Екструзія видувної плівки

Через нестискувану матеріалу роздування супроводжується одночасним зменшенням товщини стінки заготівлі. Надмірний тиск усередині рукава підтримується з одного боку дорном голівки, що формує, а з іншої - валяннями, що тягнуть. Для забезпечення постійності товщини і ширини плівки тиск усередині рукава необхідно зберігати постійним. Іншими технологічними параметрами, що впливають на геометричні параметри плівки і її якість, є продуктивність екструдера, швидкість витягу і температурний розподіл в циліндрі і голівці екструдера. Їх необхідно строго контролювати.

Виробництво плівки стає економічнішим при збільшенні продуктивності процесу. Лімітуючим чинником тут є швидкість охолодження рукава. При збільшенні швидкості екструзії лінія склування полімеру піднімається вгору, що веде, у свою чергу, до нестабільності рукава. Збільшення потоку повітря, що охолоджує, дозволяє понизити висоту лінії склування, але і цей прийом обмежений у своєму застосуванні, оскільки занадто висока швидкість потоку повітря, що подається на охолодження, викликає деформацію рукава. Взагалі, екструзія рукавних плівок - дуже складний процес, з яким пов'язана безліч проблем при виробництві плівки високої якості. Серед великої кількості можливих дефектів можна назвати, передусім, разнотолщинность, поверхневі дефекти, такі як огрублення поверхні екструдату ("акуляча шкура"), викликане або недостатнім прогріванням матеріалу, або занадто інтенсивною течією полімеру в зоні щілини голівки екструдера, що формує. Різні сторонні включення, у тому числі і викликані деструкцією полімеру, низька міцність, каламутність і складки також є проблемою. Складки, що призводять до зниження якості продукції або навіть до відбракування плівки, можуть з'явитися навіть в добре відлагоджених виробництвах. Причин тому множина. Наприклад, плівка досягає валів, що тягнуть, занадто холодною і нееластичною, внаслідок чого відбувається своєрідний злам матеріалу з утворенням складок. В цьому випадку слід вжити заходи до термостатування рукава або підвищувати температуру розплаву, але це може, проте, спричинити інші проблеми. Іншою причиною появи складок є разнотолщинность, яка призводить до нерівномірного витягу плівки валами, що тягнуть. Пульсації при роботі екструдера, протяги в області витягу, непаралельність що тягне і притискного валів, нерівномірне зусилля притиску притискного валу до валу, що тягне, також приводять до появи небажаних ефектів.

При виробництві рукавних плівок методом экструзії (рис.8.) розплав продавлюють через кільцеву фільєру, і рукав, що утвориться, роздувають у температурній зоні термопластичності ПП. Приймальні валки разом з регулятором тиску повітря забезпечують наявність постійної повітряної подушки для роздування плівки.

Рис. 2. Схема установки для виготовлення рукавної плівки:

1 -- зона завантаження; 2 -- подача повітря; 3 -- кільцева голівка; 4 -- зона роздмухування рукава;

5 -- приймальні валки;

6 -- намотувальний пристрій ; 7-- екструдер.

Метод екструзії рукавної плівки використовують переважно для виробництва поліетиленових плівок. Модифікація цього методу (метод екструзії через подвійну кільцеву фільєру) використовується фірмами АЕТ (США) і ІСІ (Великобританія) для одержання ОПП плівок з надвисокою прозорістю.

Товщина плівки залежить від інтенсивності подачі розплаву, температури в зоні плавлення поліпропілену, зазору фільєри (вихідного отвору формуючої голівки), тиску роздування. У залежності від типу вихідної сировини. товщина плівки, що досягається максимально, складає 400-500 мкм. а мінімальна - 20 мкм. Максимальна ширина складеного рукава плівки, яку можливо досягти на сучасному устаткуванні, складає близько 10 м.

