Калькулятор Экономии консультация

Меловые добавки: необходимость использования и иллюзорность опасений


  • A-Len » Меловые добавки: необходимость использования и иллюзорность опасений
Версия для печати

ООО «АПО Алеко-Полимеры» занимается использованием и продажами меловой добавки уже более 10 лет. Мы размещаем заказы на изготовление добавок по нашим рецептурам на ведущих предприятиях-изготовителях этих продуктов в странах Азии. Для меня, как, уверен, и для Вас, тема применения добавок очень интересна. Хочется поделиться с Вами опытом: как используются добавки, что видится главным смыслом их использования. А также разобраться, чего боятся технологи, когда слышат о меловой добавке, и чего бояться совсем не следует.

Начну с главного. С того, для чего мы сами употребляем добавку и рекомендуем Вам ее употреблять. Первый и главный аспект — это извлечение прибыли производителем изделий из полимеров. Прибыль в данном случае формируется за счет снижения некоторых издержек, т.е. экономии. Это может быть простое снижение себестоимости полимерного сырья за счет наполнения меловой добавкой как более дешевой составляющей. Это самое очевидное, не правда ли? Но есть и более сложные и не всегда очевидные моменты. Вероятно, вы их знаете и давно и успешно используете в работе. Но может оказаться и так, что о каком-либо аспекте Вы недостаточно информированы. Поэтому коротко пройдемся по этим моментам.

1. Уменьшение потребления красителей за счет окрашивания полимера в массе в матовый белый цвет. По опыту нашей компании и наших покупателей скажу: если Вы применяете меловую добавку, то Вы можете либо вообще отказаться от потребления концентрата диоксида титана, либо добавлять его в пределах 1 мешка на 1 тонну сырьевой смеси, т.е. 0,25% от объема сырья. Учитывая, что мировая цена на рутиловый диоксид титана растет за счет монополизации рынка в руках 4-5 компаний, снижения цены белого суперконцентрата нам ожидать в ближайшей перспективе не стоит. Стоит задуматься, чем мы с Вами можем в самое ближайшее время по максимуму заменить этот продукт, и меловая добавка нам в этом успешно поможет. Ведь добавка уменьшает потребление диоксида титана в 2-4 раза.

2. Добавка обеспечивает микрошероховатость поверхности изделия из полимера. Что это нам с Вами дает?

2.1. При измерении микрометром толщины полиэтиленовой пленки прибор измеряет фактически не саму толщину полиэтилена, а толщину тех «возвышенностей», которые частицы мела создают над поверхностью. Так из 16 мкм мы можем, не прибегая ни к чему, кроме меловой добавки, получить 18 мкм, а это 12,5% разницы! Многие наши покупатели обращают особое внимание именно на это свойство добавки.

2.2. За счет увеличения площади контакта усиливается адгезия флексографической краски, что положительно сказывается на ее расходе.

3. Коэффициент теплопроводности мела — 0,9 Вт, полипропилена — 0,16 Вт, полиэтилена — 0,25-0,25 Вт. Удельная теплоемкость мела — 0,88 кДж, полипропилена — 1,9 кДж, полиэтилена — 1,9-2,3 кДжi. За счет такой разницы расплав, в который введена добавка, нагревается и остывает быстрее. Это позволяет увеличить производительность Вашего оборудования, а также избежать брака, вызванного неравномерным остыванием готового изделия. Наш собственный опыт и отзывы наших покупателей показывают, например, что при одинаковой нагрузке на двигатель, применение мела позволяет увеличить производительность полиэтиленового экструдера на 5-10%.

4. Если Вы занимаетесь литьем из полиолефинов, то за счет той же разницы в теплопроводности изделие остывает прежде, чем дает усадку. То же самое касается и коробления, и появления заусенцев. Таким образом, Вы снижаете долю брака.

5. При изготовлении полимерных труб увеличивается жесткость, труба становится более плотной, «весомой». Это вызывает положительную реакцию конечных потребителей.

6. При изготовлении тонких пленок (типа пакетов «фасовка») обеспечивается стабилизация «пузыря» при выдуве.

За те годы, что «Алеко» занимается меловой добавкой, этот резон — экономия — остался главной причиной применения данного продукта. Но рынок не стоит на месте. Потребности производителей теперь уже не состоят только в том, чтобы просто сэкономить. Естественное желание производителя — не просто не потерять, а возможно, даже улучшить качество, и при этом сэкономить. В понимании многих это разнонаправленные векторы, ведь часть технологов до сих пор либо опасается использовать меловую добавку, либо воспринимает ее как своего рода «неизбежное зло», которое приходится использовать, но была бы их воля — они бы никогда с ней не «заморачивались». Попытаюсь на основании своего опыта перечислить те «опасения», которые испытывают некоторые технологи перед применением меловых добавок. Я не претендую на полноту описания и не собираюсь скатываться в область психологии. Остановимся на нескольких ярких примерах, которые представляются очень важными. Ведь в дальнейшем эти опасения транслируются руководителям бизнеса и влияют на их решения. В результате бизнес экономит, возможно, гораздо меньше, чем мог бы, и проигрывает конкурентам.

