Полимерные тонкости
Summary:
К выбору линии по производству ГУМ следует отнестись с большой ответственностью, учитывать авторитет производителя, цены, конфигурацию, надежность, производительность, окупаемость машин, качество и ассортимент конечной продукции, объем вкладываемых средств.
Конъюнктура полимерных материалов и выбор оборудования
В расчете на душу населения мы потребляем полимеров вдвое меньше Пакистана и в 50 раз меньше США. Это немудрено: структура рынка оборудования для производства полипропиленовой пленки мало напоминает западную — сказываются отставание в технологиях, нехватка капиталовложений, кризис промышленных отраслей и непредсказуемость российской экономики.
Пожалуй, необходимо говорить сразу о нескольких рынках, неразрывно связанных между собой и влияющих друг на друга:
- технологий и оборудования;
- сырья;
- конечной продукции.
Взаимосвязь простая: динамичное повышение спроса на гибкие упаковочные материалы влечет за собой развитие производственного и сырьевого рынков — конечно, не столь стремительное, зато поступательное. По оценкам большинства специалистов, такая тенденция будет сохраняться в России как минимум 10-15 лет. Примерно на столько мы отстаем от Европы.
Интерес к упаковочным полипропиленовым пленкам как альтернативе полиэтилену и бумаге постоянно возрастает. Тому есть множество причин.
Тысяча и один слой
Полипропилен (РР) является одним из основных продуктов переработки полиолефинов, занимая второе место по объемам производства после полиэтиленов высокой и низкой плотности, а также линейного полиэтилена низкой плотности. Преимущества РР — в большей механической прочности и жиростойкости. В отличие от других полиолефинов, РР отличается высокой температурой плавления (170°С). Это оказывается существенным в отношении теплостойкости материалов на его основе: упакованные в PР продукты способны кратковременно выдерживать температуру до 130°С, что позволяет применять РР в качестве упаковочного стерилизуемого материала. Все разновидности РР-пленки можно условно разделить на две группы: ориентированные (в одном или двух направлениях) и неориентированные. Первая группа пленок имеет малую плотность, низкую влаго- и газопроницаемость, высокую прочность — свойства, которые просто необходимы, например, для упаковки сыпучих пищевых продуктов. Неориентированные, а также слабоориентированные РР-пленки, благодаря высоким оптическим свойствам и хорошей свариваемости, применяют для упаковки не только продуктов питания, но и текстиля, медицинских изделий.
Поскольку однослойная РР-пленка характеризуется низким сопротивлением раздиранию и недостатками при термической сварке (возникает усадка материала в месте сварного шва), все большим спросом пользуются многослойные пленки, лишенные этих недостатков: ориентированный РР, покрытый другим полимером (чаще полиэтиленом), либо сополимер этилена с PP. Многослойные материалы изготавливаются двумя основными способами: соэкструзионным (путем расплава различных полимеров с последующим выведением нескольких слоев) и кашировальным (склеиванием нескольких готовых пленок).
Упаковочный рынок характеризуется сейчас огромным спросом на ламинированные пленки, пленки с межслойной печатью, многослойные материалы с барьерными свойствами на основе ОРР, изготовленные по схеме «бумага — фольга — РР» для жидких продуктов, «РЕ — РР — РЕ» для сыпучих и жидких продуктов. Комбинаций может быть множество, все зависит от сферы применения. Стойкость к проникновению кислорода, С02, водяных паров, различных запахов и ультрафиолетового излучения, прочность на сжатие и долговечность позволяют применять многослойные пленки для длительного хранения химикатов, косметики, упаковки фармацевтических и пищевых продуктов, а также в полиграфии. По оценкам специалистов компании «Виндмёллер и Хёльшер», гибкие многослойные материалы с барьерным эффектом имеют большое будущее, и отечественный упаковочный рынок в последние годы начинает осознавать всю выгоду их использования: такая продукция, благодаря высоким потребительским свойствам, пользуется огромным спросом и приносит немалые прибыли. РР-пленки широко используются для изготовления пакетов, сумок и мешков. Сейчас рынок испытывает недостаток такой продукции, и спрос еще долгое время не будет удовлетворен.
Технологии и производство
Собственно экструзия полипропиленовой пленки — только вершина айсберга, с которым можно сравнить технологически сложный процесс изготовления РР материалов для упаковки. Тем не менее именно на этапе экструзии закладывается фундамент дальнейшей качественной и экономичной переработки пленок. Сам процесс предусматривает следующие последовательные операции:
- смешение и подача гранулята при помощи шнека;
- расплав полимерной смеси с последующим формообразованием пленки;
- охлаждение пленки;
- предварительная обработка пленки (вытяжка, укладка, регулировка по боковым кромкам, контроль за качеством выдуваемой пленки, резка краев — наличие тех или иных операций зависит от конкретного производителя).
