Рынки усадочного рукава

Другим давно разработанным продуктом, который производится с семидесятых годов, являются этикетки из усадочного рукава, которые наносятся на бутылки с напитками. Это тонкие полистирольные пенопласты, которые производятся экструзией с раздувом преимущественно с использованием физических порообразующих веществ, а затем соэкструдируются с поверхностным слоем для обеспечения возможности нанесения печати. Они мягкие и эластичные, а образующиеся пузырьки очень маленькие. Усадочные этикетки позволили решить проблему самоклеящихся бумажных этикеток, которые отклеивались в воде, когда бутылки с соком выставлялись в поддонах с охлаждением в круглосуточных магазинах самообслуживания. Вспененный PS также изолирует бутылку, сохраняя бутылки в охлажденном состоянии.

Один из таких продуктов, который называется Plasti-shield, был разработан компанией Owens-Illinois из Бардстауна, Кентукки в семидесятых годах с использованием одношнековой тандемной линии для вспенивания с горизонтальным пузырем, а также патентованной гибридной технологии, которая сочетает использование CBA со впрыском газа в экструдер. Их совместное действие позволяет получать уменьшение массы на 30-35%. Пенопласт непрозрачен и имеет белую окраску за счет небольшого размера пузыря, поэтому TiO₂ используется только в твердом поверхностном слое.

Из-за вспенивания яркие цвета становятся пастельными, поэтому необходимо использование большего количества красителя для того, чтобы  тонкие пенопласты приобрели более яркую окраску. (Фото: Reedy International)

Производство усадочных этикеток из Plasti-shield начиналось с однослойного пенопласта с толщиной 12 мил, в восьмидесятых годах они были переоборудованы для двухслойной соэкструзии. Сначала толщина была 14 мил, но ее постепенно снизили до получения слоя пенопласта толщиной всего 4-6 мил. С соэкструзией с пенопластом возникает много проблем, поскольку, если не вспененный слой имеет более высокую температуру, чем вспененный, избыток тепла разрушает пузырь.

В восьмидесятых годах компания Owens-Illinois (O-I) также приспособила свою гибридную технологию химико-физического вспенивания для использования полиэтилена вместо полистирола. Полиэтилен растягивается значительно лучше, чем полистирол. Поэтому такое приспособление означало переход от горизонтального пузырька пены к вертикальной линии для пленки, получаемой экструзией с раздувом, от компании Addex, которая давала более высокую степень растяжения (раздува). С помощью этого подхода получают трехслойные структуры со вспененным ядром для получения этикеток при формовании, которые называются DuraCore.

Подразделение по работе с этикетками компании O-I, проданное в прошлом году American Fuji Seal, продолжает представлять новые тонкие соэкструдированные пенопласты. Оно только что разработало двухслойную вспененную пленку для японских емкостей для кофе, толщина которой составляет всего 6 мил. Fuji Seal также производит Duraplas, трехслойную пленку для приклеиваемых этикеток общей толщиной 15 мил, но со вспененным ядром с толщиной всего 5 мил. Как сообщается, Duraplas представляет собой первый соэкструдированный вспененный продукт, в котором сочетается использование PS и PP. Матово-белое вспененное полистирольное ядро заключено между поверхностными слоями прозрачного полипропилена, на который можно наносить печать.

Тонкий защитный слой

Другие компании, которые производят специальную пленку, производят мягкие полиэтиленовые пенопласты. Sealed Air Corp., с головным офисом в Сэддлбруке, Нью Джерси, производит однослойные пенопласты из LDPE толщиной 20 мил, предназначенные для защиты поверхностей мебели и других товаров во время транспортировки. "Имеется тенденция к созданию новых сочетаний пленки и пенопластов и получению толщины менее 0.2-0.3 г/куб см." – говорит д-р С. Т. Ли, директор Sealed Air по научно-исследовательским и проектно-конструкторским работам.

