Как делают пакеты из полипропилена

Упаковку из пластика (мешки, пакеты) применяют во многих отраслях промышленности. Самым прочным материалом является полипропилен: из него производят водонепроницаемые пленки и другие материалы. Главные отличия такой упаковки от аналогов из ткани, полиэтилена — высокая жесткость, прочность швов, также пакеты шуршат при смятии.

Почему из полипропилена?

Полипропилен (ПП) — это синтетический термопластичный полимер, который широко используется для производства упаковки, включая пакеты. Его физико-химические свойства делают его идеальным материалом для создания прочной, гибкой и легкой упаковки.

• Химическая устойчивость. Полипропилен обладает высокой химической стойкостью, что защищает его от воздействия кислот, щелочей и большинства органических растворителей. Это свойство особенно важно для упаковки пищевых продуктов и бытовой химии, поскольку материал не вступает в реакцию с содержимым и не выделяет вредных веществ. Пакеты из полипропилена устойчивы к разложению и сохраняют свои качества даже при длительном хранении.
• Прочность и износостойкость. Полипропилен отличается высокой прочностью на растяжение, что делает его устойчивым к разрывам. Предел прочности на разрыв у полипропилена может достигать 25-35 МПа, что позволяет создавать пакеты с небольшой толщиной, но с высокой механической прочностью. Благодаря этому полипропиленовые пакеты выдерживают вес и нагрузку без деформации, обеспечивая безопасность товаров при транспортировке и хранении. Высокая прочность ПП также минимизирует риск проколов и повреждений, что критично для упаковки острых и твердых предметов.
• Легкость и низкая плотность. Плотность полипропилена составляет примерно 0.9 г/см³, что делает его одним из самых легких материалов среди пластиков. Это снижает вес упаковки и, соответственно, затраты на транспортировку. Пакеты из полипропилена легкие, но при этом достаточно прочные, что делает их удобными для переноски и снижает нагрузку на потребителя.
• Термопластичность. Полипропилен плавится при температуре около 160°C, что позволяет легко формовать его в нужные формы, в том числе в пакеты, при использовании термопластавтоматов и экструзионного оборудования. Превращение полипропилена в тонкие пленки, из которых изготавливаются пакеты, требует сравнительно низкой температуры плавления, что снижает энергозатраты в процессе производства. Термопластичность полипропилена позволяет ему остывать и затвердевать, сохраняя при этом нужную форму, что делает процесс упаковки быстрым и эффективным.
• Прозрачность. Полипропиленовые пленки могут быть как прозрачными, так и непрозрачными, в зависимости от требований к упаковке. Прозрачность ПП важна для пищевой промышленности, так как позволяет покупателям видеть продукт внутри. Благодаря своей структуре, полипропиленовые пакеты могут иметь глянцевую поверхность, которая привлекательно выглядит и придает продукции эстетичный вид. Это свойство особенно ценно для розничной упаковки, где важно визуально выделить товар на полке.
• Низкая паро- и влагопроницаемость. Полипропилен имеет низкую проницаемость для водяных паров и влаги, что помогает сохранять содержимое пакета сухим. Это качество делает его подходящим для упаковки продуктов, чувствительных к влажности, таких как сухие продукты, крупы и порошковые вещества. Низкая паропроницаемость также защищает от проникновения посторонних запахов, что важно для продуктов с сильным ароматом.
• Стоимость. Полипропилен является относительно дешевым материалом, что делает его экономически выгодным для массового производства упаковки. Низкая стоимость производства, сочетающаяся с высокой производительностью при экструзии и термоформовании, делает полипропиленовые пакеты доступными для производителей различных отраслей. Кроме того, устойчивость полипропилена к механическим воздействиям и влаге снижает потери на повреждения упаковки в процессе производства и транспортировки, что дополнительно снижает затраты.
• Возможность переработки. Полипропилен — это материал, который поддается переработке, что позволяет использовать его повторно, снижая негативное воздействие на окружающую среду. Утилизация и вторичная переработка полипропилена возможны при температуре плавления, и это позволяет создавать новые изделия, снижая потребность в первичном сырье. Такая экологическая устойчивость полипропилена соответствует современным требованиям к упаковочным материалам и поддерживает усилия по сокращению пластиковых отходов.

