ЦЕЛЛЮЛОЗНАЯ ПЛЕНКА - ЦЕЛЛОФАН
ЦЕЛЛОФАН - это прозрачная гидратцеллюлозная, вискозная пленка, полученная из целлюлозы хвойных пород деревьев или натурального хлопка.
Целлофан является наиболее дешевым и распространенным упаковочным пленочным материалом, потребляется во всем мире в очень больших количествах.
Лакированная целлофановая пленка используется для упаковки кондитерских изделий,табачной продукции, парфюмерной продукции, жирных мясо-молочных продуктов.
Обычно целлофановую пленку используют для упаковки товаров народного потребления, а также технических продуктов.
ИЗОБРЕТЕНИЕ ЦЕЛЛОФАНА
Еще недавно большинство потребительских товаров упаковывалось в один из трех материалов: пластик, картон или целлофан. Эти материалы стали так сказать, тремя китами, на которых основывалась упаковочная индустрия ХХ века. Если пластику и картону удалось успешно пережить рубеж тысячелетий, то целлофан фактически сошел со сцены. Между тем в будущем году исполняется 90 лет с начала промышленного производства целлофана, что является хорошим поводом вспомнить об истории этого материала.
Ничто не возникает на пустом месте - так и до изобретения целлофана уже существовала технология выпуска прозрачной пленки из целлулоидной массы. Целлулоид был запатентован Йаттом в 1870 году и использовался для производства кинопленки. Применять эту пленку для изготовления упаковки не позволял один, очень существенный недостаток: она крайне легко воспламенялась.
Целлофан - материал, изготавливаемый из древесной целлюлозы. Его изобретение, как это часто бывает, стало делом случая. В 1911 году один швейцарский химик пытался изобрести покрытие для скатертей, спасающее их от пятен. Результатом его опытов стала влагопроницаемая прозрачная пленка - это и был целлофан. Впервые промышленное производство этого материала было налажено во Франции в 1913 году, а через 11 лет технологию приобрела компания DuPont и, запатентовав, на следующий год начала изготовление целлофана.
В 1927 году было произведено ключевое усовершенствование целлофана - он стал влагонепроницаемым. Так на упаковочной сцене появился новый персонаж - прозрачная влаго- и воздухонепроницаемая пленка, пригодная для хранения пищевых продуктов. Не прошло и десяти лет, как слово «целлофан» вошло в привычный обиход.
Изначально возникшее противостояние целлофана и картонной упаковки продлилось недолго, и каждый из этих материалов занял свою нишу на рынке. В результате возникла даже их сочетание - коробочка с целлофановым окошком. Примером еще более глубокого симбиоза можно считать упаковки, обернутые целлофановой пленкой: коробка сохраняет продукт, а пленка - саму коробку, обеспечивая ей в течение длительно времени привлекательный товарный вид.
Первые упаковки из целлофана представляли собой прозрачные мешочки и пакетики, не содержавшие кроме самого товара абсолютно ничего. Обычно на таких пакетиках не было никаких надписей и этикеток - это считалось ненужным, так как содержимое говорило само за себя. Целлофан дал возможность рассмотреть продукт без вскрытия упаковки, что значительно стимулировало продажи и увеличило количество так называемых случайных покупок, то есть покупок совершаемых под воздействием мимолетных желаний. Товары в целлофановой упаковке пробуждал подобные желания чаще, чем продукты в картоне. Кроме того, упаковка из целлофана несла в себе еще три качества: блеск, чистота и свежесть.
ПРОИЗВОДСТВО ЦЕЛЛОФАНА
К основным видам сырья, применяемым в вискозном производстве, относятся целлюлоза, едкий натр, сероуглерод и серная кислота.
Для производства целлофана применяется так называемая целлофановая машина , представляющая собой по существу сложный агрегат, состоящий из формовочной и отделочной частей, сушилки и приемного механизма, наматывающего готовую пленку в рулоны.
Формовочная и отделочная части целлофановой машины являются проходным аппаратом, состоящим из ряда барок, оборудованных системой направляющих роликов, по которым пленка проходит внутри барок, и передаточными и отжимными валами, передающими пленку из одной барки в другую и отжимающими жидкость во избежание переноса ее в другие барки. Вискозная пленка формуется однованным способом в ванне, содержащей серную кислоту и сульфат натрия.Иногда для улучшения качества целлофана в осадительную ванну добавляют третий компонент - сульфат аммония, который увеличивает набухание пленки, что облегчает крашение и процесс получения более толстого целлофана. Примерный состав осадительной ванны для формования пленки толщиной 15-20 мк из вискозы со зрелостью 5-6 по NH4Cl приведен ниже в таблице 2. Свежую кислоту добавляют только в первую барку. Состав ванны во второй и третьей барках определяется уносом кислоты пленкой из предыдущей барки.
Интенсивный подогрев жидкости паром в первой барке ведут только в начале процесса, так как выделяющегося при формовании тепла (вследствие экзотермической реакции нейтрализации NaOH) достаточно для поддержания нужной температуры ванны. Процесс формования пленки может быть ускорен путем повышения температуры или кислотности ванны, а также еще большим увеличением зрелости вискозы.
При отделке пленки применяются операции: промывка, десульфурация, отбелка и кисловка с промежуточными и окончательными промывками, а также пластификацию пленки.
Для упрощения технологического процесса из числа отделочных операций часто исключают процесс отбелки, иногда и кисловки.