Существуют два типа экструзионных установок: рукавные (формируют рукавную пленку посредством раздува специальной формообразующей головкой) и поливные, или плоскощелевые (формование пленки осуществляется через широкощелевое сопло).
Для производства многослойных пленок применяются кашировальные машины либо соэкструзионные установки, как правило, плоскощелевого типа. В принципе, двух экструдеров достаточно, чтобы получить трехслойную пленку. Пять и более слоев могут быть экструдированы при наличии минимум трех установок.
Секрет высококачественной РР-пленки в том, что у каждого производителя — свои «ноу-хау» в технологии. Ведь создание конкурентоспособной продукции во многом зависит от особенностей конструкции формовочных головок, температурного режима расплава, скорости вытяжки, а также от устройства систем контроля качества пленки и расхода гранулята и т. д.
Серьезные фирмы предлагают комплексные системы по экструдированию и дальнейшей переработке РР-пленки: тиснение, кэширование, нарезка и намотка, нанесение покрытия или печать. Все оборудование и конструируется, и комплектуется по модульному принципу, что позволяет сконфигурировать машинную базу под нужды конкретного заказчика. Исходя из собственных финансовых возможностей, а также намеченного ассортимента и планируемых объемов сбыта продукции, каждый клиент может составить «для себя» ту или иную производственную цепочку (а если дела пойдут хорошо, дополнительно приобрести тот или иной модуль, расширяющий спецификацию уже установленных линий). Причем у потребителя остается возможность в полной мере воспользоваться пакетом гарантий на все оборудование и послепродажным сервисом от одного и того же производителя, снижая тем самым сроки устранения поломок и расходы на запчасти.
Сырье для РР-пленки стоит сейчас в среднем около 21-23 тыс. руб. за 1 т, а готовая продукция — 45-60 тыс. руб. На первый взгляд, все просто — покупай оборудование, сырье и получай прибыль, благо спрос
огромен. Однако к выбору производственных линий следут отнестить с большой ответственностью, тщательно учитывая такие важнейшие факторы, как авторитет производителя, цена, конфигурация, надежность, производительность, окупаемость машин, качество и ассортимент конечной продукции, а также объем вкладываемых финансовых средств.
Оборудование: планируйте и считайте
В отличие от Запада, где компании-производители полимерных пленок каждые 5-6 лет стараются обновить парк оборудования, чтобы соответствовать современным требованиям к качеству гибкой упаковки, тем самым сохраняя свои позиции на рынке, многие российские предприятия зачастую лишены такой возможности вследствие нестабильности экономической ситуации и проблем, связанных с кредитованием и инвестиционными вложениями. В полимерном машиностроении мы всегда были далеко не «впереди планеты всей». Еще в советскую эпоху крупные госпредприятия оснащались, как правило, импортной техникой, преимущественно западногерманского и итальянского производства. Некоторые линии работают до сих пор, но их можно пересчитать по пальцам, оборудование устаревает, а объемы и ассортимент выпускаемой продукции недостаточны для удовлетворения резко возросшего спроса на гибкую упаковку. «К началу 90-х гг. в Советском Союзе функционировало около 2 000 предприятий по переработке полимерной, в т. ч. и полипропиленовой пленки, — рассказывает Николай Аверьянов, коммерческий директор компании «Арсенал индустрии». — Спрос был большим, но о качестве мало кто заботился. Однако из-за высокой себестоимости продукции заводы стали закрываться один за другим. Некоторые из них выкупались предпринимателями, желающими начать свой бизнес. В результате тех, кто уверенно закрепился на рынке, можно пересчитать по пальцам». Как правило, это бывшие государственные профильные предприятия, после акционирования превратившиеся в самостоятельные компании, например, «Славич» (г. Переяславль-Залесский) или NTL Packing (г. Санкт-Петербург). В последние несколько лет большие возможности открылись перед средними и малыми частными производствами, которые обеспечивают продукцией свои регионы. Таких компаний на рынке становится все больше и больше.
Сейчас рынок оборудования в России характеризуется значительным количеством предложений как от мировых (главным образом, европейских) лидеров полимерного машиностроения, так и от небольших специализированных компаний из промышленно развитых азиатских стран (Тайвань, Корея, Китай).
