ПЛЕНКИ МНОГОСЛОЙНЫЕ СОЭКСТРУЗИОННЫЕ!!!

ТЕХНОЛОГИЯ КОЭКСТРУЗИИ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ДОБАВКИ ПОМОГУТ УДЕРЖАТЬСЯ В ФОРВАТЕРЕ СПРОСА НА СОВРЕМЕННЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ УПАКОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИАвтор: Вячеслав Лисогорский – руководитель коммерческого отдела компании «ОХТА». Всё более разнообразные, и вместе с тем всё более специфичные требования сегодняшних потребителей упаковочных материалов определяются прежде всего ростом разнообразия и качественными изменениями как каналов дистрибуции, так и характера спроса на современные продукты питания. Производители пищевики хотят фасовать продукцию как можно быстрее и с наименьшими энергетическими затратами, возить свою продукцию как можно дальше и желательно с наименьшими транспортными затратами, сохранять пищевую ценность и качество продуктов как можно дольше. При этом никто из пищевиков не склонен переплачивать за упаковочные материалы, а ведь как известно, чем выше барьерные свойства упаковки, тем дороже её составляющие и технология её производства. Я уже не говорю о всё возрастающих требованиях к полиграфической составляющей упаковки – качестве печати, сочности, стойкости и яркости красок. Одному потребителю упаковки нужен глянец и блеск, другому подавай матовую поверхность плёнки как у бумаги, при этом не должна падать скорость фасовки (не должен возрастать коэффициент трения плёнка-металл). Зачастую заказчики упаковочных плёнок выдвигают противоречивые, а порой казалось бы взаимоисключающие требования к материалам. Всё это, в свою очередь, подстёгивает разработчиков и производителей полимерной упаковки находить и применять всё новые материалы, придумывать всё более изощрённые технологии их производства и обработки, по-разному их сочетая и комбинируя друг с другом, чтобы удовлетворить этот сложный разнообразный спрос. Как следствие, производители упаковки вынуждены либо закупать всё большее количество разнообразных технологических машин и линий, либо приобретать всё более универсальную усложнённую технику, способную обеспечить большую гибкость производства – больший ассортимент возможностей при более быстрых переходах от производства упаковочного материала одного типа к материалу другого типа. Но, казалось бы, чем больше возможностей имеет та или иная техника – тем она дороже стоит, имея в виду как стоимость её покупки, так и стоимость обслуживания. А всегда ли это так? Мы ведь понимаем, что каждый серьёзный производитель упаковки находится в состоянии перманентной ситуации решения сложнейшей многофакторной экономической задачи, переменными которой являются стоимость технологии, стоимость сырья, себестоимость продукции, способность удовлетворить сложный спрос потребителей упаковки, обеспечение необходимых объёмов сбыта с целью наиболее полной загрузки мощного оборудования, обеспечения своего производства высококлассными кадрами при ощутимом кадровом голоде на высококвалифицированный средний производственный персонал сегодня в России. Кто-то из производителей старается выстроить при этом крупное вертикально и горизонтально интегрированное предприятие, стремясь иметь полный цикл производства у себя, самостоятельно производя упаковку начиная от гранул, и кончая приготовлением красок, как, например, поступают такие игроки упаковочного рынка, как ЗАО «Мультифлекс или ЗАО «Укрпластик». Другие производители полимерной упаковки находят выход в разветвлённой кооперации с партнёрами, стремясь оставить у себя на производстве только финишные операции, например, печати, ламинирования и разрезки-намотки материала, а все полуфабрикаты закупая в готовом виде. Игроков последнего типа, естественно, гораздо больше.Так какие же технологии прежде всего способны обеспечить удовлетворение изменчивого и разнообразного современного спроса на упаковку?На западе ещё начиная с шестидесятых годов, а в России сравнительно недавно, стало активно разви¬ваться производство и использование многослойной (коэкструзионной) выдувной пленки. Основными областями ее применения стали упаковка молоч¬ной продукции в двух и трёхслойную бело-черную пленку, плёнка для упаковки продуктов глубокой заморозки, полуфабрикатные полиэтиленовые плёнки для ламинирования с другими слоями, такими как Полипропилен, Пэт или Полиамид. Для изготовления гибкой упаковки требуются материа¬лы с повышенными влаго- и газонепроницаемыми барьерными свойствами.