采用縱向拉伸的方法生產(chǎn)薄膜可以很好地增強薄膜的性能。無論是離線還是在線縱向拉伸吹膜和流延膜,都可以加強薄膜的阻隔性、強度、平坦性、抗張強度和孔隙率。它可以簡化拉伸過程,并且用同樣數(shù)量的塑料可以多生產(chǎn)出兩到三倍的薄膜產(chǎn)品。因為縱向拉伸膜(MDO膜)非常的平滑,因而可以大大加快下游加工操作過程的速度,還能增加更多的附加值。 圖1:Honeywell的Aclar含氟聚合物膜通過縱向拉伸獲得了更好的隔潮性能,能很好地替代鋁箔。 既然有這么多好處,為什么在市場上卻沒有更多的MDO 薄膜產(chǎn)品呢?因為除了一小部分相對簡單的單層拉伸膜外,大多數(shù)的MDO膜很難被正確處理。例如:MDO能加強尼龍和EVOH的阻隔性能,但是MDO也會使它們的強度變差?!叭绻阒酪A熱多少,要拉伸多少,以及在哪里退火,你就能生產(chǎn)出成功的產(chǎn)品?!盇very Dennison公司工程薄膜部的技術(shù)市場經(jīng)理Kevin Henderson說。 設備制造商們反映說有越來越多的加工商在詢問有關(guān)MDO膜的生產(chǎn)設備,但是這些加工商通常都不是很清楚他們到底需要什么樣的設備,也不清楚等待他們的挑戰(zhàn)是多么的困難。幾年來,至少有三家主要的包裝公司在MDO膜上作了大量的投資,安裝了多條生產(chǎn)線,但是最后只能擱置它們。 大多數(shù)縱向拉伸機被用在雙軸膜片生產(chǎn)的第一個步驟中。但是卓越的MDO設備從上世紀60年代就生產(chǎn)出了創(chuàng)新性的薄膜產(chǎn)品,如PET帶、PVC食品膜、發(fā)泡PP帶、纖維HDPE帶等。MDO膜在上世紀90年代得到了進一步的發(fā)展,用這種方法生產(chǎn)出的透氣衛(wèi)生膜被大量用于尿片、自粘標簽和合成紙中。這些產(chǎn)品的生產(chǎn)線都是寬幅的,并且產(chǎn)量很高。主要的設備供應商之一Marshall & Williams公司賣出了五臺最大的4米寬MDO生產(chǎn)線,用于生產(chǎn)衛(wèi)生膜。奧地利的SML也造出了最寬達3.2米的衛(wèi)生膜生產(chǎn)線。 加工商一般要在全幅生產(chǎn)設備或自制的、半幅實驗設備上開發(fā)新的MDO薄膜產(chǎn)品。在兩種情況下所用的設備都是特別針對某一種產(chǎn)品的,靈活性很低。盡管德國的M&W和Dr. Collin公司也都提供實驗室級別的MDO生產(chǎn)設備,但是對加工商來說,這樣的設備太窄了,無法制造出可以在全幅加工設備上進行測試的產(chǎn)品。但是有些樹酯公司則發(fā)現(xiàn)實驗室級的MDO設備比較有用。 也有只進行橫向拉伸的單軸薄膜,可用于制造像收縮標簽之類的產(chǎn)品。但是TDO(橫向拉伸)設備的靈活性甚至比MDO設備還要低。 在過去一年左右的時間里,在MDO設備的靈活性方面有一個比較小但是很顯著的變化:加工商購買了全幅的拉伸生產(chǎn)設備,這些設備帶有純粹是用于R&D的附加功能。這些拉伸機不僅可以單獨控制每一個輥的溫度和速度,而且還提供了多種卷繞路徑和拉伸選擇。這種不一般的靈活性使得新型薄膜產(chǎn)品的開發(fā)變得更容易。 圖2:Addex公司的“MDO Light”,這是一種四輥MDO系統(tǒng),可以將吹膜加熱拉伸,以適應速度更快的下游加工設備。 太多的選擇? MDO設備可以有幾乎無限的變化形式:預熱輥的數(shù)目(2個到12個或更多)和溫度;加熱的類型(水、油或電);拉伸輥間的距離(最大到2英寸);膜的拉伸次數(shù)(1次到3次或更多);退火或加熱的溫度與保持時間;冷卻輥的溫度與數(shù)目。 預熱輥的數(shù)目不僅取決于拉伸的次數(shù),也與樹酯材料和希望的生產(chǎn)率有關(guān):輥越多,生產(chǎn)能力就越大。標準預熱輥的直徑是12、18或24英寸,當然也可以達到30英寸。薄膜可以被拉伸一次或多次,中間可以加熱或冷卻,以得到不同的效果。牽引過程可以是在加熱時,也可以是冷卻時。 牽引是相對簡單的過程。一個快速牽引輥比一個慢速牽引輥的轉(zhuǎn)速快,從而可以拉伸在它們之間的薄膜。“你只是必須要找到正確的溫度和拉伸率,這個過程可能是比較痛苦的?!?FlexTech包裝公司的運營總經(jīng)理Eric Hatfield說。這家位于美國辛辛那提的公司是一家專業(yè)生產(chǎn)MDO膜的公司。 短距拉伸的輥間距通常不到2.5mm,長距拉伸的輥間距則從5mm到50mm甚至更多。甚至也有被稱為“零間距”拉伸或“壓縮輥拉伸”。間距越短,膜的收頸現(xiàn)像就越少。收頸現(xiàn)象會使膜的寬度減少5%到20%,它還會降低膜的透氣性,而后者對衛(wèi)生膜來說是非常關(guān)鍵的。SML公司擁有專利技術(shù),可以用橡膠牽引輥來減少收頸現(xiàn)象。 退火是最難的部分,F(xiàn)lex Tech公司的Hatfield說,因為通過加快或降低退火輥的轉(zhuǎn)速,可以使膜拉伸或收縮。速度或溫度發(fā)生任何一點變化,都會導致薄膜的性質(zhì)發(fā)生變化。 MDO設備可以在降低薄膜原料用量的同時又提高薄膜的性能,這是非常有競爭力的。降低原料用量是促使加工商竭力采用MDO設備的一個很重要的原因。Honeywell特種材料公司花了幾年的時間開發(fā)出了一種用MDO法生產(chǎn)的Aclar單層PCTFE含氟聚合物膜,這種膜具有很好的隔潮性,可以代替金屬箔。Honeywell發(fā)現(xiàn)單軸拉伸的Aclar膜的隔潮性提高了兩倍,所以25微米的MDO Aclar膜與50微米的非拉伸Aclar膜具有一樣的隔潮性。 MDO Aclar膜被首次應用到了藥品包裝上。這種膜是在賓西法尼亞州的Pottsville市生產(chǎn)的,用了三臺Marshall & Williams公司提供的高溫拉伸機,通過熱油加熱的拉伸輥的溫度最高可達600華氏度(約合315.5攝氏度)。 圖3 :M&W公司的實驗室級生產(chǎn)線擁有三種不同的拉伸模式。 (待續(xù))
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