Европейские компании в области производства пленок ПЭТ значительно отстают от своих азиатских конкурентов. Только несколько производителей активно участвуют на этом рынке, при этом Mitsubishi из Германии и Toray из Японии занимают вместе около 66% всего европейского сегмента. Немного отстает от них майларовый ПЭТ-Е от DuPont, которая находится в Великобритании и Люксембурге, что также подчеркивает высокую конкуренцию и доминирование азиатских брендов.
Обзор и применение пленки ПЭТ
Упаковочная пленка лавсан, также известная как ПЭТ-пленка, производится механическим способом из фторопласта. Этот универсальный материал находит широкое применение в множестве отраслей, таких как химическая и пищевая промышленность, медицина и фармакология, а также в машиностроении и при изготовлении приборов. Официальное название этого вида полимерного полотна — полиэтилентерефталатная пленка (ПЭТ).
Что это такое?
Среди разнообразия полимерных упаковочных материалов ПЭТФ (полиэтилентерефталатная пленка) пользуется высоким спросом. Ее физические и функциональные характеристики схожи с свойствами оргстекла и поликарбоната, однако она демонстрирует более высокие эксплуатационные показатели. Свойства пленки могут изменяться в зависимости от добавленных компонентов. Уникальные качества лавсановых мембран делает их доступными и легко перерабатываемыми, что обеспечивает стабильный спрос на этот продукт в различных промышленных секторах.
Полиэтилентерефталат изготавливается в виде хлопьев или небольших гранул размером от 3 до 4 миллиметров.
Эти гранулы могут использоваться как полуфабрикаты для дальнейшей переработки в промышленных условиях или как готовые продукты, которые могут быть сформованы в различные изделия (например, электроизоляционные компоненты или текстильные волокна), экструдированы в тонкие пленки или сформированы при высоком давлении (например, упаковка для жидких товаров).
Использование различных композиционных добавок позволяет достигать желаемой степени сращивания конечного продукта, а также регулировать его цветовые характеристики и механические параметры, такие как твердость и гибкость. Также возможно изменение свойств конечного продукта путем варьирования фаз охлаждения и нагревания в процессе переработки, что позволяет достигать кристаллического состояния, которое образуется при температуре выше 80 градусов.
Характеристики и свойства
Производство полиэтилентерефталатных пленок осуществляется в соответствии с жесткими стандартами, включая ГОСТ 24234-80.
Основные характеристики и свойства лавсановых пленок включают:
- Увеличенная ударостойкость при температурах от -75 до +150 градусов Цельсия, что делает пленку надежной даже в экстремальных условиях;
- Деструкция материала начинается при температуре выше +300 градусов, что свидетельствует о высокой термостойкости;
- Инертность к основным категориям химических веществ, что позволяет использовать пленку в различных химических процессах;
- Сниженная газо- и влагопроницаемость, что способствует качественной упаковке;
- Возможность окрашивания без необходимости применения металлизации;
- Эластичность, которая в сочетании с высокой прочностью на разрыв делает материал универсальным;
- Легкость процесс цветной печати на поверхности пленки;
- Низкие энергозатраты на формовку изделий;
- Гибкость в применении различных методов вторичного использования и переработки.
ПЭТ-пленка превосходит полиэтиленовый аналог по прочности и долговечности в десять раз. Она также демонстрирует минимальную гигроскопичность и высокую стабильность размеров.
Стоит отметить, что термическое склеивание данного материала может создавать изменения, связанные с кристаллизацией и усадкой, что, в свою очередь, увеличивает хрупкость самой пленки.
Также среди минусов пленки стоит упомянуть ее меньшую устойчивость к действию щелочей. Поэтому она редко используется для упаковки жидкого мыла, шампуней и ряда других щелочесодержащих продуктов.
Что же такое пленка ПЭТ?
Пленка ПЭТ расшифровывается как полиэтилентерефталат, что подтверждается стандартом ГОСТ 24234-80 (ссылка на ГОСТ). Данный материал отличается уникальными физическими характеристиками, поскольку добавление определенных веществ может существенно изменить внешний вид конечного продукта. На его свойства влияют следующие факторы:
- Цвет, что позволяет адаптировать продукцию под требования клиента;
- Жесткость, влияющая на механическую прочность упаковки;
- Глянец и блеск поверхности, которые могут повысить эстетическую ценность продукта;
- Толщина пленки, что позволяет находить баланс между прочностью и легкостью упаковки;
- Упругость, важная для защиты содержимого упаковки;
- Уровень устойчивости к условиям как высоких, так и низких температур;
- Ударостойкость и ломкость, отвечающие за защитные качества упаковки в процессе транспортировки и хранения.