Оборудование для производства пакетов

Процесс изготовления полипропиленовых пакетов включает несколько этапов, каждый из которых требует использования определенных машин и установок для экструзии, формовки, резки и запечатывания. Ниже описаны основные типы оборудования, применяемые на производстве ПП-пакетов.

1. Экструдеры для производства пленки.

Процесс начинается с экструзии полипропиленовой пленки, которая будет служить основой для пакетов. В экструдер загружается гранулированный полипропилен, который плавится при температуре около 160-180°C. Экструдеры могут быть одно- и многослойными (коэкструзионными), что позволяет получать как однослойные, так и многослойные пленки для упаковки, обеспечивая разные свойства и плотность материала. На выходе из экструдера расплавленный полипропилен формируется в тонкую пленку через формующую головку и охлаждается, образуя основу для пакетов.

• Одношнековые экструдеры используются для однослойной пленки.
• Многослойные экструдеры применяются для производства коэкструзионной пленки, которая обеспечивает повышенную прочность и стойкость.

2. Машины для раздува пленки (Blown Film Machines).

После экструзии пленка проходит стадию раздува, где из расплава формируется пузырь, который растягивается, превращаясь в полотно пленки нужной ширины и толщины. Раздувные машины оборудованы специальными кольцами для подачи охлажденного воздуха, который стабилизирует пленку и поддерживает равномерность толщины. Раздувной метод используется для получения более прочной пленки с улучшенными механическими свойствами.

3. Ламинаторы (для многослойной пленки).

Если требуется усиленная многослойная пленка, пленку дополнительно ламинируют. Ламинирование может включать соединение двух слоев ПП или слоев с другими материалами, такими как полиэтилен или бумага, для улучшения барьерных свойств. Ламинаторы оснащены нагревательными валами и прессующими роликами, которые склеивают слои при высоких температурах, что улучшает влагостойкость и устойчивость упаковки.

4. Машины для флексопечати.

Флексографические печатные машины наносят на поверхность пленки нужный рисунок или логотип. Эта стадия важна для брендинга и идентификации продукции. Флексопечать подходит для печати на гибких материалах, таких как полипропиленовая пленка. Печатные машины оснащены системой роликов, которые обеспечивают равномерное нанесение краски. Современные машины позволяют наносить изображения высокой четкости, что важно для коммерческой упаковки.

5. Установки для резки и сварки.

После того как пленка готова и, при необходимости, покрыта печатью, ее нарезают на листы или ленты нужных размеров. Для этого используются автоматизированные резательные установки. Сварочные машины соединяют края пленки, формируя боковые или нижние швы пакетов. Эти швы обеспечивают прочность и герметичность упаковки.

• Термическая сварка: Пакеты свариваются при помощи тепла, которое плавит полипропилен и создает прочное соединение.
• Ультразвуковая сварка: Используется для особо прочных швов и создает аккуратные и надежные соединения.

6. Машины для производства фасонных пакетов.

Для создания пакетов особой формы (например, пакетов с вырубными ручками, зип-лок застежками) применяются специализированные машины. Оборудование может выполнять дополнительные операции, такие как вырубка ручек, вставка застежек и усиление краев пакета. Такое оборудование особенно важно для производства упаковки премиум-класса или для продуктов с высокими требованиями к удобству использования.

7. Устройства для контроля качества.

