Об упаковкеДля упаковки

Справочник упаковщика

Речь о стретч

Один из самых перспективных и один из самых молодых упаковочных материалов наших дней называется стретч-пленкой. Еще недавно стретч-пленку неверно называли стрейч-пленкой, но, будучи персоной, прекрасно приспосабливающейся к любым условиям, она все вытерпела, проявив завидную прочность характера, и наконец обрела свое подлинное имя.

РАЗНОВИДНОСТИ ПОЛИМЕРНОЙ СТРЕТЧ-ПЛЕНКИ

Полимерные растягивающиеся пленки с умеренными избирательными адгезивными свойствами (свойством слоев пленки при их соединении друг с другом прилипать друг к другу и вместе с тем не прилипать к обертываемому содержимому) и с отчетливо выраженной способностью к восстановлению формы после растяжения делятся на две категории.

Первая – это так называемые клинг-пленки. Очень тонкие растягивающиеся полимерные пленки, использующиеся преимущественно для т.н. индивидуальной упаковки продуктов питания как в пищевой промышленности и на предприятиях общественного питания, так и в домашних условиях. Их толщина лежит в диапазоне от 5 до 11 микрон. Их можно назвать оберточными стретч-пленками.

Вторая - это более толстые (от 13 до 28-30 микрон) полимерные пленки, предназначенные для промышленного применения в качестве индивидуальной упаковки непищевой продукции, либо в качестве групповой и транспортной упаковки, а также для сельскохозяйственного применения. Эту категорию можно назвать упаковочными стретч-пленками.

Как правило, под полимерной стретч-пленкой понимают именно стретч-пленку, изготовленную из полиэтилена, а под полимерной клинг-пленкой преимущественно понимают особо тонкую пищевую стретч-пленку, изготовленную из поливинилхлорида (ПВХ, или PVC). Тем не менее, под полимерной стретч-пленкой, трактуемой расширительно, понимают всю совокупность полимерных растягивающихся липких пленок, включая и собственно полиэтиленовую стретч-пленку, и клинг-пленку из поливинилхлорида, а также растягивающиеся липкие упаковочные пленки из сополимеров этиленвинилацетатов (ЭВА), либо из полистирола (ПС, или PS). Полимерные стретч-пленки, изготовленные из ЭВА, либо ПС, несомненно обладают очень интересными барьерными свойствами, позволяющими трактовать их в качестве весьма перспективных упаковочных материалов, но пока еще составляют лишь очень незначительную долю в общем объеме производства и потребления полимерных стретч-пленок, прежде всего в силу высокой себестоимости их изготовления и, соответственно, низкой конкурентоспособности по сравнению с широко используемыми полимерными стретч-пленками, изготовляемыми из полиэтилена, либо поливинилхлорида. Пока они остаются лишь перспективными материалами-заменителями (т.н. материалами-субститутами).

В ситуациях коммерческого оборота некоторых видов сырья и добавок для изготовления продуктов питания, а также перемещения и промежуточного хранения определенных видов сырья для изготовления упаковочных средств для пищевой промышленности наиболее вероятными функциональными заменителями полиэтиленовых стретч-пленок могут стать т.н. полиэтиленовые стретч-худы, т.е своего рода мешки, которые растягиваются и надеваются поверх паллетированного груза и самой паллеты, а затем за счет эффекта памяти формы с огромной силой стягивают содержимое паллеты. Этот способ транспортной упаковки используется прежде всего при паллетировании сыпучих грузов, упакованных в относительно мягкие мешки, т.е. используется в тех ситуациях, при которых не требуется обтягивать содержимое с твердыми острыми углами.

Иным функциональным замещением полиэтиленовой стретч-пленки при паллетировании грузов выступает использование т.н. полиэтиленовых шринк-худов, которые формуются из термоусаживаемого полиэтиленового рукава или же полурукава, опять-таки натягиваются специальным оборудованием поверх паллетируемого груза и паллеты (здесь растяжение не требуется, поскольку геометрические размеры формируемого «мешка» несколько превышают размеры паллетируемого груза) и затем усаживаются под воздействием специальных электрических нагревателей, либо газовых горелок. Этот способ используется при паллетировании тяжелых грузов, требующих особо прочной фиксации на паллете. Его недостатком выступает большая энергоемкость и относительно высокие расходы на приобретение и эксплуатацию паллетирующего оборудования.

