Виды и методы перфорации плёнки. Про оборудование для микро- и макроперфорирования, а также области применения готовой продукции

Перфорированная плёнка значительно расширяет функциональные возможности упаковочных и укрывных материалов. Её дышащие свойства позволяют воздуху и влаге проникать внутрь коробки, лотка или пакета, благодаря чему продукты сохраняют свою естественную свежесть. На их поверхности не появляется конденсат, поэтому долго не развиваются процессы прения или гниения на поверхности. Благодаря разнообразию методов и областей применения перфорированной плёнки этот материал становится востребованным в современных производственных процессах, поскольку обеспечивает эффективность и долговечность продукции. Для изготовления перфорированной плёнки рынок предлагает развёрнутый ассортимент оборудования с механическими и лазерными технологиями перфорирования.

В этой статье речь пойдёт об упаковочном и укрывном полиэтиленовом полотне с перфорацией. А про самоклеящуюся перфорированную плёнку для окон жилых и коммерческих строений, а также автомобилей расскажем в другой статье.

Что такое перфорация плёнки

Перфорация – это процесс изготовления серии правильно расположенных отверстий одинаковой формы в различных материалах, таких как полиэтилен, металл, кожа и других. Процедура выполняется механическим способом, чаще всего путём прокалывания игольчатыми валками в ходе штамповки или перемотки, а также вырубания прессом. Куда реже перфорация осуществляется сверлением. Последнее время популярной становится лазерная технология.

Цели перфорации на плёнке:

1. Контроль влажности. Отверстия позволяют влаге испаряться, что предотвращает накопление конденсата и защищает продукты от гниения и плесени.

2. Циркуляция воздуха. Обеспечивает доступ свежего воздуха к продуктам, что помогает поддерживать их свежесть и продлевает срок хранения.

3. Защита от перегрева. В случае использования укрывных (мульчирующих) плёнок на открытых грядах или в парниковых конструкциях перфорация позволяет сохранить нужную температуру грунта, улучшая условия роста.

4. Предотвращение образования парникового эффекта. Если использовать непроницаемые плёнки без перфорации, то может возникнуть эффект «парника», что негативно сказывается на качестве продукции.

Размер и частота расположения отверстий зависят от конкретных требований к упаковке или укрытию. Например, для строительных нужд используются плёнки с микроотверстиями, которые практически незаметны глазу, но эффективно выполняют свои функции (называются перфорированными мембранами). А для укрытия сельскохозяйственных гряд аграрии предпочитают мульчирующее полотно с макроотверстиями. 

Виды перфорации

Отверстия в полиэтилене бывают крупными и мелкими. Размер перфорации зависит от нескольких причин, связанных с функциональным назначением и требованиями к материалу.

Микроперфорация

Микроперфорация – множество крошечных отверстий, диаметром 0,5 – 1,5 мм, которые обеспечивают прохождение воздуха сквозь материал. Благодаря этому упакованный продукт получает возможность «дышать», предотвращая скопление влаги и образование конденсата, что защищает содержимое от порчи. Микроскопические отверстия облегчают процесс герметизации пакетов, позволяя воздуху постепенно выходить при их закрытии, снижая вероятность повреждения материала.

Ещё одно преимущество микроперфорации заключается в удобстве вскрытия упаковки – небольшие отверстия помогают легко открыть пакет вручную, без необходимости использовать ножницы или другие инструменты.

Контролируемый уровень влажности внутри упаковки поддерживается за счёт минимальной циркуляции воздуха. Особенно полезны такие пакеты для продуктов, требующих особых условий хранения, таких как свежие овощи и фрукты, которым необходима вентиляция, чтобы избежать появления конденсата.

Пакеты с микроперфорацией подходят для разогрева пищи в микроволновке или варки прямо в упаковке, сохраняя её целостность.

Основные функции микроперфорации включают:

• упаковку горячей продукции, такой как хлеб и выпечка;
• удобство приготовления блюд, например, варку круп в пакете;
• регулирование воздухообмена для скоропортящихся товаров, включая колбасные изделия, зелень и овощи.