Существует огромное количество различных типов полимеров с теми или иными индивидуальными свойства¬ми. Полиэтилен высокого давления, ПЭВД, обладает мягкостью и эластичностью во всех направлениях, равномерностью структуры, легкоплавкостью и хорошей свариваемостью, но при этом низкой прочностью на прокол и на разрыв. Полиэтилен низкого давления, ПЭНД, обладает жёсткостью и прочностью в машинном направлении, но при этом хрупок. Полиамид обладает высокими барьерными свойствами по газам и влаге, но при этом сильно впитывает влагу и может быстро терять свои барьерные свойства и плохо удерживает краски во влажной среде. Сильно активированная поверхность полимера хорошо удерживает краску, но при этом плохо сваривается. И так далее. При этом нет ни одного мономатериала, сочетающего в себе все сразу необ¬ходимые на практике свойства. Все это и дало толчок к раз¬работке и внедрению в производство технологических процессов коэкструзии (соэкструзии) различных видов сырья, например полиамида (ПА или PA) и линейного полиэтилена высокого давления (ЛПЭВД или LLDPE). Дальнейшее усовершен¬ствование этой технологии и разработка технологии производства даже пяти- и семислойных пленок привели к ускоренному развитию и внедрению в производство выдувной коэкструзии, которая обеспечила новые области применения получаемых пленок при значительных эко¬номических выгодах.Основная цель коэкструзии - повысить качество и тех¬нические характеристики результирующей пленки за счет комбинации нужных свойств различных исходных слоёв материалов. Основ¬ными критериями выбора составляющих плёнку слоёв являются: газонепроницае¬мость, светонепроницаемость, водонепроницаемость, механические свойства прочности на растяжение, разрыв и на прокол, хорошая свариваемость, прозрачность, термостойкость.Поэтому при производстве многослойных пленок не¬обходимо исходить из конечных требований к готовой продукции и к ее себестоимости.По сравнению с однослойными пленками использова¬ние многослойных пленок имеет ряд неоспоримых преимуществ как с точки зрения производства самих пле¬нок, так и упаковки, хранения, транспортировки готовой продукции, например:- увеличение сроков хранения пищевых продуктов;- улучшение качества и увеличение прочности упаковки;- уменьшение потерь при транспортировке;- улучшение целого ряда экономических показателей.В зависимости от области применения выдуваемой пленки эти критерии могут быть достигнуты индивиду¬ально или в определенной комбинации. Остановимся более подробно на анализе этих преиму¬ществ. При производстве коэкструдированной многослойной пленки слой, предназначенный для сварки (внутренний), можно сделать из материала, наиболее подходящего для этих целей (например, ЛПЭВД). Это приведет к увеличе¬нию скорости работы фасовочных машин, использующих термосварку, с одновременным улучшением качества и внешнего вида самой упаковки, так как для формирования шва ЛПЭВД требуется меньшая температура и задержка по времени. А наружный слой пред¬почтительнее делать из материала с более высокой тем¬пературой плавления и более высокой плотностью (например, из ПЭНД, ПА) для предотвращения его прилипания к термоножу.В отдельных случаях, когда, например, упаковка заполняется жидкими жирными продуктами (молоко, сметана и т.п.) и область сварки может быть покрыта жирным слоем, для получения качественного сварного шва внутренний слой делается из ионосодержащего (липофильного) полимера.Для нормальной работы упаковочных автоматов, по¬мимо общих требований к применяемой для упаковки пленке (хорошая плоскостность, жесткие допуски по разнотолщинности, высокое качество намотки) большое значение имеет поведение пленки при прохождении ее через эти автоматы. Такая пленка должна одновременно обладать необходимой жесткостью и определенными скользящи¬ми свойствами. Этого можно достичь применением, на¬пример, для среднего или наружного слоя полиэтилена низкого давления (ПЭНД). Кроме того, внешний слой пленки можно сделать более скользким путем введения соответствующих скользящих добавок, что также поло¬жительно сказывается на прохождении упаковочного материала через автомат. В качестве скользящей добавки чаще всего используют эрукамиды, которые создают эффект воскового налёта на поверхности плёнки, формируя смазочный слой, и тем самым придаёт плёнке хорошие скользящие свойства.