Клинг-пленка, изготовленная из поливинилхлорида, обладает суммой определенных преимуществ по сравнению с особо тонкой полиэтиленовой стретч-пленкой: лучшей позитивной газопроницаемостью (упакованные свежие продукты питания могут как бы дышать, что способствует более длительному сроку сохранения без ощутимых потерь их потребительских достоинств), более высокой степенью оптической прозрачности и глянцевой гладкости лицевой стороны, способностью быстрее восстанавливать первоначальную форму, более высокой механической прочностью, более эффективным сопротивлением запотеванию. И все же у такой пленки есть и недостатки, основным из которых, считается ее относительно высокие ценовые параметры, что и позволяет полиэтиленовой стретч-пленке вполне успешно конкурировать с достойным соперником, изготовленным из поливинилхлорида. Вместе с тем нельзя не отметить и то, что достаточно часто в ситуации конкретного выбора между двумя разновидностями полимерной клинг-пленки – из полиэтилена и поливинилхлорида, - невзирая на ценовые преимущества полиэтиленовой клинг-пленки, окончательный выбор делается в пользу клинг-пленки из поливинилхлорида. Например, если речь идет об упаковке особо привлекательных и недешевых продуктов питания, выставляемых в торговых залах с открытым доступом к товарам в престижных предприятиях торговли. В этой статье речь пойдет только о стретч-пленках, изготовленных из полиэтилена, которые будем именовать либо полиэтиленовыми стретч-пленками, либо стретч-пленкой, а иногда – просто стретчем.

ПОЛИМЕРНЫЕ СТРЕТЧ-ПЛЕНКИ, ИЗГОТАВЛИВАЕМЫЕ ИЗ ПОЛИЭТИЛЕНА

Полиэтиленовая стретч-пленкаПолиэтиленовая стретч-пленка (PE stretch film), представляет собой современный упаковочный материал, состоящий из линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE) и ряда его сополимеров. Его основной особенностью выступает способность обратимо растягиваться с удлинением, доходящим до 280-330% и способность прилипать к своей противоположной поверхности, но не прилипать к иным предметам.

Полиэтиленовая стретч-пленка производится двумя способами: способом выдувной экструзии (его иногда называют еще способом рукавной экструзии) и способом плоскощелевой экструзии.

Первый способ появился раньше, еще в середине 70-х годов прошлого века, вскоре после разработки в начале 70-х годов прошлого века линейного полиэтилена низкой плотности. Он требует меньшего размера стартовых инвестиций в производство, но уступает другому способу по интегральной эффективности. Продукции, полученная способом выдувной экструзии, имеет вид раздуваемого вдоль вертикальной оси полимерного пузыря, который сматывается в рукав и затем разрезается на полотно.

Полиэтиленовая стретч-пленка, произведенная способом выдувной экструзии может быть либо однослойной, либо состоять из двух или трех слоев. В том случае, если такая пленка состоит из нескольких слоев, она получена способом выдувной коэкструзии. Стретч-пленка, изготовленная способом выдувной экструзии, ценится за свою высокую прочность и эластичность при растяжении с умеренной скоростью. Гарантированная способность полиэтиленовой стретч-пленки, изготовленной способом выдувной экструзии, к предварительному растяжению, как правило, составляет 75-85%. Вместе с тем у такой пленки весьма высокий коэффициент элонгации, который определяется как раз при растяжении пленки с умеренной скоростью, без рывков.

Продукция, получаемая способом выдувной экструзии, в основном используется сегодня в качестве полиэтиленовой стретч-пленки сельскохозяйственного назначения, в целях упаковки и обеспечения надлежащей сохранности упаковываемых в нее крупных мотков сена. Такие сенажные «катушки» можно очень часто встретить на полях Финляндии и стран Балтии. Сенажная полиэтиленовая стретч-пленка широко применяется в Швеции, Норвегии, Дании, в Соединенном Королевстве, в Германии и Польше, во многих иных государствах Европы. В России она лишь делает первые шаги на длинном и тернистом пути к массовой распространенности. Следует отметить, что некоторые зарубежные производители полиэтиленовых стретч-пленок, и прежде всего мировой лидер в производстве этой продукции MANULI STRETCH, производят стретч-пленку сельскохозяйственного назначения способом плоскощелевой экструзии (такая пленка имеет специальное название: агрифлекс). Но это скорее исключение из общей практики, поскольку подавляющая часть полиэтиленовой стретч-пленки сельскохозяйственного назначения производится по-прежнему способом выдувной экструзии. В Европе признанными лидерами в производстве такой пленки являются компании BPI (Соединенное Королевство), TRIOPLAST (Швеция) и RANIPLAST (Финляндия).

