[word doc]双向拉伸聚酯薄膜生产线技术 第三章 双向拉伸聚酯薄膜生产设备与工艺

[word doc]双向拉伸聚酯薄膜生产线技术 第三章 双向拉伸聚酯薄膜生产设备与工艺 双向拉伸聚酯薄膜生产线技术 第三章 双向拉伸聚酯薄膜生产设备与工艺 2010年第20卷第5期塑料包装47 oo.ooo 8技术讲座连载(三)8 Q》o.?.o?????. 双向拉伸聚酯薄膜生产线技术 冯树铭 (中国包装联合会塑料包装委员会专家组) (上接2010年第4期) 第三章双向拉伸聚酯薄膜生产设备与工艺 第一节双向拉伸聚酯薄膜生产工艺流程 专用切片 有光切片一} l 母料切片—}-I配料一混合一予结晶干燥—熔融挤出一(粗过滤)计 量泵一精过滤一静态 l 再生切片一l 如果是采用直拉法,也就是将连续法聚酯树 脂生产线与薄膜双拉生产线连接起来,将完成缩 聚反应的聚酯熔体,通过熔体管(中间加有熔体计 量泵),直接输送至模头铸片……拉膜,称为直拉 制膜法.直拉法可以省去聚酯缩聚后熔体水下切 粒,风干,打包,物流以及PET切片结晶干燥,再 熔融挤出等工序.这样既大大节省设备,厂房的 投资,减少能量消耗,降低生产成本,又可避免 PET二次熔融受热产生的降解,所以直拉法具有 很大的价格和质量的优势. 第二节配料与混合 2.1配料 生产BOPET薄膜通常使用三种或三种以上 的物料,例如大有光切片,含添加剂切片(母料切 片),回料再生切片,改性或功能性切片等.根据 涂布)一横向拉伸一牵弓{一 一 检验一成品包装一造粒 薄膜产品的要求,对上述物料进行配方设计,然后 按一定的配比进行配料.配料可采用重量法或体 积法.重量法即称重法可使用电子秤分别进行称 重,此法配料准确.体积法有螺杆加料器和旋转 阀加料两种.旋转阀体积计量加料法使用比较普 遍,但计量精度不及称重法. 关于含添加剂切片(母料切片):在薄膜生产 和使用过程中,为了改善薄膜的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面性能(表面粗 糙度,摩擦系数),防止薄膜之间的粘连,必须加入 适量的添加剂.添加剂种类较多,有二氧化硅,二 氧化钛,碳酸钙,硫酸钡,陶土等,这要根据使用要 求和用途来选择. 2.2混合在几种PET树脂切片中,大有光 切片是PET薄膜的主体.再生切片的掺用是为 了降低物耗,循环利用,避免环境污染.母料切片 塑料包装2010年第2O卷第5期 是为了增加薄膜表面的粗糙度,降低摩擦系数,避 免薄膜之间的粘连,改善薄膜收卷性能.添加剂 的种类很多,常用的有SiO.,CaCO.,AI.O.,高岭 土等.对于生产单层PET薄膜,只需将三种切片 按一定配比进行混合后风送至下道工序进行予结 晶和干燥,然后送人一台单螺杆挤出机进行熔融 挤出,铸片.对于三层共挤PET薄膜,表层,芯层 的配比是不同的,它们要分别进行配料与混合,然 后各自进入结晶干燥系统或双螺杆挤出系统.混 合可采用机械搅拌混合器,也可使用物料自由落 体式静态混合器. 第三节结晶与干燥 3.1予结晶 因为PET有光切片和母料切片是无定形的, 其软化点较低,为防止其在干燥塔内和挤出机加 料口处由于高温粘连结块产生堵塞现象,必须对 它们进行予结晶处理,使其转变成坚硬的,不透明 的结晶体,以提高其的软化点.予结晶温度一般 为150~160~C. 3.2干燥 由于PET分子结构中含有酯基,对水分非常 敏感,在高温下极易发生水解反应,使分子量下 降,同时水分的存在,在加工过程中,将会产生气 泡.