Производство стеклотканей, пропитанных ПТФЭ (тефлоном, фторопластом) , далее в тексте «лакоткань», различными производителями

В 2014 году РФ в ответ на принятые против нас санкции направило усилия на импортозамещение с одной целью - понизить объем поступающей в государство импортной продукции. Импортозамещение в России призвано заменить импортные товары отечественными, и теми, что изготовлены на территории страны.
С этой целью, Постановлением правительства РФ (N 488-Ф от 31 декабря 2014 г.) в госзакупках был применен принцип верховенства товаров российского происхождения перед зарубежными товарами. До этого у отечественных и зарубежных товаров были одинаковые условия участия в торгах.
Что касается конкретно фторопластовых (тефлоновых) лакотканей, то по оценкам специалистов на рынке России присутствуют до 57-60 % импортных товаров. В основе своей это товары китайского происхождения. Для оценки выполнения этой задачи и поиска путей решения импортозамещения составлена эта аналитическая записка.
В мире большое количество фирм производит лакоткани, Европа, CША, Корея Китай. Перечень наиболее крупных фирм, зарубежных производителей лакотканей: SIFAT INDUSTRIES SAS (Франция) FLUOROCARBON SURFACE TECHNOLOGIES (Англия) LORK INDUSTRIAS (Испания) DIENER ELECTRONIC GMBH UND CO KG (Германия), NINGBO SUPERBRIGHT TECHNOLOGY CO.,LTD (Китай), Shandong senrong New Materials Co.,Ltd (Китай) TAIXING WEIBO HI-TECH MATERIAL CO.,LTD (Китай) TAIXING YOUNGSUN FL-PLASTICS CO., LTD (Китай) GLENGO ITHALAT IHRACAT MUMESSILLIK A.S. (Турция) FOTHERGILL COATED FABRICS LTD (Австралия) TECHNIFLON EUROPE (Франция) ELMAS TEKNIK TEKSTIL (Турция) TACONIC INTERNATIONAL. LTD (США)
Из этого перечня фирм, наиболее крупной международной корпорацией (имеет филиалы в США, Ирландии, Корее, Китае), производящей лакоткани высокого качества большой номенклатуры, является Taconic. Смотри Таблицу 1.
До 2016 года в РФ лакоткани производили всего две фирмы. Сейчас к ним присоединился ООО «ГАЛОГЕН» , где фторлакоткани производятся на новой пропиточной машине . В то же время, более 10 фирм в РФ, занимаются перепродажей различных марок лакотканей, как Российского , так и зарубежного производства. Основной ассортимент предлагаемых ими лакотканей, это продукция китайских производителей. В большинстве предлагается лакоткань производства фирмы Taxing Youngsun, которая имеет приемлемый уровень цены и качества.
Стандартные свойства лакотканей, определяющих их области применения, следующие:
- Экстраординарные антипригарные свойства (20 Дин/см), даже лед не прилипает к поверхности лакоткани;
- Широкая температура эксплуатации (-190 °С +260 °С);
- Лакоткани, совершенно не токсичны (разрешены к применению при контакте с пищевыми продуктами);
- Незначительное изменение геометрических размеров при охлаждении и нагревании;
- Незначительная величина теплового расширениия;
- Проницаемы для микроволнового и ультрафиолетовых излучений;
- Отличные диэлектрические свойства;
- Не абсорбируют тепло, то есть не перегреваются;
- Отличная химическая стойкость к большинству химикатов;
- Низкое влагопоглощение;
- Повергаются легкой чистке поверхности при эксплуатации.
Номенклатура, производимых лакотканей у всех фирм стандартная и включает в себя следующее группы:
1. Марки для электрических применений. Стеклянные ткани этих марок, имеют большую толщину покрытия ПТФЭ, что дает супер гладкую поверхность, отличные диэлектрические свойства, используемые в применениях, где необходимо максимальное содержание ПТФЭ, таких как антипригарные пищевые ленты для продуктов с высоким содержанием жира, в кулинарии, и там, где требуется эти лучшие свойства. Средняя толщина слоя ПТФЭ - 57 мкм (max 100 мкм), среднее содержание ПТФЭ 68% (66 - 72%).
2. Марки класса «премиум». Стеклянные ткани этих марок с высоким содержанием ПТФЭ, имеют высокую химическую стойкость и электрическую прочность. Марки « премиум» используются в специальных применениях, где необходима супер гладкая поверхность, таких как ремни шкивов, работающие при больших скоростях и большом усилии, производстве диэлектриков, текстильной промышленности и трафаретной печати, а также в пищевой и упаковочной промышленности. Средняя толщина слоя ПТФЭ - 32 мкм (max 48 мкм), среднее содержание ПТФЭ 70% (65 - 75%).