При виробництві рукавної плівки (мал. 6.1) трубообразний екструдер, що виходить з кільцевої голівки екструзії, роздувається стислим повітрям в по-перечном напрямі і витягується головним чином в подовжньому напрямі за рахунок того, що швидкість відведення плівки набагато вище за швидкість виходу экс-трудера з фільєри. Зовні (іноді додатково і зсередини) рукав в початковій зоні формування принуди-тельно охолоджується повітрям і на деякій відстані від голівки твердне. Далі рукав за допомогою пло-ских що направляють сплющується і відводиться у вигляді складеного рукава шириною Ьш (див. рис. 3.1) роликами, що тягнуть, після чого намотується в рулон.

Регулюючи швидкість охолодження на початковій стадії формування рукава, можна змінювати співвідношення високоеластичної і пластичної деформації в плівці. Від співвідношення подовжньої і поперечної деформації рукава залежать механічні і оптичні (для прозорих і напівпрозорих матеріалів) свой-ства плівки і стабільність процесу [3.1,3.2].

А)

Б)

Рис.3 Загальна схема формування рукавної плівки (а) і схема деформації екструдату при різних мірах витягу (б) : I - за відсутності витягу; 2 - при невеликому подовжньому витягу; 3 - при роздуванні і витягу рукава

Навіть в умовах високоавтоматизованих виробництв отримання високоякісних плівок багато в чому залежить від кваліфікації і досвіду оператора, обслуговуючого лінію екструзії.

Основи виробництва видувної плівки

Метою цієї роботи є детальний розгляд особливих дефектів, які з'являються на рукавній видувній плівці, а також пошук можливих причин і рішень.

Проте, з ряду причин варто ще раз розглянути деякі етапи процесу, незважаючи на досвід роботи в цьому виробництві. Можна настільки багато знати про цю лінію виробництва плівки, що проблеми вирішуються на рівні інтуїції, але навчання нового персоналу або включення в процес нової лінії може викликати труднощі. Деякі невід'ємні і напівзабуті особливості процесу (а їх багато) можуть і не мати якого-небудь значення для цієї продукції, але для нового продукту можуть стати нерозпізнаними причинами дефектів. І з цієї причини нікому не перешкодить на короткий час повернутися в школу, щоб освіжити матеріал

Рис. 4 . Загальний вигляд лінії для виробництва розсувної плівки : NIP Rolls - протяжні валики; Layfiat - площинне укладання, Idler Roll-згинаючий ролик, Collepsing Frame-складувальні рами, Bubble-бульбашка, Ressin Pellets-полімерні гранули, Air Ring-повітряне кільце, Hopper-бункер, Die-головка, Extruder - екструдер, Winder-намотувальний пристрій, Roll off Film-рулон з плівкою

Процес виробництва плівки методом видування розплавленого полімеру з довгастої труби надзвичайно простий. Елементи процесу включають полімерні гранули, які спрямовуються через бункер в екструдер. Там, під дією температури і сили тертя гранули переробляються в розплавлену масу, яка проштовхується в кільцеподібну голівку екструзії для формування рукав.же час він витягується далі від голівки і теж зменшується по товщині. Рукав стає плоским за допомогою рам (колапсинга), що складають, простягається через притискні валки і по направляючих валках подається на намотувальник, який випускає готові рулони плівки. Єдині основні елементи, які бракує на малюнку, - це процвітаючий хазяїн, щасливий оператор і задоволений клієнт

Ті, хто знайомий з процесом з практичного боку, приймуть усе, що було сказано вище жартом у кращому разі, а в гіршому, за суцільну брехню.

Насправді, ця система є однією з найскладніших і чутливіших з усіх технологій обробки пластика і створює безліч труднощів. Було б справедливим сказати, що ті, хто повністю усвідомив ці труднощі, ніколи б не зайнявся цим бізнесом, за винятком того, що в даному випадку є один позитивний момент. Процес виробництва рукавної видувної плівки є раціональним і економічним. В результаті його використання виходить безліч продуктів - від тонкої прозорої плівки для подальшої переробки до товстої плівки технічне призначення, яка в розрізаному і розгорнутому виді може бути шириною 40 футів (12,2 м) і більше.

Перелік попереджувальних заходів

Попередження проблем у виробництві видувної плівки починається з придбання відповідного устаткування для специфічної роботи. Мають бути забезпечена хороша установка устаткування, профілактичне обслуговування і режим роботи перш, ніж чекати від людей, зайнятих у виробництві, випуску хорошої плівки при високій продуктивності з мінімальною кількістю відходів, що необхідно для прибуткового виробництва.