湿切片的含水率一般在0.4,该水分可分为 两类:一类是表面水,它存在切片的表面,较易除 去;另一类是内部结合水,它渗入切片内部,与聚 酯大分子中的羰基呈氢键结合,这部分内部结合 水较难除去.内部结合水只有在一定条件下,慢 慢扩散到切片的表面,进而蒸发,被干燥介质(热 风)带出.因此,必须有足够的时间才能达到干燥 处理的效果,要求干燥后的水分含量控制在3O, 50ppm以下.干燥的方式有真空转鼓干燥和气流 干燥两种. 3.2.1真空转鼓干燥卧式真空转鼓干燥设 备由圆柱形带夹套的不锈钢转鼓,除尘桶,冷却桶 及真空泵组成.转鼓的旋转支撑轴是在桶体的对 角线上,轴与桶体中心线夹角?25.,转鼓夹套内通 人蒸汽或热油.转鼓容积有4,20m.不同规格, 转鼓内物料加入量一般小于标称容积的7O.工 作时转鼓低速旋转,PET切片在其中不停地翻动 并与转鼓内壁不断地进行热交换,使切片被加热 产生结晶并使其中所含水分被真空泵抽走,从而 达到结晶干燥的目的. 真空转鼓干燥的工艺参数: 蒸汽压力4--5kg/cm. 鼓内温度140—150? 干燥时间,8h 真空度d0.08Mpa 干燥后切片的湿含量要求达到3O,50ppm, 黏度降小于0.01. 干燥效果好,PET降解小,并且具有使各种切 片混合均匀,是真空干燥的优点. 3.2.2气流干燥立式气流干燥系统由结晶 器,干燥塔,循环风机,加热器,去湿器等组成.混 合好的物料通过旋转阀先进人予结晶器被具有一 定压力的热风加热并呈沸腾状态而结晶.经过予 结晶的物料在此停留一定时间后便在循环热风的 推动下,慢慢进入充填式干燥塔中,与来自塔底的 干热空气进行对流,热交换,将物料中的水分带 走,完成干燥的目的.常选用压缩空气为气源,压 缩空气先进行初步除油,去湿处理,然后送至去湿 机(一般为分子筛)进一步除湿,要求干空气露点 在一60?以下.除湿后的干空气通过加热器加热 到一定温度后便送至干燥塔,经过塔底气流分配 器向上与塔内缓慢向下呈柱塞移动的切片完成传 热传质的过程. 气流干燥的主要工艺参数: 予结晶温度:160?5~C 予结晶停留时间:20~25min 干燥塔温度:170? 干燥时间:4.5,5h 干空气露点:<一60? 干燥后切片湿含量:?30ppm 干燥后切片黏度降:?O.02 2010年第2O卷第5期塑料包装49 要求干燥塔内的切片呈柱塞式流动,以保证 每一粒切片在干燥塔内停留时间的一致. 常州钟恒干燥系统 干燥系统由流化床,干燥塔,循环风机,循环 风加热器,去湿机(分子筛),旋风分离器,干燥风 加热器,露点仪,控制系统等组成. 常州钟恒干燥系统 第四节熔融挤出 熔融挤出系统由挤出机,过滤器,计量泵,静 态混合器和熔体管线等组成.本系统的作用是将 予结晶和干燥的PET切片通过挤出机加热熔融 并在挤出压力的推动下,将熔体均匀地输送到模 头处铸片. 4.1挤出机 是塑料加工的重要设备,根据螺杆的个数有 单螺杆挤出机和双螺杆挤出机之分. 4.1.1挤出机的功能段通常把挤出机螺杆 分成三个区段: ?加料段:此段螺纹深度不变,其作用是将固 体物料预热并向前输送至压缩段. ?压缩段:又称熔融段,其作用是对物料进一 步加热熔融塑化并压缩,同时将物料中夹带的空 气向加料段排出.此段螺纹由深变浅(等距不等 深螺纹)或螺距由大变小(等深不等距),以形成一 定的压缩比. ?计量段:本段的作用是将压缩段送来的物 料进一步塑化和均化,然后将熔体以一定的压力 和流量均匀挤出计量挤出,确保挤出量的稳定. 4.1.2挤出机的主要参数 ?