XX век был полон важнейших научно-технических открытий, многие из которых так или иначе используются и по сей день. Какие изобретения прошлого столетия больше всего повлияли на дальнейший ход истории и какое развитие они получили в XXI веке, читайте в новом цикле статей сайт «100 лет инноваций».
В первом материале серии мы расскажем об изобретениях, появившихся в 1910-х годах предыдущего столетия.
Первый конвейер на предприятии Генри Форда
Важность этого изобретения можно сравнить с разработкой первых паровых двигателей — оно произвело настоящую промышленную революцию и позволило существенно сократить сроки и стоимость изготовления множества вещей. Речь идет о массовом поточном производстве — конвейере.
Первым шагом на пути его создания в 1901 году стала разработка одной из первых модификаций сборочной линии американской компанией Oldsmobile. Но внедрить подобную технологию в массовое производство вышло лишь через 12 лет, когда известный американский предприниматель Генри Форд стал использовать ее в автомобилестроении.
Генри Форд. Источник: molomo.ru
В начале XX века автомобиль считался не простым средством передвижения для каждого, а дорогой «игрушкой», показывающей высокий уровень достатка своего владельца. Политика Форда в этом плане была совершенно иной — он хотел сделать автомобили доступными как можно большему количеству людей.
Предприниматель решил сосредоточиться на выпуске одной-единственной модели автомобиля — Ford Model T. Он особо подчеркивал, что Model T — простая и надежная машина, которую позволить себе могут не только богачи, но и простые американцы.
Купив в пригороде Детройта большой участок земли, в 1910 году Форд построил там новый завод по изготовлению своих «народных» автомобилей.
Изначально различные детали и узлы Ford Model T на нем перемещались на специальных тележках. Вскоре была выстроена короткая линия для окончательной сборки машин, где части перемещались мимо рабочих с помощью механической силы.
В 1913 году конвейерное производство начали применять для изготовления определенных деталей двигателя (а именно магнето), а позже его стали использовать для сборки практически всех частей автомобиля.
Впоследствии Форд усовершенствовал свою конструкцию и подстроил сборочную линию под средний рост рабочего на заводе, тем самым облегчив процесс сборки — работникам теперь не приходилось лишний раз наклоняться или тянуться за нужным инструментом, что увеличило и без того высокую производительность труда.
В результате на изготовление одного Ford Model T стало затрачиваться порядка двух часов — вместо прежних двенадцати.
Переоснастив конвейерами все свои остальные заводы и постоянно наращивая темп производства, Форд смог каждый день выпускать порядка 10 тысяч автомобилей! Все они сумели найти своего покупателя, что сделало Форда одним из самых богатых и знаменитых предпринимателей США.
Так, в 1900 году в США один автомобиль приходился примерно на 9000 человек, а в 1929 году — на каждые 5 человек. К этому времени в Штатах присутствовало около 26 миллионов стандартных «Фордов Т», отличавшихся только цветом и формой кузова.
Позже примеру Форда последовали промышленники из других областей, которые внедряли конвейеры в различные сферы производства. В итоге это позволило многим развитым государствам подготовиться к механизации, автоматизации и роботизации производства 1950−1990-х годов.
Нержавеющая сталь
Разработка не подверженного окислению и, как следствие, порче металла велась многими учеными по всему миру еще в конце XIX — начале XX веков, но официальным изобретателем этого сплава считается британский металлург Гарри Брирли (Harry Brearley).
В 1913 году он проводил исследования стальных сплавов, которые предполагалось использовать для изготовления оружейных стволов. Ученый действовал путем проб и ошибок, проверяя на прочность сплавы с различными присадками.
В процессе своих экспериментов Брирли заметил, что одна из изготовленных еще месяц назад отливок не покрылась ржавчиной и сохранилась в отличном состоянии. Этот сплав содержал 85,3% железа, 0,2% кремния, 0,44% марганца, 0,24% углерода и 12,8% хрома — так им была открыта первая в мире разновидность нержавеющей стали.
Хоть получившийся сплав для оружейных целей не подошел, Гарри сразу понял — этот материал найдет много других вариантов применения. Исследователь решил использовать свою разработку для создания ножей и столовых приборов, но его работодатели и другие металлурги разработкой не заинтересовались и сочли, что подобное производство потребует слишком больших вложений.
Позже Гарри встретил своего школьного товарища — Эрнеста Стюарта, который работал в компании по производству столовых приборов. Сначала он не поверил в существование не подверженного ржавчине металла. Даже после создания первых опытных образцов ножей, произведенных по новой технологии, Эрнест не счел их пригодными для продажи — они очень быстро тупились.
