На улицах городов, на рынках и в парках можно наблюдать неприятную картину. Ветер гоняет разноцветные пакеты от употребленных нами продуктов. Все же недостаточно мы цивилизованы, чтобы выбросить полиэтиленовый пакет в урну.
Применение полиэтилена сейчас повсеместное из-за его практичности. Однако, от него происходит весьма серьезная экологическая проблема. Для естественного распада полиэтилена нужны годы, а в случае уничтожения огнем, полиэтилен отравляет атмосферу ядовитыми газами. Нельзя сбрасывать со счетов и парниковый эффект от выделения большого количества тепла при сжигании.
Гонка за дешевизной упаковки когда-нибудь доведет нас до крайности. Но так было не всегда, если вспомнить, что «прародителем» полиэтилена был целлофан. Его изготовление значительно более трудоемкое и дорогое. Поэтому целлофан в свое время был вытеснен более «перспективными» технологиями.
Нам остается только надеяться, что усилия экологов вернут в обиход прекрасный экологически чистый материал, которым является целлофан. Не нужно путать целлофан с полиэтиленом, это разные материалы по природе и по свойствам.
Впервые целлофан изготовил швейцарец Жан Эдвин Бранденбергер в 1908 году. По роду своей деятельности, как химик-текстильщик, Бранденбергер задался целью избавить себя от вида скатертей облитых кофе в любимом кафетерии. Утренняя чашка кофе наводила на него тоску, от переполнявшего его отвращения к грязному белью, он решил пропитать обычную скатерть тонким слоем целлюлозы.
Первые опыты его не удовлетворили. Ткань становилась толстой и ломкой. Увеличение слоя не давало нужной прочности. Пока однажды он не заметил, что слишком толстый слой целлюлозы отстает от ткани и создает свою прозрачную пленку. При достаточной пластификации можно не пропитывать ткань, а делать тонкий прозрачный материал. Что может быть проще, чем застелить белоснежную скатерть прозрачной пленкой, которая не боится воды?
Так впервые в любимом кафетерии Бранднбергера скатерти стали радовать глаз своей чистотой и опрятностью. Название новому материалу дал изобретатель. Слово целлофан состоит из двух слов. Слова «целлюлоза» и греческого «фанос» – прозрачный. Прозрачная целлюлоза надолго завоевала симпатию производителей продуктов питания. Первое промышленное производство целлофана освоили предприниматели из Франции. С 1913 г. целлофан начал свое путешествие по миру.
Сейчас целлофан переживает новую волну популярности среди ценителей чистых продуктов. Дорогие сорта колбас, кондитерских изделий и элитных сортов хлеба упаковываются только в целлофановую обертку. Достоинство целлофана состоит в том, что продуты в такой упаковке сохраняются дольше из-за достаточной влагопроницаемости, чего не скажешь о полиэтилене или лавсане.
Оказалось, что эстетические предпочтения швейцарского текстильщика стали причиной великого открытия.
С чего же началась история пакета? Некоторые источники утверждают, что эта история началась с развитием розничной торговли в городах. Именно тогда у владельцев лавок и магазинов встала потребность в упаковке сыпучих продуктов.
Бумажный пакет
А произошло это в середине 19 века в старой, доброй Великобритании. Предприимчивые великобританцы, воспользовались изобретением своего соотечественника, Уильям Гудейла, машиной для производства пакетов из бумаги, и начали изготовление бумажных кульков. Кульки это конечно не совершенное изделие, но на тот момент оно существенно облегчало переноску покупок.
Уже позже, другой изобретатель, Лютер Кроуэлл, в 1870 году, придумал бумажный пакет с плоским дном, что очень понравилось покупателям, - пакет получил еще более широкое распространение. Потом на пакеты стали наносить печать, что позволило владельцам магазинов использовать их не только как упаковку, но и как место для своей рекламы. Еще позже к пакету приделали ручки, от чего использование их стало еще удобней.
Бумажные пакеты и по сей день используются, но их давно уже потеснили и заняли лидирующие позиции полиэтиленовые пакеты.
