Технологический процесс получения ориентированных пленок
На рис. 4.35 показана технологическая схема получения ориентированных пленок из полколефинов методом раздува рукава. Расплав полимера 1 экструдируется через головку 3 и в виде трубчатой заготовки 4 направляется в камеру с водой 5 для резкого охлаждения. Уплотнение 6 предотвращает вытекание воды и обеспечивает ее удаление с пленки; по трубке 2 в заготовку подают воздух для поддержания ее формы. Охлажденный цилиндрический рукав. складывается отводящими валками 8, в зазоре между которыми расположен воздушный зонд 7. Заготовку нагревают источниками инфракрасного излучения 9, 10 и растягивают сжатым воздухом, поступающим ио зонду 7 внутрь рукава. Рукав вновь складывается роликовым приспособлением 11, направляется в параллельный рольганг 12. оборудованный ИК-нагрсвателем 13, и далее в зазор между вытяжными валками 14 к намотчику 15. Таким методом получают полиэтиленовые к полипропиленовые пленки толщиной от 10 до 50 мкм и шириной (по сдвоенному полотну) до 1,3 м.
Принципиальная технологическая схема процесса получения ориентированных полиэтилентерефталатных пленок плоскощелевым методом показана на рис. 4.36. Подсушенный до содержания влаги 0,005% ПЭТФ подается в бункер 1 экструдера 2. Экструзия ведется при температуре цилиндра 275°С. Рас-
Рис. 4.35. Схема получения ориентированной пленки из полипропилена методом раздува рукава:
/ — расплав полипропилена; 2— трубка для подачи »«:»• духа: 3 — головка: 4 трубчатая заготовка; 5 — камера с водой; 6 — уплотнение; 7 — воздушный зонд: £ ~ отводящие валки; 9, 10, 13 — ИК-иагренатели; //—ролики для складывания рукава; 12 — рольганг; 14 — вытяжные налки; 15 — намоточное устройство
плав из экструдера по трубопроводу 3 поступает на фильтр и в плоскощелевую головку. Необходимость трубопровода расплава (длиной около 5 м) связана с тем, что требуется отделить экструдер от «чистой зоны» производства—узлов формования пленки. Следует отметить, что чистота производственного помещения— одно из важнейших требований для получения высококачественной лленкц.
Фильтр 4 представляет собой цилиндр, внутри которого набран пакет фильтрующих элементов — дисков из пористой бронзы с размером пор 60—
200 мкм. Фильтр имеет электрообогрев, температура поддерживается в пределах 270—280 °С.
Очищенный от возможных включений расплав поступает в илоскощелевую головку 5, имеющую температуру 275 СС. Из головки расплав в виде полотна поступает на поливной барабан 6 для быстрого охлаждения с целью затормозить кристаллизацию полимера.
Полученная аморфная заготовка поступает па узел продольной ориентации. Продольная ориентация пленки заключается в продольной вытяжке ее при прохождении через валки, имеющие различные скорости вращения. Сначала пленка поступает на группу из трех медленно вращающихся валков 8, обеспечивающих линейную скорость прохождения пленки в интервале 4,7—24 м/мин (в зависимости от толщины и назначения пленки). Пройдя группы обогреваемых 9, ориентирующих 10 и охлаждающих валков, пленка поступает на быстро вращающиеся валки //; линейная скорость пленки на них 17— 85 м/мин. За счет разности скоростей быстро и медленно вращающихся валков происходит продольная вытяжка — продольная ориентация пленки. Степень продольной вытяжки составляет от 2,8 до 4.
После узла продольной ориентации пленка поступает па узел поперечной ориентации. Узел поперечной ори
ентации представляет собой туннельную термокамеру 12, разделенную перегородками на несколько тепловых зон. Принцип растяжения пленки в поперечном направлении пояснен на рис. 4.37. В камере в горизонтальной плоскости на высоте примерно 1 м от пола уложены специальные направляющие рельсы 1. На концах рельсов размещены звездочки 2 диаметром 500 мм. Звездочки получают вращение от электродвигателя и приводят в движение бесконечные цепи с клуппными зажимами 3.