Какие бывают виды?
С учетом области применения, можно выделить несколько ключевых видов пленки ПЭТФ:
- БОПЭТ (Biaxially Oriented Polyethylene Terephthalate, BOPET): это самый тонкий и эластичный вид пленки. Она часто используется для упаковки жидкостей или вязких продуктов, таких как сметана и кетчуп, а также для герметичного хранения рыбы и сыпучих стиральных порошков. Пленка БОПЭТ популярна не только благодаря своей гибкости, но и высокой стойкости к проколам.
- ОПЭТ (Oriented Polyethylene Terephthalate, OPET): этот тип пленки более узкоспециализирован. Его основное применение — изоляция электрических кабелей и использование в производстве пленочных кондиционеров.
- А-ПЭТ (Amorphous Polyethylene Terephthalate, APET): этот вид пленки отличается от остальных высокой устойчивостью к низким температурам, благодаря чему широко используется для хранения замороженных продуктов, таких как мороженое или полуфабрикаты. Как и БОПЭТ, пленка А-ПЭТ также обеспечивает достаточную ударостойкость и герметичность упаковки.
- ПЭТ-G (Polyethylene Terephthalate Glycol-modified, PETG): этот тип пленки не имеет особых отличительных черт, кроме высокой твердости, и обычно используется для создания термоусадочных этикеток.
Основные характеристики ПЭТ-Э пленки
В процессе переработки полиэтилентерефталат подвергается нагреву до определенной температуры, в результате чего он меняет цвет с белого на прозрачный. Благодаря термической обработке конечный продукт может приобретать различные физические свойства, включая толщину, форму, цвет и уровень прозрачности. Однако существуют и общие характеристики, присущие всем типам пленок, к которым можно отнести:
- Гибкость, что позволяет использовать пленку для упаковки различных форматов;
- Долговечность, обеспечивающая долгий срок службы упаковки;
- Минимальная проводимость тока, что делает её безопасной для электрических применений;
- Трудность разрыва, что говорит о хорошей прочности материала.
Основная функция пленки PET-E заключается в обеспечении электроизоляции в производственных процессах.
Пленки PET также славятся высокой плотностью, что придает им прочность и устойчивость к истиранию. Однако этого недостаточно для полного предотвращения проницаемости для ультрафиолетового излучения — проблема, которую следует учитывать при упаковке продукций, чувствительных к свету.
Важно отметить, что ПЭТ обладает крупными молекулами, которые способны проводить тонкие газы, что может негативно сказаться на сроках хранения продуктов питания, вызывая их преждевременное порчу и изменение вкусовых качеств.
Разновидности ПЭТ пленки
- ОПЭТ — используется для создания разнотипной электроизоляции, поляризационных пленок и других продуктов;
- БОПЭТ — демонстрирует особую стойкость к проколу и может иметь толщину до 4 мкм, используется для разнообразной упаковки (жидкие и вязкие продукты, бытовая химия, корма и т.д.);
- ПЭТ-G — применяют в производстве термоусадочных этикеток;
- А-ПЭТ — благодаря своим термо- и ударостойким свойствам, а также жесткости, он часто используется в упаковочной таре для замороженных продуктов.
Благодаря своей высокой пластичности и исключительным барьерным свойствам, ПЭТ-пленки находят широкое применение в производстве блистерной и защитной упаковки для пищевых продуктов, а также упаковки для технических деталей, канцелярских товаров, бытовой техники и сувениров.
Многослойная упаковка
На рынке стали популярны многослойные упаковочные пленки (состоящие из 3-7 слоев), которые обычно включают защитный внутренний слой ПЭТ-пленки, картонную основу, слой с металлическим покрытием, декоративную бумагу и защитный внешний слой ПЭТ. Для производства такого уникального материала часто используются такие технологии, как соэкструзия и ламинирование, что обеспечивает отличную защиту продуктов.
В многослойной упаковке полимер играет важную роль, защищая как сам продукт от порчи и утечек, так и упаковку от воздействия света, влаги и температуры, что особенно актуально для упаковки соков, молока и детского питания.
Переработка ПЭТ пленки
Развитие технологий переработки ПЭТ значительно снизило стоимость сырья. Основной процесс включает повторное измельчение и дробление материала, которое затем проходит этапы промывки для удаления примесей. Далее идет сушка и плавление, после чего полученные хлопья полиэтилентерефталата могут быть отправлены на грануляцию или на производство. Высококачественные переработанные полимеры могут быть использованы без ограничений.
