Плотность плёнки PETG: расход, переработка, сорт

Плотность термоусадочной плёнки PETG легко пропустить в спецификации, но для прозрачного сорта она держится около 1,28–1,33 г/см³ — обычно порядка 1,32 — и именно эта цифра незаметно определяет, сколько плёнки даёт килограмм, всплывёт рукав при переработке или утонет и как устроен белый сорт.

Главное

• Прозрачная термоусадочная плёнка PETG держится около 1,28–1,33 г/см³, обычно 1,32 — по сути это плотность базового сополиэфира, ведь прозрачный сорт — сплошная плёнка без наполнителя.
• Поверхностная плотность равна плотности, умноженной на толщину, поэтому меньшая плотность даёт больше площади рукавов с килограмма — на этом и строится то, что продают как высоковыходную плёнку.
• Белый PETG расходится надвое: кавитированный сорт легче прозрачного (полностью кавитированная плёнка может опуститься ниже 1,0 г/см³), а сплошной сорт с диоксидом титана (около 4,2 г/см³) тяжелее — примерно 1,35–1,45 и выше.
• Вода с её 1,0 г/см³ — граница всплывания и осаждения при переработке: прозрачный и пигментированный PETG тонут вместе с PET-флексом из бутылок (около 1,37–1,40), а кавитированный рукав ниже 1,0 всплывает и отделяется от него.
• Плотность — это не непрозрачность. Непрозрачность белой плёнки создаётся в основном рассеянием света на внутренних пустотах, а пигмент — второй, необязательный путь, который двигает плотность в обратную сторону.

Что задаёт плотность усадочной плёнки

Плотность — это масса, делённая на объём, и для усадочной плёнки её решают две вещи: химия полимера и всё, что добавлено в сплошное полотно или изъято из него. Прозрачная термоусадочная плёнка PETG — самый простой случай: сплошной, ненаполненный, аморфный лист, поэтому её плотность почти точно повторяет базовый сополиэфир и укладывается в полосу 1,28–1,33 г/см³, у типового сорта собираясь около 1,32. Здесь нет наполнителя, который увеличивал бы вес, и нет пустот, которые облегчали бы плёнку, так что измеряете вы практически саму смолу.

Эта цифра — постоянное свойство материала, и её стоит отделить от свойства, о котором покупатели спрашивают чаще. Плотность описывает, насколько плёнка тяжёлая; о том, насколько сильно она стягивается при нагреве, она не говорит ничего. Плёнка бывает плотной и сильноусадочной или лёгкой и сильноусадочной — это разные оси, а стягивание идёт от молекулярной ориентации, замороженной в полотне, — об этом как работает термоусадочная плёнка PETG. Плотность заслуживает отдельной статьи, потому что управляет другим набором исходов: чего стоит килограмм по площади покрытия, куда рукав попадёт в конце срока службы и как белый сорт добивается непрозрачности. Каждый из них ведёт прямо к этой цифре.

Один соседний материал служит удобной меркой: усадочная плёнка ПВХ немного тяжелее прозрачного PETG, около 1,30–1,40 г/см³, поэтому сопоставимый рукав из ПВХ несёт чуть больше массы при том же покрытии — это одна точка сравнения, а не весь выбор материала, который решается далеко не только весом.

Плотность с одного взгляда: пять опорных точек

Понятнее всего читать плотность на фоне воды и на фоне PET-флекса из бутылок, с которым рукав может делить поток переработки. Пять опорных точек очерчивают каждое решение ниже — полосу плотности, ставит ли она плёнку выше или ниже ватерлинии 1,0 г/см³ и что от этого меняется.

Цифры для прозрачной плёнки — это опубликованные значения сортов JFPolyFilm; диапазоны для белой плёнки описывают типовые кавитированные и пигментированные конструкции. PET-флекс из бутылок оказывается плотнее аморфного листа PET (около 1,33–1,34), потому что кристалличность и ориентация, полученные при выдувном формовании, плотнее упаковывают макромолекулы — вот почему бутылочный поток держится у 1,38, а не у аморфной цифры смолы.