Захват пленки клуппом поясняет рис. 4.38. На основании зажима 1 имеется кронштейн 2, па оси 3 которого качается рычаг 'l. Клупп движется в направлении, перпендикулярном плоскости рисунка, з пазу рельса. Рельс имеет фасонный профиль. Если при движении по рельсу рычаг 4 концом А касается профиля, то плечо А идет вниз, а плечо Б поворачивается против часовой стрелки, и в зазоре В зажимается край пленки. На выходе пленки из узла ориентации плечо А касается профиля рельса снизу п идет вверх, при этом плечо Б движется по часовой стрелке, освобождая пленку. Угол расхождения рельсов, регулируемый специальными винтами, определяет степень поперечной ориентации; в среднем степень поперечной ориентации составляет 3,7.
Пленка с узла продольной вытяжки 11 (см. рис. 4.36) поступает во входную зону А туннельной камеры 12 и захватывается клуппными зажимами. Следующая зона — зона предварительного обогрева Ь, в которой пленка перед растяжением нагревается горячим воздухом до 80—90 °С. Далее пленка попадает в зону вытяжки В; здесь рельсы расходится, и захваченная клун-
Г, ЗГф Рис. -1.36. Принципиальная технологическая схема получения ориентированных ПЭТФ-плеиок: «' — бункер дли полимера; 2 — чкетрудер: Ч - Трубопровод расплава: 4 — фильтр; Л — лдоскощелепая головка; £ —поливно А барабан: 7—охлаждающие валки: 8 — группа уел. л ев но вращающихся валксв: 9 — обогреваемые валки: J0 — ориентирующие валки; //—группа быстро вращающихся валков <узсл продольной вытяжки): /2 — узел поперечной ориентации: Лг— охлаждающие валки; Ы — направляющие валки; 15 — разглаживающие палки: /5 —тянущие валки: П — прибор, для измерения толщины пленки; 18 — нлмоточное устройство |
Рис. 4.37. Принцип поперечной ориентации ПЭТФ-пленки:
1 — направляющие рельсы; 2 — эвсздочкн; 3 — цепи с клулпнымн зажимами
Рис. 4.38. Клуппный зажим:
/ — основание зажима; г —кронштейн; 3 — ось, •/ рычаг; 5— звено пени: Ь — рельс
пиыми зажимами пленка растягивается в поперечном направлении. Температура в зоне вытяжки поддерживается в пределах 105—120 °С за счет циркуляции горячего воздуха с помощью осевых вентиляторов. Нагрев воздуха осуществляется элсктрокалорифсрами большой мощности.
После зоны поперечной вытяжки пленка проходит нейтральную зону Г, назначение которой — предотвратить попадание горячего воздуха из первой зоны кристаллизации Д в зону вытяжки В. Далее пленка поступает в зону кристаллизации Д, где происходит термофиксация ориентированной структуры.
Зона кристаллизации имеет, в свою очередь, три тепловые области (1, II, III) — каждая со своим температурным режимом (°С):
Тонкие |
Толстые |
|
пленки |
пленкк |
|
/ |
205 |
220 |
и |
220 |
220 |
III |
205 |
190 |
Последняя зона — зона охлаждения Е, в которой пленка обдувается воздухом и на выходе из которой освобождается от клуппных зажимов.
После окончательного охлаждения на валках 13, пройдя группы направляющих 14, разглаживающих 15 и тянущих валков 16, пленка поступает на намоточное устройство 18.
Перед намоткой у пленочного полотна обрезаются кромки, находившиеся в клуппных зажимах. Обрезка кромок иронзво-
.'днтся ножами, закрепленными в держателях. Обрезанные кромки захватываются гуммированными валками и с помощью пневмотранспорта отводятся в дробилки.
В производстве пленки наряду с обрезанными кромками имеются и другие виды отходов: пленка, получаемая при наладке и пуске линии, забракованная пленка, куски разорванной пленки и др. Эти отходы дробят, сушат, гранулируют на экст - рудере-грануляторе и возвращают в производство.
Производительность линии — до 450 кг/ч при получении пленки толщиной. 250 мкм; при получении тонких пленок производительность соответственно меньше (например, при получении плспки толщиной 10—20 мкм она составляет 180 кг/ч).
По рассмотренной технологии получают нолиэтилентерефта - латныс пленки толщиной от 6 до 250 мкм различного назначения: электроизоляционные, ^конденсаторные, для магнитных лепт, для изготовления кино-, фото - и рентгеновских пленок, .для последующей металлизации, для получения ламинированных пленок и т. д.