За последние несколько десятилетий производство пластиковой пленки сильно изменилось, как и лежащий в его основе механизм. Если вы используете однослойный-нагнетатель-или оцениваете новое устройство,-возможно, вы столкнулись с двух-моделью и задаетесь вопросом, действительно ли обновление того стоит. Для операторов, рассматривающихмашина для выдувания двух-пленки, краткий ответ: для многих приложений да. Но более долгосрочный-ответ требует точного понимания различных функций двухэтажных машин и того, почему эти различия приводят к реальным конкурентным преимуществам.
В этом документе будут представлены ключевые технологии и коммерческие преимуществамашина для выдувания двух-пленкипо сравнению с однослойным-нагнетателем и наиболее разумным сценарием применения каждого нагнетателя.
В чем разница между воздуходувкой с двойной диафрагмой?
Однослойная воздуходувка-выдавливает непрерывный слой расплавленного пластика через круглую форму, затем надувает его до пузырьков и охлаждает до образования пленки. Поперечная-структура готовой пленки однородная-сверху вниз, в качестве мембраны добавляется любой материал.
В двух-выдувном устройстве используется система совместной-экструзионной головки, которая одновременно выдавливает два разных расплавленных пластика через концентрический канал формы. Два слоя соединяются вместе при выходе из формы, образуя единую мембрану, сплавленную с двумя разными слоями материала на молекулярном уровне. Каждый слой может состоять из другого полимера, другого цвета или другого рецепта — комбинация, которая обеспечивает свойства, которых ни один слой не может достичь сам по себе.
Это фундаментальное различие является источником почти всех преимуществ двухэтажных машин.
1. Улучшение свойств пленок из композиционных материалов.
Самым важным преимуществом двух-пленки является то, что ее можно создавать из комбинации материалов.
Разные полимеры имеют разную прочность. Полиэтилен низкой-плотности (ПЭНП) обладает превосходной гибкостью и термосвариваемыми свойствами. Полиэтилен высокой плотности (HDPE) обладает большей жесткостью и прочностью на разрыв. Линейный полиэтилен низкой-плотности (LLDPE) обладает превосходной устойчивостью к проколам. Этилен-виниловый спирт (EVOH) обладает газобарьерными свойствами. Смолы на основе металлов-обеспечивают более высокую оптическую прозрачность.
Используя однослойную машину,-вы можете выбрать материал и принять его ограничения. Используя двух-машину, вы можете стратегически сочетать материалы:
Внешняя часть из ПЭНП/внутренняя из ЛПЭНП - мягкая внешняя поверхность на ощупь и повышенная устойчивость к проколам на контактной поверхности
Внешний слой ПЭВП/внутренний слой ПЭВД имеет жесткую структуру и гибкие, термосвариваемые-свойства.
Пигмент/натуральная внутренняя окраска с маркировкой на внешней стороне, безопасные для пищевых продуктов, бесцветные контактные поверхности внутри
Внешняя часть из Virgin Resin / внутренняя часть из переработанной смолы-Снижение затрат за счет переработки содержимого при сохранении первозданного внешнего вида для печати и эстетики
Эта инженерная гибкость лежит в основе практически всех остальных преимуществ.
2. Значительно более низкие затраты на сырье.
Одним из наиболее непосредственных коммерческих преимуществ двухслойных-мембран является возможность снизить затраты на сырье без ущерба для свойств готовых мембран.
Стандартный подход — это двух-слойная структура, в которой первичная смола с более высокими-спецификациями (и часто более дорогая) для внешнего слоя и более дешевая-стоимость смолы для внутреннего слоя,-возможно, материал, пригодный для вторичной переработки, полимер более низкого-сорта или менее дорогая базовая смола. Внешний слой сохраняет эстетику, пригодность для печати и барьерные свойства пленки, а внутренний слой обеспечивает большое количество материала при низкой стоимости.
На практике хорошо-двух-уровневая структура может содержать значительную долю недорогих-материалов, и в конечном итоге клиенты не заметят какого-либо ухудшения качества или внешнего вида фильма. Для производителей пленок массового-производства даже небольшое снижение средней стоимости смолы на килограмм компаунда может сэкономить много денег в течение года производства.