Переліки контрольних питань є прекрасними прискорювачами пам'яті, як для виробничого, так і обслуговуючого персоналу. Оператор повинен перевіряти кожну лінію, принаймні, раз в зміну. Лінію потрібно перевіряти при зміні замовлення і при запуску або відключенні устаткування.

Деякі обслуговуючі деталі потрібно оглядати (і ремонтувати) при аварії або при плановому відключенні на техобслуговування. Інші перевіряються (і ремонтуються) під час роботи лінії.

Наступний перелік деталей зазвичай включається в описи робочих процесів заводу, діючі стандарти заводу, або вони є частиною плану роботи обслуговуючого відділу. Кожен завод повинен вирішувати, які деталі знаходяться під відповідальністю виробничого і обслуговуючого персоналу. Він наданий не повністю із-за індивідуальних особливостей устаткування кожного окремого заводу. Проте, якщо використовувати цей перелік контрольних питань, він допоможе зняти велику частину можливих проблем.

Полімер, аддитиви і рециклінг

Завжди переконуйтеся в тому, що правильно вибираєте полімер і добавки для використання у виробництві і що в наявність є достатня кількість для підтримки роботи виробничої лінії і завершення циклу.

Фільтри системи завантаження полімеру повинні чиститися або мінятися так часто, наскільки це необхідно або коли міняється полімер. Завантажувачі аддитивов повинні випорожняться і чиститися, коли вони не використовуються, щоб не забруднювати залишками наступний використовуваний полімер.

Треба постійно стежити за системою рециклінга для утилізації обрізаних кромок і скрапу, щоб переконатися, що підтримується правильно підібране співвідношення обрізків і скрапу. І також важливо, щоб полімер з рулонних кромок був сумісний з використовуваним гранульованим полімером. Обрізання мають бути чистими і класифіковані як полімер, а устаткування повинне чиститися при зміні полімеру, щоб система не стала основним джерелом забруднення.

Бункери і ящики з полімером мають бути закритими не лише від забруднення, але і можливого ушкодження екструдера від попадання випадкового металу або інших матеріалів.

Приводи екструдера

Більшість екструдерів оснащена певним типом приводу з різними швидкостями, оскільки контроль потужності є найголовнішим в безперервному виробництві, Коливання обертів (шнека) за хвилину або споживана потужність, як показує тахометр оборотів шнека або амперметр електроструму приводу, повинні завжди контролюватися, разом з іншими причинами неконтрольованих коливань роботи екструдера.

Брудні повітряні фільтри можуть бути причиною перегрівання і займання чутливих напівпровідникових компонентів приводу. Забруднення фільтрів легко помітні і їх потрібно замінювати.

Потреба у відповідному мастилі приводів екструдера і підшипників зчеплення зазвичай визначається на око або за допомогою окулярів.

Нагрівачі і система контролю екструдера

Контроллери температури для кожної зони повинні перевірятися на блокування температури, що перевищує норму, або недостатнє нагрівання. Температура розплаву, показники тиску, оборотний тахометр і приводний амперметр - це чотири найважливіші засоби виміру. Їх треба часто перевіряти і проводити техобслуговування, щоб чітко контролювати технологічний процес.

У місцях, де видно нагрівальні контури і термоелементи голівки екструдера, адаптера або щілини, відносно легко визначити дроти, що бовтаються, і термоелементи. Переконаєтеся в тому, що відключена подача електроенергії, коли робите перевірку.

Нагрівальні контури перевіряються на неправильні схеми з'єднань, такі як "послідовна" замість "паралельної", або навпаки. Дроти термопар повинні перевірятися на перехресні з'єднання, наприклад, під'єднування дротів термопар зони 3 до контроллера температури зони 2, або навпаки.

Змішані нагрівальні контури різних розмірів і різної тепловіддачі в одній зоні може викликати виникнення холодних областей або гарячих ділянок залежно від розташування термоелементів. Розташовані в ряд усі термінали нагрівальних контурів голівки можуть привести до виникнення холодної ділянки, яка може створити потовщену лінію на плівці, починаючи з області голівки екструзії.