Так сегодня выглядит современный нож из нержавеющей стали
Впоследствии им все же удалось подобрать режим нагрева, при котором сталь поддавалась обработке, при охлаждении не становилась хрупкой и изделия из которой хорошо затачивались. Свое изобретение они назвали «нержавеющей сталью» и в 1915 году запатентовали его в Канаде, а в 1916 году — в США.
Элвуд Хейнс
Примерно в то же время американец Элвуд Хейнс (Elwood Haynes) создал свою версию «нержавейки», которая отличалась более высоким содержанием углерода (обеспечивающего твердость при закалке) и другой кристаллической решеткой. Элвуд стремился создать сталь для изготовления станочных резцов и фрез, так что подобные свойства его сплава явились как нельзя кстати.
После череды судебных тяжб между ним и Брирли о первенстве создания нержавеющей стали они пришли к согласию и создали совместное предприятие The American Stainless Steel Company в Питтсбурге.
Уже намного позже стали хейнсовского типа стали называть мартенситными, а стали, восходящие к сплаву Брирли, — ферритными. Их и другие открытые впоследствии разновидности нержавеющей стали сегодня применяют практически во всех сферах нашей жизни — медицине, строительстве, нефтегазовой промышленности и других не менее важных отраслях.
Целлофан
Создателем целлофана считается химик швейцарского происхождения — Жак Бранденбергер (Jacques E. Brandenberger).
По легенде, идея создания подобного материала пришла к нему случайно. Однажды он обедал в ресторане вместе со своими коллегами, и один из них разлил бокал красного вина на белую скатерть. Пока ее меняли, Жак размышлял над тем, как можно было бы спасти скатерть от такого небрежного обращения.
Он предположил, что, если обработать ткань вискозой, ее получится сделать водоотталкивающей. Но такой эксперимент не увенчался успехом — высохнув, покрытая вискозой ткань сильно огрубела и плохо сгибалась. Вдобавок покрытие легко отслаивалось в виде тонкой прозрачной пленки.
Эта пленка заинтересовала Бранденбергера — прозрачная, как стекло, и в то же время гибкая и прочная, она не пропускала воду, но впитывала ее и пропускала водяной пар. Получившийся материал выглядел достаточно многообещающе, и Жак потратил несколько лет на разработку метода его промышленного производства.
В 1912 году он основал компанию La Cellophane (от французских слов cellulose — целлюлоза, и diaphane — прозрачный) и выпустил машину для промышленного выпуска нового материала. Но массовым продуктом целлофан так и не стал — его производство обходилось слишком дорого, и подходил он лишь для упаковки дорогих подарков.
В 1924 году Бранденбергер продал права на выпуск своего изобретения американской компании DuPont — как оказалось, это решение стало судьбоносным. Сотрудник этой компании, Хейл Чарч (Hale Charch), смог существенно улучшить материал и в итоге исправил его главный недостаток — он сделал его непроницаемым не только для воды, но и для водяного пара.
Хейл Чарч
Это открыло целлофану дорогу в пищевую промышленность в качестве универсальной упаковки, в которой еда долго оставалась свежей.
Только с появлением полиэтилена в 1960-х этот материал перестал быть лидером рынка. Но и сейчас прозрачные полиэтиленовые пакеты часто по привычке называют целлофановыми.
Танки
В начале прошлого века развивались не только гражданские, но и военные технологии. Одним из важнейших изобретений того времени стали танки.
В 1914 году, с началом Первой мировой войны, британский полковник Эрнест Свинтон (Ernest Dunlop Swinton) впервые заявил о необходимости создания подвижной и защищенной боевой машины, обладающей огневой мощью и способной передвигаться по пересеченной местности через окопы, рвы и проволочные заграждения.
Вскоре на базе гусеничного трактора «Холт» разработали прототип первой подобной машины, получившей название «Маленький Вилли» и ставшей первым в мире танком. В 1915 году он прошел первые испытания, но для боевых действий готов еще явно не был.
В феврале 1916 года новый улучшенный танк под названием «Большой Вилли» успешно прошел ходовые испытания — он смог преодолеть широкие окопы, свободно двигался по вспаханному полю, перебирался через стенки и насыпи высотой до 1,8 метра и окопы до 3,6 метра.
Танк «Большой Вилли» на испытаниях 2 февраля 1916 года. Фото: pro-tank.ru
В сентябре того же года танк Mk 1 (официальное название «Большого Вилли») был впервые применен во время сражения с немцами на реке Сомма — потери англичан оказались в 20 раз меньше обычных.