Тем не менее, важно учитывать, что во время вторичной переработки происходит ухудшение свойств пластика, такие как потеря блеска и прозрачности, пожелтение и увеличение хрупкости. Несмотря на это, даже низкокачественное вторичное полимерное сырье может быть использовано в производственных процессах, таких как крекинг активированным углем.
Разновидности ПЭТ пленки
- ОПЭТ — изготавливается для различных видов электроизоляции, поляризационной пленки и других технических решений;
- БОПЭТ — отличается высокой стойкостью к проколам и может иметь толщину до 4 мкм, используя в гибкой упаковке для жидкостей и вязких продовольственных продуктов;
- ПЭТ-G — предназначен для термоусадочных этикеток, обеспечивая надежную фиксацию и защиту;
- А-ПЭТ — идеально подходит для упаковки мороженого и прочих замороженных продуктов благодаря своей термо- и ударостойкости.
Благодаря своей уникальной гибкости и непревзойденным барьерным свойствам, ПЭТ-пленки находят широкое применение, включая блистерную и защитную упаковку для продуктов питания, а также упаковку для технических компонентов, канцелярских принадлежностей, бытовой техники и различных сувениров.
Разновидности блистерной ПЭТ упаковки
Двухсторонняя упаковка из жесткой ПЭТ-пленки состоит из двух форм, которые складываются в специальный конверт с углублением для каждой части продукта, скрепляемых крышками, которые защищают содержимое. Несмотря на относительную дороговизну, такой тип упаковки часто используется для хрупких и мелких изделий.
С загнутыми краями — этот вариант предполагает использование формы с загнутыми краями, где дно из картона или пластика фиксируется клеем или скобами. Такой подход обеспечивает простоту и экономичность, что идеально подходит для упаковки мелких предметов.
Путем склеивания — аналогично предыдущему варианту, только форма приклеивается плоским краем к картонному основанию. Это обеспечивает отличное соотношение дизайна и стоимости.
Туба — благодаря оригинальному дизайну и практичности, тубы могут использоваться для упаковывания широкого спектра товаров, начиная от канцелярских принадлежностей до подарочных упаковок для вина или игрушек. Их простота в оформлении и транспортировке делает их весьма популярными.
Витрины — легкие и функциональные ПЭТ-витрины, идеально подходящие для оформления любых мобильных продуктовых магазинов. Однако такие конструкции трудно адаптировать под другие товары, поскольку они изготавливаются строго по форме, соответствующей конкретному типу продукта.
Вырубка — это прозрачная пластиковая коробка, используемая для стильной упаковки игрушек, сладостей, сувениров, высококачественного текстиля, косметических средств и разнообразных канцелярских товаров.
Пробка — это вырубная упаковка для различных товаров, чаще всего сладостей. Она представляется как прозрачная или с металлическим покрытием в серебристом, медном или золотом цвете, что увеличивает визуальную привлекательность товара и сохраняет его первозданный вид на длительный срок.
Многослойная упаковка
В эпоху многослойных упаковок, однослойные пленки уступили место более сложным конструкциям, которые предоставляют лучший уровень защиты, а также увеличивают срок хранения продуктов. Эти многослойные пленки обычно состоят из нескольких слоев, включая защитный внутренний слой ПЭТ, картонную основу, металлическое покрытие и декоративный внешний слой. Для создания такого уникального материала часто применяют комбинацию технологий, таких как соэкструзия и ламинирование.
Повторное использование ПЭТ
Развитие технологий переработки ПЭТ существенно уменьшило затраты на производство сырья из этого пластика. Основной процесс включает повторное измельчение и дробление, после чего полученный материал проходит стадии очистки для удаления примесей. Затем он сушится и плавится, в результате чего формируются хлопья полиэтилентерефталата, которые могут поступать на грануляцию или использоваться непосредственно в производстве. Высококачественные переработанные пластмассы могут использоваться без ограничений в самых различных областях.
Однако, стоит обратить внимание на недостатки вторичной переработки, такие как постепенное ухудшение свойств пластика, включая потерю блеска и прозрачности, пожелтение материала и увеличение его хрупкости. Тем не менее, даже сырье низкого качества может быть использовано в производственных циклах, таких как крекинг с активированным углем.
Технология производства ПЭТ
Полиэтилентерефталат относится к категории термопластичных полимеров.