3. Марки стандартного класса. Наиболее широко используемые марки стеклоткани с покрытием ПТФЭ, стандартного качества продукции, обладают гладкой поверхностью и замечательными анти адгезионными свойствами. Основные области применения включают в себя материалы, используемые при высокой температуре, таких как пластины и высокотемпературные уплотнения, ламинаты, а также хорошие не прилипающие противни при приготовлении пищи, производстве клея, красок и переработке резин. Средняя толщина слоя ПТФЭ - 42 мкм (max 77 мкм), среднее содержание ПТФЭ 58% (55 - 63%).
4. Марки промышленного класса. Марки промышленного класса, содержат среднее количество ПТФЭ и используются главным образом в виде листов в производство полиэтиленовых пакетов. Эти марки часто рассматриваются в качестве более дешевой альтернативы для различных применений. Большая часть этих марок применяется в виде пластин в хлебопечении. Средняя толщина слоя ПТФЭ - 28 мкм (max 42 мкм), среднее содержание ПТФЭ 60% (55 - 67%).
5. Марки для механических применений. Данные марки стеклоткани, содержат меньшее количество ПТФЭ, чем в других марках и в основном используется в применениях, где требуется усиленная поверхностная структура стеклоткани. Средняя толщина слоя ПТФЭ - 11 мкм (max 16 мкм), среднее содержание ПТФЭ 50% (39 - 62%).
6. Марки с пористой структурой и фильтровальные ткани. Слегка покрытые пористые материалы позволяют пропускать через себя летучие газообразные продукты. Они применяются в качестве лент при сушке материалов, которые пропускают через себя поток воздуха. Толщины лент для применения при сушке и фильтрации, начинаются от 40 микрон. Размер ячеи варьируется от 7x7 мм до 1x1 мм, применяются в производстве текстиля и экранов для печати. Основные области применения этих марок многогранны, фильтрация, очистка и снижение загрязнений, конвейерные ленты, вентиляторная сушка и процессы вулканизации. Среднее содержание ПТФЭ 28% (15 - 52%).
7. Марки имеющее повышенное сопротивление излому и разрыву. Эти марки продукта проходят специальную обработку, придающую им превосходную прочность при разрыве и сопротивление на изгиб. Эти продукты, имеющие большую гибкость, главным образом используются как высокоскоростные упаковочные ленты, а также как материалы, имеющие укрепленные края ленты по ширине, особенно в упаковочной и пластиковой промышленности. Средняя толщина слоя ПТФЭ - 39 мкм (max 62 мкм), среднее содержание ПТФЭ 61% (57 - 69%).
8. Анти статические марки. Данные марки имеют полу проводимые свойства за счет добавления углерода для снятия статического напряжения. Главным образом используются в процессах, где критическим является наличие статического электричества. Средняя толщина слоя ПТФЭ - 34 мкм (max 62 мкм), среднее содержание ПТФЭ 60% (55 - 67%).
9. Марки из арамидных волокон, покрытых ПТФЭ. Выпускается широкий спектр арамидных тканей, покрытых ПТФЭ для удовлетворения самых требовательных применений, где требуется высокая механически прочность, а также способность выдерживать нагрузки, передаваемые узкой полоской диаметра образующей роликов. Толщины тканей варьируются от 0,150 мм до 0,460 мм. Некоторые марки выпускаются в анти статическом варианте. Среднее содержание ПТФЭ 60% (57 - 63%).
Примечание
* Любые из перечисленных выше марок стеклотканей, могут производиться в цветном, окрашенном варианте.
** Стандартная ширина производимых лакотканей 1,0 метр, (хотя по заказу производятся лакоткани шириной до 2,6 метра), длина лакоткани в рулоне от 33 до 46 метров (у разных производителей). Все производители поставляют под заказ и другую длину, но не менее 10 метров. Толщина лактоканей значительно варьируется в зависимости от области применения и находится в интервале от 0,039 до 0,450 мм.
*** Содержание ПТФЭ в лакоткани, существенно зависит от области применения и находится в интервале от 18,0 до 75,5%.

