Что такое полиэтилентерефталат? 

Когда спрашивают про ПЭТ, первое, что приходит в голову большинству — бутылки для напитков. И это правильно, но лишь на поверхности. На деле, если копнуть вглубь производства, особенно в сегменте гибкой упаковки, понимаешь, что полиэтилентерефталат — это целая вселенная со своими нюансами, подводными камнями и, что уж греха таить, распространёнными заблуждениями. Многие, даже некоторые коллеги по цеху, считают его просто ?кристально чистым пластиком?, но забывают про аморфный ПЭТ, про его поведение при разных температурах ориентации, про адгезию к чернилам и клеям… Вот об этих тонкостях, которые не прочитаешь в сухом учебнике, а понимаешь только на практике, и хочется порассуждать.

Не только бутылки: ПЭТ в гибкой упаковке

Да, бутылочный ПЭТ — это, по сути, ориентированная плёнка, и технология там отработана до автоматизма. Но в ламинатах для пищевых продуктов, скажем, для упаковки чипсов, кофе или замороженных полуфабрикатов, мы работаем с ПЭТ-плёнкой совсем иначе. Толщина, степень кристалличности, поверхностная обработка — всё играет роль. Помню, лет семь назад был заказ на высокобарьерную упаковку для дорогого кофе. Клиент хотел идеальный глянец и максимальный срок годности. Взяли стандартную 12-микронную ПЭТ-плёнку, заламинировали с ПЭ и фольгой — вроде бы всё по учебнику. Но при тестовой флексе на упаковочной линии — микротрещины в местах сгиба. Оказалось, что именно для такого типа упаковки нужна была плёнка с несколько иными реологическими свойствами, менее хрупкая после металлизации. Пришлось вместе с поставщиком сырья подбирать режимы вытяжки.

Именно в таких ситуациях понимаешь ценность поставщиков, которые не просто продают плёнку, а вникают в конечное применение. Вот, к примеру, китайская компания ООО Сычуань Бошилун технология (сайт boslon.ru), которая как раз специализируется на композитных материалах для упаковки. В их описании прямо указано, что они фокусируются на R&D, и это не просто слова. Когда у тебя производственная площадка в 51 акр и инвестиции в сотни миллионов, ты можешь позволить себе экспериментировать с рецептурами и структурой плёнки. Для нас, переработчиков, такой подход — спасение. Не нужно десять раз объяснять, зачем тебе ПЭТ с модифицированной поверхностной энергией для печати УФ-чернилами — они уже предлагают готовые решения, потому что сами сталкивались с такими задачами.

Поэтому мой главный вывод здесь: ПЭТ для гибкой упаковки — это не бутылочный ?брат?. Это самостоятельный материал, чьи свойства жёстко завязаны на последующие технологические операции: печать, ламинацию, резку. Ошибка в выборе типа плёнки на старте гарантированно выльется в проблемы, причём часто на самом последнем этапе, когда вся партия отпечатана и заламинирована. Дорогое удовольствие.

Миф о ?простоте? переработки

Сейчас все говорят об экономике замкнутого цикла, и ПЭТ в этом плане — один из флагманов. Но опять же, есть громкий медийный образ — сбор бутылок, грануляция и новая бутылка. С гибкой многослойной упаковкой, где ПЭТ соседствует с полиэтиленом, клеями и чернилами, всё в разы сложнее. Технически выделить чистый полиэтилентерефталат из такой структуры — задача нетривиальная и часто экономически невыгодная на текущем этапе.

Мы сами несколько лет назад участвовали в пилотном проекте по рециклингу собственных отходов — обрезков ламината. Дробили, пытались промывать, сепарировать… Результат был плачевным: полученный материал был непригоден для производства ответственной первичной упаковки. Максимум — на какие-нибудь технические изделия. И главная загвоздка была даже не в полиэтилене, а в остатках клея и адгезива, которые ?отравляли? всю массу, делая её непрозрачной и с нестабильными характеристиками вязкости.

Это не значит, что работа не ведётся. Как раз такие компании, как упомянутая ООО Сычуань Бошилун технология, вкладываются в исследования композитных материалов. Возможно, их цель — не столько механический рециклинг, сколько разработка таких структур, которые либо легче разделяются, либо изначально содержат вторичное сырьё без потери барьерных свойств. Их позиция как предприятия первого эшелона в Китае обязывает смотреть в эту сторону. Но на сегодня говорить о простой и дешёвой переработке ПЭТ из гибкой упаковки — это выдавать желаемое за действительное. Пока что это скорее энергетическая утилизация, увы.

Температура — лучший друг и злейший враг

Вся магия и все проблемы с ПЭТ крутятся вокруг температуры стеклования (Tg), которая находится в районе 70-80°C. Это та точка, после которой материал из жёсткого и хрупкого становится более податливым. В процессе производства плёнки это используется для ориентации — одноосной или двуосной, что придаёт прочность. Но для нас, упаковщиков, это создаёт массу бытовых сложностей.