Плотность и выход: читаем рукав по весу

Плотность решает, во сколько плёнки превращается килограмм, и здесь она впервые касается заказа. Поверхностная плотность плёнки — граммы на квадратный метр — это просто плотность, умноженная на толщину: прозрачный сорт 1,32 г/см³ толщиной 45 мкм весит 59,4 г/м², а значит, один килограмм покрывает чуть меньше 17 м² плёнки. Уменьшите плотность — и тот же килограмм покроет больше; увеличьте — покроет меньше. Толщина — второй множитель в этом произведении, её выбирают по своим соображениям, разобранным в как выбрать толщину усадочной плёнки, но плотность — тот фактор, который большинство покупателей упускает, ведь на рулоне он не виден.

Взгляд на один рукав следует отсюда напрямую. Вес одной этикетки — это примерно её плотность, умноженная на толщину и на площадь в развёртке, то есть на плоские размеры, под которые рукав раскроен. Две плёнки одной толщины и одной ширины в сложенном виде дадут разное число рукавов с килограмма, если их плотности различаются, потому что более лёгкая вкладывает меньше массы в каждый рукав. Это мост между двумя способами считать усадочную плёнку: её покупают на килограммы, а расход считают на рукав, и плотность — тот пересчёт, что молча стоит между ними. Высоковыходная плёнка — не что-то экзотическое, а просто менее плотная плёнка, дающая больше площади рукавов на тот же вес смолы.

Вот почему меньшая плотность — не дефект, который надо исправить, а в правильном сорте свойство, которое надо задать в спецификации, — в этом весь смысл кавитированного белого, о котором ниже. Когда два способа подсчёта надо свести к реальному заказу, опираться стоит на измеренную плотность плёнки из её сертификата анализа, а не на общий каталожный номинал — привычка, которую полезно перенести в любую проверку поставщика по сертификату.

Плотность и переработка: всплывает, тонет и куда попадает рукав

Плотность решает и то, с какой фракцией переработки рукав в итоге остаётся. Жёсткие PET-бутылки перерабатывают мокрым способом, где пластики разделяют по тому, всплывают они в воде или тонут, а границей служит плотность самой воды, 1,0 г/см³: всё, что легче, поднимается и снимается, всё, что тяжелее, тонет и остаётся в PET-фракции. Плотность рукава относительно этой границы задаёт, на какую сторону разделения он попадёт.

Прозрачный рукав PETG при примерно 1,32 стоит выше границы и тонет — попадая в ту же фракцию, что и PET-флекс из бутылок, вокруг которых он был надет и который тонет при примерно 1,37–1,40. То, что флекс оказывается тяжелее рукава, — вопрос состояния, а не другого материала: неориентированный аморфный лист PET — смола до того, как её вытянули в бутылку, — весит всего около 1,33–1,34 г/см³, едва выше прозрачной сополиэфирной плёнки, но растяжение и нагрев при выдувном формовании кристаллизуют и ориентируют стенку бутылки, плотнее укладывая тот же полимер, пока вторичный флекс не осядет у 1,37–1,40. Так что рукав тонет рядом с флексом, который плотнее и самого рукава, и той смолы, из которой этот флекс когда-то начался. Сплошной пигментированный белый ведёт себя так же, только тяжелее. Рады ли тонущему рукаву в этой фракции и на каких условиях — это вопрос совместимости со своей физикой; а сам довод о плотности — более узкий и твёрдый: рукав выше 1,0 едет с бутылкой, а не в сторону от неё, а полная история сортировки и совместимости разобрана в переработка CPET и RIC 1.

Более полезный рычаг — плёнка, которая идёт в другую сторону. Достаточно кавитированный белый сорт опускается ниже 1,0 г/см³ и всплывает, поэтому в той же водяной ванне поднимается прочь от тонущего бутылочного флекса и снимается с поверхности — аккуратное, чисто физическое разделение этикетки и тары. Эта плавучесть и есть материальная основа для действительно сортируемого полноразмерного рукава: вместо того чтобы полагаться на дальнейшие шаги, которые отличат рукав от бутылки, разницу делает зазор плотности прямо на ватерлинии. Это один из немногих случаев, когда плотность плёнки — не просто следствие, которым надо управлять, а свойство, заданное намеренно, и поэтому плотности место в разговоре об устойчивости, а не только о расходе материала.

