Термоусадка – одночасно знайоме і малозрозуміле пересічному обивателю слово. Знайоме за блоками пляшок і банок у супермаркетах, затягнутих міцною каламутнуватою плівкою, і незрозуміле за сутністю процесів, унаслідок яких плівка ці блоки створює.
Більшість твердо знають, що для отримання такого пакування плівку слід нагріти, але як, скільки часу і яку саме – на це запитання відповіді, найімовірніше, не буде. Не кажучи вже про те, щоб пояснити, чому одні плівки під час нагрівання стискаються, а інші зберігають колишні розміри. Що ж, спробуємо розібратися в цьому настільки звичному для нас слові.
Термін термоусадка складається з двох складових: термо, що означає нагрівання, і усадка – зменшення площі поверхні матеріалу. Таким чином, термоусадка – це процес зменшення поверхні (стискання) будь-якого матеріалу внаслідок його нагрівання, термозбіжне паковання – це паковання, під час виробництва якого використовували процес термоусадки, а термозбіжні (або правильніше – термозбіжні) матеріали – це матеріали, що піддаються термоусадці.
Термоусаджувальні матеріали
Далеко не всі матеріали, а якщо говорити про сферу пакування, то не всі види плівок, під час нагрівання здатні стискатися. Ця властивість притаманна тільки тим полімерним матеріалам, під час виготовлення яких використовується спеціальна технологія із застосуванням пам’яті форми. Коротко, суть цієї технології полягає в такому. Матеріал виготовляють необхідної форми і розмірів, які він повинен прийняти після термоусадки, після чого піддають радіаційному опроміненню. Під час опромінення від лінійних молекул полімеру відщеплюються атоми водню, і молекули зшиваються між собою, утворюючи каучукоподібну сітчасту структуру. Далі отриманий матеріал нагрівають і розтягують. При цьому матеріал набуває пам’яті форми, а отже, при повторному нагріванні буде стискатися до початкового стану.
Термозбіжні матеріали виготовляють із різних полімерів: поліолефіну (POF), полівінілідену (PVDF, Kynar), поліетилентерефталату (PET, поліестер), політетрафлуоретилену (PTFE), полівінілхлориду (PVC) і фторкаучуку. Кожен з використовуваних полімерів надає термоусаджуваному матеріалу свої унікальні властивості: стійкість до високих температур, нафтопродуктів, кислот, лугів або хлорфторвуглеців. Але найбільшої популярності в пакувальній галузі набули термозбіжні плівки поліетилену і полівінілхлориду. Найімовірніше, внаслідок дешевизни їх виробництва (порівняно з іншими полімерами).
Термоусаджувальні матеріали
Далеко не всі матеріали, а якщо говорити про сферу пакування, то не всі види плівок, під час нагрівання здатні стискатися. Ця властивість притаманна тільки тим полімерним матеріалам, під час виготовлення яких використовується спеціальна технологія із застосуванням пам’яті форми. Коротко, суть цієї технології полягає в такому. Матеріал виготовляють необхідної форми і розмірів, які він повинен прийняти після термоусадки, після чого піддають радіаційному опроміненню. Під час опромінення від лінійних молекул полімеру відщеплюються атоми водню, і молекули зшиваються між собою, утворюючи каучукоподібну сітчасту структуру. Далі отриманий матеріал нагрівають і розтягують. При цьому матеріал набуває пам’яті форми, а отже, при повторному нагріванні буде стискатися до початкового стану.
Термозбіжні матеріали виготовляють із різних полімерів: поліолефіну (POF), полівінілідену (PVDF, Kynar), поліетилентерефталату (PET, поліестер), політетрафлуоретилену (PTFE), полівінілхлориду (PVC) і фторкаучуку. Кожен з використовуваних полімерів надає термоусаджуваному матеріалу свої унікальні властивості: стійкість до високих температур, нафтопродуктів, кислот, лугів або хлорфторвуглеців. Але найбільшої популярності в пакувальній галузі набули термозбіжні плівки поліетилену і полівінілхлориду. Найімовірніше, внаслідок дешевизни їх виробництва (порівняно з іншими полімерами).
