Технологии

И почему же при всех этих преимуществах мы не видим на рынке больше продуктов из пленки MDO? Этого не происходит из-за того, что большинство пленок MDO, за исключением нескольких относительно простых продуктов, таких как однослойная растягивающаяся пленка, очень непросто произвести надлежащим образом. Например, MDO может улучшить барьерные свойства найлона и EVOH, но она также делает их хрупкими. "Если Вам известно как надо предварительно нагревать, насколько надо растягивать и где отжигать, Вы сможете произвести продукт успешно", - предостерегает Кевин Хендерсон, менеджер по техническому маркетингу компании Avery Dennison's Engineered Films Div., Конкорд, Огайо.

Фторполимерная пленка Aclar  компании Honeywell приобретает лучшие барьерные гидроизолирующие свойства за счет ориентации MD, что делает ее хорошей альтернативой алюминиевой фольге.

Производители установок сообщают о росте запросов от компаний, занимающихся обработкой, относительно оборудования MDO, но зачастую эти компании не имеют никакого представления о том, что им нужно, или о том, какие существенные проблемы их ожидают. На протяжении ряда лет по крайней мере три крупные компании, производящие упаковку, вложили значительные средства в разработку пленок MDO и установили линии для крупносерийного производства, а затем вынуждены были отказаться от них, не получив особенных результатов от своих вложений и усилий.

Установка MDO компании Black Clawson с центральной вертикальной загрузкой и автоматическим продеванием легко поддается перенастройке, даже при использовании вальцов различного размера.

Обработчики пластмасс обычно разрабатывают новые продукты из пленки MDO на полномасштабном производственном оборудовании, или же на уменьшенных исследовательских линиях собственного производства. В обоих случаях, конструкция установки обычно предназначена специально для производства одного конкретного продукта, а это не дает особой гибкости. Хотя линии для MDO, предназначенные для лабораторного использования, реализуются компаниями M&W и Dr. Collin GmbH, Германия, их применение ограничено использованием для обработки, поскольку они слишком узкие для того, чтобы изготавливать образцы, которые переработчики могли бы испытать на полномасштабных перерабатывающих машинах. Тем не менее, лабораторные линии оказались очень полезными некоторым компаниями, которые занимаются смолами.

Существуют также моноаксиальные пленки, которые растягиваются только в поперечном направлении, и используются для производства таких продуктов как усадочные этикетки. Но такие системы TDO могу оказаться еще более ограниченными в гибкости при выборе продукта, чем установки MDO.

За последний год или около того, произошли небольшие, но существенные изменения в том, что касается гибкости оборудования MDO. Компании, занимающиеся обработкой пленки, приобрели полномасштабные установки с дополнительными функциями, которые предназначены исключительно для научно-исследовательской и проектно-конструкторской деятельности. Эти установки для ориентирования не только управляют температурой и скоростью каждого отдельного вальца, они предлагают различные варианты для полотна и разнообразные варианты вытягивания. Такой необычный уровень гибкости должен существенно облегчить процесс разработки нового пленочного продукта.

Слишком большой выбор?

Оборудование MDO может иметь практически неограниченное количество переменных параметров: количество и температура вальцов предварительного нагревания (от двух до дюжины и даже более); тип нагревания вальцов (водой, топливом или электричеством); размер зазора между подающими роликами, соединенными в виде буквы S (до двух дюймов); количество раз вытягивания пленки (от одного до трех и даже более); температура и время пребывания для отжига или термической усадки; а также температура и количество охлаждающих вальцов.

Количество вальцов предварительного подогрева определяется не тем, какое растягивание хотят произвести, а тем, какая смола используется, и какая предполагается пропускная способность: чем больше вальцов, тем больше будет пропускная способность. Стандартные диаметры для вальцов предварительного подогрева составляют 12, 18, или 24 дюйма, хотя возможно и использование вальцов более крупного диаметра, до 30 дюймов. Пленку можно вытягивать один или несколько раз с перерывом для промежуточного нагревания или охлаждения для получения различных эффектов. Вытягивание можно производить в холодном и в горячем виде.