Такого экономического-технического потенциала просто не существует для одно-машин, где каждый килограмм пленочного материала должен соответствовать спецификациям для самого требовательного слоя.
3. Повышенные звукоизоляционные свойства.
Барьерные характеристики – способность мембраны противостоять влаге, кислороду, газу или аромату – имеют решающее значение во многих упаковочных применениях, особенно в упаковке продуктов питания и лекарств.
Барьерные свойства монослоя ограничены любым используемым полимером. Коммерческий полиэтилен, например, обеспечивает приемлемый барьер для влаги, но плохой барьер для кислорода.
Двухэтажные здания позволяют использовать материалы, повышающие барьерность, в качестве одного слоя, в то время как другой слой обеспечивает структурные или герметизирующие свойства. Обычные конфигурации усиленных барьеров включают добавление слоя, который по своей природе более устойчив к кислороду или влаге, к слою базового полимера, который обеспечивает механическую прочность или термическую герметизацию.
В результате пленки работают лучше, чем любой другой материал по отдельности, --обеспечивая адекватную барьерную защиту чувствительных пищевых продуктов, сельскохозяйственной пленки или фармацевтической упаковки без необходимости использования более дорогих специальных смол из одного материала по всему поперечному сечению пленки.
4. Улучшенные механические свойства.
Двухслойные пленки могут иметь лучшие механические свойства, чем однослойные пленки той же толщины.
Когда материалы с высокими характеристиками удлинения-излома сочетаются с материалами, обеспечивающими прочность на разрыв, стойкость к проколу улучшается. Когда материалу приходится искать компромисс между двумя материалами, двух-слойная структура может оптимизировать один слой для каждой характеристики.
Устойчивость к разрыву, особенно важная для сельскохозяйственных и промышленных упаковочных пленок, может быть улучшена за счет сочетания комбинаций слоев, которые более эффективно, чем гомогенные пленки, блокируют распространение разрыва.
Баланс твердости и гибкости можно регулировать. Для некоторых применений требуется пленка, которая кажется твердой в пакете или упаковке, но не трескается при низких температурах. Сочетание более жесткого внешнего слоя с более гибким внутренним слоем решает обе проблемы.
Когда прочность сварки увеличивается, слой термосварки специально выбирается и оптимизируется для герметизации, а не ставит под угрозу выбор формулы, чтобы сбалансировать многочисленные требования ко всей толщине пленки.
V. Улучшение качества поверхности и производительности печати
На рынке розничной торговли и брендовой упаковки внешний вид и печать пленки очень важны. Двухэтажная машина-даёт здесь значительное преимущество.
Качество поверхности можно контролировать, используя чистую прозрачную смолу или специально разработанный состав, нанося один слой исключительно для качества поверхности, в то время как другой слой используется для структурных или стоимостных-функций резки.
На возможность печати напрямую влияет химический состав поверхности. Двух-пленка обеспечивает более последовательный и яркий эффект печати за счет выбора внешнего слоя из материала, специально разработанного для адгезии краски и обработки коронным разрядом, чем однослойная-пленка, состав поверхности которой является компромиссным.
Оптическая прозрачность,-важная для упаковки свежих продуктов, стрейч-пленки и демонстрационных пакетов-, основана на том же принципе. Непрозрачность оптимизированного внешнего слоя может обеспечить более высокое разрешение, чем смесь однослойных пленок, что позволяет сбалансировать множество требований.
6. Дифференциация функциональных слоев
Двух-слойная структура позволяет мембране достигать совершенно разных функциональных целей на обеих поверхностях одновременно.
Типичным примером являются мембраны для пакетов, которые должны быть не-скользкими снаружи (для стабильного штабелирования в розничной торговле) и гладкими внутри (чтобы продукт мог беспрепятственно наполнять пакет). Для однослойной пленки вы можете выбрать эклектичный дополнительный пакет, который выполняет обе задачи на среднем уровне. Каждую поверхность можно оптимизировать для выполнения своей конкретной функции под действием двух-слойной мембраны.