История полиэтилена
Истории полиэтилена более 100 лет. Но кто же первым его получил и когда? Здесь точки зрения расходятся.
Одни говорят, что его случайно, в 1899 году получил немецкий ученый по имени Ганс фон Пехманн. Назвал он его полиметиленом, но это вязкое смолистое вещество практического применения не нашло.
Другие утверждают, что первые попытки получения полиэтилена были предприняты еще в 1884 году русским ученым Г. Г. Густавсоном, который применил метод полимеризации под воздействием бромистого алюминия. Однако полного эффекта он не достиг. В результате его опытов получались низкомолекулярные продукты, представляющие собой густую жидкость.
Но так ли это важно, кто был первый, тем более что и в первом и во втором случае эти открытия были недооценены и забыты. Лучше посмотрим, кто же открыл для нас тот полиэтилен, который мы применяем в настоящее время. Но и здесь нет однозначного ответа!
Кто-то уверен, что это сделали, в 1933 году, инженеры Эрик Фосет и Реджинальд Гибсон из химического треста ICI, спустя два года ими были созданы мощности для производства промышленного полиэтилена и вскоре после этого он был использован в производстве телефонного кабеля, а кто-то уверен, что впервые полиэтилен был получен в 1936 году английским исследователем Е. Фосеттом и советским ученым А. И. Динцесом и 1939 году в Англии полиэтилен стал использовался также для производства кабеля с полиэтиленовой изоляцией.
Но и это не столь важно, важно, что сейчас у нас есть полиэтилен.
Полиэтиленовый пакет
А вот первый полиэтиленовый пакет появился в США в 1957 и был это простой фасовочный пакет, который использовали для упаковки хлеба. Полиэтиленовая фасовка, благодаря своим свойствам, быстро стала популярной и уже совсем скоро полиэтиленовая упаковка потеснила бумажные пакеты - в 1966 году уже 30 % хлебобулочных изделий в США фасовались в полиэтиленовые пакеты.
В США начался полиэтиленовый бум, плавно перешедший Европу. В 70х годах появились первые пакеты с ручками и уже тогда Западная Европа производила 11,5 миллионов пакетов в год. В начале 80-х появился популярный ныне пакет «майка» и к 1996 году полиэтиленовые пакеты заняли 80% рынка упаковки.
Как получают полиэтилен
Так что же это за чудо материал - полиэтилен? И как его получают?
Полиэтилен является термопластичным искусственным материалом, который производится посредством полимеризации газообразного этилена при высоком давлении и высокой температуре. Полимеризация, говоря простым языком, это процесс образования высокомолекулярного вещества-полимера, путем присоединения к молекуле полимера низкомолекулярных веществ, таких, как мономер и олигомер. Этилен это газообразное вещество, получаемое путем термической обработки различного углеводного сырья, например газообразного, этана, пропана, бутана или жидкого углеводного сырья - низкооктановые фракции прямой перегонки нефти.
Как правило полиэтилен получается в виде гранулята (куски тонкой нити материала) и реже в виде порошка. Именно в таком виде, в виде гранулята, полиэтилен должен быть предоставлен для производства пленки.
Как производят пленку
Изготавливают полиэтиленовую пленку, в основном, методом экструзии, проще говоря, методом нагрева и выдавливания. Полиэтиленовая пленка получается относительно прозрачная, без запаха и вкуса, непроницаемая для воды и пара, прочная, эластичная даже при температуре 0 градусов по Цельсию.
Полиэтиленовая пленка может иметь плоскую или рукавную форму. Рукавный материал легко обрабатывается в сумки, пакеты, мешки, а плоскую форму полиэтилена используют в качестве оберточно-упаковочного материала.
Машина для производства полиэтиленовой пленки называется экструдер. Для производства рукавной пленки и плоской пленки используют экструдера с одним и тем же принципом работы, только для выдавливания рукавной пленки применяют экструдер с круглой фильерой, а для плоской пленки применяют фильеру с широкой прорезью. Фильеру по другому называют «голова»: кольцевая голова и плоская голова.
Сейчас можно остановиться на устройстве экструдера, чтобы понять принцип его работы (на примере экструдера с кольцевой головой). Но лучше, конечно, его один раз увидеть.