Термоелементи, що бовтаються, згорілі частини нагрівача, дроти, що бовтаються або порвані, на циліндрі екструдера, - усе це звичайні причини несправності екструдера, які оператор найчастіше не бачить, і тому не завжди виправляє.

Охолодження екструдера

Деякі приводи екструдера охолоджуються водою. Зазвичай існує якийсь засіб виміру, який вказує на перегрівання.

При охолодженні водою приймальний отвір на більшості екструдерів повинен охолоджуватися до такої міри, щоб його можна було торкати рукою. Неправильні технічні очисні роботи, при яких не виходить усе повітря з порожнин водяного охолодження, можуть привести до поганої циркуляції води, створюючи таким чином гарячі ділянки у приймального отвору. Полімер може розплавлятися і прилипати до цих гарячих ділянок і частково, або з часом зовсім перекривати і припиняти подачу полімеру в екструдер. Цей стан може викликати зниження продуктивності, частоти обертання або з часом повне припинення завантаження сировини і зупинку екструдера.

Автоматичне охолодження циліндра водою може зазвичай перевірятися шляхом зниження на деякий час встановленої температури контроллера зони циліндра, прислухаючись до того, як запрацювали насоси, і спостерігаючи за падінням температури на датчику. При використанні повітря для автоматичного охолодження циліндра, проводиться така ж процедура, за винятком того, що перевіряється робота відсасуючого вентилятора на вихід гарячого повітря.

При охолодженні шнека водою вона зазвичай подається через сифон на кінець шнека. Вода, що виходить, змішується з тією, що поступає до того, як доходить до кінця шнека, оскільки вода, що у цей момент поступає, якщо вона сильно холодна заморожує розплав.

У області охолодження, як приймального отвору, так і шнека повинен контролюватися (регулюватися за допомогою дроселя) потік води тільки на виході. Контроль на вході може привести до циклічного нагрівання або охолодження, викликаного періодичним витісненням води паром (ефект гідравлічного удару). І знову, цей стан може бути причиною неконтрольованого коливання висоти обертання голівки.

Усі водні системи екструдера повинні фільтруватися, і фільтри періодично перевірятися, пристрій, що обертає голівка і кільце подачі повітря (повітряне кільце) Повинен вестися запис використовуваних сит і дати їх установки. Манометр на кінці циліндра показує будь-які скачки тисків, що сигналізують про заповнене сито, або спади, що вказують на розрив.

Головка екструзії і повітряне кільце повинні знаходитися на одному рівні і паралельно один до одного. Повітряне кільце має бути відцентроване по кільцевій щілині головки, в місці, де кільце височіє над зовнішньою стороною голівки, не повинно бути бруду між поверхнею головки і нижнім краєм кільця. Будь-який бруд в цій області припинить подачу повітря і викличе потовщення в гарячому розплаві, коли він виходитиме з голівки. У будь-якому випадку, губки і трубка Вентури у кільця не повинні містити мастило і бруд. Губки головки екструзії повинні регулярно чиститися латунним шпателем (йоршиком) або тканинними мідними подушечками дпя чищення.

Коли використовується головка і/або обертальні приводи повітряного кільця, комутаторні кільця колектора і щітки, потрібні для повного обертання, повинні триматися в чистоті. При вібрації повинні перевірятися потужність і схеми з'єднання термоелементів на свободу руху.

Переконайтеся в тому, що ви прибрали повітряний шланг, використовуваний для надування рукава, перед тим, як запустити обертання голівки.

Дуже важливо для виготовлення плівки без складок, щоб рукав був симетричним по відношенню до вертикальної лінії, що проходить від центру головних притискних валків до центру голівки. Рами, що складають, мають бути симетричні один одному, і їх верхні краї знаходитися на одній лінії з голівками притискних валків

6. Екструзійні головки і система подачі повітря

Установка і наладка

Установка:

Головка повинна завжди знаходитися в центрі під системою головних притискних валків. Лінія схилу, що проходить від центру притискних валків не повинна проходити далі за край десятицентовика, покладеного по центру зовнішньої поверхні головки.