Для формовочно-наполнительньтх упаковочных машин очень важно, чтобы упаковочная пленка ложилась ровно, плоско, не скручиваясь. Для этих целей хорошо подходит пленка, имеющая симметричное строение сло¬ев (например, ПЭВД-ПЭНД-ПЭВД или ПЭВД-ПА-ПЭВД-ПА-ЛПЭВД), тогда как пленка с несимметричным строением слоев (например, ПЭВД-ПЭНД) в этом случае не подойдет из-за ее склонности к сворачиванию, обусловленной различиями в физиче¬ских свойствах отдельных слоев материала, разностью их плотностей и коэффициентов температурного расширения.Все сказанное относится и к специальным барьерным пленкам, увеличивающим срок хранения продуктов питания.Коэкструзия выдувных пленок предоставляет боль¬шие возможности создания различной упаковки под заказ с заданными свойствами из комбинированных материалов. Например, возможно производство упако¬вочных мешков с грубым, шершавым наружным слоем, препятству¬ющим соскальзыванию мешков друг с друга при их складировании. И наоборот, пакеты предназначенные для дальнейших упаковочных операций или под печать, можно изгото¬вить с гладким и обладающим высоким скольжением наружным слоем.Использование многослойных пленок обеспечивает экономию затрат на сырье по сравнению с однослойными пленками, а, следовательно, снижение себестоимости про¬изводимой продукции. При этом качество конечного продукта всегда выше! Это достигается как за счет умень¬шения толщины пленки (многослойные пленки прочнее однослойных), так и за счет возможности использования полимеров меньшей стоимости. Для внутренних слоев например, во многих случаях можно использовать вто¬ричное сырье без ущерба итоговым свойствам плёнки. Правда качество этой вторички должно быть достаточно высоким. Для решения этой проблемы существует простой метод, который пока мало используется в России – использование антиоксидантов. В процессе первичной переработки полимера необходимо использовать добавку-антиокислитель, которая максимально защищает кристаллическую решётку полимера от деструкции в результате окисления и сохраняет во вторичном полимере свойства первичного практически в полном объёме. Вообще, органические материалы вступают в реакцию с молекулярным кислородом. Этот процесс называется автоокислением. Процессу способствуют температура, свет, механические воздействия, остатки катализаторов, включение в продукты реакции алкидных радикалов. Процессы окисления могут происходить на любом этапе жизненного цикла полимера: во время его производства, хранения или в процессе использования. Антиоксиданты защищают полиолефины от окисления, контролируя молекулярные изменения, а также, что немаловажно, делают индекс расплава полимера постоянным. Для производства мешков опреде¬ленной прочности может, например, применяться монопленка толщиной 50 мкм из ПЭВД. А в комбинации с центральным 10 микронным слоем ПЭНД, имеющим более высокий молекулярный вес и второе большую прочность, материал ПЭВД можно заложить двумя внешними слоями, вытянуть до 10 мкм и получить трехслойную ПЭВД-ПЭНД-ПЭВД пленку суммарной толщиной 30 мкм с сохра¬нением всех прочностных свойств 50 микронной ПЭВД моноплёнки. Абсолютно понятно, что при этом достигается экономия используе¬мого сырья в 40% по объёму. В процессе производства часто возникают ситуации, когда технологическое оборудование «вступает в конфликт» с сырьём, которое на нём перерабатывают. Но возможна ситуация, когда этот конфликт возможно сгладить и добиться того, чтобы оборудование и сырьё представляли собой единый слаженный механизм. В плёночном производстве в тандеме с коэкструдером отлично работает добавка лубрикант, иначе – ускоритель экструзии. Активный агент этой добавки образует на цилиндре, шнеке и головке экструдера тонкий слой, облегчающий продвижение перерабатываемой массы, снижая трение между пластиком и металлом. С этой же целью часто используют и скользящую добавку, однако существует ряд критериев, отличающих эти добавки друг от друга: 1) в отличие от скользящей добавки лубрикант не снижает качества печати, при этом он препятствует слипанию плёнки и замедляет накопление статического электричества на поверхности плёнки; 2) лубрикант предотвращает появление эффекта «акульей шкуры» на поверхности плёнки, стабилизирует показатель текучести расплава полимера, снижает изнашиваемость оборудования и удельные затраты на электроэнергию; 3) лубрикант используется для очистки выдувных машин; 4) лубрикант придаёт глянец поверхности плёнки из ПЭНД, при переработке которого скользящая добавка как известно не используется.