Технічний опис

Схема роботи екструдера з роздуванням рукава по системі знизу-вгору

Під екструзійним виробництвом розуміють спосіб переробки полімерних матеріалів безперервним продавлювання їх розплаву через формующую головку, геометрична форма вихідного каналу якої визначає, профіль одержуваного виробу пли напівфабрикату.
Основним обладнанням екструзійного процесу є черв'ячний прес або екструдер, оснащений формуючої головкою. У екструдері полімерний матеріал розплавляється, пластикується і потім нагнітається в головку.
В процесі екструзії відбувається безперервне перетворення термопластичного матеріалу у вигляді гранул в виріб, наприклад в плівку. Послідовність стадій процесу приведена нижче:
1) Пластикація сировини у вигляді гранул або порошку;
2) дозування пластицирован розплаву через фільєру, яка надає йому необхідну форму (наприклад, рукави або плоскої плівки);
3) охолодження та фіксування необхідної форми;
4) намотування в рулони.
Стадії 1 і 2 відбуваються в екструдері, стадії 3 і 4 є допоміжними.
Типовий екструдер містить головний робочий орган - архимедів гвинт (шнек), який обертається усередині нагрітого циліндра. Полімерні гранули надходять через завантажувальну воронку, встановлену на одному кінці циліндра, і переміщаються за допомогою шнека вперед, уздовж циліндра до голівки. При русі вперед гранули розплавляються за рахунок контакту з гарячими стінками циліндра і за рахунок тепла, що виділяється від тертя. Розігрів за рахунок тертя (екзотермічне тепло) вельми відчутний, в сучасних високошвидкісних машинах і може забезпечити все тепло, необхідне для сталого перебігу, зовнішній обігрів потрібен тільки для запобігання зупинки машини при пуску, коли матеріал холодний. Шнек потім продавлює розплавлений полімер через фільєру, яка визначає кінцеву форму.
Шнек екструдера зазвичай складається з трьох зон: завантаження, стиснення і дозування. Зона завантаження транспортує полімер від отвори під бункером до більш гарячим секціях циліндра. Зона стиснення - це зона, де зменшується глибина нарізки, а значить, і обсяг витка, що призводить до стиснення плавящихся гранул. Призначення останньої зони шнека - подальша гомогенізація розплаву, однорідне дозування його через формующую головку, згладжування пульсації на виході.
Перед головкою розташована решітка, що підтримує пакет сіток з великими і дрібними отворами. Ці фільтруючі сітки видаляють забруднення, які містяться в сировині. Пакет сіток збільшує також засунений в екструдері, що покращує перемішування і гомогенізацію розплаву.
Екструзія з роздуванням рукава
Розплавлений полімер з екструдера надходить в головку збоку, але може бути поданий і знизу. Опинившись в голівці, розплавлений полімер обтікає мундштук і виходить через кільцевий отвір головки в формі труби. Трубу роздмухують до необхідного діаметра тиском повітря, що подається через центр мундштука. Роздувши рукава супроводжується відповідним зменшенням товщини плівки. Екструдування рукава зазвичай здійснюють вгору, іноді вниз і навіть горизонтально. Тиск в рукаві підтримують витяжними валами з одного боку і головою - з іншого. Важливо, щоб тиск повітря підтримувалося постійним для забезпечення рівномірної товщини і ширини плівки. Інші фактори, які впливають на товщину плівки: продуктивність екструдера, швидкість витяжки та температури головки і циліндра. Їх необхідно строго контролювати.