Исходными материалами для производственного процесса служат этиленгликоль и терефталевая кислота или ее диметиловый эфир.
Производственный процесс полиэтилентерефталата включает две ключевые фазы: этерификация и поликонденсация.
- Этерификация терефталевой кислоты с этиленгликолем в соотношении от 1:1,2 до 1:1,5 осуществляется при температуре около 250°С и давлении до 0,2 МПа.
- Поликонденсация полученной смеси осуществляется в нескольких последовательно расположенных модулях, где масса смешивается при повышении температуры до 300°С и одновременном снижении давления до 66 Па.
В результате этих процессов образуется вязкая полимерная масса, которая легко перерабатывается с помощью различных методов формования, таких как выдувное формование, литье под давлением и экструзия.
При быстром охлаждении полимерной массы ПЭТФ становится аморфным и прозрачным, в то время как при медленном охлаждении он становится кристаллическим, непрозрачным и белым.
Аморфный полимер используется для создания пленок, контейнеров и упаковки для напитков, в то время как кристаллический — для производства строительных товаров.
Схема производства полиэтилентерефталата показывает последовательность основных этапов.
Технические характеристики ПЭТ
Наиболее важные свойства полиэтилентерефталата включают:
- Легкость. Удельный вес литровой бутылки составляет около 30 граммов, в то время как стеклянная бутыль того же объема весит более 500 граммов;
- Прочность. Показатель прочности на растяжение достигает 172 МПа. Ударная прочность ПЭТ в десять раз превышает аналогичные показатели органического стекла. Этот материал также устойчив к истиранию, растрескиванию и многократным деформациям;
- Пожаростойкость класс В1. ПЭТ не поддерживает горение, однако под воздействием открытого огня может плавиться и образовывать капли;
- Термостойкость. Материал сохраняет свои свойства в диапазоне температур от -50°C до +85°C, а плавится при температуре +250°C;
- Прозрачность. Показатель светопропускания составляет более 90%, что позволяет четко видеть содержимое упаковки;
- Экологичность. Отходы полиэтилентерефталата не содержат хлора и, даже при сжигании, не выделяют диоксинов. По результатам хроматографического анализа отходящие газы идентичны выбросам при сжигании древесины.
Этот полимер устойчив к воздействию разбавленных кислот, спиртов, бензину, парафину, минеральным солям и целому ряду органических соединений. Он не подвержен воздействию микроорганизмов и сохраняет гибкость и податливость как в горячих, так и в холодных условиях.
Полиэтилентерефталат не устойчив к воздействию сильных щелочей, кислот и кетонов, что ограничивает его применение в различных химических сферах.
Виды полиэтилентерефталата
Чтобы улучшить свойства полимера, ПЭТ может быть сополимеризован с различными химическими соединениями, такими как этиленгликоли, диоксиды и другие диолы.
Модификация добавок позволяет создавать полимеры с улучшенными техническими характеристиками.
ПЭТ-А
Аморфный полиэтилентерефталат — это прозрачный и гибкий полимер с высоким уровнем прозрачности, холодной и горячей эластичностью, а также высокой ударной прочностью. Он поддается фрезерованию, проколам и полировке, что делает его удобным для печати, включая УФ-печать и сольвентную печать.
Этот материал может применяться в рекламной, коммерческой и строительной отраслях, а также в производстве бытовой техники. Аморфные ламинаты часто используются для создания проекционных экранов, витрин, световых панелей и офисных перегородок.
Важно помнить, что при нагревании выше 75 °C полимер кристаллизуется, становясь белым и хрупким.
ПЭТ-Г
Полиэтилентерефталат, модифицированный гликолем, отличается повышенной ударной прочностью.
Температура плавления этого материала ниже, чем у ПЭТ-А, что предотвращает кристаллизацию и обеспечивает их прозрачность и стабильность размеров на всех этапах производственного процесса, включая термоформование.
Гликоль-модифицированный ПЭТ применяется в создании форм, дисплеев, вывесок, медицинских приборов и офисных перегородок, а также демонстрирует отличные результаты в металлизации, печати и окрашивании.
ПЭТ-ГАГ
Этот трехслойный полимер состоит из двух внешних слоев PET-G и одного внутреннего слоя PET-A.
Такое сочетание позволяет совместить свойства гликоль-модифицированного и аморфного пластика, что обеспечивает материалу высокие эксплуатационные характеристики. Полимер хорошо поддается резке, склеиванию и последующей переработке, что делает его подходящим для использования в печатной, упаковочной, коммерческой и рекламной продукции.