Пластифицированная пленка более эластична и имеет повышенную прочность на изгиб. В первой группе барок пленка промывается водой с целью удаления кислоты и солей, а также для частичного вымывания из нее серы. Во второй группе барок производится десульфурация. По выходе из осадительной ванны свежесформованная пленка содержит до 1% серы. Часть серы смывается с пленки теплой промывной водой. Окончательно сера удаляется обработкой раствором NaOH. Обычно применяют разбавленные растворы едкого натра (3-4 г/л) при высокой температуре 95С°. После обработки пленка содержит около 0,07% серы.
В десульфурационной ванне пленка сильно набухает, прочность ее резко понижается, вследствие чего обрывы происходят большей частью именно на этой стадии процесса.
После десульфурации и последующей промывки пленка хотя и прозрачна, но еще обладает серовато-желтоватым оттенком. Чтобы сделать пленку совершенно бесцветной, ее иногда отбеливают раствором гипохлорита натрия, содержащим около 2-3 г/л активного хлора. Процесс отбелки ведут при температуре 20-25 С°. Далее пленка поступает на промывку водой и на кисловку раствором серной кислоты (2,5 г/л) для разложения оставшегося в пленке гипохлорита. При отсутствии отбелки кисловка служит для дополнительного удаления с пленки следов железа, которое придает ей слабо-желтоватую окраску.
В качестве пластификатора наиболее широко применяется глицерин. Для пластификации целлофана могут быть использованы также двухатомные и многоатомные спирты например, маннит, сорбит.
Обычно целлофан, употребляемый для упаковки, содержит 12-16% глицерина. Для некоторых специальных целей, когда требуется повышенная эластичность, выпускается целлофан с увеличенным количеством глицерина (до 30%). При этом применяют пластификационную ванну, содержащую повышенное количество глицерина. Данные, характеризующие зависимость физико-механических свойств целлофана от содержания в нем глицерина и воды.
По выходе из барки, в которой производится пластификация глицерином, целлофан поступает в сушильную часть машины, состоящую из двух рядов сушильных барабанов верхних и нижних, обогреваемых изнутри горячей водой. Пленка, поступающая в сушильную часть машины, содержит около 35 % влаги от веса сухой целлюлозы, а высушенная - 6-13%. В процессе формования, отделки и сушки вискозная пленка подвергается усадке - укорачивается. Величина усадки зависит от состава и зрелости вискозы, условий формования состава и температуры осадительной ванны, толщины пленки и ряда других факторов.
При мокрых обработках осадительные ванны, промывка, десульфурация, отбелка и кисловка пленка усаживается на 34,7%, а во время сушки - на 9,9%. Это необходимо учитывать при технологических расчетах. По выходе из сушилки пленка наматывается на бумажную гильзу, надетую на деревянную палку или на деревянную бобину длиной 1,2-1,3 м. Вес рулона составляет 80 кг. При толщине целлофана 45 г/м2 и ширине 1,25 м длина пленки в таком рулоне достигает примерно 2500 погонных метров.
Одним из самых существенных недостатков целлофана является его большая водопроницаемость и высокая гигроскопичность. При погружении в воду целлофан через 24 ч поглощает равный себе объем воды, теряет прозрачность и механическую прочность на 65-70%.
Обработку целлофана антиблоком проводят на стадии пластификации.В результате воздействия феноло-фармальдегидной смолы с гидроксильными группами целлюлозы снижается гигроскопичность пленки.
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЦЕЛЛОФАНА
Прочность при растяжении, МН/м2 35-75
Относительное удлинение при разрыве, % 10-50
Стойкость к распространению надрыва, сН 2-20
Прочность при продавливании
по Мюллеру, МПа 5,5-6,5
Прочность при ударе, МН/м2 47
Число двойных изгибов до разрушения 2-6
Показатели физико-химических свойств целлофана:
Плотность, г/см3 1,50-1,52
Гигроскопичность, % 12,8-13,9
Температура плавления (размягчения)
до начала разложения, С 175-205
Диэлектрическая проницаемость при
относительной влажности воздуха 65
в области частот 100 кгц 5,3
Стойкость целлофана к различным воздействиям:
Стойкость к действию:
сильных кислот - плохая
сильных щелочей - плохая
жиров и масел - умеренная
органических растворителей - хорошая
Водостойкость:
водопоглощение за 24 ч, % 45-115
при высокой влажности - умеренная
Стойкость к солнечному свету хорошая
Теплостойкость, (С) 130
Морозостойкость, (С) -18
Горючесть - горит
ТЕРМООБРАБОТКА
Так как целлюлоза является термостойким материалом, то при термообработке изделий в целлофане допускается применять высокие температуры до 200 градусов С, что гарантирует получение хорошо проваренного продукта.
ХРАНЕНИЕ
С целью сохранения потребительских качеств продукта, в течение всего срока хранения, целлофан следует хранить в оригинальной упаковке в хорошо проветриваемом и защищенном от солнечного света помещении.
Рекомендуемые условия хранения:
при температуре: 17-23 градусов С° и влажности 35-55%.
Срок хранения целлофана 12 месяцев.
Перед использованием в колбасном производстве, пленку необходимо держать в цеху не менее 48 часов для того чтобы она набрала влажность помещения.
АССОРТИМЕНТ
Пленка поставляется в рулонах шириной 120, 150, 170, 240, 320, 350, 370, 400, 480, 600 мм.