Опасение первое. «Мел является абразивом, он изнашивает шнеки, головы, детали ткацких станков...»

Насколько оправданы эти опасения? Разумеется, мел является твердым неорганическим веществом. В своей основе это мономинеральная порода, сложенная кальцитом (карбонатом кальция) — CaCO3. Твердость по шкале Мооса равна 3. Не алмаз, конечно, но при постоянном использовании даже азотированный шнек с высокой твердостью поверхности может износиться. Хотя, строго говоря, абсолютно любая добавка, отличная от самого полимера, имеет бóльшую, чем этот полимер, абразивность. Да и азотирование шнека некоторых производителей могло производиться, мягко говоря, с нарушением технологии.

По опыту нашей компании могу сказать: мы используем различные добавки более 10 лет. Шнек нашего первого полипропиленового экструдера (шнек 120-й) проработал без износа более 12 лет при постоянной норме применения добавки 4% и более. При этом производительность не падает. Почему шнек не износился? Тому есть несколько причин:

1) Состав мела, особенно природного, неоднороден. Хотя это достаточно чистое вещество, но в нем все равно есть примеси. Ведь получают его не в лабораторных условиях. Поэтому следует обращать особое внимание на характеристики мела, содержащегося в меловой добавке. В меле должно содержаться более 90% карбоната кальция (в идеале, чем больше, чем лучше), который является самой «мягкой» из возможных фракций мела. Остальное составляют доломит, магнезит, оксиды железа и кремния (кварц), углерод и т. п. Углерод окрашивает мел в серый цвет, а оксид железа — в желтоватыйii. Все это (кроме углерода) — более «твердые» фракции. Например, если твердость кальцита — 3, то доломита — 3,5-4,5, магнезита — 4-4,5, кварца — 7. В разных добавках используется разный мел с разным содержанием карбоната кальция. А вот содержание высокоабразивных примесей типа кварца (оксида кремния) различается в более чем 2 раза. Например, в добавках A-Len содержание кальцита в меле — 98-99%. Однако нам встречались меловые добавки, где использован мел с содержанием кальцита 60-70%, а остальное — более твердая фракция. Например, кварц (оксид кремния) — это естественный абразив. Это было определено в результате достаточно дорогостоящего анализа, который для нас время от времени проводит Торгово-Промышленная палата. Разумеется, добавка, где содержатся более твердые фракции, наносит больший вред оборудованию. С другой стороны, если таких вредных примесей в добавке в 2 раза меньше, то применять ее можно в 2 раза больше с тем же результатом по износу оборудования.

2) Мел, использованный в меловой добавке, обязательно должен пройти обработку стеариновой кислотой. При попадании внутрь материального цилиндра и распаде гранулы добавки стеариновая кислота как более легкая фракция в расплаве создает прослойку между частицами мела и шнековой парой. Это препятствует прямому контакту мела со шнеком, и, соответственно, износу.

Таким образом, качественная добавка должна иметь в своей основе мел с максимально высоким содержанием кальцита, с максимально низким содержанием абразивных примесей, и в обязательном порядке обработанный стеариновой кислотой. Если добавка вызывает абразивный эффект, то в ней использован ненадлежащий мел. В ином случае, как это произошло у нас, шнек будет спокойно работать в течение долгого времени без какого-либо сверхизноса. Даже, если добавлять его 30%, ни к какой катастрофе это не приведет.

С этим связано и другое опасение, которое не так широко распространено. Но следует упомянуть о нем в связи с вопросом о составе мела. В любом меле содержится оксид железа Fe2O3, который, кроме окрашивания мела в желтоватый цвет, ускоряет окислительные процессы, происходящие в полимерах. Поэтому, если изделие должно быть УФ-стабильно, то не следует применять некоторые добавки, где содержание оксида железа велико. Если для Вас УФ-стабильность не имеет особого значения, то для Вас все равно, какую добавку применять. Однако мы ориентируемся на все категории покупателей и поэтому в добавках A-Len содержание Fe2O3 в среднем в 2 раза ниже, чем в большинстве добавок, поставляемых в Россию.

