С его помощью обеспечивается равномерное распределение ингибиторов в полимерной матрице, точная толщина и стабильность состава. Но поскольку такая плёнка выпускается по технологии, похожей на изготовление полимерных материалов методами экструзии, соэкструзии, ламинации и пропитки, то здесь используются похожие типы станков, машин и линий.
Для справки: ингибированная (антикоррозийная) плёнка – это полимерный материал, содержащий летучие или контактные ингибиторы коррозии (VCI – Volatile Corrosion Inhibitors / CCI – Contact Corrosion Inhibitors). Эти элементы защищают металлические поверхности от окисления и ржавчины. Такая плёнка широко применяется в качестве упаковочного материала в машиностроении, металлообработке, авиационной и автомобильной промышленности.
- Экструдеры
Экструдеры – ключевое оборудование для производства ингибированной плёнки. Они обеспечивают плавление гранул, смешивание полимера с ингибиторами, формирование плёночного полотна в виде ленты, рукава и полурукава. Аппараты отличаются высокой и стабильной производительностью, а также возможностью автоматизации технологического процесса, позволяя выпускать большие объёмы качественной продукции.
Для организации цеха по выпуску ингибированной плёнки предприятия закупают одношнековые, двухшнековые и многослойные экструдеры. Выбор зависит от типа производимого материала (лента, рукав и полурукав).
Одношнековые
Одношнековые экструдеры являются наиболее распространённым вариантом для производства однослойных плёнок. Они обеспечивают простое и экономичное решение, но с ограниченными возможностями смешивания. Применяются в изготовлении однослойных ингибированных плёнок (PE, PP, PVC с добавкой VCI).
Преимущества
- Экономичность в эксплуатации.
- Простота конструкции и обслуживания.
- Высокая производительность при переработке стандартных полимеров.
Ограничения: недостаточное смешивание при высоких концентрациях ингибиторов и ограниченная гибкость при работе с многокомпонентными составами.
Мини-экструдер одношнековый SJ-A45-500M
Двухшнековые
Двухшнековые экструдеры используются для более сложных композиций смесей, где требуется тщательная гомогенизация ингибиторов с различными полимерами. Применяются в производстве простых и сложных (пузырчатых) плёнок с высокой степенью дисперсности химических соединений и наполнителей. Это позволяет равномерно распределять активные компоненты по поверхности металла, а также:
- улучшает механические свойства материала;
- повышает изоляционные качества;
- снижает стоимость продукции.
Преимущества
- Интенсивное перемешивание, обеспечивающее равномерное распределение добавок.
- Возможность переработки сложных композиций (полимер + ингибитор + модификаторы).
- Гибкость в настройке температурных и механических параметров.
Недостатки: более высокая стоимость по сравнению с одношнековыми моделями и повышенные энергозатраты.
Двухшнековый экструдер для изготовления двухслойной воздушно-пузырчатой плёнки PT-L2S2-W1200
Соэкструзионные линии (многослойные экструдеры)
Соэкструзионные линии применяются для производства многослойных плёнок (например, PE+VCI, PP+VCI или PE+CCI, PP+CCI). Позволяют комбинировать разные материалы: основной слой (носитель), адгезионный слой и ингибирующий слой. С их помощью можно выпускать стретч-плёнки.
Преимущества
- Возможность создания сложных структур (носитель + адгезионный слой + ингибирующий контактный слой).
- Оптимизация свойств плёнки (прочность, барьерность, контролируемое выделение ингибитора).
- Экономия дорогостоящих добавок за счёт их локализации в одном слое.
Технологические особенности: можно использовать нескольких экструдеров, соединённых через общую фильеру, с точным регулированием толщины каждого слоя.
Плоскощелевой экструдер для производства многослойной стретч-плёнки CL-1500-ABC
- Выдувные и плоскощелевые методы экструзии
Среди основных методов экструзии выделяются выдувной и плоскощелевой. Каждый из них имеет свои преимущества и ограничения.
Выдувной метод
Выдувная непрерывная экструзия (англ. blown film extrusion) – это процесс, при котором расплав полимера подаётся через кольцевую головку, формируя непрерывную трубчатую заготовку (рукав). Заготовка раздувается напором сжатого воздуха, затем охлаждается, складывается в плоское полотно и сматывается в рулон.
Основные сферы применения технологии
- Производство рукавной плёнки (используется для пакетов, мешков, упаковки).
- Изготовление многослойных плёнок (барьерные, стретч-плёнки).
Преимущества выдувной экструзии
- Высокая производительность из-за возможности создания широких рукавов (до нескольких метров).
- Экономия материала благодаря отсутствию боковых обрезков, как в плоскощелевой экструзии.
- Равномерная прочность в поперечном и продольном направлениях за счёт круговой ориентации структуры.
Несмотря на универсальность, выдувные линии менее подходят для производства ингибированных плёнок (например, антикоррозионных или антифоговых) по следующим причинам:
- Сложность контроля распределения ингибиторов: из-за циркуляции воздуха и неравномерного охлаждения возможны зоны с разной концентрацией добавок.