Прозрачный и белый: две плотности, два пути

Именно на белом PETG единая цифра плотности окончательно распадается, и причина в том, что непрозрачность можно построить двумя противоположными путями. Белая плёнка — это не один сорт с одним весом, а две конструкции, тянущие плотность в разные стороны, и путаница между ними — обычный источник ошибок с плотностью.

Первый путь — микропористость, она же кавитация: плёнку наполняют бесчисленными микроскопическими воздушными полостями, которые рассеивают входящий свет, так что лист читается непрозрачным без большого количества пигмента. Поскольку эти пустоты — по сути заключённый в плёнку воздух, они опускают удельный вес плёнки ниже прозрачного сорта, а полностью кавитированная конструкция может уйти под 1,0 г/см³ — тот самый всплывающий высоковыходный белый, уже описанный выше. Так делают полноразмерный белый рукав в большинстве случаев, и его непрозрачность идёт главным образом от рассеяния света на пустотах, а не от пигмента.

Второй путь — сплошной белый пигмент, чаще всего диоксид титана, распределённый в остальном сплошной плёнке. Диоксид титана плотен — около 4,2 г/см³, в несколько раз выше плотности полиэфирной матрицы, — поэтому даже умеренная дозировка тянет общую плотность вверх, выводя сплошной пигментированный белый примерно на 1,35–1,45 г/см³ или выше в зависимости от количества добавки. Здесь плотность уходит выше прозрачной, а не ниже.

Эти два пути часто сочетают — пустоты дают основную долю непрозрачности, доля пигмента отвечает за белизну и тон, — но направление, в котором каждый двигает плотность, задано и противоположно: пустоты облегчают, пигмент утяжеляет. Вот почему плотность белого рукава — это полоса, а не одно значение, и почему непрозрачность нельзя списывать на один пигмент. Полный выбор по оптике и печати между двумя семействами и когда к какому тянуться — отдельная задача подбора, разобранная в прозрачная или белая термоусадочная плёнка PETG; здесь довод более узкий — одно слово «белый» покрывает и плёнку легче прозрачной, и плёнку тяжелее её, а какую именно, говорит только конструкция.

Что плотность говорит покупателю

Сама по себе цифра плотности выглядит мелочью в спецификации. Но прочитанная на фоне трёх вещей, которыми она управляет, это одно из самых содержательных чисел усадочной плёнки. Она задаёт выход, стоящий за расходом на рукав, поэтому ей место в любом сравнении того, чего на самом деле стоит килограмм по покрытию. Она определяет судьбу плёнки на ватерлинии, поэтому ей место в любом заявлении о перерабатываемости. И она раскрывает, как построен белый сорт — кавитированный и лёгкий или пигментированный и тяжёлый, — поэтому ей место в любом прочтении того, что на самом деле значит «белый» на конкретном рулоне.

Ничто из этого не превращает плотность в оценку качества. Более лёгкая плёнка не лучше более тяжёлой; каждая подходит под свою задачу, а цифра просто говорит, какая конструкция у вас в руках. Своё место плотность зарабатывает до спецификации — как цель, заданная при разработке сорта, а не цифра, замеченная задним числом: покрытие высоковыходного кавитированного белого, поведение «тонет вместе с бутылкой» у прозрачного рукава и непрозрачность пигментированного — всё это решения, принятые в плотности ещё до того, как плёнку запустили в работу. Это делает её спецификацией, которую задают, а не сюрпризом, который наследуют. Опишите, что должна сделать упаковка — нести больше всего площади с килограмма, чисто отделиться от бутылки на ватерлинии или стоять непрозрачной над продуктом, — и цель по плотности выпадет из ответа сама, остановится ли задача на прозрачном PETG от JFPolyFilm или на белой конструкции вокруг него.