Применение выдувных головок различной конфи¬гурации при производстве пленок методом коэкструзии позволяет добиваться различных декоративных эффектов без применения дополнительных операций, например окраски плёнки в массе с различной оттеночностью. Можно создавать упаковочные материалы с определенными потребительскими свойствами, позволя¬ющими на одной, непрозрачной, стороне упаковки наносить маркировку, при этом другая, прозрачная, сторо¬на не препятствует визуальному осмотру упакованного продукта.Декоративный эффект дают головки, позволяющие производить полосатую пленку, пленку с разными по цвету половинами рукава, и многослойные головки, позволяю¬щие окрашивать наружный и внутренний слои пленки в разные цвета.При использовании выдувной коэкструзии можно создавать структуры пленки с заданными требованиями, руководствуясь справочными таблицами по свойствам различных полимеров. Процесс создания новых пленок достаточно непростой и длительный, но он открывает очень широкие возможности в создании но¬вых типов гибкой упаковки с новыми потребительскими свойствами.При всём разнообразии и большом количестве игроков на Российском рынке упаковки пока лишь небольшая часть из них в совершенстве владеет технологиями коэкструзии и специальных добавок и может сегодня предложить заказчикам потребителям упаковочных материалов отменные высококачественные и разнообразные по свойствам и назначению, эффективные соэкструзионные плёнки с печатью и без печати, изготавливаемые на оборудовании последнего поколения. От части, причина этого – кадровый голод, слишком мало пока в России квалифицированных технологов по экструзии плёнок и инженеров по обслуживанию новейшей коэкструзионно-плёночной техники. В их числе можно назвать такие компании как «ОХТА», «FlexoLand», «Мультифлекс», «Укрпластик», «Нордения-Славника», «Готек-Полипак», «Атлантис-Пак» и ещё буквально несколько компаний в России и СНГ. Остальные производители и поставщики полимерных полиэтиленовых плёнок, как с печатью, так и без печати, либо закупают качественные плёнки-полуфабрикаты у других фирм, либо производят плёнки с более низким качеством свойств сами, но на б/у оборудовании прошлых поколений, или моноплёнки, не имеющие достаточно совершенных свойств. Среди российских поставщиков улучшителей, красителей и мастер-батчей в полиэтиленовые плёнки и другие пластики выделяется компания «МАСТЕР БАТЧ СВ», предлагающая широкий выбор добавок и активно предлагающая на рынке свои услуги. Компания ООО "Габриэль" (Москва) является официальным дистрибьютором Gabriel-Chemie G.m.b.Н., европейского производителя суперконцентратов используемых в переработке термопластичных полимеров. Данные добавки широко используются при производстве литьевых и экструзионных изделий. Также заметны на нашем рынке компании: Банг&Бонсомер АО (Санкт-Петербург);ООО Евромастер (Казань);НПФ Спектр, ООО (Москва);PaladinEuro Ltd(Тайвань) и ещё несколько фирм. Но надо отметить, что этого недостаточно для российского объёма рынка, который уже сегодня нуждается в качественно новых разработках в этой области. По мере развития российского рынка сложных плёночных материалов и пластиков к нам придут и мировые лидеры в этой области, такие как Exxon Mobil; DuPont; Dow Chemikal, которые пока представлены в России лишь трейдерами, а также такие известные лидеры в производстве мастер-батчей и различных добавок в полимеры, как например: Holland Colours (Нидерланды). Компания имеет ряд заводов в Европе и США и более 10 своих представительств по всему миру. НСА предлагает широкую гамму красителей и добавок для окрашивания пластмасс (РЕТ, PVC, ПП, PS, PE…) Velox (Германия) Компания разрабатывает и производит очищающие добавки для экструдеров и горячеканальных прессформ, а также сложные композиционные пластики. Более 20% европейских компаний, занятых в производстве и переработке пластмасс - заказчики и партнеры Velox. Уникальные свойства их очищающих добавок и материалов позволяют минимизировать потери и повысить эффективность производства и качества полимерной продукции. Компания Velox предлагает: суперконцентраты различных цветов: флуоресцентные, со спецэффектами, с низким коэффициентом усадки, транспарентные (прозрачные пигменты), двухцветные, и т.