По сути, экструдер - это выдувная печь с вращающимся внутри шнеком (вал, принцип мясорубки), который приводится во вращательное движение при помощи мощного двигателя. Вокруг корпуса шнека располагаются кольцевые электронагреватели, это и есть печь. С помощью вращения и пневмонасоса, шнек забирает гранулят полиэтилена из загрузочной воронки (бункера) и транспортирует его через трубу экструдера. Кольцевые электронагреватели обеспечивают необходимую температуру плавления, а особенная конструкция шнека позволяет добиться хорошего перемешивания и гомогенизации (создание устойчивой во времени однородной структуры).
Далее через фильтр из мелкоячеистой проволочной сетки, полиэтилен выдавливается через кольцевую голову наружу. Пленка выходит из головы в виде рукава и вытягивается вверх, после чего рукав необходимо раздуть изнутри, с помощью воздушного компрессора, в результате мы получим что-то похожее на рюмку. После раздува, с помощью воздуходувки и обдувочного кольца, пленку сразу же надо охладить снаружи до температуры застывания полиэтилена.
Вытягивается пленка с помощью блока сдавливания и герметизации, состоящего из резинового и металлического валов, через деревянную решетку-ловушку. И через транспортер пленки (последовательно расположенные ролики) пленка наматывается на вал, в рулон.
Еще очень важный момент, полиэтиленовая пленка не может запечатываться (возможность печати на пленки), если предварительно не обработана её поверхность. Для этого её обрабатывают коронным разрядом.
Полиэтиленовая упаковка в нашей стране
Полиэтиленовая упаковка, в частности пакеты, появились в нашей стране, относительно не так давно, в прочем, как и многое другое. И действительно, если вспомнить с чем мы ходили за покупками в магазин… с чем? С тряпочными сумками, сетками, авоськами, да и весь мир с ними ходил пока люди не заменили их на полиэтиленовые пакеты! Существовала даже специальная металлическая сетка для яиц. А теперь её нет. Сейчас во всем мире правит полиэтиленовая упаковка.
Первые полиэтиленовые пакеты, попадавшие в нашу страну, становились объектом спекуляций. Люди очень бережно относились к пакетам - берегли их, стирали, сушили. Им было тяжело расставаться с необычной и яркой упаковкой - ее использовали практически до полного износа.
Позже начали появляться первые установки, способные производить полиэтиленовые пакеты. Как правило, это были импортные агрегаты, имевшие достаточно солидную стоимость и не один год эксплуатации за плечами. Но спрос на полюбившиеся пакеты был настолько большой, что даже приобретение подержанных аппаратов по завышенным ценам, приносило немалые финансовые выгоды.
В стране начали активно появляться предприятия и местные «Кулибины», которые в противовес зарубежным аналогам производили собственные установки, копируя их с подвернувшихся импортных образцов. Порой в своем творчестве отечественные производители придумывали довольно оригинальные образцы, не уступающие в функционалности импортным, но имеющие значительно более низкую цену. Страну постепенно и неуклонно начал накрывать бум полиэтиленовой упаковки.
Примеры оборудования:
Ручной настольный запайщик импульсного нагрева Н-400, Н-600
. Напольный запайщик импульсного нагрева ЗПИ-500 ... ЗПИ-2500
И сегодня мы переживаем период, когда полиэтилен стал нормой жизни и неотъемлемой частью любого товара. Мы привыкли к одноразовым пакетам в супермаркетах и на рынках, которые используем ровно столько, сколько нужно времени, чтобы донести покупки домой, к хлебобулочным и кондитерским изделиям в красочных пакетах, к мусорным мешкам, к полиэтиленовым ящикам и термоусадочным упаковкам. Товар, не запаянный в разноцветную полиэтиленовую обертку, нынче воспринимается как нечто дешевое и не заслуживающее внимания.
Мы так увлеклись доступной и удобной упаковкой, что породили для себя другую проблему - проблему окружающей среды. Украина уже начинает ощущать на себе оборотную сторону массового использования полиэтилена - в связи с его длительным периодом распада наносится невосполнимый ущерб флоре и фауне нашей страны.
