Синтетическая бумага на основе наполненной полиэтиленовой или полипропиленовой пленки использовалась на протяжении нескольких десятилетий, не вызывая при этом особого ажиотажа, но так было только до недавнего времени.

"Прирост по пластмассовой отрасли в целом составляет примерно 4% в год, но производство синтетической бумаги растет вдвое быстрее, на 8%", говорит Майки Мишн, президент компании Advanced Polymers, консультант по пластмассам, пригодным для нанесения печати, в Медине, Огайо. Бывшие прежде на протяжении многих лет охраняемой зоной для горстки крупных производителей, бумагоподобные экструзионно-раздувные и литые пленки в настоящее время привлекли внимание нескольких новых игроков; также ожидается расширение производственных мощностей крупных компаний.
Тем не менее, добиться успеха в этой нише рынка будет нелегко. Составление рецептур сродни черной магии, хотя наличие готовых маточных смесей теперь облегчает задачу начинающим. Также многие компании, занимающиеся нанесением печати и переработкой, опасаются более высоких по сравнению с бумагой из целлюлозы затратности и плотности пластмасс. Таким образом, несмотря на то, что количество применений растет, продавать бумагу из пластмассы будет не просто.
Планируются применения синтетической бумаги для высококлассных ниш рынка, таких как производство этикеток для напитков, ресторанных меню, водительских прав, поваренных книг, руководств пользователей, карт, а также обложек для книг. Она складывается, выглядит и ощущается на ощупь точно как высококлассная бумага, только она не рвется, не прокалывается и не поглощает воды. На нее можно наносить печать с использованием практически любой офсетной технологии или технологии глубокой печати, но только с помощью красителей на основе растворителя, если только на нее не нанесено покрытие или поверхность, которые способны воспринимать краситель на водяной основе.
Первая синтетическая бумага, которая называется Ucar, была запущена в производство в конце шестидесятых компанией Union Carbide Corp. Доминирующее положение на рынке на сегодняшний день занимают несколько крупных глобальных венчурных компаний с патентованными технологиями, каждая из которых производит отдельный продукт. Тем не менее, по оценке Джека Смита, менеджера по продажам компании Hop Industries из Гарфилда, Нью Джерси, объем всего рынка синтетической бумаги не превышает 500 миллионов фунтов в год. Hop реализует синтетическую бумагу, недавно представленную на рынок с Тайваня компанией Nan Ya Plastics, чья штаб квартира в США находится в Хьюстоне. Оценка Смита не включает продукты из пластмассы, которые заменяют бумагу, но, тем не менее, не дублируют ее свойств. (Примером может служить нетканый материал от DuPont Tyvek и пленка с крестообразным расположением слоёв Valeron компании Van Leer).