Европейские производители занимают значительный сегмент отечественного рынка оборудования для производства полипропиленовой пленки. Основными игроками традиционно являются компании «Виндмёллер и Хёльшер», Reifenhauser (Германия), Bielloni Castello (Италия), чей опыт сотрудничества с советскими, а сегодня — с российскими предприятиями насчитывает несколько десятков лет. Обладая новейшими технологиями и передовым оборудованием, европейцы так или иначе устанавливают верхнюю планку качества конечной продукции, на которую вынуждены равняться все участники российского рынка.
Каждый из тройки лидеров предлагает универсальные комплексные системы для переработки РР-пленки, монтируемые «под ключ» по модульному принципу, начиная от экструзионных установок и заканчивая машинами флексографской печати.
Модульные экструдеры поливных (Filmex от «Виндмёллер и Хёльшер», Triplex Type 2100/3 от Reifenhauser, Coex Piccolo и Combicast от Bielloni Castello) и рукавных (Varex от W&H, от Reifenhauser) РР-пленок позволяют достигать высокой производительности (от 150 до 1 000 кг/ч) при полностью автоматической peгулировке профиля и толщины пленки.
Поскольку важным критерием оценки качества получаемого продукта является вес погонного метра, каждая компания разрабатывает и применяет свои патентованные модули для контроля расхода материалов и обеспечения равнотолщинности пленок, что значительно экономит сырье и снижает долю отходов, и это немаловажно при относительно высоких ценах даже на отечественные ПМ полуфабрикаты. В частности, модульная система «Оптифил Плюс (W&H) предусматривает не только традиционный механический метод ощупывания пленки, но и возможность бесконтактных измерений при экструзии сверхтонких прозрачных материалов из РР (при этом компьютер отслеживает толщину и профиль пленки, регулируя подачу расплава вак режиме реального времени).
Как правило, немецкие и итальянские экструдеры способны работать не только полипропиленом, но и всеми другими распространенными видами сырья: от полиэтилена высокой плотности до семислойной пленки с улучшенными барьерными свойствами. Вследствие этого отпадает необдимость в частой переоснастке или дополнительной закупке оборудования. У каждого производителя здесь свои хитрости и «ноу-хау». Например, экструдеры Varex (W&H) оснащены патентованными барьерными шнеками, не заменяя которые можно экструдировать адгезивы, полипропилен, полиамиды и полиэтилен.
Поливные установки по своей конструкции лучше всего подходят для экструдирования однослойных и многослойных пленок — они наиболее гибки, если говорить о количестве слоев и их распределении в получаемом материале. Преимущество таких машин в том, что они обеспечивают высокую прозрачность РР-пленки и способны производить пленки со структурированной поверхностью, одно- и двухсторонним клеевым эффектом (W&H) и, наконец с барьерными свойствами, если речь идет о выпуске многослойных материалов.
При выборе типа экструдерных установок, по мнению специалистов компания W&H, нельзя принципиально утверждать, какая технология — рукавная или поливная — лучше: все зависит от того в каких областях будет применяться конечный продукт. В последние десять лет на рынке полимерных упаковочных материалов наметилась тенденция увеличения спроса на сложные пленки с межслойной печатью, ламинированием или металлизацией (для упаковки и хранения жидких продуктов, зубной пасты, косметических изделий, твердых и сыпучих пищевых продуктов). Машины для производства этих перспективных пленок поставляются как немецкими, так и итальянскими компаниями.
Модульный подход к построению производственных линий лидеры рынка реализуют также в широком спектре дополнительных агрегатов к экструдерам и машинам по дальнейшей обработке РР-пленки. W&H и Bielloni Castello сами производят полный набор соответствующего оборудования (кашировальные установки, бобинорезки, экструзионно-ламинирующие системы и др.) Компания Reifenhauser поставляет формовочные аппараты ILLIG (Германия) и автоматы сухой офсетной печати Van Damme (Голландия), рекомендуя именно эти марки для своих экструдеров. Разумеется, поставляемые линии обеспечиваются сервисным обслуживанием на общемировом уровне. Сюда можно включить услуги по проектированию и компоновке машинного парка под конкретного заказчика, обучение персонала, консультации по запуску, эксплуатации и ремонту оборудования. «Себестоимость пленки только на 7-9% складывается из стоимости экструзионной установки, — говорит Татьяна Соколова, глава представительства «Виндмёллер и Хёльшер» в России. — В основном прибыльность производства определяется производительностью оборудования, его способностю держать малые допуски по толщине пленки, скоростью перехода на новый заказ, незначительным количеством отходов и качеством получаемых на выходе материалов».
За мировые стандарты нужно платить по мировым ценам. Проблема серьезного инвестирования проекта компенсируется производительностью и высоким уровнем автоматизации поставляемых линий, их универсальностью (способностью к быстрому переналаживанию на выпуск новых видов пленки), а главное, высочайшим качеством и широким ассортиментом выпускаемой полипропиленовой моно- и многослойной пленки. Отдельно стоит отметить надежность европейских машин.
