документации (ГОСТы, ОСТы и ТУ) требования к полимерным пленочным материалам не учитывают специфических особенностей работы полиграфического и упаковочного оборудования. Поэтому на практике даже для пленок, соответствующих этим стандартам, часто возникают проблемы с приводкой изображения, случаи проскальзывания и торможения пленочного материала при прохождении секций в печатных и упаковочных машинах. Этим же вызвано низкое качество сварного соединения, а также его деформация в результате усадки и другие дефекты упаковки. Здесь кстати можно узнать о производстве термоусадочной пленки.
Одним из путей повышения качества упаковки предлагается использование полимерных пленочных материалов с комплексом прогнозируемых свойств. Использование таких материалов при производстве поможет стабилизировать процессы, протекающие в оборудовании, и тем самым позволит повысить производительность и качество упаковки.
Термоусадочные пленки можно классифицировать по нескольким признакам:
1. В зависимости от степени усадки в продольном и поперечном направлениях различают пленки одноосно-ориентированные и двухосно-ориентированные.
Одноосно-ориентированные пленки усаживаются преимущественно в одном направлении: например, в продольном на 50-70%, а в поперечном на 10-20%. Двухосно-ориентированные пленки сокращаются в обоих направлениях, с одинаковой или различными степенями усадки: например, в продольном направлении на 50-60%, а в поперечном – на 35-45%.
2. В зависимости от требований потребителей термоусадочные пленки выпускаются толщиной от 20 до 250 мкм с предельным отклонением по толщине не более 20% от заданной:
– термоусадочные пленки толщиной от 20 до 50 мкм применяются в основном для единичной упаковки;
– термоусадочные пленки толщиной от 50 до 100 мкм применяются в основном для групповой упаковки;
– термоусадочные пленки толщиной от 100 до 250 мкм применяются в основном для штапельной упаковки.
3. В зависимости от метода производства выпускаются:
Однослойная термоусадочная пленка, производимая методом экструзии. Данный метод заключается в продавливании материала под воздействием давления, возникающего в червячном экструдере, обладающего высокой вязкостью в жидком состоянии, через формующий инструмент (головку), с целью получения изделия с поперечным сечением нужной формы.
Многослойная термоусадочная пленка, производимая методом соэкструзии. В производстве соэкструзионных пленок находят применение те же типы экструдеров, что и в производстве однослойных пленок (однако, с полностью иным решением головок экструдеров). В процессе соэкструзии используются как минимум два, но чаще большее число экструдеров, снабженных совместной головкой. Струи различных пластмасс соединяются в фильерах, образующих конечную часть головки, реже – непосредственно после выхода из головки.
4. В зависимости от технологии соэкструзии термоусадочные пленки также как и однослойные пленки имеют вид:
– рукава − применяется (со-)экструзия с раздувом;
– полотна − производится методом плоскощелевой (со-)экструзии, либо рукав, произведенный методом соэкструзии с раздуванием, разрезается вдоль по длине;
– полурукава. Представляет собой либо свернутое полотно (произведенное методом плоскощелевой соэкструзии), либо разрезанный рукав (произведенный методом соэкструзии с раздуванием). Для различных методов экструзии конструкция головок экструдера и остальных устройств имеет принципиальные отличия, однако устройство экструдера и принцип работы формующего инструмента одинаков для обоих способов.
5. В зависимости от исходного сырья выделяют такие виды термоусадочной пленки, как пленки из кристаллизующихся ПО(ПЭНП, полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), полипропилен (ПП)), сополимер этилена с винилацетатом (СЭВА), ПВХ, сополимер винилхлорида с винилиденхлоридом (ВХВД), полистирола (ПС), гидрохлорид каучука, полиамид (ПА). Эластомерные сополимеры типа этилен/a-олефин являются наиболее распространенными объектами исследований.