Целлофан – экологически безопасный упаковочный материал. Из него изготавливают эластичную пленку нескольких видов, а также пакеты, которые используют для упаковки кондитерских изделий, парфюмерной и табачной продукции, молочных и мясных изделий. Преимущество материала — возможность осматривать упакованный товар, не прикасаясь к нему руками. Также его применяют в декоративных целях, изготовлении детских и елочных игрушек.
Что такое целлофан, целлофановый пакет и пленка
Целлофан – это пленочный материал, получаемый в процессе раствора вискозы в разбавленном растворе гидроксида натрия, используемый для упаковки продуктов питания.
Вискозная пленка устойчива к жирам, имеет низкую газопроницаемость, повышенную гигроскопичность и набухаемость в воде. Благодаря этим свойствам она способна впитывать в себя лишнюю влагу, жировые компоненты, не допускать проникания воздуха внутрь упаковки.
Целлофан (иногда его называют салофан) обладает жиро- и влагоустойчивыми свойствами. Его используют при изготовлении целлофановых пакетов и пленок, а также вискозной оболочки для мясной продукции.
Интересно : Целлофан был изобретен в начале ХХ века швейцарским текстильным инженером Бранденбергом, который, в ходе научного эксперимента, смог создать вискозную пленку. Впоследствии он сконструировал специальный аппарат, производивший целлюлозную пленку. После этого началось массовое промышленное изготовление упаковочного материала из целлюлозы во многих странах Европы. Механизм, занимавшийся его изготовлением, приобрел название Cellophane.
Целлофановая пленка — один из самых дешевых материалов, применяемых в пищевой промышленности для упаковки и обтяжки продуктов питания. Она прозрачна, устойчива к действию концентрированных содовых и разбавленных кислотных растворов. Этот полимер природного происхождения обладает свойствами, позволяющими сохранять вкусовые качества продукта длительное время. Применяемая в промышленности пленка бывает лакированной и обычной, имеет толщину от 20 до 40 мкм.
Целлофановый пакет – это фасовочный упаковка, изготовленная из целлофановой пленки.
Изначально такие пакеты предназначались для упаковки продуктов питания из-за своей экологичности и безопасности.
Из чего делают целлофан
Производство целлофана – долгий и трудоемкий процесс. Он реализовывается с помощью сложного механизма – целлофановой машины. Целлофан делают из целлюлозы, путем двусторонней коагуляции и последующего разложения зрелой вискозы. Полученную в результате такого процесса пленку промывают, освобождают от серы, при необходимости — отбеливают.
Целлофановая пленка жироустойчива, не пропускает воздух. С целью повышения влагостойкости и термосвариваемости вискозную пленку покрывают лаком. Таким образом целлофан делится на обычный и лакированный – каждый из этих видов имеет высокую практичность. Существенное практическое значение имеет сочетание нескольких видов целлофана между собой.
Применение целлофана
В обычные целлофановые пакеты упаковывают сухие продукты – хлебобулочные и кондитерские изделия, а также свежие и маринованные овощи. Для повышения качества и износостойкости пленку лакируют. Для этого используют нитроцеллюлозный или полихлорвиниловый лак. Процесс лакирования позволяет уменьшить гигроскопичность пакета, тем самым сделав его более водостойким, и повысить стойкость при нагревании. К подобным пленкам относится и пищевой целлофан в рулонах на целлюлозных гильзах.
Целлофановые пакеты – весьма популярная, но, к сожалению, на данный момент достаточно редкая упаковочная тара. До ее изобретения продукты питания упаковывали в совершенно непрозрачную бумагу, поэтому момент изобретения целлофановых пакетов и упаковки в целом стал настоящим промышленным взрывом. Несмотря на это, небольшие целлофановые пакетики и пакеты тяжело назвать очень прочными. Места разрыва легко расходятся и не подлежат устранению.