- Ограниченная точность толщины по сравнению с плоскощелевым методом, где толщина регулируется точнее.
- Неравномерность охлаждения может привести к дефектам структуры плёнки.
Плоскощелевые экструдеры
Плоскощелевая экструзия методом плавления (cast film extrusion) предполагает выдавливание расплава полимера через плоскую щелевую фильеру с последующим охлаждением на валах (или в водяной ванне) и намотки полотна на втулки. Получаются рулоны.
Основные сферы применения
- Производство ингибированных плёнок (антикоррозионных, UV-стабилизированных).
- Изготовление тонких и сверхтонких плёнок (упаковка для медицинских материалов).
- Производство высококачественных плёнок с точными параметрами (оптические, электроизоляционные).
Преимущества плоскощелевой экструзии
- Точное регулирование толщины позволяет создавать плёнки с минимальными отклонениями (±1-2%).
- Ингибиторы коррозии, стабилизаторы и другие модификаторы распределяются более однородно.
- Высокая прозрачность и гладкость поверхности – важное преимущество для упаковочных плёнок.
- Гибкость в настройках – возможность быстрой смены параметров (толщина, ширина, состав).
Есть у этого метода свои недостатки, среди них образование обрезков, поскольку боковые кромки часто требуют переработки. Ограниченная ширина по сравнению с выдувными рукавами. Более высокая стоимость оборудования (особенно для многослойных систем).
Промежуточный итог
Выдувные линии максимально практичны для рукавных плёнок, мешков и упаковки, где важна экономия материала и прочность. Плоскощелевые являются лучшим вариантом для ингибированных, тонких и высококачественных плёнок, где критичны точность толщины и равномерность свойств.
- Оборудование для нанесения покрытий
Нанесение функциональных покрытий на полимерные плёнки является дополнительным этапом в производстве упаковочных материалов, защитных мембран и специализированных плёнок. Если ингибиторы коррозии, антимикробные или барьерные добавки не вводятся непосредственно в расплав полимера, а наносятся на готовую плёнку, применяются специализированные установки:
- ламинаторы – для соединения плёнки с ингибирующим слоем,
- машины для напыления или пропитки – наносят жидкие ингибиторы на поверхность плёнки.
Ламинаторы: технология соединения слоёв
Ламинаторы используются для соединения полимерной плёнки с дополнительным функциональным слоем, содержащим ингибиторы коррозии, УФ-стабилизаторы или другие модифицирующие добавки.
Основные методы ламинации
- Сухая. Нанесение клеевого состава с последующим соединением под давлением.
- Мокрая. Склеивание слоёв с использованием жидких адгезивов с последующей сушкой.
- Ламинация расплавом. Нанесение расплавленного полимера в качестве связующего слоя.
Типы ламинаторов
Роликовые. Обеспечивают равномерное давление при соединении плёнок.
Пневматические. Используют вакуум или сжатый воздух для плотного прилегания слоёв.
Многослойные. Позволяют комбинировать несколько материалов в единую структуру.
Применение оборудования: производство барьерных упаковок для пищевых продуктов или создание антикоррозионных плёнок для металлических изделий.
Ламинатор сухого типа GF-1200B
Машины для напыления покрытий
Напыление – это процесс нанесения жидких или газообразных ингибирующих составов на поверхность плёнки.
Основные методы
- Пневматическое напыление – распыление под давлением воздуха.
- Электростатическое напыление – заряженные частицы равномерно осаждаются на плёнке.
- Вакуумное напыление – нанесение покрытий в условиях низкого давления (PVD, CVD).
Типы оборудования для напыления
Распылительные камеры. Обеспечивают контроль над процессом нанесения.
Автоматизированные линии. Интегрируются в производственные цепочки для непрерывного нанесения.
Роботизированные установки. Повышают точность и снижают расход материала.
Преимущества
- Возможность нанесения тонких и равномерных слоёв.
- Подходят для летучих и термочувствительных составов.
Машины для пропитки плёнок
Пропитка – это метод насыщения плёнки жидкими ингибиторами, антипиренами или другими активными веществами.
Основные способы пропитки
- Погружной метод. Плёнка проходит через ванну с раствором.
- Валковый метод. Нанесение состава с помощью дозирующих валов.
- Камерная пропитка. Обработка в замкнутом пространстве с контролируемыми параметрами.
Типы оборудования для пропитки
Ванны пропитки. Резервуары с поддерживаемой температурой и концентрацией раствора.
Линии непрерывной пропитки. Обеспечивают высокую производительность.
Сушильные тоннели. Удаляют избыток жидкости после пропитки.
Применение
- Антикоррозионная обработка металлизированных плёнок.
- Нанесение огнезащитных составов.
