Целлофан: интересные факты

На этой фотографии 1927 года за работой в своей лаборатории запечатлен сотрудник исследовательского отдела фирмы «DuPont» доктор Уильям Хэйл Чарч (William Hale Charch) — изобретатель влагонепроницаемого целлофана.

Из большого целлофанового пакета, который исследователь придерживает левой рукой, вода не испарялась в течение нескольких недель, а испарение жидкости из контрольных образцов наблюдалось уже через пару дней. Чарч модифицировал целлофан, технология производства которого была разработана в 1908 году.

«Целлофаном» иногда называют вообще любой прозрачный материал для пищевой (и не только) упаковки. На самом деле большинство полимерных материалов, которые применяются для упаковки, представляют собой полиэтилен или полипропилен — синтетические полимеры. Целлофан же — искусственный полимерный материал (полученный в результате химической модификации природных полимеров), его делают из целлюлозы, регенерированной из раствора вискозы. Если целлюлозу получают не в виде пленки, а в виде волокон, которые идут на изготовление тканого материала и затем ткани, эту ткань тоже называют вискозой. В данном случае модификация, правда, не приводит к изменению строения структурного звена целлофана и вискозного волокна по сравнению с природной целлюлозой, а происходит лишь укорочение полимерных цепочек.

Получение раствора вискозы из целлюлозосодержащего материала.

Рисунок с сайта en.wikipedia.org

Технология получения целлофана заключается в следующем: целлюлозосодержащее сырье — например, древесина, хлопок, пенька — проходит обработку раствором щелочи и дисульфида углерода, в результате чего целлюлоза вступает в химическую реакцию с образованием растворимого в воде ксантогената целлюлозы. Полученный щелочной раствор ксантогената целлюлозы, который и называют «вискозой» отделяют от примесей, содержащихся в целлюлозосодержащем сырье, с помощью фильтрования. Затем раствор продавливают через узкую продольную щель в ванну c раствором разбавленной серной кислоты и сульфата натрия, где ксантогенат целлюлозы разрушается с образованием целлюлозы. Этот процесс называется регенерацией целлюлозы. На следующих стадиях процесса получения целлофана пленку отмывают от производных серы, отбеливают и, чтобы она не была хрупкой, обрабатывают пластификаторами, понижающими ее хрупкость, например глицерином. Вискозное волокно получают практически так же, только раствор продавливают через круглые отверстия с малым диаметром и не подвергают пластификации. Таким образом, химическое строение и целлофана, и вискозного волокна полностью соответствует строению целлюлозы.

Изобрел целлофан швейцарский ученый и технолог производства текстиля Жак Эдвин Бранденбергер (Jacques Edwin Brandenberger). По легенде, в начале 1900-х годов во время посещения ресторана Бранденбергер увидел, как официант меняет скатерть, испачканную пролитым вином, и решил разработать легкое гибкое и водоотталкивающее покрытие для тканей, которое не впитывало бы разлитую жидкость, а отталкивало ее. Перепробовав различные способы нанесения концентрированного раствора вискозы на ткань, к 1908 году Брандербергер понял, что тонкая прозрачная пленка из регенерированной целлюлозы не может быть прочно закреплена на ткани, но при этом сама является перспективным материалом, после чего сосредоточился на ее изучении.

В 1912 году Бранденбергер изобрел аппарат для промышленного производства прозрачной пленки, которую он назвал «целлофаном» от слов «целлюлоза» и «прозрачный» (фр. «diaphane»). В 1913 году изобретатель открыл первую фабрику по производству целлофана в Париже. В 1923 году Бранденбергер продал права на авторство производства целлофана североамериканской компании «DuPont», которая с 1924 года стала производить его и в США. Одним из первых потребителей нового материала стала кондитерская компания «Whitman's», которая изготавливала из него фантики для конфет. Первоначально продажи целлофана в США были достаточно скромными из-за того, что материал, изготовленный по рецепту Бранденбергера, был влагопроницаемым и не мог применяться для упаковки товаров, для которых нужна была защита от влаги. Уильям Хэйл Чарч провел три года, разрабатывая способ получения влагонепроницаемого целлофана, и наконец в 1927 году подобрал условия обработки целлофана раствором нитроцеллюлозы, приводящие к получению целлофановой пленки, не пропускающей влагу. Влагонепроницаемый целлофан был выведен на рынок в 1927 году, в период с 1928 по 1930 год продажи материала увеличились в три раза, а в 1938 году на долю целлофана приходилось 10% от продаж Дюпона и около 25% от прибыли компании.

Реклама целлофановой пищевой упаковки 1940 года. Изображение с сайта jonwilliamson.com

Такую популярность целлофановая пищевая упаковка получила потому, что она позволяла рассмотреть продукт, потрогать его или повертеть в руках, чтобы оценить его качество со всех сторон. Это, в свою очередь, понравилось продавцам: то, что покупатель имел возможность более детально ознакомиться с товаром, значительно увеличило количество так называемых случайных покупок, то есть покупок, совершаемых не по необходимости, а под воздействием мимолетных желаний. Покупать товары в прозрачной упаковке хотелось чаще, чем продукты, запакованные в оберточную пищевую бумагу или в картон. Кроме того, прозрачная упаковка из целлофана ассоциировалась с тремя качествами, важными для успешных продаж: блеском, чистотой и свежестью.

Целлофан производится до настоящего времени, хотя с 1960-х годов, с появлением технологии производства синтетических полимеров полиэтилена и полипропилена, он все реже и реже применяется для упаковки продуктов. Хотя, например, сигары, которые должны «дышать» при хранении, до сих пор упаковывают в целлофан, ведь полипропиленовая пищевая пленка и полиэтиленовые пакеты хоть внешне и напоминают целлофан, в отличие от него не пропускают газы. Целлофан также является полимерной основой для скотча, его применяют в качестве материала для полупроницаемых мембран в некоторых типах аккумуляторов, из целлофана изготавливают мембраны для диализа. Сегодня возрождается интерес к целлофану как материалу для пищевой упаковки, поскольку, в отличие от синтетических полимеров, целлофан биосовместим и разлагается в окружающей среде.