Стимулы роста
На недавнее расширение рынка синтетической бумаги и появление на нем новых игроков и продуктов оказали влияние несколько факторов. В Европе рынок синтетической бумаги растет за счет стремления заменить пленку из РVC по экологическим показаниям. В США синтетическая бумага начинает использоваться для более долговременных применений, там, где ее высокая затратность может быть оправдана, например, для изготовления меню, карт, постеров, игровых досок, а также инструкций по применению. В Латинской Америке синтетическая бумага по затратам составляет конкуренцию бумаге из целлюлозы, из-за того, что на импорт целлюлозы очень высокие пошлины.
Другим фактором стали пластмассовые этикетки, которые все больше вытесняют бумажные при производстве бутылок для напитков и соков. Многослойная бумага для мешков и устойчивых пакетов также начинает применяться при изготовлении мешков из пластмассовой бумаги. В Европе некоторые мешки из многослойной бумаги для упаковки кормов для животных теперь производятся из синтетической бумаги от Harrier Packaging в Питерборо, Великобритания, компании, запускающей новый продукт и производящей трехслойную синтетическую бумагу из HDPE.
Также развиваются новые рынки для бумагоподобных пленок, которые размешаются где-то посередине между традиционными пластмассовыми пленками и высококлассной синтетической бумагой. Настоящая синтетическая бумага повторяет все свойства бумаги, такие как яркая белизна, непрозрачность, адгезия красителя на водяной основе, устойчивость к образованию царапин, жесткость, способность держать складку, устойчивость к прокалыванию, низкий коэффициент трения, а также более сбалансированная прочность в машинном и поперечном направлениях. У более новых бумагоподобных пленок могут быть некоторые из этих свойств, но не все, например, они могут быть пригодными к нанесению печати, но не такими твердыми, как бумага.
Примером может служить переход в начале девяностых производства конвертов для курьерской доставки с бумаги на высоконаполненные однослойные пленки, которые были снабжены покрытием для придания белизны и непрозрачности бумаги, хотя они все еще сильно отличаются от бумаги. Совсем недавно компания Next Generation Films Inc. из Лексингтона, Огайо, представила на рынок трехслойную соэкструзионную раздувную пленку, которая непрозрачно белая с одной стороны (благодаря специальному наполнителю) и серебряная с другой стороны. По имеющимся данным, продукт имеет внутренние преимущества в том, что касается стоимости, поскольку с многослойной структурой можно производить более широкий и более тонкий рукав, а также более прочную пленку. Next Generation экструдирует ее на оборудовании от компании Hosokawa Alpine American.

Что же сдерживает рост
Рост рынка все же сдерживает недостаточное знакомство с бумагой из пластмассы и нежелание что-либо менять со стороны части компаний, занимающихся нанесением печати и переработкой, а также части потребителей готовой продукции. Другой проблемой является то, что синтетическая бумага может весить больше на тысячу квадратных дюймов, чем бумага из целлюлозы. "На этот рынок сложно проникнуть из-за массы пленки", - говорит Билл Стин-старший, вице-президент компании WBC Extrusion Products из Хэверхилла, Массачусетс, которая запустила продукт в промышленное производство два с половиной года тому назад, но все еще обладает ограниченной активностью на рынке. Компании, занимающиеся обработкой литой пленки, изучают многослойные структуры с тем, чтобы осуществлять уменьшение толщины без ущерба для свойств, снижая, тем самым, стоимость и массу.
Повсюду кроме Латинской Америки рост продаж синтетической бумаги ограничен ценой. Десять лет тому назад она стоила в США в четыре раза больше, чем обычная бумага. Теперь, как говорит Мишн из компании Now Advanced Polymer, соотношение понизилось до 3:1, а для некоторых продуктов до 2:1.
Помимо более высоких затрат на материал существуют также потенциальные более высокие затраты на нанесение печати на бумагу из пластмассы. "На стадии нанесения печати может быть более высокий уровень отходов и затрат на красители", - говорит Джордан Катц, президент Grafix Plastics, компании, занимающейся переработкой пленки и ее продажей для нанесения печати, из Кливленда. Его заказчики говорят, что печать на синтетическую бумагу наносится медленнее, и пленка растягивается больше, чем бумага, что затрудняет фиксацию печати. Все эти факторы требуют, чтобы у наносящих печать была высокая квалификация в области использования полотна из пластмассы. И все же Катц говорит: "Всякий раз, когда у меня просто руки опускаются из-за синтетической бумаги, мы получаем на нее новый заказ. И с каждым годом мы производим ее больше и больше".