Сам танк весил порядка 28 тонн и развивал скорость всего в 4−6 км/ч — как у пешехода. Экипаж состоял из 8 человек. Каких-либо внутренних средств связи в нем предусмотрено не было. Для передачи информации использовались флажки и сигналы лампой, для дальней связи применялась голубиная почта.
Член экипажа британского танка Mark I выпускает почтового голубя через бойницу. 1918 год / historyporn. d3.ru
Первоначально эти танки также разделялись на «самцов» и «самок». Первые были вооружены пушками и пулеметами, вторые — только пулеметами.
В последующие годы англичанами было выпущено еще несколько модификаций «Большого Вилли». Каждая новая версия была лучше предыдущей.
Постепенно танки были приняты на вооружение и другими воюющими сторонами. К примеру, французский легкий танк Рено FT-17 (на фото ниже) стал одной из самых успешных боевых машин Первой мировой войны и использовался вплоть до начала Второй мировой.
Он весил около 6 тонн, требовал экипажа всего из двух человек, вооружался пулеметом, поворотной пушкой и развивал скорость до 9,6 км/ч. Также на нем впервые была применена компоновка основных узлов, которая до сих пор остается классической: двигатель, трансмиссия, ведущее колесо — сзади, отделение управления — спереди, вращающаяся башня — по центру.
В России параллельно с другими странами — участницами военных действий также велись работы по созданию собственного боевого танка.
В 1914-1915 годах Александром Пороховщиковым был разработан прототип вездеходной машины, которую также принято считать первым русским танком — но по своей сути из-за отсутствия вооружения и брони она им не являлась.
«Вездеход» Пороховщикова на испытаниях, 1915 год. За рулем машины в фуражке с очками — лично А. А. Пороховщиков
После нескольких не очень успешных испытаний проект по созданию этой вездеходной машины был закрыт — на вооружение этот «танк» так и не попал.
В Германии также пытались освоить новое оружие. В 1917 году фирма «Бремерваген» начала производство танков A7V, однако их массовый выпуск немцы наладить так и не смогли.
Танк A7V. Фото: militaryfactory.com
Сегодня танки по-прежнему являются одной из главных боевых машин практически любой армии мира и оснащаются новыми высокотехнологичными средствами защиты и нападения, современной электроникой, оптикой и куда более мощными двигателями.
Партнер проекта:Компания Husqvarna является одним из мировых лидеров в производстве садовой и строительной техники. Более 325 лет мы производим инновационные продукты, непрерывно внедряя новые технологии.
Нам сейчас кажутся странными плакаты и реклама с фотографиями младенцев, завернутых в целлофан.
Но 70 лет назад целлофан был новинкой на западе, его рекламировали, как универсальный продукт для упаковки.
Мы опоздали лет на 50. В СССР полиэтиленовые пакеты начали входить в обиход с конца семидесятых.
До этого, продукты упаковывали в бумагу.
Целлофан- реклама 1930-1950-х.
Листы целлофана от подарков бережно складывали, чтобы, в свою очередь- красиво упаковать свой презент. Пакеты для продуктов стирали и сушили, а большие полиэтиленовые пакеты в СССР в 70-х были чуть ли не культовым предметом. Скотч привозили из-за границы, как подарок! В 70-е его точно в продаже не было, насколько я помню. Берегли упаковку от импортной аппаратуры, особенно в диковинку был полиэтилен с пузырьками, такое складывали и хранили.
Целлофан - материал, изготавливаемый из древесной целлюлозы. Его изобретение, как это часто бывает, стало делом случая. В 1911 году один швейцарский химик пытался изобрести покрытие для скатертей, спасающее их от пятен. Результатом его опытов стала влагопроницаемая прозрачная пленка - это и был целлофан.
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.
Так на упаковочной сцене появился новый персонаж - прозрачная влаго- и воздухонепроницаемая пленка, пригодная для хранения пищевых продуктов.
Cellophane, the Flavor Saver! 1936
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.
Ad-cellophane packaged bread 1940
"Cellophane by DuPont
"Fresh! Just like this bread in cellophane!
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.
Табак и сигареты
Гигиена
DuPont Cellophane 1938
"I never buy handled hosiery... heaven protect silk stockings from careless hands of shoppers and clerks!
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.
In The 1950"s, Advertisers Thought It Was A Good Idea To Wrap Babies In Cellophane
70 years ago, the plastic wrap was considered to be a thrilling novelty, as shown by these bizarre adverts touting the versatile product.