Таблица 1. Сравнение методов нанесения покрытий
|
Метод |
Толщина покрытия |
Производительность |
Точность |
|
Ламинация |
1–100 мкм |
Высокая |
Средняя |
|
Напыление |
0,1–10 мкм |
Средняя |
Высокая |
|
Пропитка |
5–500 мкм |
Высокая |
Низкая |
- Оборудование для нарезки и упаковки
После экструзии полимерная плёнка ещё не готова к отправке потребителю. Ей предстоит пройти несколько этапов обработки. Для этого современные производственные линии оснащаются высокотехнологичным оборудованием, которое обеспечивает точность резки, аккуратную намотку и автоматизированную упаковку.
Гильотинные резаки
Одним из ключевых этапов является резка плёнки. Гильотинные резаки справляются с этой задачей безупречно, выполняя как продольную (посредством дисковых ножей на станине оборудования), так и поперечную нарезку гильотинным ножом. Их конструкция позволяет работать с материалами разной толщины, сохраняя ровные кромки без заусенцев. Современные модели оснащены ЧПУ, что минимизирует человеческий фактор и повышает производительность.
Валковые намотчики
После резки плёнка поступает на валковые намотчики, которые аккуратно сворачивают её в рулоны. Важное значение имеет равномерность натяжения, ведь малейший перекос может привести к деформации. Автоматизированные системы регулируют скорость и плотность намотки, а датчики контролируют диаметр рулона, исключая брак.
Упаковочные станции
Готовая продукция направляется на упаковочные станции, где рулоны автоматически оборачиваются защитной плёнкой, маркируются и укладываются в коробки или на паллеты. Роботизированные линии сокращают время обработки и сводят к минимуму ручной труд. Это особенно важно для крупных производств, где объёмы исчисляются тоннами в смену.
Станок для резки широких плоских материалов MTF-500
- Особенности производства ингибированной плёнки
Изготовление ингибированной плёнки является сложной операцией, требующей тщательного подхода и контроля над каждым этапом процесса. Для достижения оптимальных свойств продукта важно учитывать:
- Химическую совместимость. Материал основы должен обеспечивать хорошую адгезию с ингибитором и предотвращать его миграцию или вымывание.
- Механические свойства. Плёнка должна обладать достаточной прочностью, эластичностью и устойчивостью к механическим повреждениям.
- Теплофизические характеристики. Полимерная основа должна выдерживать температурные колебания и сохранять стабильность структур.
Выбор подходящего ингибитора также играет ключевую роль в процессе производства антикоррозийного вида плёнки.
Типы ингибиторов: как работает защита?
Ключевой компонент ингибированной плёнки, конечно, сам ингибитор коррозии. В зависимости от механизма действия выделяют три основных типа:
- Летучие ингибиторы (VCI) испаряются с поверхности плёнки, образуя защитную газовую среду вокруг металла. Они особенно эффективны для сложных форм и труднодоступных участков.
- Контактные ингибиторы (CCI) работают только при непосредственном соприкосновении с металлом. Такие составы часто наносят в виде покрытий или добавляют в адгезивные слой плёнки.
- Комбинированные (VCCI). Сочетают оба подхода, обеспечивая максимальную защиту. Например, многослойная плёнка может содержать летучие ингибиторы во внутреннем слое, а контактные – в наружном.
Какая структура плёнки лучше: однослойная или многослойная?
Производители выбирают между простой однослойной конструкцией и сложной многослойной в зависимости от требований к защите и экономической целесообразности.
Однослойные плёнки из полиэтилена (PE) с добавлением VCI является самым доступным вариантом. Однако срок его действия ограничен, а защитные свойства могут снижаться при нарушении герметичности упаковки.
Многослойные решения, созданные методом соэкструзии, включают комбинации PE/PP с барьерными слоями CCI или VCCI. Такие плёнки не только дольше удерживают ингибиторы, но и обладают повышенной прочностью. Например, внешний слой может защищать от УФ-излучения, а внутренний – контролировать выделение летучих ингибиторов.
Технологии производства: соэкструзия, ламинация или пропитка?
Выбор метода производства ингибированной плёнки зависит от требуемых характеристик и бюджета.
Соэкструзия позволяет создавать многослойные плёнки за один проход через экструдер. Это экономит время и обеспечивает равномерное распределение ингибиторов. Однако технология требует точного контроля температуры и давления.
Ламинация – склеивание готовых плёнок с ингибиторным слоем – даёт больше гибкости в комбинации материалов, но увеличивает себестоимость.
Пропитка – самый простой способ, при котором ингибиторы наносятся на готовую плёнку. Однако такой подход менее долговечен, поскольку защитные вещества со временем вымываются или испаряются.
Заключение
Производство ингибированной плёнки требует тщательного подбора оборудования в зависимости от технологии и конечных свойств продукта. Наиболее распространены плоскощелевые экструдеры с возможностью соэкструзии, обеспечивающие высокое качество и равномерное распределение ингибиторов. Для сложных композиций применяются двухшнековые экструдеры, а дополнительные покрытия наносятся с помощью ламинаторов или напылительных установок.
При выборе оборудования важно учитывать тип полимера, способ введения ингибиторов и требования к защитным свойствам плёнки. В любом случае современные линии позволяют производить ингибированную плёнку с высокой точностью параметров, делая её эффективным решением для антикоррозийной защиты металлов.