В основе лежит непрозрачность
Основными факторами, позволяющими преодолеть препятствия, возникающие из-за затрат, массы и нанесения печати, являются ноу-хау в области рецептур и структур пленки. Хотя многое из того, что используется в этой области, защищено патентами, известно, что применяется несколько различных смол и наполнителей. Некоторые бумагоподобные пленки являются однослойными, в то время как другие представляют собой трехслойные соэкструзии. Некоторые также используют поверхностные покрытия.
И белизна, и непрозрачность, и способность воспринимать нанесение печати достигаются за счет использования неорганического наполнителя с обычными концентрациями 20-30% по массе. Сам наполнитель придает непрозрачность и способствует адгезии красителя, а также придает ударопрочность и способность держать складку, хотя он и снижает устойчивость к прокалыванию и увеличивает массу.
Частицы наполнителя также вносят свой вклад в кавитацию (или формирование микроскопических поверхностных углублений и пустот в пленке, в которых задерживается краситель), и повышение белизны и непрозрачности. Кавитация имеет место, когда сильно наполненную пленку растягивают, либо с помощью небольшой ориентации в машинном направлении для литой пленки, либо за счет раздува рукава экструзионно-раздувной пленки. Степень растяжения синтетической бумаги небольшая по сравнению с обычной биаксиальной ориентацией, но ее достаточно для того, чтобы оттянуть частицы от неогранических частиц, создавая микропустоты, которые рассеивают свет, а также углубления, которые удерживают краситель.

Три крупнейших производителя синтетической бумаги используют различные наполнители. В отделении Teslin Products div. компании PPG Industries, Барбертон, Огайо, используют Hi-Sil, обладающий абсорбционными свойствами осаждённый диоксид кремния, которые производит другое подразделение PPG. Yupo Corp., подразделение Oji-Yuka Synthetic Paper Co. (совместное предприятие Oji Paper и Mitsubishi Chemical), использует слюду. Arjobex из Великобритании, совместное предприятие BP Amoco  и Arjo Wiggins & Appleton Papers, Эпплтон, Висконсин, использует карбонат кальция. Для получения непрозрачности все используют TiO2.

Transilwrap Co. из Фрэнклин Парка, Иллинойс, один из небольших но давних производителей синтетической бумаги, использует наполненный тальком полипропилен для производства своего продукта ProPrint, из которого производят конусы стереофонических акустических аудиосистем. Для нанесения печати предлагается белая марка. Transilwrap использует компаунд из талька и полипропилена от A. Schulman Inc.
Как отмечают в компании-поставщике наполнителей J.M. Huber Corp, размер частиц влияет на непрозрачность. Наличие более мелких частиц во многих случаях повышает непрозрачность и снижает нужное количество дорогого TiO2. В Huber также отмечают, что придание функциональности поверхности наполнителя усиливает адгезию красителя, ударопрочность, и устойчивость к короблению.
Большое значение для качеств синтетической бумаги также имеет выбор смолы. Так, например, полипропилен придает более высокую устойчивость к истиранию, в то время как HDPE дает более высокую жесткость, необходимую для изготовления мешков. HDPE обычно требуется для создания четкой складки. Одним из способов является использование HDPE с фракционированием из расплава, но HDPE хрупкий, если  его не раздувают  с рукавом на высоком стержне. Компания Hanmere Polythene из Великобритании производит синтетическую бумагу Hankraft с использованием HDPE с фракционированием из расплава на протяжении более чем семи лет.
Новички пластмассовой отрасли в настоящее время имеют возможность покупки некоторых готовых ноу-хау составления рецептур. A. Schulman предлагает серию маточных смесей под названием Papermatch. Они были запущены в промышленное производство в Европе восемь лет тому назад, и всего три года тому назад в США. Чтобы показать, какими могут быть сложные рецептуры для синтетической бумаги, Schulman соединяет от шести до десяти различных неорганических веществ, добавок и смол в своих концентратах Papermatch, которые можно приспособить для производства бумагоподобных пленок, имитирующих широкий диапазон бумажных материалов, от белой бумаги для документов до коричневой крафтовой бумаги. Сначала для изготовления Papermatch использовали носители из MMW-HDPE и HMW-HDPE, но теперь также используются полимеры, пригодные для технологии раздува пленки с высоким стержнем. Некоторые из недавних рецептур Schulman могут содержать до 20% сополимера этилен метакриловой кислоты. Другие последние марки предназначены для производства многослойных литых пленок.
Соэкструзия также дает новые возможности в области рецептур. По словам Дейва Фрека, президента Next Generation, многослойная пленка позволяет смешивать с более дешевыми смолами и все же получать уменьшение толщины  при сохранении свойств. "Я могу использовать до девяти различных смол, включая дешевый бутен LLDPE", - говорит он.
Покрытия являются еще одним фактором при производстве бумагоподобных пленок. Покрытия из глины, подобные тем, которые наносятся на бумагу, обычно имеют в толщину 5 микрон, они могут повышать износостойкость, устойчивость к образованию царапин, и возможность нанесения печати красителями на водяной основе. Одним из давних игроков, который использует такие покрытия, является компания Clear Cast Technologies из Оссининга, Нью-Йорк, которая производит синтетическую бумагу Plastiprint с 1987 г. Clear Cast покупает экструзионно-раздувную пленку и наносит покрытие. Компания использует четыре подложки для производства различных видов синтетической бумаги: пленку из HDPE для жесткого типа, патентованную полиэтиленовую смесь для эластичной «бумаги», пленку из HDPE с ультрафиолетовой стабилизацией для наружного применения, а также более дешевую полиэтиленовую пленку для внутреннего применения.