Также из целлофана производят оболочки для мясных изделий, например, колбасы. Колбасные изделия выпускаются в вискозных оболочках, являющимися, по сути, склеенным целлофаном. Такая оболочка чаще всего носит название вискозно-армированной, ее промышленное производство было запущено в начале XX века на территории США и Германии. Такая оболочка называется фиброузной. Она имеет разные степени адгезии (прилипания), а также обладает различными свойствами, например, может препятствовать развитию плесени.
Чем отличается целлофановый пакет от полиэтиленового
Из-за схожего внешнего вида целлофановую упаковку очень часто путают с полиэтиленовой. Однако это разные вещества, имеющие различный состав и лишь внешне немного похожие друг на друга. Целлофан – это природный, экологически чистый материал, который получают при переработке целлюлозы. Полиэтилен изготавливается с помощью химического синтезирования газообразного углеводорода этилена.
Целлофановые и полиэтиленовые пакеты имеют несколько отличий:
- Целофановый пакет — жесткий и шуршащий, полиэтиленовый напротив – мягкий и, по тактильным ощущениям, кажется жирным.
- При изготовлении целлофанового пакета используется чистый глицерин, поэтому конечная упаковка имеет сладковатый вкус.
- При воздействии высоких температур целлофановый пакет съеживается в комок, полиэтиленовый – горит и дымится.
- На целлофане краска держится гораздо дольше и крепче, чем на полиэтилене.
Дешевый полиэтилен активно используется с середины ХХ века, что привело к постепенному вытеснению целлофановой упаковки. Процесс производства материала из целлюлозы является гораздо трудоемким и затратным, нежели процесс изготовления полиэтилена.
Взаимодействие с окружающей средой, утилизация целлофана
Целлофан – экологически безопасное вещество, не требующее длительного разложения и специфичной утилизации. Для мировой экологии целлофановая тара менее опасна, чем, например, полиэтиленовая, поскольку является натуральным материалом и способна к безопасному гниению. Полиэтиленовые пакеты не поддаются естественному разложению, чем наносят огромный вред, загрязняя окружающую среду. Концентрация токсичных веществ в полиэтиленовых упаковках достаточна для их отрицательного воздействия на окружающую среду.
Для сравнения – срок утилизации полиэтилена не обозначен, а его существование в природе исчисляется несколькими сотнями лет. Целлофан же, как продукт переработки целлюлозы, разлагается в течении 4 лет, не оставляя после себя токсичных веществ.
Несмотря на достаточную практичность и безопасное влияние на окружающую среду, производство целлофана вытеснено производством полиэтиленовой упаковки – гораздо более дешевого, но при этом – экологически опасного материала. Существует серьезный вопрос запрета использования полиэтилена и замены его на целлофан. Такие инициативы уже приняты во многих странах или же рассматриваются на государственном уровне.
Изобретатель
: Жак Эдвин Бранденберг
Страна
: Швейцария
Время изобретения
: 1908 г.
Целлофан (от целлюлоза и греч. φᾱνός - светлый) - прозрачный жиро и влагоустойчивый плёночный материал, получаемый из вискозы. Иногда целлофановыми неправильно называют упаковочные изделия (пакеты, товарную упаковку) из полиэтилена, полипропилена или полиэфиров. Это разные материалы с совершенно разными свойствами.
Целлофан был изобретён Жаком Эдвином Бранденбергером, швейцарским текстильным инженером, между 1908 и 1911 годами. Он намеревался создать влагонепроницаемое покрытие для скатертей, спасающее их от пятен. В ходе экспериментов он покрыл ткань жидкой вискозой, но получившийся в результате материал был слишком жёстким для использования как скатерть.
Однако покрытие хорошо отделялось от тканевой основы, и Бранденбергер понял, что ему найдется другое применение. Он сконструировал машину, производившую листы вискозы.
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. После некоторых доработок целлофан стал первой в мире относительно устойчивой к воде гибкой упаковкой.
Так на упаковочной сцене появился новый персонаж - прозрачная влаго- и воздухонепроницаемая пленка, пригодная для хранения пищевых продуктов. Свежесть содержащегося в целлофане товара уже не была столь иллюзорной, как первых два качества. Целлофановая пленка за счет своей герметичности действительно способствовала сохранению свежести продукта, что особенно ощущалось при упаковывании в пленку разделанного мяса.