Тем не менее, тонкие полиэтиленовые пенопласты труднее наматывать, чем полистирольные, поскольку PE существенно лучше растягивается. В течение трех – четырех дней после производства рулона полиэтиленовой пленки, растянутая пленка начинает сбрасывать напряжение и расширяться внутри намотанного рулона. Поэтому, если натяжение внутри рулона слишком велико, расширение повреждает пузырьки ядра. Одним из способов предотвращения этого является наматывание рулонов с уменьшением натяжения по мере того, как рулон увеличивается. Для этого необходимо специальное намоточное устройство с очень четким управлением натяжения. Как сообщает источник из компании Battenfeld Gloucester Engineering, которая производит специальные намоточные установки для тонких полиэтиленовых пенопластов, для получения более тонкого продукта также необходимо намоточное устройство, способное давать более высокие скорости: до 500 футов/мин.

Тем не менее, существуют альтернативы использованию специальных намоточных устройств. Так, например, Sealed Air, сообщает, что при приобретении специального намоточного оборудования для их самых тонких пенопластов из LDPE на 20 мил затраты возрастут слишком существенно. Вместо этого компания повышает плотность более тонких пенопластов. Например, пенопласт компании из LDPE на 20 мил имеет плотность от 0.020 до 0.025 г/куб. см., в то время как пенопласт компании из LDPE на 125 мил имеет плотность 0.0176 г/куб. см.

Сшивание для придания прочности

Промышленные полиолефиновые пенопласты также становятся тоньше и прочнее по мере того, как разрабатываются новые применения. Так, например, сверхтонкие сшитые пенопласты могут продвинуться на большой рынок уплотнителей, которые используются для изготовления электронных органайзеров, сотовых телефонов, а также мониторов для компьютеров.

В установке MDO компании SML тонкие пенопласты пропускаются через серию вальцов предварительного нагревания, две группы вальцов для растягивания с зазором (четыре вальца на группу), а также через серию охлаждающих вальцов.

Сообщается, что год тому назад, Alveo, подразделение Sekisui с головным офисом в Люцерне, Швейцария, создало самый тонкий в мире сшитый полиолефиновый пенопласт—пленку толщиной 16 мил с толстой вспененной сополимерной пленкой из LDPE , которая предназначена для производства линзовых прокладок сотовых телефонов. Продукт производится в Рёрмонде, Голландия. К апрелю будущего года толщина самого тонкого пенопласта Alveo была доведена до 12.75 мил.

В октябре прошлого года, как раз вовремя для выставки K 2001 в Германии, Alveo произвела сшитый полиэтиленовый пенопласт с толщиной всего 9.9 мил с допуском ±10%. Относительное удлинение при разрыве составляет 313% MD и 412% TD, а плотность составляет 0.33 г/куб. см, по сравнению с 0.91, которые имеет исходная полиэтиленовая смола. Это значительно большее снижение плотности (64%), чем то, которое обычно достигается при использовании CBA. Снижение плотности для традиционной вспененной полипропиленовой ленты составляет менее 50%.

Технология Alveo необычна. Она включает экструзию литой пленки на одношнековой тандемной линии вспенивания; затем пленка сшивается электронным лучом; и, наконец, ее пропускают через печь для вспенивания, в которой происходит расширение и ориентирование.

Alveo очень много работает, стараясь снизить толщину своего пенопласта еще на 0.2 мила, и планирует дальнейшее снижение. "Для тонких пленок можно было бы найти еще целый ряд применений, если бы мы смогли снизить толщину до 8 мил", - говорит Ханс Кюнг, директор по продажам и маркетингу компании Alveo. -"Нашей задачей является дальнейшее снижение толщины".

Cellect LLC из Хайэнниса, Массачусетс, также рассматривает новые рынки прокладок. "У нас сейчас осуществляется много разработок", - рассказывает Скотт Смит, президент и генеральный директор компании. Продукт компании Cellect Senflex T представляет собой самый тонкий пенопласт (20 мил), который были запущен в промышленное производство в августе прошлого года. Cellect ставит своей задачей получить снижение до 15 мил. "Мы думаем, что сможем заменить многие тонкие пенопласты из PVC и EPDM. Большим рынком является рынок прокладок для сотовых телефонов, а также рынок упаковки продуктов личной гигиены", - говорит Смит. "Имеются также прокладки в компьютерах и принтерах. Назовите любой товар, и в нем будут прокладки". По его прогнозам, предстоит большой рост рынка в области более тонких продуктов.