В производстве лактоканей фирма Taconic,
в качестве сырья использует 4 основных марки стеклоткани, Российские производители используют 6 марок стеклоткани, производства РФ. Характеристики стеклотканей приведены в
Таблице 1.

Таблица 1. Характеристики марок стеклоткани, используемой
при производстве лакотканей.Тип плетения - полотно.

Как можно увидеть из Таблицы 1, все стеклоткани, в том числе и производства РФ, произведены методом полотняного плетения с последующим кручением, с использованием стеклонитей диаметрами от 4 до 9 мкм. Плотность стеклоткани и ее механические свойства (прочность при разрыве) зависят от диаметра исходной стеклонити. Свойства стеклоткани, применяемой при производстве лакотканей, закладывают основу свойств конечной лакоткани.
Использование марок стеклотканей в зависимости от областей применения лакоткани, приведено в Таблице 2.

Таблица 2. Использование марочного ассортимента стеклотканей в зависимости от конечного применения лакотканей, фирма Taconic. Как видно из Таблицы 2, марочный ассортимент используемых стеклотканей имеет широкую вариацию в зависимости от конечного применения лакотканей и запросов покупателей. В то же время существуют некоторые предпочтения по использованию конкретной марки стеклоткани для определенных применений. Так например, при изготовлении лакоткани «премиум» класса (основное назначение производство диэлектриков) в 90% случаев используется марка стеклоткани 1080. Наиболее используемые марки стеклотканей 1080 и 2116, на долю которых приходится 79% общего объема.

Таблица 3. Толщины и процент содержания ПТФЭ лакотканей для различных применений.

Как видно из Таблицы 3,максимальное содержание ПТФЭ (70%) принадлежит к премиум классу, марки которого должны иметь супер гладкую поверхность и отличные диэлектрические свойства, а минимальное содержание (50%) относится к маркам для механических применений, для которых наиболее важна структура и механические свойства базовой стеклоткани. Максимальная толщина слоя ПТФЭ (57 мкм) принадлежит маркам для электрических применений, что определяет их хорошие диэлектрические свойства, а минимальная толщина (11 мкм) у марок для механических применений, по приведенным выше соображениям.
Обработка статистических данных марочного ассортимента лакотканей,производимых фирмой Taconic, дает некоторые закономерности, которые необходимо учитывать в процессе производства лакотканей. Эти зависимости представлены на приведенных ниже диаграммах. Величина R2 на диаграмме, представляет собой коэффициент достоверности аппроксимации. Чем ближе эта величина к 1, тем достовернее линия тренда на диаграмме 1.
Диаграмма 1. Зависимость веса лакоткани от ее толщины.

На Диаграмме 1 видно,что существует четкая корреляция (R2=0,9278) веса лакоткани от толщины исходной стеклоткани. Чем выше вес стеклоткани, тем выше вес конечной лакоткани. Диаграмма 2. Зависимость веса лакоткани от толщины покрытия ПТФЭ

Вид закономерности, приведенной на Диаграмме 2, не позволяет однозначно судить о влиянии количества ПТФЭ на вес лакоткани. Коэффициент корреляции (R2=0,7726) указывает на то, что процент содержания ПТФЭ в лакоткани, не является фактором, определяющим вес лакоткани. Так например лакоткань, содержащая 14% ПТФЭ и лакоткань, содержащая 42% ПТФЭ, имеют одинаковый вес 200 г/м2. Скорее всего, большее содержание ПТФЭ в лакоткани, ведет к улучшению ее потребительских свойств (гладкость поверхности, меньшую пористость, лучшие диэлектрические свойства). Диаграмма 3. Зависимость нагрузки при разрыве образца от толщины лактокани.