Процесс создания микроотверстий осуществляется механическим способом на станках с горячими игольчатыми валками. Например, станок MP-F1000 снискал популярность в производстве отделочных и упаковочных материалов. Он обрабатывает искусственные полотна, рукава, полурукава из полиэтилена, полипропилена и поливинилхлорида (LDPE, HDPE, PP, PVC). Также возможна работа с натуральными материалами – бумага, картон, тонкая кожа.

Макроперфорация

Макроперфорация – это технологические отверстия, которые наносятся на различные виды полимерных материалов, например полиэтилен, ламинированная бумага, полистирольная двухосноориентированная плёнка (LDPE, HDPE, СРР, BOPP). Количество вырубных отверстий на ширину материала может быть от 1 до 6, а их диаметр – от 1,5 до 150 мм. Стоит сказать, что макроперфорация классифицируется по типу рисунка.

Таблица 1. Виды макроперфорации

Плёнка и пакеты с макроперфорацией предназначены для хранения продуктов питания, к которым нужно обеспечить доступ большого объёма воздуха. Это позволяет сохранить свойства продуктов и предохранить их от порчи. Полотна с большими отверстиями используются в качестве укрывного мульчирующего материала для гряд. 

Топ-3 методов перфорирования плёнки

В зависимости от требований к размеру, форме и расположению отверстий применяются различные методы перфорирования. Рассмотрим три основных способа: игольчатый, вырубной и лазерный. Первые два являются контактными (механическими), а последний – бесконтактным.

1. Игольчатая перфорация

Этот метод основан на использовании набора конусовидных (конических) игл, которые прокалывают плёнку, создавая ряд мелких отверстий. Иглы закреплены на специальном барабане, что позволяет создавать отверстия одинакового размера и формы. Если регулировать высоту валка, то можно уменьшать или увеличивать диаметр отверстий, поскольку иглы чаще всего конусные.

Преимущества

• Высокая производительность. Данный метод подходит для массового производства, поскольку позволяет обрабатывать большие площади плёнки за короткий промежуток времени.
• Возможность регулировки плотности перфорации. Расстояние между отверстиями и их количество можно изменять, что даёт гибкость в настройке параметров перфорации.
• Низкая стоимость оборудования. Оборудование для игольчатого перфорирования относительно недорогое и простое в эксплуатации.

Недостатки

• Ограничения форме отверстий. Иголки создают поры круглой формы, что ограничивает возможности дизайна перфорации.
• Риск повреждения плёнки. Чрезмерное давление или неправильная настройка могут привести к разрывам плёнки.

2. Вырубная перфорация

Метод вырубной перфорации предполагает использование штампов или пресс-форм, которые пробивают в плёнке отверстия заданной формы и размера. Штампы могут иметь различную конфигурацию, что позволяет получать разнообразные типы перфорации. Как правило для движения пресс-форм используется давление воздуха, поэтому в описании таких станков часто используется описание «пневматический».

Преимущества

• Возможность получения сложных форм отверстий. Штампы могут быть изготовлены любой формы, что открывает широкие возможности для дизайна перфорации.
• Высокое качество краёв отверстий. Благодаря точному резу края отверстий получаются ровными и аккуратными.
• Минимальный риск повреждения плёнки. Правильный подбор давления и температуры позволяет минимизировать риск разрыва плёнки.

Недостатки

• Более высокая стоимость оборудования. Изготовление фигурных штампов требует дополнительных затрат.
• Ограниченная скорость производства. Процесс вырубки занимает больше времени по сравнению с игольчатым методом.

3. Лазерная перфорация

Лазерная перфорация использует высокоэнергетический импульсный лазер для прожига отверстий в плёнке. Наиболее распространёнными типами луча для этого процесса являются CO2-лазер (углекислотный) и Nd:YAG-лазер (твердотельный). Преимущества

• Высочайшая точность. Лазер позволяет создавать очень мелкие и точно расположенные отверстия.
• Гибкость в дизайне. Возможно создание любых форм и размеров отверстий, а также их комбинаций.
• Отсутствие механического воздействия. Отсутствие физического контакта с материалом исключает риск повреждений и деформаций плёнки.
• Высокая скорость. Современные лазерные системы способны работать с высокой скоростью, что делает этот метод конкурентоспособным даже в массовом производстве.