Вытягивание представляет собой достаточно простой процесс. Быстро вытягивающий валец вращается на определенную величину быстрее, чем медленно вытягивающий валец, растягивание пленки происходит в зазоре между ними. "Вам надо только правильно определить температуру и скорость вытягивания, но это может стать проблемой", - говорит Эрик Хэтфилд, исполнительный директор по производству  компании FlexTech Packaging Inc. в Цинциннати, которая специализируется на изготовлении пленок MDO.

Растяжка с небольшим зазором это обычно растяжка с зазором менее 2.5 мм, а растяжка с большим зазором это растяжка с зазором 5 - 50 мм или более. Существует даже так называемое растягивание "с нулевым зазором" или "вытягивание со сжатием вальцов". Чем меньше зазор, тем меньше образуется шейки у пленки. Образование шейки обычно уменьшает ширину пленки на 5 - 20%. Шейка также снижает предоставляемую пленкой возможность дышать, что имеет решающее значение для гигиенических пленок. SML запатентовала использование каучуковых вытягивающих вальцов, которые снижают образование шейки.

По словам Хэтфилда из компании Flex Tech, самым сложным этапом является отжиг, поскольку пленку можно подвергать усадке или растяжению за счет увеличения или уменьшения скорости отжига. Любое изменение скорости или температуры приводит к изменению свойств пленки.

Способность MDO позволять уменьшать толщину пленки  и одновременно обеспечивать улучшение ее свойств является очень привлекательным сочетанием. Возможность уменьшать толщину без ухудшения свойств - это основная причина, по которой обработчики так стремятся заставить MDO работать. Компания Honeywell Specialty Materials потратила несколько лет на разработку варианта с MDO своей однослойной фторполимерной пленки Aclar из PCTFE для того, чтобы заменить металлическую фольгу барьерным материалом с гидроизоляцией. Honeywell установила, что моноаксиальная растягивающаяся пленка Aclar вдвое увеличила гидроизолирующий барьер так, что у 25-микронной MDO пленки Aclar то же значение гидроизолирующего барьера, что и у 50-микронной неориентированной пленки Aclar.

Пленка MDO Aclar уже очень близка  к своему первому промышленному использованию при производстве фармацевтической упаковки. Пленка производится в Поттсвилле, Пенсильвания, на трех высокотемпературных установках для ориентации от компании Marshall & Williams с масляным обогревом вальцов, которые могут нагреваться до 6000 F.

Растягивание плёнки, получаемой экструзией с раздувом

За последние несколько лет, темпы разработки новых пленок MDO повысились, особенно, в том, что касается тех, которые разрабатываются на основе пленок, получаемых экструзией с раздувом. Производители установок откликнулись на это созданием новых конструкций оборудования.

Немецкая Bruckner Maschinenbau, изобретатель некоторых самых ранних технологий растягивания биаксиально ориентированных пленок, в настоящее время заинтересовалась MDO. В прошлом году Bruckner создала новую конструкторскую группу для проектирования и создания линий монооксиального растягивания для барьерных и усадочных пленок. Представитель компании отмечает, что эти пленки "приобретают все большее значение" для рынка.

Некоторые производители установок для пленок, получаемых экструзией с раздувом, также вышли на рынок MDO со своими "пусковыми установками". Компания Addex Inc., например, в настоящее время создает свою первую установку MDO. Названная "MDO Light", она будет осуществлять растягивание соэкструдированной пленки с экструзией и раздувом очень осторожно, примерно на 3%, для того чтобы устранить внутренне присущую пленке мешковатость и сделать ее плоской. MDO Light это система с четырьмя вальцами: с двумя нагревательными вальцами по 20 дюймов в диаметре и двумя охлаждающими вальцами также по 20 дюймов, причем у каждого свой привод. Регулировка натяжения четырех вальцов осуществляется не с помощью тензодатчиков, а за счет волоконно-оптического отслеживания диаметра вальцов, количества оборотов в минуту, а также крутящего момента.

Необычная лабораторная линия компании Marshall & Williams способна осуществлять вытягивание в трех различных режимах. Одинаковая гибкость предусматривается и для производства, и для исследовательских и  конструкторских работ.