В последней статье “Экструзия пленки: от простого к сложному” мы постарались описать эволюционный процесс перехода от дешевых выдувных машин-однослойников к установкам, которые могут изготавливать многослойную пленку с шириной рукава до 1600 мм в диаметре; почему эта пленка становится более востребованной на рынке ленки и, соответственно, что толкает производителей покупать более дорогое и сложное в эксплуатации оборудование. В этой статье мы углубимся в тему многослойных пленок и посмотрим, почему предприятия усложняют производственные процессы в погоне получить 5-, 7- и более слойные пленки.
Почему многослойная пленка лучше: пример АВА-соэкструзии
Необходимость увеличения числа слоев диктуется, прежде всего, потребностью в совмещении разнофункциональных полимеров для достижения пленкой требуемого комплекса свойств, например получением барьерных пленок с необходимыми физико-механическими свойствами, способностью свариваться, окрашиваться и пр. Другим движущим фактором увеличения числа слоев является стремление к удешевлению пленки: при разнообразии слоев открывается больше возможностей эффективного сочетания дешевых и дорогих сырьевых компонентов. Приведем конкретный пример.
Допустим, крупная торговая сеть хочет закупать большие объемы ПНД пакетов типа “майка” с лучшими прочностными характеристикам (чем в среднем по рынку), но чтобы цена была чуть ниже рынка (с учетом значительного объема). Что может предложить производитель? Он может увеличить толщину пленки и продавать более толстые (и соответственно более прочные) пакеты. Он может купить более импортное сырье или дорогие добавки, чтобы производимая плёнка была прочнее. Но однозначно себестоимость пленки вырастет за счет стоимости сырья и нет никаких инструментов сэкономить, чтобы уложиться в параметры тендера торговой сети. Такой инструмент все таки нашелся - купить новый экструдер, который может делать трехслойную АВА пленку (А-В-А слои). Тогда есть возможность сохранить толщину пленки или даже немного ее уменьшить и положить в средний слой вторичку. Экономия на сырье столь значительна, что позволяет быстро окупить новый АВА экструдер. В данном случае мы описали самый простой случай, который даже не требует значительных капиталовложений: компания “Эксимпак-оборудование” предлагает A-B-A экструдеры (два шнека) для производства трехслойки по цене не сильно отличающейся от аналогичного по ширине однослойного экструдера. Наш опыт говорит о том, что экономия на сырье достигает 15% при переходе на многослойную пленку при производстве пакетов типа “майка”.
Больше слоев - больше качества
Уже более 10 лет ведущие мировые производители экструзионного оборудования поставляют оборудование для выдува 5-, 7-слойных пленок. Дополнительные слои позволяют добиться еще более развитой комбинации свойств. Например, внести полиамидный слой, который дает барьерный эффект. Пятислойные и семислойные выдувные установки уже не являются экзотикой, однако представляют отдельный ценовой сегмент, как в плане самого оборудования, так и в плане закупаемого сырья для их работы. Стоимость «голой» установки для производства 5-слойной пленки будет выше миллиона евро, а стоимость комплексного решения с технической и технологической поддержкой выльется уже в несколько миллионов. Кроме того, технологический регламент поставщика оборудования по переработке полимеров будет предполагать применение определенных полимерных материалов от ведущих производителей, что выведет продукцию в ценовой премиум-сегмент, когда устойчивый сбыт этой продукции налажен за пределами России.
Применение отечественного сырья в этом случае исключается полностью. Собственно, 7 слоев – еще не предел для многослойных соэкструзионных линий – есть компании, которые предлагают экструзионные головки для выдува пленки в 10 слоев при 5 экструдерах. Такие пленки позволяют добиться высоких барьерных свойств в сочетании с уникальными прочностными характеристикам. Однако полная стоимость всего проекта по производству 10-слойной пленки сделает его медленно окупаемым.
Схема многослойной пленки с высокими барьерными свойствами.
Источник: http://www.kursiv.ru/kursivnew/paket_magazine/archive/27/32.php
Польза большого количества слоев
На практике большие комбинации слоев позволяют добиться довольно интересных сочетаний материалов и их свойств:
- Можно заключать тонкий слой EVOH между двумя слоями полиамида для улучшения сопротивляемости пленки излому, чтобы тем самым сохранить барьерные свойства;
- Можно разделить полиамид связующим слоем для улучшения барьерных свойств и уменьшению пропускания водяного пара, так как «сухой» полиамид обладает гораздо лучшими барьерными свойствами по отношению к кислороду.
- Можно разделить наружные (крайние) слои пленки на два отдельных слоя с тем, чтобы в одном из них использовать более дешевый полимерный материал.
- Можно сформировать слой из иономера достаточной толщины, чтобы обеспечить требуемое качество сварных швов, а поверх использовать более толстый слой недорогого ПНД.
- Для формирования сверхтолстых слоев можно использовать многослойный пакет из того же полимера, улучшая прочностные свойства.
Однако, наиболее оптимальным выбором из ассортимента предлагаемых соэкструзионных линий все равно остаются трехслойные установки (особенно в России). Производители многослойной пленки работают над улучшением конструктивного исполнения машин, покупая более современные установки. Например, улучшенная термоизоляция формируемых слоев в спиральной системе головки до их схождения, что дает возможность гибко подбирать температурный режим для каждого отдельного полимерного материала. Или усовершенствованная система пузырькового охлаждения, что позволяет увеличить производительность.
Ценовой фактор
Ценовой фактор на экструзионные установки, разумеется, играет ведущую роль. Стоимость экструзионных установок для производства высококачественной трехслойной пленки ведущих европейских производителей находится в пределах одного миллиона евро, что является нормальным для реального промышленного проекта. Хорошо зарекомендовавшее себя отечественное оборудование стоит втрое дешевле, и имеет возможность переработки отечественного сырья. Этот факт поможет значительно повысить рентабельность производства. Машины из юго-восточной азии могут стоить еще дешевле, но их надо уметь выбирать. Необходимо также добавить, что 5-и и более слойные соэкструзионные установки в настоящее время активно вытесняются ламинаторами. Здесь опять же играет роль ценовой фактор: комплекс, состоящий из трехслойного соэкструдера и бессольвентного ламинатора стоит дешевле, чем пятислойная соэкструзионная установка, а по функциональным возможностям данный комплекс значительно более привлекателен.
Переход на производство трехслойной пленки не выглядит сверхзадачей: это вполне подъемные инвестиции для производителя. Только необходимо обсудить с поставщиком оборудования технические характеристики и конфигурацию желаемого оборудования, и все качественно просчитать. О перспективах применения многослойной пленки мы поговорим в следующей статье.