Классический пример: упаковка для продуктов, которые нужно разогревать в микроволновке или в духовке. Клиент требует: ?Хочу, чтобы пакет не деформировался при 100°C?. Чистый ПЭТ на такое не способен — он начнёт давать усадку. Приходится идти на хитрости: либо использовать специальные термостойкие сорта (которые дороже), либо создавать многослойную структуру, где ПЭТ работает как каркас, а внутренний слой из другого материала принимает термический удар. Однажды мы делали упаковку для готовых обедов, которые разогреваются в паровых шкафах. Не учли, что пар может прогревать упаковку выше Tg, и партия дала усадку на швах. Пришлось срочно пересматривать структуру ламината, добавляя теплостойкий слой.

С другой стороны, эта же температурная чувствительность позволяет делать усадочные этикетки и термоформовку. Но здесь нужна ювелирная точность в настройке оборудования. Разница в 5-10 градусов в печи усадки может привести либо к неполной усадке, либо к ?пережариванию? плёнки, потере глянца и прочности. Всё приходит с опытом, часто горьким.

Печать и адгезия: невидимая битва на поверхности

Ещё один практический аспект, о котором молчат общие статьи, — это подготовка поверхности ПЭТ-плёнки для печати и ламинации. Полиэтилентерефталат, особенно если он не прошел дополнительную обработку, имеет довольно инертную, низкоэнергетическую поверхность. Краска или клей могут просто скатываться с него, как вода с жирной сковороды.

Поэтому практически вся ПЭТ-плёнка для упаковки подвергается коронному разряду или химической обработке. Но и тут есть нюансы. Степень обработки (так называемое значение surface tension) должна быть строго подобрана под конкретные краски и клеи. Однажды мы получили партию плёнки, которая по паспорту имела отличные показатели. Но при печати флексографией краска ложилась пятнами. Оказалось, поставщик изменил параметры обработки, сделав её чуть слабее, а наши чернила были рассчитаны на более высокую энергию поверхности. Мелочь? Нет, простой печатной машины на сутки и потеря материала.

Компании-производители, которые имеют полный цикл от разработки до продажи, как ООО Сычуань Бошилун технология, часто предлагают уже готовые решения — плёнку, заточенную под конкретный тип печати (флексо, глубокая) или ламинации. В их случае, судя по масштабам (годовой объём производства почти 90 миллионов юаней), они могут себе позволить содержать лабораторию, которая тестирует адгезию на реальных производственных клеях. Для конечного заказчика это снижает риски. Ведь в итоге важно не то, насколько чистый ПЭТ, а насколько прочно и красиво к нему пристанет краска и соседний слой в ламинате.

Будущее: био-ПЭТ и другие модификации

Сейчас много шума вокруг так называемого био-ПЭТ, который частично производится из растительного сырья (например, из сахарного тростника). Важно понимать: химически это тот же самый полиэтилентерефталат. Его свойства идентичны. ?Био? здесь относится только к происхождению сырья, а не к способности к биологическому разложению. Это часто вводит в заблуждение.

С практической точки зрения, для нас, производителей упаковки, переход на такой материал упирается в два фактора: стоимость и доступность. Пока что он дороже. Но в премиальных сегментах, особенно в Европе, где важен carbon footprint, спрос уже есть. Думаю, крупные игроки, в том числе и китайские, уже присматриваются к этому направлению. Если компания типа Бошилун заявляет о focus на R&D, то разработка и тестирование упаковочных решений на основе био-ПЭТ — это логичный следующий шаг для сохранения конкурентоспособности на международном рынке, особенно для упаковки пищевых продуктов и медицины, которые они указали в своей специализации.

Кроме того, я вижу будущее в функциональных модификациях: ПЭТ с повышенным барьером к кислороду (за счёт нанокомпозитов), с антимикробными свойствами для медицинской упаковки, с улучшенной прозрачностью для витринного эффекта. Всё это уже не фантастика, а коммерчески доступные опции. Вопрос лишь в том, насколько быстро они перекочуют из категории ?премиум? в стандартный ассортимент поставщиков. И здесь опять всё решит практика: будут ли эти модификации действительно решать проблемы заказчиков или остануться маркетинговой фишкой.

Вот так, если обобщить, для меня полиэтилентерефталат — это не абстрактный полимер из учебника. Это живой, капризный, но невероятно эффективный материал, с которым нужно уметь договариваться. Каждый его грамм в ламинате должен быть оправдан, а каждое свойство — просчитано на три шага вперёд, с учётом всей цепочки: от экструзии плёнки до момента, когда потребитель вскроет упаковку. И самый ценный опыт — это тот, что получен не в идеальных лабораторных условиях, а на производстве, когда что-то идёт не так и нужно срочно искать причину и решение. Именно такой опыт и делает разницу между просто материалом и рабочим инструментом.