Еще одной сферой применения стретч-пленок, изготавливаемых способом выдувной экструзии, является упаковка спрессованных в крупные брикеты твердых бытовых отходов при их захоронении на специальных полигонах, либо используя такие упакованные в стретч-пленку брикеты в качестве базового нижнего слоя при строительстве новых автомобильных трасс или же при их реконструкции. Такая упаковка гарантирует надежную изоляцию утилизированного содержимого от внешней среды в течение как минимум 200 лет. Но применение стретч-пленки в этом качестве еще не стало действительно массовой практикой по сравнению с действительно массовым характером использования такого типа стретч-пленки в сельском хозяйстве в ряде зарубежных стран. Поэтому пока стретч-пленка, изготавливаемая способом выдувной экструзии, может с полным основанием позиционироваться как пленка сельскохозяйственного назначения. На сегодняшний день эффективная емкость российского рынка полиэтиленовой стретч-пленки сельскохозяйственного назначения оценивается нами приблизительно в 4 000 тонн в год.

Продукция, полученная способом плоскощелевой экструзии на каст-линиях, имеет вид полимерного полотна, сматываемого на цилиндрические втулки, Например, полиэтиленовая оберточная клинг-пленка производится, как правило, способом плоскощелевой экструзии при существенном снижении скорости намотки на намотчике каст-линии.

Производство стретч-пленки способом плоскощелевой экструзии начиналось как производство трехслойной пленки. Достаточно долгое время трехслойная каст-пленка была господствующим производственным стандартом. Позднее, руководствуясь стремлением улучшить потребительские параметры стретч-пленки и в то же время сократить расход наиболее дорогостоящих компонентов т.н. рецептуры, производители стретч-пленки стали переходить на пятислойные и даже семислойные стретч-пленки. Известно, что сейчас обсуждается идея освоения производства даже 21-слойной стретч-пленки, которая может привести к своего рода технологическому перевороту в отрасли, если замыслы создателей этой технологии оправдаются на практике. И, тем не менее, на данный момент основным производственным стандартом целесообразно считать пятислойную стретч-пленку.

Как правило, стретч-пленка, произведенная способом плоскощелевой экструзии (его называют еще каст-способом) в наши дни, состоит из пяти слоев (A-B-C-D-E), расположенные в порядке перемещения от втулки в центре роля смотанной пленки к наружной цилиндрической поверхности роля из которых: A – обеспечивает адгезивные (клеющие) свойства стретч-пленки (включает в себя адгезивные добавки), B и D – заполняются наиболее эластичными (растягивающимися) сополимерами линейного полиэтилена низкой плотности (обеспечивают специфическую для стретч-пленки способность к элонгации и к сохранению исходной формы), C – состоит из наиболее прочных и механически стабильных сополимеров полиэтилена низкой плотности (выполняет роль своего рода силового каркаса стретч-пленки), E – обеспечивает антиадгезивные (препятствующие склеиванию) и антистатические (препятствующие образованию электростатического заряда) свойства стретч-пленки (включает в себя антиагезивные и антистатические добавки) и вместе с тем обеспечивает способность прилипания к наружной поверхности слоя А.

С технологической точки зрения, каст-линии для производства стретч-пленки различаются размером (шириной полотна изготавливаемой стретч-пленки), скоростью работы (зависит прежде всего от производительности самих экструдеров и от скорости работы намотчика, сматывающего в роли произведенную стретч-пленку в качестве финишной операции), количеством слоев производимой стретч-пленки (три, пять, семь и более, вплоть до двадцати одного слоя), энергопотреблением и, разумеется, производительностью, измеряемой в тоннах готовой продукции за один час работы. Соответственно, цены на различные каст-линии также расходятся в достаточно широком диапазоне. Основными технологическими параметрами современных каст-линий являются ширина полотна изготавливаемой стретч-пленки, а также общая паспортная и реальная производительность каст-линии, которые зависят в том числе и от толщины изготавливаемой стретч-пленки (толщина стретч-пленки, в зависимости от ее назначения, колеблется, как правило, в диапазоне от 11 до 23 микрон). Все каст-линии имеют фиксированную ширину изготавливаемого полотна, и их размеры варьируют от 1,5 м до 4 м. Линии с шириной изготавливаемого полотна свыше 3 м до сих пор считаются экспериментальными и вызывают определенные сложности в работе и обслуживании. Современная каст-линия – это фактически целое предприятие средних размеров, потребляющее до 2 мегаватт силовой электроэнергии в час и способное произвести продукции, если мы говорим о наиболее мощных линиях, на сумму около 40 миллионов долларов США в год.

НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА СТРЕТЧ-ПЛЕНКИ И СОВЕТЫ ПОТРЕБИТЕЛЮ

Существует предельная фактическая способность полиэтиленовой стретч-пленки к элонгации, которая может доходить до 600% и даже до 800%, которую следует отличать от т.н. гарантированной способности стретч-пленки к предварительному растяжению, определяемую из-за условия гарантированности данного параметра с определенным «запасом прочности» и применяемую только к поставленным в формат серийного производства спецификациям. Кроме того параметр гарантированной способности пленки к предварительному растяжению предполагает и способность пленки противостоять мощному начальному рывку, который имитирует реальные условия работы пленки в высокоскоростных паллетообмотчиках. Этот мощный начальный рывок является очень серьезным испытанием для стретч-пленки для машинной намотки и требует от изготовителей стретч-пленки предельно тщательной разработки технологических «рецептур», которые обеспечивали бы надежную работу стретч-пленки в таких экстремальных условиях.

Помимо способности к обратимому растяжению (обратимость растяжения обеспечивается способностью стретч-пленки восстанавливать свою исходную форму), полиэтиленовая стретч-пленка отличается от обычных полиэтиленовых пленок повышенной стойкостью к проколу и раздиру, а также ее способностью прилипать к самой себе и не прилипать к упаковываемой продукции (грузам). Немаловажное значение имеют оптическая прозрачность стретч-пленки, обеспечивающая возможность визуального контроля упакованного содержимого, барьерные свойства стретч-пленки, обеспечивающие защиту упакованного содержимого от механических повреждений, загрязнения, намокания и делающие очевидными все сколько-нибудь успешные попытки проникновения к содержимому извне. Огромное значение имеет способность стретч-пленки фиксировать содержимое, особенно при использовании стретч-пленки в качестве упаковочного материала при обмотке паллет с тем или иным грузом. Надежная стабилизация груза, его плотная компоновка являются решающими факторами обеспечения надлежащей сохранности грузов, особенно при их транспортировке на длительные расстояния и в особенности при использовании дорог с низким качеством дорожного покрытия и при необходимости совершать несколько перевалок груза на пути его доставки адресату. Дополнительным достоинством полиэтиленовой стретч-пленки выступает то, что она малочувствительна к изменению температурного режима и сохраняет свои упаковочные свойства в весьма широком диапазоне температур.

Совокупность потребительских достоинств полиэтиленовой стретч-пленки сделали ее своего рода любимым чадом пищевой промышленности. Практически во всех известных нам странах и, разумеется, в России, основная часть используемой стретч-пленки применяется для индивидуальной, групповой и транспортной упаковки продуктов питания и для транспортной упаковки напитков, а также для транспортной упаковки перемещаемых упаковочных материалов и упаковочных средств и поставляемых производителям продуктов питания и напитков сырья и материалов. Отличительной особенностью России выступает то, что именно в России доля стретч-пленки, используемой для упаковки продуктов питания и напитков, особенно высока по сравнению с большинством индустриально развитых стран, в то время как доля стретч-пленки, используемая полиграфическими предприятиями, предприятиями строительных материалов и конструкций, предприятиями фармацевтической промышленности, предприятиями по выпуску парфюмерно-косметической продукции, мебели, бытовой химии и средств по уходу за домом, санитарно-гигиенической продукции, напротив, значительно меньше, чем в подавляющем большинстве индустриально развитых стран. Объяснение этому положению дел легко обнаруживается: в современной России именно комплекс предприятий, обеспечивающих потребности внутреннего рынка в продуктах питания и напитках стал своего рода локомотивом промышленного развития, обеспечивающего насыщение потребительского рынка отечественной продукцией.

Cтретч-пленка для машинной намоткиСтретч-пленка, в свою очередь, традиционно подразделяется на две разновидности. Первой является стретч-пленка для ручной намотки (ручной стретч), применяемая для упаковки любой продукции, в том числе и пищевой, в качестве индивидуальной упаковки, а также в качестве транспортной упаковки для обмотки любых паллет с грузами на относительно небольших предприятиях, не располагающих автоматическими паллетообмотчиками. Второй выступает стретч-пленка для машинной намотки (машинный стретч), применяемая как транспортная упаковка для обмотки паллет автоматическими паллетообмотчиками.