Як і при будь-яких процесах екструзії, роздувши плівки стає більш економічним при збільшенні швидкості процесу. Обмежуючим фактором є швидкість охолодження рукава. Охолодження зазвичай виробляють обдувочной кільцем зовні рукава. За умови постійного течії повітря збільшення швидкості екструзії призводить до більш високої лінії кристалізації (лінія, де починається затвердіння екструдата), що веде до нестабільності рукава. Збільшення потоку повітря призводить до більш швидкого охолодження рукава і зниження лінії кристалізації, але і цей прийом обмежений у своєму застосуванні, так як занадто висока швидкість потоку повітря викликає деформацію рукава. Були розроблені різні форми кілець для повітряного охолодження. Вона складається з кільця конічної форми, забезпеченого трьома щілинами для повітря, при цьому потоки повітря спрямовані і відрегульовані так, що відстань між рукавом і кільцем поступово зменшується до верху кільця. Це призводить до поліпшеного охолодження за рахунок збільшення потоку повітря. Ця конструкція створює також зону зниженого тиску у верхній частині кільця, що підвищує стабільність рукава.
Екструзія рукавних плівок надзвичайно складна, існує багато проблем, пов'язаних з виробництвом високоякісної плівки. Серед багатьох можливих дефектів можна назвати разнотолщинность, поверхневі дефекти, такі як «апельсинова кірка», «яблучний соус», «риб'яче око», низька міцність і стійкість до удару, каламутність, складки і злипання. Складки є постійною проблемою, вони призводять до відбракування плівки і можуть виникнути через безліч причин навіть в добре відрегульованих виробництвах. Якщо плівка, наприклад, досягає витяжних валків холодної, вона стає нееластичною і може загинатися на валках та обазовивать складки. Одним з методів підвищення температури плівки у затискних валків - підвищення температури розплаву, що може спричинити за собою інші проблеми, такі, як слі-паніе. Фактично це ілюстрація всього методу роздування плівки, де часто необхідні компромісні рішення для досягнення найкращого поєднання властивостей. Складки часто викликані неврегульованою зазором в філь'єрі. Внаслідок цього виникає різниця в товщині плівки і нерівномірна витяжка в витяжних валках. Складки можуть виникати через збої в екструдері або внаслідок потоків повітря в зоні витяжки. Обидва ці фактори можуть призвести до розгойдування рукава і, таким чином, до складкам під час намотування. Рукав плівки можна стабілізувати, підтримуючи його стаціонарними горизонтальними направляючими ( «щоками»), або захистити весь екструдер від коливання потоків повітря плівковою завісою. Іншими причинами дефектів можуть бути: непаралельність направляючого вала і витяжних валів, нерівномірність тиску уздовж щілини валків.
Серед дефектів поверхні, згадуваних раніше, дефект «риб'яче око» з'являється через неякісне змішання в екструдері і забруднень. Обидва ці фактори контролюються сітчастим фільтром, який не тільки відокремлює забруднюючі частинки, але і покращує однорідність розплаву за рахунок підвищення тиску в екструдері. Дефекти «апельсинова кірка» і «яблучний соус» також є дефектами поверхні, що відбуваються через неоднорідність розплаву полімеру.

