Инновации в области технологий плоскощелевых головок играют решающую роль для производителя барьерных пленок.

У барьерных структур часто больше слоев, чем было раньше, и от них ожидают более высоких эксплуатационных характеристик, не только с точки зрения барьерных свойств, но и в том, что касается нанесения печати, способности поддаваться формованию и герметизации, а также структурной целостности. В то же время обработчики приобрели немалый опыт в выполнении мелкосерийных работ или приспосабливании к более жестким эксплуатационным условиям.

Конусная форма профильной головки предназначена для того, чтобы обеспечивать однородность отклонения корпуса головки при использовании коллектора типа “вешалка-плечики”, который максимально увеличивает обтекаемость. Для отведения более высокого давления в центре головки, корпус головки там тяжелее, и легче с другого конца.

В одноколлекторной головке соединение всех слоев в фидблоке перед подачей в коллектор головки повышает вероятность того, что барьерный полимер из ядра мигрирует в поверхностные слои и создаст дефекты, такие как шероховатость поверхности и проблемы с расслаиванием при термоформовании пленки. Этого можно избежать при использовании пятиколлекторной головки и пятислойного фидблока.

Становится все труднее и труднее решать эти двойные проблемы с использованием оставшихся в наследство систем головок. Системы головок следующего поколения обеспечивают создание превосходного продукта из пяти, семи, девяти или даже одиннадцати слоев, при предоставлении большей однородности и более высокого качества, экономя на затратах на сырьё, снижая содержание барьерного полимера в обрезаемом крае и повышая производительность для производства, которое вынуждено осуществляться мелкими партиями и связано с большим количеством переходов с производства одного вида продукции на производство другого.

Уменьшение образования геля плюс увеличение срока безотказной работы

Последние достижения в области оптимизации текучести обладают потенциалом для предоставления преимуществ всем производителям барьерной упаковки. Среди таких компаний много обработчиков, работающих по индивидуальным заказам, которые часто переходят от одной продукции к другой и полагаются на универсальность систем одноколлекторных головок с обтекаемыми блоками подачи для соэкструзии. Кроме того, все большее количество обработчиков с линиями для экструзии, специально предназначенными для отдельных продуктов, пользуются преимуществами такой повышенной однородности от слоя к слою, которую обеспечивают многоколлекторные головки с блоками подачи, доставляющими структуры внутренних слоев на центральный коллектор. В число таких усовершенствований входят:

Сокращение продолжительности простоев для перехода от одного вида продукции к другому.

Профильная головка от компании EDI имеет уникальную форму, которая исключает искажение, которое вызывается отклонением корпуса головки, а также коллектор для соэкструзии с расположением в виде вешалки плечиков, обеспечивающий обтекаемость потока расплава, которую невозможно было бы получить при использовании прежних головок постоянного отклонения. Конструкция профильной головки позволяет уменьшать время простоя между отдельными партиями за счет уменьшения времени, необходимого для регулирования системы профилирования размера для получения нужных целевых параметров размера. Она также уменьшает время, необходимое для очистки головки для изменения окраски или используемой смолы. Профильная головка поставляется как для одноколлекторных, так и для многоколлекторных систем.

Уменьшение количества геля и точечных отверстий.

Два достижения в области оптимизации текучести обеспечивают  получение меньшего количества дефектов по сравнению с существующими системами, особенно, в случае работы с такими термочувствительными барьерными материалами, как EVOH.

По сравнению со стандартными головками постоянного отклонения, которые широко используются для производства барьерной пленки и листа, профильная головка не заставляет искать компромисс между однородным отклонением корпуса головки и обтекаемостью потока расплава. Для получения однородного отклонения, прежние головки имели коллекторы в виде буквы Т, у которых задняя стенка была параллельна входу в головку. Объемные углы на концах задней стенки были зонами низкой скорости потока, или мертвыми зонами. Наличие таких зон с низкой текучестью и большим скоплением материала увеличивало возможность деградации полимера. В отличие от этих конструкций у коллектора для соэкструзии с расположением в виде вешалки-плечиков, который используется в профильной головке, имеется задняя стенка с концами, расположенными ближе ко входу, чем отверстие для входа расплава в центре, что исключает наличие углов, имевшихся в Т-образной конструкции.