Недостатки

• Высокая стоимость оборудования. Лазерные установки являются дорогостоящими и требуют квалифицированного обслуживания.
• Необходимость контроля температуры. Избыточное тепловое воздействие может повредить плёнку вокруг отверстий.

Области применения готовой продукции

Перфорированная плёнка пользуется растущим спросом в различных сферах промышленности. Вот основные из них.

Упаковка продуктов. Перфорированные плёнки часто применяются для упаковки овощей, фруктов и других продуктов, требующих оптимальной вентиляции.

Сельское хозяйство. В агрономии перфорированные плёнки применяются для мульчирующего укрытия растений, позволяя им дышать и защищая от неблагоприятных погодных условий, а также от сорняков.

Строительство. В строительной отрасли перфорированные плёнки используются в качестве пароизоляции, позволяя влаге выходить, но предотвращая проникновение воды.

Ситуация на рынке

Рынок перфорированных плёнок для упаковки в России демонстрирует динамичное развитие, обусловленное ростом спроса на упаковочные материалы, которые обеспечивают оптимальные условия хранения и транспортировки продуктов. Как уже говорилось выше, перфорированные плёнки находят широкое применение в различных отраслях, включая пищевую промышленность, сельское хозяйство и строительство, что делает их важным элементом упаковочной индустрии.

Текущие тенденции

С увеличением осведомлённости потребителей о проблемах экологии наблюдается растущий интерес к упаковочным материалам, которые минимизируют негативное воздействие на окружающую среду. Производители перфорированных плёнок начинают активно внедрять биодеградируемые и перерабатываемые материалы, что способствует росту доли экологически чистых продуктов на рынке.

Инновации в производстве

Современные технологии, такие как лазерная перфорация, позволяют создавать плёнки с высокой степенью точности и разнообразием отверстий. Это открывает новые возможности для производителей, которые могут предлагать более эффективные решения для упаковки, соответствующие специфическим требованиям клиентов.

Увеличение объёмов производства

В последние годы в РФ наблюдается рост объёмов производства перфорированных плёнок в связи с увеличением количества отечественных предприятий, которые стремятся удовлетворить растущий спрос и снизить зависимость от импорта. В результате производственные мощности увеличиваются, позволяя предлагать конкурентоспособные цены и улучшать качество продукции.

Развитие сельского хозяйства

Сельское хозяйство является одним из ключевых потребителей перфорированных плёнок. С увеличением объёмов урожайности и ростом экспорта наблюдается потребность в эффективных укрывных и упаковочных решениях, которые обеспечивают сохранность и свежесть фруктов/овощей.

Проблемы и вызовы

Несмотря на позитивные тенденции, рынок перфорированных плёнок в России сталкивается с рядом вызовов. Импортные плёнки часто предлагаются по более низким ценам, что создаёт давление на отечественных производителей. Для того чтобы оставаться конкурентоспособными, российским компаниям необходимо инвестировать в инновации и улучшение качества продукции.

Цены на сырьевые материалы, используемые для производства плёнок, подвержены колебаниям, что также негативно сказывается на финансовых показателях производителей. Важно находить стабильные источники поставок и оптимизировать производственные процессы для снижения затрат.

Ужесточение норм и стандартов в области упаковки, особенно в пищевой промышленности, требует от производителей постоянного обновления технологий и соответствия новым требованиям. Это может повлечь дополнительных инвестиций и времени.

Заключение

Перфорация плёнки – это важный технологический процесс, который значительно расширяет функциональные возможности упаковочных и укрывных материалов. Благодаря разнообразию методов и областей применения, перфорированная плёнка становится незаменимым компонентом в современных производственных процессах, обеспечивая эффективность и долговечность продукции.

Ситуация на рынке перфорированных плёнок для упаковки в России характеризуется ростом спроса и инновациями, несмотря на определённые вызовы. Для успешного развития предприятия необходимо внедрять новые технологии, повышать качество продукции и адаптироваться к изменяющимся требованиям потребителей.