Еще одним достоинством целлофана является то, что упаковка из него дает возможность покупателю подержать товар в руках и осмотреть его со всех сторон без ущерба для товарного вида продукта. Если раньше покупатель не мог взять в руки с прилавка, например сдобную булочку, а потом положить ее обратно и уйти, то с появлением булок, упакованных в целлофан, это стало возможным.
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. Блеск окружает товар своего рода волшебным ореолом, создает ощущение новизны продукта, притягивает взгляд. Покупатель, конечно, догадывается, что блестит далеко не сам продукт, но это не мешает ему выбирать товар в блестящей упаковке. Известны случаи, когда для оживления вялой торговли в магазине продукты заворачивали в целлофан — и торговля шла на несколько порядков быстрее.
Использование целлофановой упаковки придает покупателю уверенность в чистоте продукта. Особенно четко этот эффект проявлялся при упаковывании в целлофан детских игрушек. Родителям казалось, что ничьи руки еще не касались игрушек, доставаемых из заваренной целлофановой упаковки.
У нас же все опоздало почти на 50 лет. Целлофановые и в СССР начали входить в домашний обиход с конца семидесятых. 
До этого продукты в магазинах упаковывались в бумагу, от мяса и масла до промтоваров, сыпучие продукты — в кульки из плотной серой бумаги, крупные товары обвязывались веревками или шпагатом.
Иногда целлофановыми неправильно называют упаковочные изделия (пакеты, товарную упаковку) из полиэтилена , полипропилена или полиэфиров .
История [ | код ]
После разработки новых видов полимерных материалов в 1950-е годы роль целлофана существенно снизилась - он был практически полностью вытеснен полиэтиленом , полипропиленом и лавсаном . Однако значительно бо́льшая экологическая безопасность целлофана благодаря высокой скорости его биологического разложения и отсутствию вредных пластификаторов (глицерин физиологически и экологически безвреден) способствует возрождению интереса к этому упаковочному материалу .
Получение [ | код ]
Целлофан получают из раствора ксантогената целлюлозы . Выдавливая раствор ксантогената в ванну с кислотой через фильеры , получают материал в виде волокон (вискоза) или плёнок (целлофан). Сырьём для получения целлюлозы служит древесина .
Свойства целлофана [ | код ]
- Прочность при растяжении: 35-75 МН/м 2
- Относительное удлинение при разрыве: 10-50 %
- Стойкость к распространению надрыва: 2-20 сН
- Прочность при продавливании по Мюллеру: 5,5-6,5 МПа
- Прочность при ударе: 47 МН/м 2
- Число двойных изгибов до разрушения: 2-6
- Плотность: 1,50-1,52 г/см 3
- Гигроскопичность: 12,8-13,9 %
- Температура начала разложения: 175-205 °С
- Диэлектрическая проницаемость (при относительной влажности воздуха 65 %) в области частот 100 кГц: 5,3
- сильных кислот - плохая
- сильных щелочей - плохая
- жиров и масел - умеренная
- органических растворителей - хорошая
- водопоглощение за 24 ч: 45-115 %
- при высокой влажности - умеренная
- Стойкость к солнечному свету - хорошая
- Теплостойкость: +130 °С
- Морозостойкость: −18 °С
- Горючесть - плавится
Применение [ | код ]
Целлофан в настоящее время изредка используется как упаковочный материал в виде внешней прозрачной плёнки, а также для упаковки дорогих сортов пищевых, кондитерских продуктов, для изготовления оболочки для колбас и сыров, мясо-молочных изделий. При этом сегодня в этой сфере в основном используются БОПП-плёнки , производимые из полипропилена и внешне похожие на целлофан.
Основной недостаток целлофановой упаковки: при надрыве она дальше рвётся практически без усилия, что зачастую неудобно, особенно − для больших фасовок сыпучих продуктов, печенья и т.п.
Экологичность [ | код ]
Целлофановые изделия в природной среде разрушаются, разлагаются значительно быстрее, чем изделия из полиэтилена и лавсана , поэтому не угрожают окружающей среде.