螺杆直径D:它对挤出量有决定性的影响, 挤出量(顺流)与螺杆直径的平方成正比,直径加 大,挤出量增加很快. ?长径比L/D:是指螺杆的工作长度与螺杆 外径之比.物料在螺杆工作长度上完成输送,熔 融塑化并压缩以及计量挤出的全过程,加大长径 比有利于物料的混合与塑化,提高熔体压力,减少 逆流和漏流损失,提高产量,并使熔体的流量和压 力更为稳定.当然,如果螺杆太长,长径比过大, 物料在高温下停留时问延长,容易产生降解.另 50塑料包装2010年第20卷第5期 外,还会增加螺杆头部的挠度,有可能产生扫膛现 象.同时功率消耗也要增加.通常,长径比为28 4 33. ?压缩比I:其定义是加料段内每节螺纹槽 的容积与计量段内每节螺纹槽的容积之比.有三 种方式可使螺杆容积渐渐变小,从而形成压缩比. A..螺距不变,螺槽变浅,即等距不等深螺杆. 这种螺杆加工容易,因螺杆根部螺槽深,强度削 弱,故不宜用于压缩比大而直径小的螺杆上. B.螺槽不变,螺距变窄,即等深变距螺杆.这 种螺杆加工比较困难,而且因计量段螺槽深,倒流 量大,对物料均化效果差,较少采用. C..螺距变窄,螺槽变浅,即变距变深螺杆. 这种螺杆加工复杂,也很少采用. 螺杆压缩比须与物料的形态(粉状,粒状或片 状),堆积密度相适应.为使物料在螺杆中被压 实,并排出空气和低分子物,螺杆压缩比一般取2. 5--3.5. ?螺距与螺旋角:螺杆直径决定后,螺距决定 于螺旋角.螺旋角的大小影响螺纹推进力,螺 旋角不同,进料能力也不同,不同形状的物料对螺 旋角的要求也不一样.但从螺杆加工方便性考 虑,都取螺距等于螺杆的直径,此时螺旋角一17. 38,, ?螺杆与机筒的间隙:它会影响剪切力和产 量.间隙越小,剪切力越大,剪切力过大产生的剪 切热过高,有可能导致物料的降解,同时也可能发 生螺杆扫膛现象.但是间隙过大,又会影响挤出 量.因漏流流量与间隙的三次方成正比,当间隙 一O.15D时,漏流流量可达总流量的1/3.故间隙 应尽可能小一些,一般小螺杆的间隙<O.002D, 大螺杆的间隙<O.005D. ?螺杆转速:螺杆转速虽不属于挤出机结构 参数,但它与产量直接有关.一定直径的螺杆只 能在一定的转速范围内使用,转速高,产量也高, 当然,转速太高的话,物料受到的剪切力太强,容 易产生过热甚至降解.转速太小也不好,会影响 物料的混合塑化效果,不利于熔体建立背压.螺 杆转速变化范围一般在1:6之间. 4.1.3挤出机的特种螺杆 由于普通螺杆输送物料的效率较低,一般只 有3O左右.此外,熔融段固体床与熔池同居一 个螺槽中,这样会出现一部分物料不能完全融化, 气体不易排出,因而挤出时熔体压力,温度,产量 波动较大.为解决这些不足,现在已广泛采用各 种新型螺杆,如Barrier螺杆,分离型螺杆等. 分离型螺杆的结构是在熔融段设置一条起屏 障作用的附加螺纹,由主副螺纹组成两条螺槽,一 条进槽一固相槽,起点与螺杆加料段相通,终点在 熔融段末端.熔融过程仅在此固相槽内进行;另 一 条是出槽一液相槽,起点由熔融段始点开始,终 点与螺杆的均化段相连,此液相槽只容许液相的 熔体进人.这样,便达到固相与液相分离的目的. ShankBarrier(. orMelting)ZoneMixingZone ..=1r.”一臂相习.羁._. --——一Y———一 …一 ——Y一Y一 FeedZoneMeteringZone …..-.-—— ?广IIgnILengm 一--.’_————..L ‘………,… 2010年第2O卷第5期塑料包装51 分离型螺杆由于具有以上结构,故分离型螺 杆有如下特点: ?