Створення багатошарових комплексних структур
Компанія Extrusion Dies Industries представила плоскощілинну систему, яка дозволяє багаторазово збільшити кількість шарів у плівках і покриттях порівняно з традиційними технологіями соекструзійними.
Завдяки таким мікрошаровим структурам покращуються бар'єрні характеристики щодо вологи та газів, т.к. дорогі матеріали можуть використовуватися економічніше. У компанії EDI переконані, що мікрошарова технологія знайде широке застосування в області бар'єрних упаковок.
Модель системи, поставлена EDI, складається з Зверху донизу приймача, пристрої збільшення числа шарів на базі запатентованої конструкції DOW і багатоканального сопла.
В основі технології – запатентована «Система збільшення числа шарів» (Layer Multiplier), розроблена компанією Dow Chemical, ліцензія на яку була видана компанії EDI. У типовій конфігурації три і більше екструдера подають потоки розплаву в приймач з розробленою EDI обтічною конструкцією, за рахунок чого утворюється єдиний багатошаровий сендвіч. Останній, у свою чергу, подається у пристрій збільшення числа шарів, створений EDI з використанням запатентованої конструкції Dow. У цьому пристрої число шарів поступово збільшується: спочатку, наприклад, від трьох до дванадцяти, а потім до сорока восьми, після чого готова мікрошарова структура в каналі співекструзійному розподіляється на необхідну ширину. «Ми ще не знаємо практичного верхнього кордону, говорить президент і директор EDI Тімоті Каллахан, - але я вважаю, що можна зробити плівку товщиною 50 мм з 80 шарами». Мікрошарова технологія EDI інтегрує пристрій збільшення числа шарів Dow в готову систему, сконструйовану відповідно до побажань клієнта, що складається із сопла, приймальногопристрої та інших елементів для перетворення комплексної структури на готовий екструдат. Підприємство видаватиме ліцензію на технологію Dow клієнтам. Відносини з ліцензіатами встановлюються таким чином, щоб переробники плівок і покриттів отримали користь з придбаних при виробництві та за рахунок поліпшення характеристик виробів економічних переваг.
Схема демонструє хід збільшення числа шарів у три етапи. У цьому випадку тришаровий «сендвіч» з приймача перетворюється спочатку на 12 шарів, а потім на 48 шарів. Також можлива інша послідовність, наприклад, 5-20-80
Оскільки співекструдовані структури навряд чи можуть перевищити стандартні межі в п'ять, сім або дев'ять шарів, можна вказати на їх деякі переваги: • поліпшення бар'єрних характеристик:більше бар'єрних шарів у виробі ускладнює проникнення молекул газу та вологи ;• більш економічне застосуваннядорогих матеріалів: оскільки багато ключових властивостей полімеру знижуються не пропорційно товщині шару, мікрошарова технологія дозволяє економити дорогі високоякісні смоли і при цьому отримувати бажані властивості. В орієнтованих ПЕТ-плівках можна, наприклад, поєднувати шари з дорогих смол з високою істинною в'язкістю (IV) з шарами смол з низькою IV. Отримувані при цьому властивості плівок перевершують такі плівок, виготовлених з фізичних сумішей ПЕТ плівок з високою і низькою істинною в'язкістю; плівці, особливо в біаксіально орієнтованих виробах, витягування яких здійснюється після екструзії. Причиною цього є те, що велика кількість прикордонних верств підвищує ймовірністьізоляції гелів та інших дефектів та їх знешкодження; кінцевий продукт. Технологія збільшення числа шарів робить можливим, наприклад, виробництво більш гнучких плівок без зниження загальної кількості жорсткого полімеру, використовуваного в якості одного з сировинних матеріалів. Перевага полягає у різноманітті можливостей обробки при подальшому термоформуванні.
У цьому прикладі компонування шляху розплаву тришаровий сендвіч з двох матеріалів за допомогою технології збільшення числа шарів перетворюється в мікрошарову структуру, а потім подається в середній канал багатошарового сопла, де об'єднується з двома новими потоками матеріалу, що утворюють зовнішні шари готової структури.
Очікується, що найближчими роками виробники бар'єрної упаковки використовуватимуть технології збільшення кількості шарів. Мікрошарова співекструзія обіцяє також прискорити впровадження нанокомпозитів в упаковки для харчових продуктів, що дозволить покращити бар'єрні, термічні та механічні характеристики. Історія Layer Multiplier налічує багато років, а технологія ЗМ Corp. успішно використовується для виготовлення широкого асортименту оптичних плівок в електронних екранах та інших виробах. Ліцензія, видана EDI, поширюється на поливні та орієнтовані плівки, листи та екструзійні покриття, головним чином для упаковок. Оскільки збільшення числа шарів супроводжується тим, що шарувата структура проходить більшу відстань, ніж при традиційній співекструзії, існує більша схильність до в'язкісного впливу матеріалу одного шару на інший. Технологія Dow виконує цевимога дуже ефективна. Директор EDI Тімоті Каллахан
На мікрофотознімку видно, як багатошарова структура плівки підвищує можливість виключення гелів та інших дефектів між шарами і, таким чином, знижує небезпеку розриву тканини.
вважає, що ключовою роллю компанії стане забезпечення комерційної доступності технології для підприємств, що займаються переробкою екструзією та оздобленням тканин. До завдань, які EDI візьме на себе як спеціаліст з системної інтеграції, відносяться: - створення конструкції приймачів, що забезпечує належну шарувату структуру для пристрою збільшення числа шарів. - створення компонування пристрою збільшення числа шарів, що забезпечує перепади тиску і збалансовані канали проходження полімеру для поєднання матеріалів з різною в'язкістю і з різною витратою. - виготовлення обтічних пристроїв подачі (каналів) для розподілу мікрошарової структури на остаточну ширину. Фоллз, Вісконсін, США) лабораторію з удосконалення технологічного процесу виготовлення широкого асортименту структур плівкових та листових матеріалів.