Ручной стретч поставляется в относительно небольших ролях весом от 2 до 2,5 кг брутто (т.е. включая вес втулки), в зависимости от утвержденной заказчиком спецификации, при этом отклонения веса роля от зафиксированного в спецификации не должно превышать 50 – 70 г брутто. Входной контроль клиентов за весом выбранных случайным образом роликов ручного стретча является основной мерой предотвращения с их стороны возможного обмана путем поставки роликов ручного стретча с уменьшенной по сравнению со стандартом длиной намотки Как правило, ручной стретч имеет толщину 17 микрон (наиболее распространенный сегодня стандарт), либо 20 микрон, либо 15 микрон (напротив, наименее распространенный сегодня стандарт) и его гарантированная способность к предварительному растяжению не превышает 75% - 100%, хотя некоторые спецификации ручного стретча предполагают его гарантированную способность к предельному растяжению до 140%. Ширина роликов ручного стретча составляет либо 500 мм, либо 450 мм (последний стандарт применяется в основном при поставке роликов с пленкой толщиной 17 микрон, в этой нише он является доминирующим). В составе ручного стретча вдвое выше удельная доля полимеров бутена, поэтому реальные возможности по объемам выпуска ручного стретча зависят в том числе и от конъюнктуры рынка полимеров бутена.

Машинный стретч имеет три основные спецификации: Regular, Power и Superpower, различающиеся прежде всего по параметру гарантированной способности к предварительному растяжению, а также и толщиной пленки. Машинный стретч поставляется в ролях весом около 17 кг брутто, приемлемые для каждого заказчика предельные значения отклонения веса роля от зафиксированного в спецификации определяются договорами поставки. Ширина роля машинного стретча – 500 мм. Отдельное замечание для специалистов пищевой промышленности: будьте внимательны при обсуждении с поставщиками стандарта используемой ими втулки. Немаловажное значение для успешного использования машинного стретча имеет длина втулки: некоторые клиенты имеют паллетоообмотчики, рассчитанные на длину втулки 510 мм, некоторые имеют паллетообмотчики иных систем, которые предполагают использование ролей на втулках длиной 520 мм. Поэтому прежде чем вступить в диалог с поставщиком стретч-пленки, постарайтесь выяснить, к какой категории паллетообмотчиков относится имеющееся на вашем предприятии обрудование. Машинный стретч спецификации Regular имеет толщину 23 микрона (доминирующий сегодня стандарт), либо 20 микрон и гарантированную способность к предварительному растяжению до 190%.

Машинный стретч спецификации Power имеет толщину 23 микрона и гарантированную способность к предварительному растяжению до 240%. Машинный стретч спецификации Superpower имеет толщину 17 микрон (наиболее распространенный стандарт), либо 20 микрон, либо 23 микрона (наименее распространенный стандарт) и гарантированную способность к предварительному растяжению до 280%.

Чем выше гарантированная величина способности стретч-пленки к предварительному растяжению, чем выше прочностные храктеристики растягиваемой стретч-пленки, чем мощнее ее характеристики по восстановлению формы, тем более плотно обматывается паллет и тем меньшее количество квадратных метров стретч-пленки требуется приобрести для того, чтобы надежно обмотать некое определенное число паллет с товарной продукцией. Как правило, чем выше гарантированная способность стретч-пленки к предварительному растяжению, тем она дороже. Вместе с тем ее применение обеспечивает несомненную экономию на издержках в ходе обмотки паллет. Поэтому выверенное решение о том, какую именно стретч-пленку покупать в той или иной ситуации и какая именно пленка более выгодна в конечном счете представляет собой задачу, решать которую отделам закупки следует на базе надлежащей компетенции персонала в области основных параметров стретч-пленки и основных требований к ее применению и при условии использования специально разработанных методик расчетов интегральной эффективности той или иной разновидности стретч-пленки.

Автор: Загорский Андрей Леонидович: президент Группы компаний «ЭКОТЕК» (Санкт-Петербург), представитель России в Совете директоров Всемирной упаковочной организации (WPO)

Журнал "Индустрия упаковки", №3-4, 2006

Остальные материалы Версия для печати
На портале представлено: предприятий видов продукции и оборудования
Зарегистрировано: пользователей
Мы в соцсетях:
Рейтинг@Mail.ru