д.; процессинговые добавки: антистатики, для увеличения прозрачности ПЭ и ПП, для облегчения переработки полимеров, УФ-стабилизаторы, антиоксиданты, для нанесения лазерной маркировки, вспениватели и регуляторы пенообразования, антипирены, скользящие добавки и "антифоги", многокомпонентные суперконцентраты – различные комбинации добавок и цветов. Также необходимо назвать ещё несколько европейских лидеров, предлагающих подобный же ряд материалов: «Ампасет» (Бельгия), «Дельта Колор» (Испания), «Колор Матрикс» (Англия).Из поставщиков современного импортного высокотехнологичного оборудования для экструзии многослойных коэкструзионных плёнок на Российском рынке выгодно выделяется группа компаний «Эксимпак», предлагающая в основном импортное оборудование из Юго-Восточной Азии и Европы. Заметна деятельность фирмы «Форст». Очень активна на рынке коэкструзионных машин группа компаний «Алеко». Компания «Аксиом» является поставщиком инжиниринговых и сервисных услуг в индустрии переработки пластмасс, и уже в течение 12 лет осуществляет свою деятельность на территории России, Украины, Беларуси, стран Балтии и центральной Азии. НПО «Арсенал Индустрии» производит экструзионные и соэкструзионные линии хорошего качества на основе отечественных разработок с применением импортной элементной базы (электроника, измерительное оборудование, датчики). Нельзя не упоминуть компанию «Пластавтоматик», которая занимается поставкой экструзионных линий Macchi и установкой и обслуживанием не только универсальных, но и уникальных коэкструзионных линий, учитывающих индивидуальные запросы заказчиков. НПО «Полимер Проект» также является разработчиком и изготовителем пленочных экструзионных линий, а также импортером широкого круга оборудования для изготовления полимерной упаковки. В целом круг предложений на коэкструзионное оборудование для производства полиэтиленовых и комбинированных плёнок сегодня в России очень широк. Мировыми новаторами в области создания и производства многослойных рукавных экструдеров можно назвать такие компании, как: "Баттенфельд Глочестер Инжиниринг" (Battenfeld Gloucester Engineering США), предлагающая производственные системы для раздувных пленок и для производства другой продукции; Компания Макки (Macchi Италия) – один из неоспоримых лидеров в производстве и поставке сложнейших экструзионных полностью автоматизированных линий с самой современной системой контроллинга; группа компаний Брюкнер (Bruckner Германия) - мировой лидер по производству эффективных, надежных и гибких линий и комплексных производств "под ключ" для выпуска высококачественных биаксиально ориентированных пленок из ПП, ПЭТ, ПА, ПС, ПЛА, ПЭ, ПВХ; более 60 % всех инвестиций в этой области реализуются оборудованием Брюкнера; Биеллони Кастелло (Beloni Castello Италия) – один из мировых лидеров в производстве машин для производства сложных коэкструзионных пленок на основе ПЭВД, ПЭНД, ПП и др. структурных полимеров. Также заслуживают внимания компании Кифель Экстружн Гмбх (Kifel Extrusion G.m.b.Н. Германия); Торнинова Коструциони Меканике (Италия); Озкан Пластик Макина (Турция) и другие иностранные компании, широко представленные на российском рынке экструзионных машин для производства плёнок. По прогнозам специалистов в ближайшие 3 – 5 лет у нас в стране будет происходить интенсивное замещение парка низкокачественной и бу экструзионной техники на технику новую, более экономичную и совершенную последнего поколения. Это естественный процесс и те производители полимерных плёнок, которые не заботятся о своём техническом развитии, об увеличении объёма инвестиций своей прибыли и заёмных средств, в том числе и с использованием удобных лизинговых финансовых схем работы, могут быстро отстать в этой гонке и быть вытеснены другими игроками упаковочного рынка на его периферию. Этот рынок в ближайшие 10 лет в России, как происходило уже во многих развитых странах, будет жёстко поделен, и согласно Правилу Парето около 80% этого объёма рынка в стране поделят всего 20-25 компаний, остальным же останутся крохи местечкового регионального сектора, выпуск той продукции, которую далеко возить не выгодно. Время покажет…