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纵向拉伸膜希望巨大挑战不小上

2021-08-18 来源:郑州农业机械网

纵向拉伸膜:希望巨大,挑战不小(上)

纵向取向薄膜扩大了膜的性能,不只是一点点,而是很大程度上。吹塑膜和流延膜的机向拉伸,无论是离线还是在线挤出,均增强了阻隔性、硬度、平整度、抗张强度与多孔性。它降低了伸展度,当然也以相同量的塑料造出多出两三倍的产品。因为机向拉伸(MDO)膜也是非常平整的,所以它们能在后续加工作业中以快出很多倍的速度运行,从而更为增值。

既然有这些优点,那为什么在市场上并没有更多的机向拉伸膜产品呢?这是因为多数MDO膜,除了一些相对简单的产品如单层拉伸膜以外,是非常、非常难于做好的。例如,MDO工艺能提高尼龙与EVOH的阻隔性能,但也会使它们变脆。美国Avery Dennison公司工程膜部门技术市场经理Kevin Henderson指出:“如果你知道预加热到多大程度,拉伸到多大程度,以及在何处退火,你就能做出成功的产品。”

机器制造商们称愈来愈多的加工商询问MDO设备的事情,但这些加工商对他们所需要的或者多大的挑战在等着他们并没有任何概念。几年来,至少有三家重要包装企业投巨资开发MDO膜和安装了多条生产线,只是他们的努力与投入带来的回报很少。

Honeywell的Aclar含氟聚合物

膜由纵向取向获得更好的阻湿

性,令其成为铝箔之外的另一

种选择。

多数机向拉伸机器在双向膜和片材生产中被用作了第一步骤。但从上世纪60年代以来,独立的MDO装置已经生产出创新的膜产品,如PET带、PVC食品包装材料、发泡PP带和用于编织袋的含纤HDPE带。在90年代,以尿布垫用透气卫生膜、自粘标签和合成纸,MDO膜进入到了好光景。这些产品是在高产量的宽幅生产线上制成的。重要设备供应商之一的美国Marshall & Williams公司卖出了五台最大型的MDO装置,有4米宽,用于制造卫生膜。戴维斯标准公司也造出其最大型装置,有2米宽,用于卫生膜。奥地利SML公司已经生产出达3.2米宽的卫生膜MDO生产线。

加工商一般是在原尺寸的生产设备上或在自制尺寸减半的研发生产上开发新型MDO膜产品。在任一种方法中,机器式样通常是针对一种产品的,灵活性小。尽管Marshall & Williams公司和德国的Dr. Collin公司做出了实验室级MDO生产线,但因为它们太窄,做不出加工商能在原尺寸加工机器上进行测试的样板,所以它们对加工商的用处是有限的。然而,一些树脂生产企业发现实验室用MDO生产线是派得上用场的。

也有单向膜只在横向进行拉伸,做出象收缩标签的产品。但横向拉伸(MDO)系统与MDO装置相比,产品灵活性方面可能是更为有限的。

约在过去一年里,MDO设备的灵活性已经有了细小但是富有意义的改变。加工商购买到了具有专门针对研发的特点的原尺寸拉伸装置。这些拉伸装置不仅分别控制每个辊子的温度与速度,它们还具有多种卷筒路径和多种拉伸选择。这种水平不同一般的灵活性使新型膜产品的开发更为容易。

Black Clawson的中

央开放立式MDO装

置是自套扣的,易于

改装。

选择太多了吗?

MDO设备可以拥有数量不受限制的变量: 预加热辊的数目与温度(2到12或更多);辊加热的类型(水、油或电);S型缠绕的拉伸辊之间的间隙尺寸(达2’’);膜被拉伸的次数(1次至3次或更多);退火或热定形的温度与停留时间;冷却辊的温度与数量。

预加热辊的数量不只是由所需拉伸量所决定,而且还由树脂与预期的产出率所决定----辊筒愈多,产量愈高。标准的预加热辊直径为12’’、18’’或24’’,尽管它们能大到30’’.可以一次或多次拉伸膜,并被中间的加热或冷却所打断,以获得不同的效果。可以热拉,也可以冷拉。

拉伸相对较为直接了当。快拉辊的转速要比慢拉辊的转速高出一定量,在两者之间缝隙对膜进行拉伸。美国FlexTech包装公司专业生产MDO膜,该公司运营执行董事Eric Hatfield称:“你就不得不发现合适的温度与拉伸比率,这可能是件苦差事。”

短缝隙拉伸一般小于2.5mm,长缝隙拉伸为5-50mm或更大。甚至有所谓的“零缝隙”拉伸或“压辊拉伸”。缝隙越短,膜卡脖的发生就越少。卡脖一般使膜宽度降低了5%-20%。卡脖也降低了对于卫生膜重要的透气性。SML公司为能减少卡脖的拉伸橡胶辊申请了专利。

退火是最难的部分,因为膜可能会因加快或放缓退火辊的速度而被拉伸或收缩。速度或温度的任何变化会改变所产生的薄膜性能。

MDO减小膜厚和同时提高性能的能力是一种引人注目的结合。减小厚度是加工商为什么要这么努力进行MDO工作的很重要原因。Honeywell特种材料公司花了几年时间开发出一种MDO式样的Aclar单层PCTFE含氟聚合物薄膜,取代具有透明阻湿层的金属箔。Honeywell发现单向拉伸Aclar膜的阻湿层厚度加倍,所以25微米的MDO Aclar膜具有与50微米无定向Aclar膜相同的阻湿性。

MDO Aclar膜接近于其在医药包装中的最初商业化应用。薄膜是由Marshall & Williams公司的高温拉伸设备上制成的,其油加热辊能达到315℃的温度。

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