Скотч
Существует несколько версий, откуда произошло название "скотч". По одной из них- американцы прозвали липкую ленту скотчем, (англ. scotch - шотландский), так как в то время ходили легенды о шотландской скупости, а клей первоначально в скотче наносился только по каемке.
Vintage Scotch Cellulose Tape packaging (pre-mid ’40s).
1925 году Ричард Дрю устроился лабораторным техником в компанию Minnesota Mining and Manufacturing , которая занималась производством наждачной бумаги.
Руководство поручило ему следить за тестированием новой модели наждачной бумаги «Wetordry» в магазинах и автомобильных мастерских. Однажды, находясь в одной из таких мастерских, он заметил, что при покраске автомобилей двумя или более цветами разделительные линии у мастеров получались неаккуратно.
Он пообещал маляру что-нибудь придумать. Дрю принёс на тестирование в автомастерскую липкую ленту шириной 5 см. Маляр решил использовать опытный образец, но когда он начал наносить другой цвет, он заметил, что лента коробится. Присмотревшись, маляр понял, что в целях экономии клей нанесён только на края ленты, и сообщил об этом изобретателю.
Но, поскольку финансирования не было, только спустя несколько лет Дрю занялся доработкой своего изобретения. И 8 сентября 1930 года опытный образец ленты был отправлен на тестирование клиенту в Чикаго. Результаты оправдали все ожидания и затраты.
Первоначально скотч использовался для упаковки обёртки для пищи, однако в годы Великой депрессии люди сами придумали множество других способов использования скотча.
Изначально скотч предназначался для запечатывания обёртки для пищи. Ею должны были пользоваться пекари, бакалейщики и упаковщики мяса. Но люди, вынужденные экономить в период Великой Депрессии, сами придумали сотни новых способов применения скотча на работе и дома: от запечатывания пакетов с одеждой до хранения разбитых яиц. Тут-то скотч и встретился с порванными страницами книг и документами, сломанными игрушками, не заклеенными на зиму окнами и даже обветшавшими купюрами.
Целлофан - прозрачный жиро- влагоустойчивый пленочный материал, получаемый из вискозы.
Целлофан получают из раствора ксантогената целлюлозы. Выдавливая раствор ксантогената в ванну с кислотой через фильеры, получают материал в виде волокон (вискоза) или пленок (целлофан). Сырьем для получения целлюлозы служит древесина.
Колбаса в целлофановой упаковке
Как известно, многие открытия совершаются случайно. Так, один из самых знаменитых материалов XX века был придуман и разработан в процессе решения совсем другой задачи. Химик и инженер Жак Бранденбергер хотел найти способ сохранить скатерть чистой, а нашел материал, совершивший революцию в упаковке пищевых продуктов.
Фундамент этой истории заложили британские химики Чарльз Кросс, Эдвард Беван и Клейтон Бидль, которые в 1890-х годах разработали и запатентовали надежный и безопасный способ производства "искусственного шелка", который они назвали вискозой. Природную целлюлозу обрабатывали сначала щелочью, а затем дисульфидом углерода, в результате чего получался растворимый ксантогенат целлюлозы. При подаче вязкого раствора через фильеры в кислотную ванну целлюлоза восстанавливалась в форме прочных прозрачных нитей.
Примерно в то же время Жак Бранденбергер (родившийся в 1872 году в Цюрихе) закончил Бернский университет и переехал во Францию, где устроился химиком в текстильную компанию.
Однажды в 1900 году Жак обедал в ресторане, и один из его коллег неловким движением опрокинул бокал красного вина на белоснежную скатерть. Пока официант менял скатерть, у Бранденбергера в голове окончательно оформилась идея, как можно было бы защитить скатерть от подобных инцидентов. Он предполагал, что, обработав ткань вискозой, можно сделать ее водоотталкивающей. Однако эксперимент потерпел неудачу. Высохнув, покрытая вискозой ткань огрубела и плохо сгибалась. К тому же покрытие оказалось непрочным: оно отслаивалось в виде тонкой прозрачной пленки.
Эта пленка заинтересовала Бранденбергера. Прозрачная, как стекло, но гибкая и прочная, она не пропускала воду, но впитывала ее и пропускала водяной пар. Материал выглядел столь многообещающе, что Бранденбергер потратил несколько лет для разработки метода его промышленного производства.
В 1912 году Жак Бранденбергер основал компанию La Cellophane (от французских слов cellulose - целлюлоза, и diaphane - прозрачный) для промышленного выпуска нового материала. Однако ни о какой массовости речь не шла - целлофан был недешев и использовался разве что в качестве упаковки для дорогих подарков.