能提高挤出能力.因分离型螺杆能及时将 熔融的物料与未熔固体料分离开来,使固体床熔 融速度加快,加料段送料速度也随之加快.另外, 分离型螺杆均化段螺槽深度比普通螺杆螺槽深度 深一些,阻力小,熔体输送能力大.所以分离型螺 杆生产能力比普通螺杆可提高15~30. ?减少脉冲现象,提高挤出熔体的均匀性和 稳定性.由于附加螺纹把固液两相及时分开,避 免或减少倒流,提高熔体输送的稳定性,并可大大 减少熔体径向温差. ?有利于排气.对于普通螺杆,熔体可将气 体包在固体之中,阻碍气体排出的通道,导致气体 不易排出.而分离型螺杆能及时将熔体分离,故 对排气十分有利. 4.1.4双螺杆挤出机 双螺杆挤出机与单螺杆挤出机相比具有许多 的优点,特别适用于混料改性,回料造粒,排气挤 出等方面,目前已被广泛使用.双螺杆挤出机的 特点如下: ?有强制送料和自洁功能.双螺杆挤出机输 送物料的工作原理与单螺杆挤出机完全不同,后 者是靠物料与机简,螺杆的摩擦系数的差值进行 推进,双螺杆挤出机则是采用正向输送进行强制 推进.对于啮合型同向双螺杆挤出机,物料在螺 杆与机筒问呈螺旋形运动(以c>o形运动),啮合处 两螺杆圆周上各点运动方向相反,相对速度很大. 而且螺杆啮合间隙很小,物料不会粘在螺槽上,故 有自洁作用. ?具有很好的混炼效果.通过混炼元件的组 合可以得到不同的剪切应力,以适应不同物料对 混炼塑化的不同要求. ?双排气双螺杆挤出机能很好地排除物料中 的水分,气体和低分子物.在排气口处,螺杆的螺 槽设计成突然变深,物料在此处的压力骤降,这样 被压缩的气体会膨胀释放出来并及时被真空泵抽 走.所以使用双螺杆挤出机可以省去干燥装置. 4.1.5挤出工艺参数 ?温度温度是挤出机挤出过程中最重要的 参数.挤出机加热与冷却一般分成几个区.加料 段为预热区,此区温度较低,一般在T以下.压 缩段与计量段为熔融塑化区,要求加热功率较高, 温度需在T以上(T+15,20?),以保证物料 充分熔融塑化.但温度不宜太高,以免高聚物降 解加速. 挤出机机筒加热:多采用铸铝加热器加热. 这是一种将电阻丝装入氧化镁作绝缘介质的金属 管中,然后将金属弯成一定形状,铸在铝合金中. 铸铝加热器的特点是防潮,防氧化,使用寿命长, 成本低.铸铝加热器最高使用温度为360~C. 挤出机机筒冷却:机简加热时存在一定的热 惯性,物料在挤出过程中会产生因与机筒,螺杆的 摩擦热和剪切热,当温度过高超过设定温度时须 通过冷却将热量带走,以免过热而产生降解.因 此在挤出机筒每个加热段都同时设有冷却单元, 实行热,冷PID控制. 机筒冷却方式有风冷,水冷两种.风冷是在 每个加热段下方装有一只小型风机,在铸铝加热 器内表面开有一个沟槽,冷风由沟槽通过以提高 冷却效果.风冷的特点是冷却速度平缓,温度波 动小,冷却效果与周围环境温度有关.水冷是在 加热器内侧设有水环管,内通冷却水进行冷却. 冷却水流量用电磁阀控制.水冷却的特点是冷却 速度快,冷却效果好. 另外在挤出机加料口处需有冷却夹套,其中 也需通冷却水,以防物料过早受热粘结包螺杆,同 时也可阻止挤出机机身的热量传给螺杆的止推轴 承和减速箱. ?压力压力是挤出机挤出过程中又一重要 工艺参数.熔体压力的形成一是由于螺槽容积的 减小(槽深变浅或螺距变窄),二是由于分流板,过 滤网,机头的阻力,即所谓的背压.一定的背压有 利于得到均匀,密实的熔体.一台完善的挤出机, 52塑料包装2010年第20卷第5期 其传动系统应能保证挤出机机头的熔体压力基本 稳定,这对实现薄膜厚度均匀性十分重要.