Другие примеры функциональной дифференциации включают:
Имеются не-блоки для скольжения снаружи и отсутствие антиблокировочной защиты внутри-предотвращают прилипание пакетов к витринам розничной торговли, сохраняя при этом внешнюю поверхность печати четкой и глянцевой.
Используйте УФ-стабилизатор только на внешнем слое.-добавки, которые защищают целостность пленки при использовании на открытом воздухе, сохраняя при этом внутренний слой свободным от контакта с пищевыми продуктами.
Антистатическая обработка только контактных поверхностей — только для упаковки электронных компонентов, чувствительных к поверхностному контакту.
Такого типа целевой функции действительно трудно достичь с помощью однослойных мембран, независимо от добавленной дозировки.
7. Цвет и эстетическая гибкость
Для фирменной упаковки и потребительских товаров цвет и внешний вид являются коммерческими требованиями, а не просто косметическими предпочтениями.
При использовании двух-слойной машины внешний слой можно тонировать или тонировать для брендинга, в то время как внутренний слой остается естественным (прозрачным или белым), что необходимо для соблюдения требований к воздействию пищевых продуктов или оптимизации затрат. Это более чистое решение, чем производство одной пленки с полной окраской, а затем использование пигментации, не влияя при этом на соответствие требованиям к контакту с пищевыми продуктами.
Альтернативно, внешний слой может иметь печатный или металлизированный эффект, а внутренний слой обеспечивает горячую сварку и -безопасную для пищевых продуктов- комбинацию, широко используемую в розничной торговле закусками, пекарнями и упаковкой замороженных продуктов.
8. Большая универсальность производства
A машина для выдувания двух-пленкиимеет больше преимуществ, чем однослойный-нагнетатель, поскольку его можно использовать для продувания между двумя слоями одного и того же материала для получения эквивалента одно-слоя, а также всех вышеупомянутых многослойных конструкций.
Это означает, что двухэтажная машина-может удовлетворить больше клиентов с помощью одной единицы оборудования. Для конвертеров или производителей пленки, обслуживающих несколько отраслей с разными требованиями, такая универсальность сокращает количество машин, необходимых для покрытия портфеля продукции.
Когда рыночный спрос меняется, двухэтажные машины-предоставляют производителям больше возможностей для реагирования без необходимости капитальных вложений в новое оборудование.
Когда одноуровневые машины-по-прежнему имеют смысл
Было бы заблуждением думать, что двух-машина всегда будет лучшим вариантом. Однослойные-устройства по-прежнему применимы в некоторых реальных случаях:
Крупномасштабные-коммерческие пленки с фиксированными характеристиками и минимальными требованиями к производительности, такие как обычная пленка для сельскохозяйственной мульчи или простые мешки для мусора, могут не выиграть от инженерной гибкости двух-структуры, а более простые однослойные машины-могут быть проще и дешевле в эксплуатации в больших масштабах.
Очень жесткие бюджетные ограничения, капитальные затраты на двухэтажное оборудование действительно непомерно высоки, а экономическое обоснование повышения производительности еще не подтверждено потребительским спросом.
В узкоспециализированных приложениях с одним-материалом, где только один полимер может использоваться в программах регулирования, совместимости или переработки, стратификация усложняет ситуацию, но не приносит пользы.
Для небольших-масштабных или новых операций важнейшим приоритетом при создании операции является простота эксплуатации и обслуживания.
Сравнение двух вариантов: краткий обзор практики
| Особенность | Однослойная машина- | Машина для выдувания двухслойной пленки-пленки |
|---|---|---|
| Структура фильма | Единый состав | Два разных связующих слоя |
| Гибкость материалов | Одна смола на порцию | Используйте две разные смолы одновременно |
| Оптимизация затрат на сырье | Ограниченный | Высокий-Смешиваемый уровень премиум-класса и эконом-класса |
| Потенциал производительности барьера | Ограничено одним полимером | Возможное инженерное сочетание |
| Настройка механических свойств | Компромиссная формулировка | Оптимизация на определенных уровнях |
| Контроль качества поверхности/печати | Один агент | Внешний слой для нужд поверхности |
| Функциональные дифференциации | Аддитивный компромисс | Индивидуальная оптимизация каждой поверхности |
| Многофункциональность производства | Одна категория продуктов | Ассортимент продукции широк, одна машина многоразового-использования |
| Сложность оборудования | Ниже | Высшее образование |
| Первоначальные капитальные затраты | Ниже | Высшее образование |
| Сложность обслуживания | Ниже | Умеренный |
Часто задаваемые вопросы
Может ли двухслойная-выдувная машина работать с однослойной-пленкой?Ответ: Да. Подавая один и тот же материал в оба экструдера, двухслойная машина производит мембрану, структурно эквивалентную однослойной. Это делает его полностью обратно совместимым со спецификациями одно-продуктов.