Опасение второе. «Добавка увеличивает вес изделий, так что из одного объема смеси получается меньше изделий». Действительно, плотность мела 2,72 г/м3, добавки — 1,8-1,9 г/м3, а плотность полиолефинов — 0,91-0,94 г/м3. Соответственно, изделие, в которое добавлен мел, становится тяжелее сделанного из чистого полимера.

Но так ли это «страшно» для качества и экономии? На качестве, пожалуй, это никак не сказывается. Под вопросом оказывается только экономия. И то только в некоторых случаях. Дело в том, что многие виды полимерных изделий — мешки, пакеты и т.д. — продаются на вес. Заменяя часть полимера на более тяжелое вещество, мы, наоборот, экономим объем смеси.

Если говорить о литье или изготовлении труб, то давайте вспомним о том, что мел снижает усадку и исключает коробление, а также придает дополнительную плотность и жесткость. Соответственно, ничто не мешает сделать толщину стенок изделия оптимальной для сохранения Вашей экономии.

Так что можно сказать, что здесь страхи несколько преувеличены. Для определенных категорий производителей этот вопрос вообще не актуален. Для других — стоит внести небольшие изменения в устоявшуюся технологию. Но ведь выигрыш в цене того стоит!

Опасение третье. «Добавка снижает прочность готовых изделий, особенно сварных швов или полипропиленовых нитей». Что касается качества сварного шва. Для сварки желательно получить как можно более гладкие свариваемые поверхности. Частицы мела могут выступать над этими поверхностями и существенно нарушать гладкость.

Здесь необходимо заметить, что это касается далеко не всех добавок. Вот пример прочности полипропиленовой нити при применении добавок A-Len и других меловых добавок. И опять все зависит от качества мела, но теперь это уже касается размера его частиц. Теплопроводность мела увеличивает скорость процесса сваривания изделий из пластмасс.

Есть два основных показателя размера частиц мела: средний размер и максимально возможный размер. Для добавок в основном указывают средний размер. А вот для сварного шва важно, каков максимально крупный размер частиц (не более 2% от общего объема всех частиц всех размеров). В добавках A-Len премиум-категории используется мел, где размер 2% частиц не превышает 11 мкм при среднем размере 1,2 мкм. Сейчас испытывается новая добавка с размером частиц в среднем 0,5 мкм, в максимуме 2 мкм. Такие добавки не нарушают качество шва даже при высоком проценте применения. А вот за другие добавки поручиться не можем. В странах Азии нам встречались добавки с очень «разнокалиберным» мелом. Была, например, одна марка, где содержалось 2% частиц порядка 80 мкм! Разумеется, выяснилось это при лабораторном анализе привезенных образцов, и с таким поставщиком мы работать не стали, хотя цена была привлекательной. Поставщик этот, тем не менее, сейчас продает в Россию именно ту марку, которую мы анализировали. Как говорится, выводы Вы можете сделать сами.

Что касается прочности на разрыв или на разрушение. Действительно, мел при высоких нормах применения увеличивает хрупкость изделий. Особенно это касается тех изделий, при экструзии которых происходит вытяжка, но актуально и для литья тонкостенных изделий. Именно для того, чтобы помочь производителям таких изделий, мы начали завозить в Россию добавки с эластомером. Эластомер специально разработан для применения в полиолефинах отечественного качества и придает повышенную эластичность изделиям из полимеров. Например, по реальному опыту нас и наших покупателей данных добавок, относительное удлинение полипропиленовой нити при применении 10% добавки с эластомером — 23-26%, обычной добавки — ниже 22%. Как говорится, комментарии излишни.

Таким образом, применение добавок A-Len решает и эти вопросы, которые могут возникнуть у вдумчивого технолога по поводу применения меловых добавок. В наших продуктах используется мел действительно мелкой дисперсии, а в наиболее «продвинутых» марках применены специальные эластомеры.

Как видите, мы стараемся идти в ногу со временем и удовлетворять все новые и новые потребности своих покупателей, выполнять все условия, которые диктует современный рынок.

В отношениях с покупателями для нас важен не только бизнес, но и искренняя дружба и взаимное доверие. Для нас большая честь работать с нашими нынешними партнерами и большая радость приобретать новых друзей. Мы приглашаем Вас попробовать наши продукты и самим убедиться, что нашим конкурентным преимуществом сегодня являются [9]:

  • большой накопленный опыт практического применения и продаж добавки самым разным категориям покупателей;
  • индивидуальный подход к потребностям каждого нашего партнера;
  • соответствие характеристик добавок меняющимся трендам их применения;
  • наличие постоянных объемов на складе во избежание перебоев в поставках;
  • разумные цены за высокое качество.