Нужный материал

Для производства тонких пенопластов нужны смолы с дополнительными прочностью расплава и плотностью. Некоторые поставщики PP представили на рынок вспениваемые марки. Borealis недавно усовершенствовала прочность расплава своего полипропилена за счет добавления разветвления с длинными цепями с использованием технологии реактивной экструзии для получения своих марок Daploy. Одна из них предназначена для смешивания с пенопластами для повышения прочности расплава, получения более мелких и однородных пузырьков, а также придания большего блеска. Пока она не продается в США, но в компании Borealis сообщают, что получили столько запросов из США в результате представления продукта Daploy на выставке K 2001, что компания даже рассматривает вопрос об открытии своего представительства в США.

Cellect изменяет реологию своих полиэтиленовых смол перед вспениванием с помощью патентованной технологии, при которой используется химически активный кремневодород для включения нижних уровней разветвлений с длинными цепями в металлоценовый полиэтилен. Как сообщают в Cellect, в результате получается бимодовая смола, которую проще вспенивать, и которая обладает более высокой прочностью на разрыв и более низкой усадкой при сжатии.

Но получение нужной смолы для тонких пенопластов это не просто вопрос плотности или прочности расплава. Надо проявлять осторожность, и не допускать наличия в смоле ингредиентов, которые могут препятствовать вспениванию. "PP обычно содержит стеарат кальция в качестве поглотителя катализатора, но стеарат кальция является, в то же время, агрессивным противовспенивающим веществом", - поясняет Майкл Риди, президент Reedy International. "Поэтому он ограничивает Вашу возможность получать хорошие ячейки пенопласта. Для вспенивания, действительно, нужен специальный пенопласт".

Технология компании Bruckner LISIM для одновременного биаксиального растягивания, является на сегодняшний день единственным известным методом для биоориентации тонких литых пенопластов. Это удлиняет ячейки пенопласта, и позволяет производить материал с превосходной прочностью MD и TD.

Окраска также влияет на качество тонких пенопластов. "Большинство окрашенных маточных смесей содержит стеарат кальция в качестве внешнего смазывающего вещества. Даже при низких концентрациях стеарат кальция разрушит пузырьки", - предостерегает Риди. Он говорит, что белый краситель наносит наибольший вред, поскольку TiO₂ покрыт не одним, а двумя диспергирующими веществами, и они оба разрушают пузырьки. "Всякий раз, когда Вы добавляете белый краситель, для того, чтобы вспенить пластмассу, Вы получаете большие пузыри", - утверждает Риди. "Вся отрасль ждет, чтобы кто-нибудь создал белый краситель без веществ, диспергирующих пластмассу".

Самым простым решением является отказ от использования в пенопласте TiO₂, вспенивание и так придает белесость пленке и без всякого красителя. Если нужна большая матовость, можно добавить TiO₂ к не вспененным поверхностным слоям при соэкструзии или ламинации.

Добавление восков к маточным смесям для диспергирования красителей делает вспененную пленку более растяжимой. Поскольку вспенивание растворяет окраску, при вспенивании требуется значительно больше красителя. Если для того, чтобы поучить яркую красную окраску для не вспененной пленки, необходимо 2% красителя, для того, чтобы получить такую же окраску при вспенивании, необходимо 5% красителя. А больше красителя – больше воска. Вот что дает окрашенному вспененному пенопласту значительно более высокую степень растяжения по сравнению с не окрашенным.

‘Вспенивание' без газа?

Можно производить переливающиеся и матово-белые пленки с использованием микрополостей вместо газовых пузырьков для снижения плотности. Когда происходит ориентация пленки, смешанной с глинистыми наполнителями субмикронной размерности, пластмасса отступает от частиц наполнителя, при этом открываются микрополости, которые придают пленке блестящий перламутровый вид.

Примером является литая пленка из РЕТ Melinex, запатентованная ICI и полученная DuPont в 1997 г. OPP также можно придать перламутровый вид с помощью неорганических наполнителей. Компания Dor Film из Кармиеля, Израиль, представленная в США Dor Film USA с офисом в Клостере, Нью Джерси, производит металлизированную пленку BOPP для упаковки подарков и маркировки. Это трехслойная соэкструдированная пленка с наполнителем из карбоната кальция в ядерном слое. По мере того, как происходит биаксиальная ориентация, создаются микрополости, отчего пленка становится на 25% легче. После ориентации плотность пленки меняется с 0.91 г/куб. см. до 0.73 г/куб. см. Плотности пленок с микрополостями обычно значительно выше, чем у пленок с газовой аэрацией.

Пенопласты становятся жестче

Как правило, пузыри не выдерживают двухэтапной биаксиальной ориентации, если только сначала не произведено сшивание, как это происходит в случае с Alveo. Новая возможность биаксиальной ориентации проверяется на экспериментальных тонких пенопластах. Это технология одновременной биаксиальной ориентации, которая известна как LISIM от компании Bruckner Maschinenbau GmbH в Германии. Компания Bruckner (у которой есть офис в США) продемонстрировала биаксиально ориентированные литые пенопласты, и заявляет, что они намного прочней пенопластов, изготавливаемых экструзией с раздувом.

Степени растяжения вспененных полипропиленовых пленок, которые производятся с использованием технологии LISIM, составляют примерно 3.5:1 MD и 4.5:1 TD, по сравнению с 3:1 MD и 4:1 TD для вспененных экструзионно-раздувных пленок. Но пленки, производимые с помощью LISIM, прочнее, поскольку биаксиальное растягивание экструзионно-раздувной пленки происходит, когда пленка, по большей части, расплавлена. Пленки LISIM подвергаются одновременному растягиванию в твердом состоянии, что, по данным Bruckner, придает более высокую прочность.

Bruckner в настоящее время разрабатывает: несколько тонких вспененных пленок, включая однослойные полипропиленовые пенопласты, производимые с использованием примерно 2% эндотермического CBA; трехслойную полипропиленовую пленку со вспененным ядром и наполненными внешними слоями; однослойную смесь полипропилена на 10 мил и найлона 6 с плотностью 0.25 г/куб. см., пленку из гомополимера РР на 4.5 мил и плотностью в 0.31 г/куб. см.; вспененную смесь стандартного полипропилена и полипропилена с разветвленными длинными цепями; а также блок сополимеры с почти 12% содержанием этиленового каучука. В последнем случае получается более мягкая пленка с очень тонкой ячеистой структурой и ощущением ткани. Другим испытательным образцом является полипропиленовая пленка 8 мил с сильным блеском, которая рвется и поддается нанесению печати, как бумага, но имеет очень низкую влагопроницаемость (10 г/м² за 24 часа). Bruckner также освоила производство тонких пенопластов из PET с использованием технологии LISIM.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка упаковочных пленок можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок упаковочных пленок  в России».

Йен Х. Шут, старший редактор