ПО термоусадочная пленка обладает особой, так называемой перекрестно-пересеченной молекулярной структурой, благодаря которой пленка с минимальной толщиной способна выдержать самые высокие нагрузки. По сравнению с термоусадочной пленкой ПВХ пленка ПО имеет ряд преимуществ: усадка в 2 раза выше; температура усадки ниже; отсутствие мутности, высокий блеск; шире диапазон температур хранения упакованных в пленку товаров без изменения свойств пленки; наличие запаса по растяжению (выше степень эластичности) предохраняет пленку от лопания; из-за отсутствия молекул хлора не пахнет, более безопасна для здоровья человека при усаживании и легко подвергается вторичной переработке. Кроме того, ПВХ может выделять хлор не только при утилизации, но и при хранении продукта при температуре выше +25°С, придавая специфический запах продукту. ПО пленки, хлора не содержащие, более лояльны к продукту.
Наибольшее распространение получили термоусадочные пленки из ПЭНП, обладающие удовлетворительной механической прочностью в интервале температур от -50°С до +50°С, легко сваривающиеся, эластичные и инертные по отношению к большинству упаковываемых веществ и имеющие невысокую стоимость [5]. Макромолекула ПЭ имеет линейное строение, а значит образуют кристаллическую структуру.
Наиболее современными и качественными являются термоусадочные пленки на основе линейного ПЭ (ЛПЭ). Обладая превосходной прочностью, они, в отличие от ПП пленок, совершенно не деформируют продукт и пригодны для упаковки даже газет и журналов. В силу многослойности пленки на основе ЛПЭ обладают некоторыми барьерными свойствами. Их также отличает широкий диапазон возможной температуры хранения товара: от -80°С до +80°С.Технологичность полимера обеспечивает повышение экономической эффективности процесса и возможность переработки его в изделия заданной формы. Она охватывает такие характеристики, как свободная текучесть полимера, прочность расплава и экструдирование полимера без деформирования экструдата. Обычные ПЭ, катализированные металлоценом (мПЭ), в некоторой степени, более трудно перерабатываемы, нежели ПЭНП, изготовленные в процессе полимеризации высокого давления. Как правило, мПЭ испытывают необходимость в более мощном двигателе и создании высокого давления в экструдере для того, чтобы соответствовать степени вытяжки ПЭНП. Обычные мПЭ имеют низкую прочность расплава, которая, например, отрицательно влияет на устойчивость к образованию пузырьков при экструзии пленки с раздувкой, а также имеют склонность к разрыву экструзионного потока при промышленных скоростях сдвига. С другой стороны, несмотря на это, мПЭ демонстрируют превосходные физические свойства по сравнению с ПЭНП.
Нет ничего необычного в том, что в промышленности к мПЭ добавляют различные количества ПЭНП, чтобы увеличить прочность расплава и чувствительность к сдвигу, а именно, чтобы увеличить расход потока при промышленных скоростях сдвига; а также уменьшить склонность к разрыву экструзионного потока. Однако такие смеси обычно имеют плохие механические свойства по сравнению с беспримесным мПЭ.
Традиционно металлоценовые катализаторы обуславливают получение полимеров, обладающих узким молекулярно-массовым распределением (ММР). Полимеры с узким ММР имеют тенденцию быть более трудно перерабатываемыми. Чем шире ММР полимера, тем легче его перерабатывать. Методика улучшения технологичности мПЭ заключается в расширении ММР полимера либо путем смешения двух или более мПЭ, молекулярные массы которых значительно различаются, либо путем перехода на катализатор полимеризации или смесь катализаторов, обеспечивающих широкое ММР полимеров.
Термоусадочные пленки из ПП в сравнении с ПЭ отличаются повышенной жесткостью и более высокими прочностными показателями. Они менее подвержены растрескиванию под действием остаточных напряжений, прозрачны, обладают пониженной проницаемостью по отношению к водяным парам и различным ароматическим веществам. По сравнению с термоусадочной ПЭ пленками имеют более высокую стоимость и мало пригодны к использованию при отрицательных температурах, подвержены растрескиванию
Термоусадочные пленки получают также на основе радиационно-модифицированного ПЭ. Воздействие ионизирующей радиации в процессе изготовления термоусадочных пленок позволяет повысить их термостойкость, напряжение усадки, улучшить прочностные свойства. При производстве радиационное излучение вредит здоровью человека, и себестоимость продукта возрастает по сравнению с ПО пленками, и затруднена вторичная переработка такой пленки в результате образования поперечных сшивок.