Термоусаджувальний поліетилен
Термоусаджувальний поліетилен являє собою пластичний безбарвний матеріал каламутного відтінку, що виготовляється з полімеру етилену (клас поліолефінів). Іноді в процесі виготовлення полімеру в нього додають барвники, завдяки чому плівка набуває різних відтінків, але в переважній більшості випадків для термоусаджування використовується прозорий поліетилен.
Особливістю поліетилену як термоусаджуваного матеріалу є його пластичність і високий коефіцієнт усадки, завдяки чому він здатний сідати на предмети різноманітної форми. Відсоток усадки поліетиленової плівки вказується за формулою «Ширина х Висота» і сягає значення 70 х 70, тобто плівка здатна стискатися до 70% за шириною і до 70% за висотою.
Для усадки поліетилен вимагає досить високої температури (близько 180 градусів Цельсія), а також подальшого охолодження. Не охолоджена поліетиленова плівка після усадки довго залишається пластичною і змінює форму під час зовнішніх впливів (залишаються відмітини пальців, розпадається група предметів, що пакується). І навпаки, вчасно охолоджений поліетилен набуває високої міцності, щільно обтискає предмети, які пакуються, і здатний витримувати значні навантаження, не змінюючи форми усадки.
Ці особливості не дають змоги використовувати поліетилен для термоусаджування в термокамерах, в яких неможливо організувати послідовності високотемпературного нагріву і швидкого охолодження. Для усадки поліетилену необхідно використовувати термотунель, де продукт, що пакується, за допомогою транспортерної стрічки переміщується через зони нагрівання та охолодження.
Термоусаджувальний ПВХ
Термозбіжний полівінілхлорид (ПВХ) – прозора глянсова плівка (іноді злегка блакитнуватого відтінку), що шелестить під час стискання. Виготовляється з полімеру вінілхлориду. Плівка ПВХ менш пластична і має менший відсоток усадки, ніж поліетилен, через що можливе не зовсім щільне облягання предметів складної конфігурації. Максимальний відсоток усадки ПВХ становить 40 х 40.
Водночас ПВХ не потребує високих температур і ефективно сідає вже за 70-80 градусів Цельсія, а також практично не потребує охолодження – через 10-20 секунд після припинення нагрівання плівка стає жорсткою. Це дає змогу використовувати цей вид матеріалу в будь-яких типах термозбіжного обладнання, найчастіше, в термокамерах.
Недоліком ПВХ є його крихкість: плівка, що лопнула, одразу ж «пускає стрілку» і розривається по всій своїй довжині. Тому ПВХ не рекомендується використовувати для пакування важких предметів або предметів із гострими краями.
ПВХ чи поліетилен?
Насправді, протиставлення не зовсім коректне, оскільки зазначені матеріали не є прямими конкурентами, а скоріше, доповнюють один одного. ПВХ використовується в тих випадках, коли необхідно створити привабливу упаковку на предметах нескладної конфігурації (прості геометричні фігури: паралелепіпед, куб, конус, сфера), а поліетилен для пакування важких предметів або предметів складної конфігурації.
Інакше кажучи, упаковка з ПВХ – це насамперед привабливість за мінімальних захисних властивостей, тоді як поліетилен – гарний захист для запакованого товару за не надто привабливого зовнішнього вигляду упаковки. Приміром, так звані «телевізори» (картонні коробки з печивом з прямокутним вирізом на лицьовому боці), запаковані в ПВХ, забезпечують хорошу демонстрацію товару, що продається, але варто випадково проткнути плівку, як вона розривається до країв і печиво висипається.
З іншого боку, спроба упакувати «телевізори» в поліетилен ще більше погіршує ситуацію, оскільки легка каламутність поліетилену і відсутність глянцю робить товар непривабливим в очах споживача.
Водночас блок мінеральної води з шести пляшок або ящик горілки неможливо упакувати в плівку ПВХ – остання просто не витримає такої ваги. У цьому разі поліетилен залишається незамінним, хоча зовсім не прикрашає упакований товар.