Большая тройка расширяется
Исторически крупные производители синтетической бумаги сформировались как совместные предприятия компаний, производивших смолу, и компаний, производивших бумагу. Их технологии развивались отдельно друг от друга в Европе, Японии и США. Технология Union Carbide прошла через множество рук, и теперь принадлежит Arjobex. Эта компания производит синтетическую бумагу Polyart на трех предприятиях в США, Великобритании и Франции. В прошлом году Arjobex удвоила мощности предприятия в США в Шарлотте, Северная Каролина, и начала экспортировать продукт в Южную Америку, где синтетическая бумага и бумага из целлулоида продаются практически по одной цене.
Polyart производится из компаунда HDPE с TiO2 и карбоната кальция на двухшнековом экструдере, который экструдирует пленку непосредственно через плоскую головку с одновременной биаксиальной ориентацией. На прокатный материал нанесено покрытие из глины с использованием двух снабженных раклями установок для нанесения покрытий от Black Clawson. Пленка Polyart имеет толщину 3.2 - 12 мил. Последние разработки были попытками создать более толстые и белые пленки. Компания Arjobex также близка к запуску в промышленное производство синтетической бумаги, своего первого нового продукта со своей торговой маркой за последние 15 лет. Бумага появится в Европе в первом квартале, а в США к середине года.
Yupo Corp. в конце шестидесятых запустила в Японии в промышленное производство синтетическую бумагу из наполненного полипропилена. Yupo производит ее под названием Kimdura для компании Kimberly Clark. Два года тому назад Yupo открыла предприятие в США в Чезапике, Виргиния, и начала производить тот же продукт под своим собственным названием для различных рынков.
Отделение PPG Teslin Products div. начало производить синтетическую бумагу в 1987 г. Через несколько лет они добавили вторую линию, а в этом году монтируют третью. Teslin использует смесь полиэтилена и прозрачного неорганического масла, с высоким наполнением осаждённым диоксидом кремния. Эта смесь каландрируется, затем масло извлекают, и остается пористая структура, напоминающая соты. Пористость позволяет наносить на Teslin печать с помощью красителей либо на водяной основе, либо на основе растворителя без какой-либо дополнительной обработки, поскольку краситель впитывается в поры.
Считается, что бумага Teslin единственная синтетическая бумага на основе олефина, которую можно использовать в лазерных копировальных установках. Ориентированные пленки, такие как производимые компаниями Yupo и Arjobex, будут давать усадки под воздействием тепла 3750-4750 F , которое используется для работы лазерного тонера. Teslin в настоящее время занимается выведением на рынок нового материала с покрытием для использования при струйной печати.
Ячеистость снижает плотность пленки, поэтому у листа от Teslin более низкое значение плотности на пачку, чем у других типов синтетической бумаги, а также большая жесткость. Ячеистость также предоставляет Teslin нишу среди пленок для упаковки с индикацией признаков её несанкционированного вскрытия, которые используются при изготовлении водительских удостоверений и прочих удостоверений личности. Когда Teslin ламинируют на другую пленку, последняя проникает в ячейки Teslin, поэтому при малейшей попытке деламинации, подложка ломается.