然而 由于在挤出系统中配置的过滤器随着挤出时间的 延长,过滤器中的杂质逐渐增多,阻力增大,会引 起挤出压力的变化.为了克服机头压力的波动, 挤出机需能及时改变螺杆转速,以维持机头压力 稳定不变,常用的一种方法是采用压力反馈装置. P1P2P3 挤出机—— 粗过滤器—— 计量泵—— P4 精过滤器——模头 其中,计量泵进出口压力P2是决定挤出熔体 稳定的重要因素.实践证明,只要泵前压力P2稳 定,那么进入模头的熔体压力P4也基本稳定.所 以只要检测P2压力值,反馈控制挤出机螺杆的转 速,便可实现稳定P4值的目的.这种压力控制的 方法在过滤器阻力不大的情况下效果很好,但是 当过滤器的压力P3逐渐增大时,P4必然会出现 缓慢下降.这时,需根据薄膜或厚片的变化情况, 利用生产线的测厚反馈系统,自动调节冷鼓的线 速度或计量泵的转速来弥补上述变化引起薄膜厚 度变薄的问题. ?挤出机转速从挤出机生产能力的经验公 式Q—K?I)3?N得知,挤出量Q与螺杆直径D 的三次方成正比,与螺杆转速N成正比(K为经验 系数,通常取K:0.05),当螺杆直径一定,挤出量 随螺杆转速的增加而增加.所以说螺杆转速是挤 出机第三工艺参数. 4.2过滤器 在熔体挤出过程中,为了除去熔体中的杂质, 晶点,凝聚粒子或其它异物,并保护计量泵不受损 伤和保证产品质量,故在挤出熔体管线上需安装 熔体过滤器.一般在计量泵的前后各安装一只过 滤器,在过滤器前为粗过滤器,其作用是使熔体由 在螺杆中的螺旋运动变为直线运动;增加料流背 压使熔体密实;阻止较粗的杂质和未熔物通过,保 护计量泵,延长精过滤器使用寿命. 粗过滤可采用碟式或板式.板式过滤也称不 停机换网器,它是由液压驱动装置和过滤网板两 部分组成.工作滤网和备用滤网同时装在一只滑 板上,换网时在液压缸的推动下,滑板进入熔体流 道,将旧网推出,新网换人,滑板速度极快,换网动 作只需0.1秒,因此无须停机,故称不停机换网. 精过滤通常采用碟式过滤器,也有采用管式 过滤器的.碟式过滤器由若干滤碟和过滤简体组 成,滤碟直径为12英寸(304.8mm),内芯直径 85mm,厚度约6.5mm.工作时熔体从滤蝶与滤 碟之间的星形不锈钢隔离物的空隙处流向滤蝶表 面,在熔体压力作用下,穿过滤网最后从滤蝶内圆 的小孔流出,进人过滤芯棒的出口再进入熔体管 道. 过滤器的总面积与薄膜的生产能力有关,过 滤面积越大,使用时间越长,一般当过滤器前后压 力达到一定的压差时,就要更换过滤器了. 放置滤碟和星形隔离物的过滤器简体是经过 高温锻造的,内腔镜面抛光,其R值要求达到0. 2.简体要能耐350?高温和25MPa的压力. 过滤器筒体加热可采用电加热,最好用导热 油加热,加热均匀,温度容易控制.加热温度一般 在280度左右. 4.3熔体泵(计量泵) 为了保证模头处的熔体具有足够高而稳定的 压力,从而保证薄膜厚度的均匀性,在挤出机出口 的熔体管道上都装有一台高精度的熔体泵.常用 的熔体泵为外啮合的二齿齿轮泵,泵运转时齿轮 啮合脱开处为自由空间,构成泵的进料侧,进入的 熔体被齿轮强制带入泵体的啮合区间,然后挤人 出料侧,此时的高压熔体只能压入出料管.齿轮 泵是一种容积计量泵,每转泵出量是恒定的. 计量泵的工作温度为275,285?,工作压力 6,15MPa,转速为10~30rpm. 为保证BOPET薄膜纵向厚度均匀性,在生产 过程中计量泵常用两种控制方式,一种是计量泵 速度不变,当过滤器阻力加大时,自动调节冷鼓的 2010年第20卷第5期塑料包装53 线速度来适应这一变化.