Вопрос. Насколько двухуровневая модель-дороже одно-модели?О: Цены во многом зависят от производственной мощности, характеристик головки и уровня автоматизации, но двух-машины обычно стоят на 30–80 % дороже, чем сопоставимые одноярусные машины. Причиной увеличения капитальных затрат обычно является экономия материалов и расширение возможностей продукции для средних-и крупных-масштабных операций.
Вопрос: Какие материалы обычно используются при производстве двухслойной пленки?О: Наиболее распространенными материалами являются полиэтилен низкой-плотности, полиэтилен низкой-плотности, полиэтилен высокой-плотности и их смеси. В специальных применениях могут использоваться металлоценовые смолы, этиленвинилацетат или модифицированные полиолефины в один или два слоя. Конкретная комбинация полностью зависит от требований к производительности целевого приложения.
Вопрос: Прочная ли связь между двумя со-экструдированными слоями?Ответ: Да. Когда оба материала находятся в расплавленном состоянии, экструзия Co- связывает слои на молекулярном уровне. Для совместимых пар полимеров (совместимо большинство стандартных комбинаций) межслоевые связи такие же прочные, как и сам материал - — пленка не разбирается при нормальных условиях эксплуатации. Для несовместимых пар материалов может потребоваться связующий слой, и именно здесь становится актуальной трехслойная машина.
Вопрос: Сложнее ли перерабатывать двух-мембраны, чем однослойные-мембраны?О: Это зависит от сочетания материалов. Если в обоих слоях используется одно и то же семейство полимеров (например, оба сорта полиэтилена), пленку обычно можно перерабатывать через стандартные потоки полиэтиленовой пленки. Комбинации гибридных полимеров,-особенно те, которые содержат барьерные материалы из разных семейств полимеров-, сложнее перерабатывать, и их следует тщательно регулировать с учетом факторов-истечения-срока службы.
Вопрос: Насколько сложна эксплуатация и обслуживание двухэтажного-двухэтажного автобуса?Ответ: Более сложный, чем один слой, но выполнимый. Дополнительная сложность связана главным образом с управлением двумя экструдерами и одновременным обслуживанием экструзионной головки. При очистке и обслуживании головок следует соблюдать осторожность, чтобы избежать загрязнения между слоями. Большинство операторов, имеющих опыт работы с одно-машинами, могут адаптироваться к двух-операциям после некоторого дополнительного обучения.
Заключение:
Переход от однослойной-пленки с раздувом кмашина для выдувания двух-пленкиэто не просто обновление оборудования-это также изменение вашего взгляда на дизайн фильмов. Вместо того, чтобы спрашивать «какой материал лучше всего подходит для приложения», вам следует начать спрашивать: «Какую комбинацию материалов мы можем разработать, чтобы достичь наилучших результатов по лучшей цене».
Этот сдвиг в мышлении действительно ценен для компаний, обслуживающих рынки упаковки с высоким-высоким спросом. Улучшенные барьерные характеристики, лучшие механические свойства, контролируемые характеристики поверхности, снижение затрат на сырье и повышенная универсальность продукта — все это обеспечивает надежную поддержку технологии двойного-слоя.
Независимо от того, инвестируете ли вы в новое оборудование или оцениваете модернизацию существующей производственной линии, двухэтажные машины заслуживают серьезного рассмотрения-не как дополнительное преимущество, а как практический инструмент для более эффективного производства более качественной пленки.