Для додання плівці друкованих властивостей вона обробляється коронним розрядом, що робить її злегка шорсткою. Слід враховувати, що зазвичай оброблена таким чином плівка повинна бути запечатана не пізніше ніж через півроку після виробництва. У деяких випадках модулі для часткового відновлення друкарських властивостей плівки включаються до складу флексографських машин.

Опис основної сировинної бази

ПЕНД (HDPE, 2) - плівки більш жорсткі, міцні в порівнянні з плівками з поліетилену високого тиску, більш каламутні і напівпрозорі. Температура розм'якшення ПЕНД вище, ніж у ПЕВТ (121 ° C), тому він витримує стерилізацію парою. Морозостійкість приблизно така ж, як і у ПЕВТ (-60 ° C). Міцність при розтягуванні і стисненні вище, ніж у ПЕВТ, опір удару і раздиру - нижче. Через лінійної структури макромолекули ПЕНД орієнтуються в напрямку течії, тому опір раздиру в поздовжньому напрямку плівок значно нижче, ніж в поперечному напрямку. Проникність ПЕНД нижче, ніж у ПЕВТ, приблизно в 5-6 разів. По хімічній стійкості плівки з ПЕНД перевершують плівки з ПЕВТ, особливо по стійкості до масел і жирів. Якість готових виробів (плівки і вироби із) визначається, перш за все, якістю вихідної сировини, його постійними реологическими характеристиками і якістю пластикации в матеріальному циліндрі екструдера. При цьому особлива увага приділяється поліпшенню якості змішання, отримання гомогенного розплаву, постійної об'ємної продуктивності.
На виробництві часто використовуються наступні марки сировини: до 6 мкм - 293, PN805-85 від 8 мкм - 69
ПЕВТ (LDPE, 4) - плівки мають комплекс таких властивостей, як міцність при розтягуванні і стисненні, стійкість до удару і раздиру, зберігають міцність при низьких температурах (-60 ° C). Плівки водо- і паронепроникні, газопроникність, тому непридатні для упаковки продуктів, чутливих до окислення. Вироби з ПЕВТ мають високу хімічну стійкість до кислот, лугів і неорганічних розчинників, низьку стійкість до вуглеводнів, галогеновані вуглеводнів, масел і жирів, мають гарну зварюваність нагрітим інструментом. Відносно низька температура розм'якшення ПЕВТ обмежує область застосування матеріалів для стерилізації паром. В силу хімічної природи поліетилену поверхню плівок гідрофобна, тому для друку будь-яким з методів необхідно здійснюватися попередню обробки поверхні коронним розрядом електричного струму. Найбільш поширеними для плівок є методи флексографічного друку, тампонной, глибокої і трафаретного друку.
Використовують: звичайна 158, термоусадка 153
ЛПЕВД (LLDPE, 4) застосовується практично у всіх областях виробництва плівки, як в чистому вигляді, так і в різних сумішах з поліетиленом низької або високої щільності, для отримання розтягується «стретч» плівки. Використання ЛПЕВД дозволяє значно зменшити товщину плівки на 20-40% при збереженні міцності. Стретч плівки з ЛПЕВД мають меншу в порівнянні з плівками з ПВХ і СЕВА липкість. Даний недолік усувається введенням в полімер збільшують клейкість добавок, або наданням поверхні плівки шорсткості механічним шляхом. ЛПЕВД застосовують в якості одного з шарів при виготовленні багатошарових плівок.

Флексодрук.
Двоколірна флексографічний машина.

Друкована форма (флексоформ)

1 Барвиста ванна
2 дукторного вал. (Призначений для забору фарби з ванни і передачі її на анілоксовий вал)
3 анілоксовими (растровий) вал. (Призначений для передачі фарби на флексоформ)
4 флексоформ
5 Формовий вал. (Передає фарбу з флексоформи на запечатуваний матеріал). Це знімний вал різного діаметру. Від діаметра цього валу залежить довжина пакета (тобто раппорт).
6 Друкований вал.

Дана модель Флексомашини призначена для Плашковий і текстової друку. Але може бути використана і в якості крупнорастровой друку. Якість растрового друку залежить від величини растра анілоксового вала. В даний час для таких машин використовують в основному спиртовмісні фарби. До складу розчинника входять:
Ізопропіловий спирт - основний розчинник, етилцелозольв - сповільнювач, етилацетат - прискорювач.
Для розведення барвника (чиста фарба), готують розчин з цих складових в наступних процентному співвідношенні:
Ізопропіловий спирт - 70%
Етилцелозольв - 25%
Етилацетат - 5%
Таким чином, отриманий розчин поступово додають в чисту фарбу і отримують фарбу необхідної в'язкості. Для зручності і більш точної консистенції можна використовувати вязкозіметр.
Після закінчення роботи, залишок фарби з валів і барвистою ванни змивають етилацетатом.
Практика показує, що в основному використовують базові кольори для друку: RUBIN, RED, YELLOW, GREEN, CIAN ... і т д. Але іноді доводиться кольору змішувати (підбирати). Для цього не обійтися без спеціального каталогу (PANTONE).

Зразки запечатується (в рулоні, без вирубки)

Машина може запечатувати будь тягнеться і не тягнеться матеріал по товщині в межах від
6 до 200 мкм. Це може бути поліетиленова плівка, папір, кешована фольга і т п.