Данные, приведенные на Диаграмме 3, указывают на четкую корреляцию (R2=0,9302) между толщиной лакоткани и величиной нагрузки при разрыве. Чем толще лактоткань, тем большую нагрузку она может выдержать., смотри данные Таблицы 1. Это очень важно, в применениях, где требуются эти свойства (конвейерные ленты, приводные ремни).
Марочный ассортимент лакотканей, производимых в РФ и количество компаний производителей ограничен. Они выпускают лакоткани по одинаковым техническим условиям в количестве 5 – 8 марок.

Таблица 4. Характеристики лакотканей, производимых компаниями в РФ.

Производимые лакоткани отличаются нестабильностью качества (содержание ПТФЭ, толщина и т.д.) и вследствие этого не стабильностью диэлектрических свойств. Так например, один из показателей качества: величина поверхностной плотности 1 м2 лакоткани в нормативных документах имеет огромный интервал. Для марки лакоткани Ф-4Д-Т-13-027-А эта величина может изменяться от 600 до 1000 г/м2 (800 ± 200), что не позволит произвести корректный расчет веса транспортерной ленты (тяговое усилие, мощность привода и т.д.).Для марки лакоткани Ф-4Д –Э01-А, с рекламируемой областью применения в производстве фольгированных диэлектриков, допустимый интервал изменения величины поверхностной плотности составляет 400 ± 50г/м2 (± 12,5%), соответственно на эту же величину могут измениться диэлектрические показатели, что совершенно не допустимо.
Зарубежные производители имеют более стабильное качество производимой продукции. Так например, фирма Taconic гарантирует содержание ПТФЭ в лакоткани с точностью до 0,5%, что позволяет иметь отличное качество готового изделия в применении.

Таблица 5. Ценовые предложения продажи лакоткани на рынке РФ ( рубли РФ).

Как можно увидеть из Таблицы 5, цена Российского производителя конкурентоспособна с китайской лакотканью. Наибольшая разница в ценовых предложениях наблюдается в сегменте толстых лакотканей с толщиной 180 – 240 мкм (более 200 руб/м.п.). Это объясняется тем, что китайские производители в производстве толстых лакотканей используют более толстую основу (стеклоткань), и как следствие расход ПТФЭ в производстве этих лакотканей меньше, чем у отечественных производителей. В качестве подтверждения этого предположения, можно видеть по сути дела одинаковую цену у фирмы Алет ТМ, на марки Ф-4Д-Э007-А и Ф-4Д-Э01-Б.
Выводы.
Существующее положение:
- Номенклатура фторлакотканей, производимых российскими фирмами, слабо привязана к конечным применениям.
- Марочный ассортимент и области применения, плохо понятны покупателям. В качестве примера - производится шесть толщин одной и той же марки Ф-4Д-Э01-Б (от 100 до 240 мкм).
- Достижение необходимой толщины (на базе стеклоткани Э1-62ПМ-20, толщиной 73 ± 7 мкм), производится за счет слоя ПТФЭ, что не экономично.
- Процент содержания ПТФЭ в лакоткани имеет значительные колебания, достигающие 3%, от указанных значений в ТУ 301-05-422-89.
Предложения.
1. При организации нового производства лакотканей, которое сейчас налажено на ООО «ГАЛОГЕН» , необходимо обратить особое внимание на сегментирование рынка по областям применения и создание марок для каждой области применения. В качестве примера, можно привести фирму Taconic, ассортимент которой составляет 78 марок лакоткани, примерно по 10 для каждой области применения.
2. Для создания новой линейки марок лакоткани, необходимо выбрать базовые марки стеклоткани, отвечающие необходимым требованиям. При этом потребуется разработка новых технических условий на новые марки лакоткани.
3. Особое внимание следует обратить на качественные показатели производимой продукции (равномерность толщины, содержание ПТФЭ), которая закладывается в процессе производства и поддерживается стабильной за счет четкого соблюдения норм технологического режима.
4. Необходима разработка рекомендаций по применению для каждого сегмента потребления готовой продукции, которые должны быть размещены на сайте компании.