Для обеспечения соответствия продукции стандартам качества на каждом этапе производства установлено оборудование для контроля параметров. Например, датчики толщины пленки измеряют равномерность слоя, а сканеры проверяют точность нанесения печати. Специальные оптические системы контролируют наличие дефектов на поверхности пленки. Это помогает производителям гарантировать высокое качество готовых пакетов, особенно при массовом производстве.

8. Машины для укладки и упаковки готовых пакетов.

После всех этапов готовые пакеты укладываются в стопки, сворачиваются или складываются по заданной форме, а затем запечатываются для транспортировки. Укладочные машины могут быть полностью автоматизированными и запрограммированными на укладку и упаковку пакетов в коробки или паллеты для удобства при дальнейшей транспортировке.

Процесс изготовления упаковки из ПП

Упаковочные материалы из ПП производят на специальном оборудовании. Модель станка подбирается под тип сырья и продукции.

Представим технологический процесс изготовления поэтапно:

1. Подготовка сырья. Первичные гранулы смешиваются со вторичными в различных пропорциях. Вводятся красители, специальные добавки для придания определенных качеств, например, карбонат кальция для дополнительной жесткости.
2. Экструдирование (расплавление). Гранулы поступают в экструдер, где нагреваются до нужной температуры (в зависимости от желаемых свойств). Минимальная — +180 градусов, для плоских нитей — до +260 градусов. Затем расплавленное сырье проходит сквозь насадки со щелевидными выходными отверстиями. Если нужно сформировать пленку в виде рукава, применяется кольцеобразная насадка.
3. Формирование, нарезка нитей заданной ширины, толщины. Затем их необходимо вытянуть, охладить, закалить, намотать на катушки. Чтобы придать пленке определенные свойства, ее закрепляют в блоке стабилизации — там она удлиняется, растягивается, а потом сматывается в рулон.
4. Изготовление полотна на программируемом ткацком станке, который регулирует плотность натяжения нитей, ширину полотна. Но, если вместо нитей используется пленка, рулон подается прямо в пакетоделательную машину с ЧПУ.
5. Печать изображений (если это предусмотрено). Для этого пленка ПП или ткань сматываются в рулон, надеваются на вал пакетоделательной машины. Как вариант, в офсетное оборудование могут заряжаться уже готовые изделия.

Затем следуют заключительные стадии:

• Заготовку раскраивают.
• Изготавливают саму упаковку — подворачивают края, сшивают либо спаивают швы, формируют горловину. Внутрь изделия могут помещаться бумажные или полиэтиленовые вкладыши, прикрепляться ручки и др.
• Полученные изделия упаковывают, фасуют, формируют в пачки, уплотняют, передают для хранения и использования на склад. В одной пачке может быть от ста до тысячи пакетов.

Сырье для изготовления полипропиленовых пакетов

Упаковка производится из ПП гранул полипропилена первичной и вторичной переработки или их смеси. Первичное сырье производят при помощи крекинга нефтепродуктов (необходимы катализаторы). Это более дорогостоящее сырье, но и более прочное, с низким уровнем влагопоглощения. Минус — трескается на холоде.

Для производства вторичных гранул полипропилена используют бытовой мусор (пластиковые бутылки, крышки, мешки), отходы производства. Из такого сырья получают менее жесткие тканые изделия.

Упаковка производится на пакетоделательных автоматах, в которые заправляются рулоны пленки или ПП полотно. Материал отличается по цвету:

• зерна первичной переработки обычно белые;
• вторсырье — зеленое;
• смешанный состав окрашен в оттенки серого, в зависимости от соотношения гранул.

Полиэтилен первичной переработки предназначен для более качественных и дорогих изделий. Чтобы снизить себестоимость, повысить упругость материала, добавляют сырье, полученное из отходов.

У продукции из полипропилена есть масса преимуществ — прочность, практичность, удобство в применении. Имеется и серьезный недостаток — сложность и высокая себестоимость переработки. Для утилизации нужно дорогое оборудование, большие производственные площади.

Процесс изготовления пакетов