В 1923 году Бранденбергер передал права на выпуск целлофана в США компании DuPont, и это решение оказалось судьбоносным. Через несколько лет сотрудник американской компании Хейл Черч, перепробовав более 2500 различных вариантов покрытий, смог устранить основной недостаток материала, сделав его непроницаемым не только для воды, но и для водяного пара. Это открыло целлофану широкую дорогу в пищевую промышленность.
К концу 1930-х годов DuPont получал 25% прибыли от продажи целлофана, и только с появлением полиэтилена в 1960-х этот материал перестал быть лидером рынка. Но и сейчас прозрачные полиэтиленовые пакеты часто по привычке называют целлофановыми.
Смотрите другие статьи раздела .
Одежды и других предметов очень прочно и надежно заняли свою нишу в области упаковок. Они так привычны, что даже невозможно представить себе их отсутствие в повседневной жизни. Целлофановый пакет или полиэтиленовый (пластиковый) - да какая разница, и большинство людей об этом даже не задумывается. Для всех, кто знаком с основами химии всего лишь по школьной программе, эти два названия одинаковы, слова-синонимы. И только химики снисходительно улыбаются, ведь они точно знают, что такое целлофановый пакет и чем он отличается от полиэтиленового.
Научная разница
Несмотря на то что два вида материала внешне похожи (имеют прозрачный цвет и похрустывают при сжатии), разница между ними очень велика. И начинается она с самого момента создания: целлофан - это природный материал, а полиэтилен - искусственный. Целлофан - устойчивая к воде и различным запахам гибкая пленка прозрачного цвета. Такой пакет получают при переработке целлюлозы, сырьем для которой служит древесина. Полиэтилен изготавливается путем химического синтезирования газообразного углеводорода этилена.
Активное использование дешевого полиэтилена с 1950 годов постепенно вытесняет своего старшего товарища. В настоящее время чаще всего целлофан можно встретить в качестве конфетной обертки, на сигаретной пачке и как и подарков. Такое ограниченное использование целлофановой упаковки связано с ее трудоемким и затратным производством. Но для мировой экологии такой пакет менее опасен, потому что по своей сути является натуральным материалом и способен к безопасному гниению. А вот доступные не поддаются естественному разложению, чем наносят огромный вред, загрязняя окружающую среду.
Отличительные свойства материалов
И хоть обе категории материалов могут быть выкрашены в любой цвет или использоваться для размещения надписей и рисунков, различить целлофан от полиэтилена возможно и без спецсредств. Чтоб прослыть “знатоком“ среди знакомых и блеснуть своей эрудицией не имея химического образования достаточно просто запомнить отличительные свойства материалов. Известная поговорка “на вкус и цвет товарища нет” как нельзя кстати подойдет к прозрачным пакетам.
Плюсы и минусы при выборе целлофана
Пакеты из целлофана очень удобный упаковочный материал. Однако при выборе целлофана или полиэтилена для ежедневного использования следует знать все достоинства и недостатки такого вида упаковки. Ведь эти два похожих внешне, но разных по составу материала обладают абсолютно различными свойствами. И, несмотря на то что из-за дороговизны и сложности при изготовлении целлофановые пакеты встречаются гораздо реже, предпочтение в выборе упаковки все-таки следует отдать им.
- Многие колбасные и сырные заводские упаковки изготавливаются именно из целлофана. Структура такого пакет всегда позволит “дышать” содержимому и продукты питания дольше останутся свежими. Например, свежий хлеб останется мягким в течение 5 дней.
- Боящийся влаги целлофан не будет собирать в себе выделяемую из продуктов воду, как это делает неспособный ее пропускать полиэтилен. Поэтому целлофановый пакет всегда предохранит от лишней влаги помещенный в него продукт.
- При случайном контакте с нагревательными приборами или огнем полиэтилен мгновенно плавится, тогда как целлофан не сваривается, а только сжимается.
- Целлофан - это безопасный материал как для человека, так и для окружающей среды. Быстро разлагаясь естественным путем, такой пакет не выделяет вредных искусственных веществ, т.к. является целиком биологическим материалом.
Справедливости ради следует отметить, что по прочности материала целлофан незначительно, но все-таки уступает пластику. Если пакет из полиэтилена будет растягиваться под тяжестью веса, то целлофановая упаковка хоть и очень прочная, но при малейшем надрыве моментально “полезет по швам” разрыва. Однако этот маленький недостаток не способен затмить положительные стороны целлофана. А его способность надолго сохранять продукты свежими, не давая им напитаться излишней влагой, и естественная утилизация материала без нанесения вреда по праву делают целлофановый пакет королем упаковки.
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.