Обтекаемость потока также является основным преимуществом для взаимозаменяемых вставок в поток, которые используются для создания каждого из слоев в многослойной структуре, изготавливаемой в подающем устройстве Ultraflow. Каждая из вставок сконструирована как миниатюрный коллектор, который подгоняет данный слой до его соединения с остальными слоями. В результате, потоки расплава соединяются как потоки с параллельными путями, что дает более стабильную структуру, чем при использовании соединения путей в подающем устройстве под 90°.

Поскольку EVOH имеет сходство с металлическими поверхностями, вставки для точки соединения слоя/EVOH/слоя конструируются так, чтобы слегка инкапсулировать EVOH, отделяя его от стенок подающего устройства.

Многоколлекторные головки дают повышенное качество

Хотя одноколлекторные системы будут и впредь оставаться наилучшим выбором для многих производителей барьерной упаковки, возрастающая сложность барьерных структур привлекает всеобщее внимание к преимуществам, которые дают многоколлекторные системы:

Улучшенное управление обрезанием края.

Если мы возьмем в качестве примера семислойную структуру, то у системы одноколлекторной головки будет семислойное подающее устройство, в то время как многооколлекторная система, будет, как правило, включать трехколлекторную головку с пятислойным подающим устройством. Обтекаемые вставки с обрезанием края с каждого конца центрального коллектора заставляют его распределять пятислойную структуру из подающего устройства до окончательной ширины, которая уже, чем поверхностные слои, которые производят два других коллектора. Для такого процесса требуется точно определенная инкапсуляция края материала, из которого изготовлены поверхностные слои, чтобы предотвратить ненужный расход дорогой барьерной смолы и смол поверхностных слоев, а также  уменьшить содержание барьерной смолы в отрезаемых краях.

Повышенная однородность от слоя к слою.

Обработка нескольких слоев через одноколлекторную головку создает силы, которые нарушают связи между слоями, особенно, там, где они ближе к стенкам коллектора, как в случае с очень тонкими поверхностными слоями. При многоколлекторной головке поверхностные слои полностью развернуты до своей окончательной ширины до того, как их соединяют с остальной структурой перед выходом из литьевого отверстия. В результате, можно иметь более жесткие допуски поверхностных слоев. В то время как допуски при семислойной одноколлекторной системе головки обычно составляют ±15-20% для каждого слоя (или более для очень тонких слоев), система с трехколлекторной головкой позволяет иметь допуски всего ±5%.

Уменьшение загрязнения поверхностного слоя.

Расстояние между точкой, в которой соединяются все слои, и  выходным отверстием головки составляет примерно в четыре раза меньше у системы многоколлекторной головки, чем у системы одноколлекторной головки. В результате остается меньше времени для того, чтобы остаточный барьерный материал из слоя с повторно перемолотым материалом, таким как EVOH, успел мигрировать в поверхностные слои с чистым материалом. В тех случая, когда поверхностные слои очень тонкие, из-за такой миграции может образоваться шершавая поверхность, а также может произойти расслоение во время термоформования.

Новые системы головок позволяют раздвигать границы

Самые последние конструкции головок предназначены для решения проблем, возникающих из-за беспрецедентного давления границ рентабельности в области производства барьерной упаковки. Хотя наблюдается значительный рост числа применений и функций барьерных продуктов, имеется и все более усиливающаяся потребность в изменениях в области толщины, ширины, структуры, а также пропускной способности, и в получении более коротких производственных циклов и небольших или вовсе нулевых резервов в виде материально-производственных запасов.

Тем не менее, лучшие на сегодняшний день системы головок помогают обработчикам сохранять рентабельность даже и в таких трудных экономических и технических условиях.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка высокобарьерных упаковочных материалов можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок высокобарьерных пленок в России».

www.polymery.ru