Може стати проблемою, коли використовується голівка з іншої лінії або нова з ще не відкоригованою довжиною адаптера. Чим далі головка розташована від центру, тим більше

плівка спотворена нерівними відстанями, які вона повинна пройти до притискних валків. Це причина більшості складок і поганої товщини, які оператор не може виправити.

Верхівка головки має бути вирівняна тільки після того, як буде виставлена робоча температура головки і екструдера, кріплення циліндра прикручені до адаптера головки, і усі поворотні на візку щільно прилягають до підлоги. Головка не може вирівнюватися окремо від екструдера з кількох причин. ПЕРШЕ, в більшості випадків підлго нерівна, що вимагає вирівнювання головки на місці. ДРУГЕ, відстань від підлоги до центральної лінії адаптерів голівки циліндрів екструдерів збільшуються з різною швидкістю, коли досягаються робочі температури.

Якщо якесь коліщатко утримувача головки нещільно прилягає до підлоги, є побоювання, що головка не буде вирівняна. Існує ще більша вірогідність того, що головка і кільце подачі повітря можуть вібрувати, тому що циліндр екструдера підтримує вагу голівки і систему кільця подачі повітря. Ця вібрація може проявлятися у вигляді деренчання кільця подачі повітря.

Тільки після того, як вирівняна головка, можна вирівнювати і центрувати кільце. Тому що кільце подачі повітря зазвичай не прикріплене до верху головки, і те, як воно триматиметься на своєму місці, залежатиме від його власної ваги. Хороший оператор завжди перевірить центрування і рівень кільця, коли рукав ще не роздутий. А коли рукав роздутий, як можна побачити, чи треба регулювати головку або кільце?

І, нарешті, деякі кільця подачі повітря встановлюються на азбестове прокладення нагорі головки. Інші не мають такого прокладення, але ставляться поверх головки і залежать від повітряного проміжку для ізоляції.

Усі кільця з повітряним проміжком під собою і верх головки зазвичай менш вимогливі до наладки вентилятора і верхнього отвору. Проте між нижнім краєм кільця і верхнім краєм голівки є потік повітря, який стикається з гарячим розплавом, коли останній видувається з головки. Який-небудь бруд, залишки очищення або грудки силіконового мастила на відкритому просторі можуть перешкодити повітряному струму, що може викликати потовщені лінії на плівці.

Наладка:

Все більше використовуються регульовані, чим нерегульовані головки. Рис.4 показує два основні дизайни регульованих головок, і як вони можуть ідентифікуватися. Спочатку треба звертати увагу на питання, які несприятливо впливають на продуктивність, інакше екструдер не зможе довго працювати і вирішувати важчі проблеми. Декілька чинників міг викликати короткострокові скорочення обсягу виробництва, і незабаром, скорочений вихід продукції може бути їх єдиним наслідком. Продуктивність, з точки зору обсяг виробництва, може розглядатися з трьох сторін: підтримка задовільного обсягу виробництва, збільшення обсягу виробництва або скорочення відходів.

7. Що таке задовільний обсяг виробництва?

Це важке завдання - визначити, чи усе, що може дати лінія, ви вичавлюєте з неї. Щоб спростити завдання, лінії можуть бути поділені на два типи: призначені для полімеру і продукту, або багатоцільові, з можливістю виробництва широкого спектру продуктів з декількох полімерів.

Полімери включають LDPE, LLDPE, HOPE, HMW - WDPE і їх суміші, плюс аддитиви і матеріал вторинного використання. Продукти включають прозорі плівкові матеріали, багатосторонні підкладкові мішки, пакети для упаковки промислових товарів, пакети для продуктів і пакети для сміття. Проте, при такій високій продуктивності, універсальність лінії зазвичай обмежена варіантами одного продукту, що видувається з одного виду полімеру.

Лінії обробки плівки є багатоцільовими. По потоку від вежі вони можуть мати можливості видувати рукавну плоску плівку або плівку із складками, розгорнуту плівку або "j" плівку, плівковий матеріал у вигляді полотна або рукава, з пакеторобною машиною за намотувальником в окремі пакети або пакети в рулоні.

Страницы: 1, 2, 3, 4