Появляются новые игроки
За последние год или два новые компании, крупные и мелкие, занялись производством синтетической бумаги и других пленок с бумагоподобными свойствами, которые используются для производства этикеток, тэгов и т.д. Четыре года тому назад Nan Ya (подразделение Formosa Plastics на Тайване) вышла на рынок с каландрированной однослойной полипропиленовой пленкой, наполненной карбонатом кальция. Она производится на Тайване, и реализуется под несколькими названиями дистрибьюторами, включая Hop-Syn, которую продает Hop Industries.
Nan Ya только что разработала другой похожий на бумагу продукт, который называется Dura-Lite, и представляет собой трехслойную структуру полипропилена с покрытием из глины для придания дополнительной устойчивости к истиранию. Dura-Lite поставляется и с меньшей толщиной: 2.8-7.2 мил против 3.2-34 мил для Hop-Syn. Целевыми применениями для обоих продуктов являются: тэги, этикетки и нанесение офсетной печати. Продукты обработаны коронным разрядом для повышения способности воспринимать нанесение печати.
Другая недавно разработанная синтетическая бумага Nan Ya реализуется на рынке как Polylith компанией Granwell Products, Вест Колдвелл, Нью Джерси. Серия "G" представляет собой продукт из наполненного карбонатом кальция полипропилена, ориентированного в машинном направлении для того, чтобы уменьшить относительный удельный вес. Более новая серия "P" представляет собой продукт из BOPP с TiO2 со слоями сополимерного покрытия. Рынками для этого материала являются изготовление телефоннхе карт предварительной оплаты и этикетки, наносимые в процессе формования.
Три года тому назад Mobil Chemical Films Div. (теперь ExxonMobil Films), Мэсидон, Нью-Йорк, начала производить бумажную массу из синтетической бумаги для своих офсетных этикеток для напитков Label-Lyte, а также для термопечатных чувствительных к давлению этикеток. Бумажная масса производится из соэкструдированного OPP, который покрыт глиной для придания тактильности бумаги.
В прошлом году, American Profol Inc. из Сида Рэпидс, Айова, выпустила на рынок ProPaper, семейство марок синтетической бумаги на основе трехслойной литой полипропиленовой пленки. American Profol примешивает другие смолы к основному слою из полипропилена для придания мягкости на ощупь и ударопрочности на холоде. Такие пленки можно использовать вне помещений для применений, связанных с холодной погодой, таких как лыжные тэги и этикетки для газовых баллонов для сварки.
В Великобритании Harrier Packaging из Питерборо является новой компанией, которая производит трехслойную соэкструдированную экструзионно-раздувную пленку с использованием основного слоя из HDPE с фракционированием из расплава  и высоконаполненными поверхностными слоями из HDPE для придания продукту "PaperFeel" напоминающую бумагу жесткость и складку. Материал выдувают на линии для трехслойной соэкструзии от Battenfeld Gloucester, похожей на линии для производства сверхпрочных мешков. Пленка перерабатывается на стандартных машинах для получения мешков SOS (с самопроизвольным открыванием мешков).

Йен Х. Шут, старший редактор
Источник: Plastics Technology

Подробнее с анализом рынка конкретных видов пленок – оценкой спроса, географией размещения производство, анализом конкурентной среды. Возможностями замещения импортных поставок, - можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок полимерных пленок в России»