另一种方法是随着精过 滤器阻力的增大,自动调节计量泵的速度适当加 大泵出量,来保证进入模头的熔体压力不变,通常 采用前者. 4.4熔体管及静态混合器 熔体管是连接挤出机,过滤器,计量泵,静态 混合器和模头的熔体流动管道.熔体管由耐压无 缝不锈钢管加工而成.要求管道内壁镜面抛光, 在300?下能承受25Mpa的内压.熔体管应尽量 避免弯头和过长,以免流动阻力大,滞流时间长而 造成降解.熔体管外壁用电加热,最好采用夹套 油加热.加热温度在280?左右. 在进入模头前的熔体管内一般都装有静态混 合器,常用的一种静态混合器类似麻花状.它是 由长方形不锈薄钢板拧转180.成为一个混合单 元,混合单元之间的端面成9O.交叉焊接.静态混 合器的作用是使进入模头前的熔体通过上述混合 元件的不断分流又不断汇合,如果有n个混合元 件,流过静态混合器的熔体就有2”次的分/合过 程,从而达到改善熔体径向温差及熔体黏度梯度 的目的. 常州钟恒熔融挤出系统: ?主挤出机螺杆直径~275mm,螺杆长度 30D,温度控制9段加热,总加热功率3OOKW,空 —丫r’r—丫—’r丫—’r,r丫,r—_—’r’r—丫—丫 (上接55页) 这些产品和天麒的理念,天麒的精神,天麒的人都 成为了企业的宝贵财富. 近年来沈阳天麒先后开发出的一批拥有自主 知识产权的成果经过国家检测部门的检测,在着 色力,细度,粘度,初干性,附着牢度,防冻性能以 及溶剂残留等指标上都达到了国家的相关 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 以 及欧盟的食品卫生标准.推向市场后,受到了用 户的欢迎,也提升了企业的市场竞争力. 沈阳市东营塑料包装有限公司是一家设备先 气冷却,产能3500k9/h.螺杆转速56RPM(机 械),螺杆设计为屏障型,直流马达驱动2× 355KW ?辅挤出机为两台双螺杆挤出机,螺杆直径 巾65mm,螺杆长度34D,螺杆为同向旋转双螺杆, 机简分5个加热区,空气冷却,总加热功率为 38KW,螺杆转速3O0RPM(Max),AC马达2× ll0KW,产能2*380kg/h. ?真空泵系统:2部带除湿器的真空泵站,1 台罗茨真空泵,压力<5mbar,容量1250m./h, 4KW,1台螺杆式真空泵,压力<7mbar,容量 300m./h,7.5KW. ?熔体泵站;类型一两齿轮泵,主线计量能力 716cm./rev,电加热,副线计量能力93cm./rev, 转速60rpm,电加热. ?主过滤器:12”(304.8ram)碟片,内芯直径 85??n,厚度约6.5mm,共230片,过滤面积:约28 rrf,油加热. 副线过滤器:12”(304.8mm)碟片,内芯直径 85姗,厚度约6.5mm,共2×32片,过滤面积:2* 3.8祈 ?静态混合器: (未完待续见20104塑料包装》第6期) —丫—’r—?—’r—_—’r丫—’r 进的现代塑料包装印刷企业,他们率先使用了沈 阳天麒的环保醇溶油墨.该公司经理区凤华说, 沈阳天麒的”人民牌”醇溶环保油墨性能稳定,印 刷后的包装产品质量很好,我们很满意. 目前沈阳天麒的环保油墨已经销往东北,河 北等地区,并出口到了韩国,日本,越南等国家. 沈阳天麒涂料科技有限公司董事长张永全表 示,攻城不怕坚,攻 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 末畏难,科学有险阻,苦战能 过关.沈阳天麒人决心继续努力,不断开发新型 环保油墨,为打造一流国产品牌做出新贡献.