Что в итоге? Обладая такими технологиями, отечественный производитель пленки обеспечит себе благоприятные долгосрочные перспективы и возможность приведения ассортимента продукции в соответствие с растущими требованиями рынка к упаковочным материалам. Плюс устойчивый круг сбыта, а следовательно, стабильно высокая прибыль.
Несколько лет назад свои растущие в геометрической прогрессии потребности рынок старался покрыть за счет ввоза импортной продукции. После кризиса импорт сократился в несколько раз, и перспективность производства РР-пленок на месте стала очевидной для всех. С этого момента сектор дешевых малогабаритных машин с низкой производительностью (от 20 до 60 кг пленки в час) стала активно заполнять техника из Польши, Турции, Индии, Тайваня, Китая и Кореи.
Покупкой недорогих, но качественных линий по переработке полимеров у азиатских компаний можно начинать бизнес. «Рынок полимерной упаковки быстро развивается, — считает Анна Карпова, руководитель отдела упаковочного оборудования компании Apostrof. — Возросшая конкуренция между производителями продовольственных продуктов повлекла за собой всплеск спроса на более качественные, чем это было прежде, упаковочные материалы. Если раньше большинство предпринимателей ввозило полипропиленовую пленку к себе в регионы из центральных районов России, то теперь количество желающих производить РР на месте растет с каждым днем». Наибольшим спросом пользуются малогабаритные установки экструзии и формовки РР-пленки толщиной от 50 до 200 мкм, с производительностью от 16 до 90 кг/ч, электронным или механическим блоком контроля и умеренной ценой. Такое оборудование считается оптимальным для начальных инвестиций. Спектр предложений определяется надежностью, уровнем автоматизации и степенью сложности переналадки на выработку пленок из другого сырья. Как правило, поставщики подобного оборудования предусматривают минимальную комплектацию: экструдер - печатные машины - машины для переработки пленки и изготовления пакетов.
Зачастую оборудование из Индии, Турции, Китая и Тайваня отличается низким качеством сборки и изнашивается прежде, чем успевает окупиться. Чтобы избежать приобретения линий сомнительного качества, лучше всего иметь дело с фирмами, имеющими представительства в России, либо с отечественными поставщиками, которые специализируются на таких продажах и располагают своими сервисными центрами. Среди российских поставщиков можно отметить такие компании, как Apostrof (экструдеры серии GF производства тайваньской фирмы Jandi's Industrial) и «Аквалон» (выдувные экструдеры FuKuang). Дополнительный спектр услуг для, этой группы оборудования в целом является стандартным: монтаж, наладка и; консультационные услуги по использованию сырья и эксплуатации оборудования.
Присутствуют на рынке и отечественные машиностроители: ОАО «УКРНИИПЛАСТМАШ» (Украина) и НПО «Арсенал индустрии». Вторая компания смогла объединить, в единую структуру конструкторской, инженерный и технологический потенциал отечественных научных центров в области переработки полимерных материалов. Фактически это единственное предприятие в России, которое самостоятельно проектирует и строит установки для изготовления РР-пленки. «Арсенал индустрии» предлагает линии для производства полипропиленовой слабоориентированной однослойной пленки с барьерными свойствами (жиростойкость) методом экструзии рукава по схеме «сверху вниз» (модели «Про-Лайн 600 «Про-Лайн 650»), а также плоскощелевой экструдер с производительностью до 45 кг/ч. По желанию заказчика компанией может быть поставлено импортное шлейфовое оборудование (сварочные и флексографские машины, дозаторы, грануляторы). В соответствии с общей тенденцией рынка, компания предусматривает комплексные решения «под ключ» (включая обучение персонала, пусконаладочные работы, послепродажное сопровождение) для тех, кто планирует начать производство пленочных материалов для упаковки. По словам коммерческого директора компании Николая Аверьянова, «средний частный бизнес в России ориентирован сегодня прежде всего на покупку малогабаритного экструзионного оборудования с небольшой производительностью достаточной надежностью, и с хорошей — в течение полугода— окупаемостью».
Повышение спроса на РР-упаковочные материалы повлекло за собой оживление и в сфере производства РР-пленки, pынок сбыта которой еще долгое время не будет освоен до конца. Особенно это касается региональных рынков. Средние и малые производители начинают ориентироваться на общемировые стандарты, так как требования потребителя к качеству постоянно растут и приближаются к европейским. Наметившаяся в целом тенденция вытеснения импортируемой продукции с отечественных рынков будет постепенно усиливаться.
Владимир Галкин
2000 #5
|