Способ регулирования толщины в производстве полимерной пленки

 

Изобретение относится к технологии переработки пластмасс, в частности к способу регулирования толщины в производстве полимерной пленки. Целью изобретения является повышение производительности процесса и качества пленки. Для этого в способе, включающем экструзию расплава полимера через формующую головку с регулированием ее щели термоболтами при изменении тепловых потоков, одновременно с изменением последних, подводимых к каждому термоболту, синхронно изменяют тепловые потоки, подводимые к соответствующим этим термоболтам участкам головки, причем при увеличении первого из указанных тепловых потоков уменьшают второй и наоборот. 3 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,. gqI(t, r.й

11ч1: . описания изобретения

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHAM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4423390/23-05 (22) 10.05.88 (46) 30.11.90. Бюл. h- 44 (71) Украинский научно-исследовательский и конструкторский институт по разработке машин и оборудования для переработки пластических масс, резин и искусственных кож (72) В.П.Семенец, В.П.Баско, В.А.Сенатос и А.В.Семенец (53) 678.027(088.8) (56) Заявка ФРГ 9 3520836 кл. В 29 С 47/22, опублик. 1986. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛПЯНЫ В

ПРОИЗВОДСТВЕ ПОЛЯРНОЙ ПЛЕНКИ (57) Изобретение относится к технологии переработки пластмасс, в частносИзобретение относится к переработке пластмасс и может быть использовано в технологических линиях для получения пленок и листов из термопластов.

Целью изобретения является повышение производительности процесса и качества пленки. !

Сущность способа регулирования толщины в производстве полимерной пленки путем экструзии расплава через формующую головку заключается в подведении или отведении тепловых потоков к участкам головки синхронно с изменением тепловых потоков, подводимых к соответствующим им термоболтам, причем указанные тепловые потоки взаимосвязаны: при увеличении первых уменьшают вторые и наоборот, кроме

„„SU„„1610474 А 1 (51)5 G 05 D 27/00, В 29 С 47/92//

//В 29 L 7:00

2 ти к способу регулирования толщины в производстве полимерной пленки, Целью изобретения является повышение ! производительности процесса и качества пленки, Для этого в способе, включающем экструзию расплава полимера через формующую головку с регулированием ее щели термоболтами при изменении тепловых потоков, одновремен-но с изменением последних, подводимых к каждому термоболту, синхронно изменяют тепловые потоки, подводимые к соответствующим этим термоболтам участкам головки, причем при увеличении первого из указанных тепловых потоков уменьшают второй и наоборот.

3 ил., 2 табл. того, при синхронном изменении тепловых потоков, подводимых к диамет. рально противоположным участкам кольцевой головки мощности этих теплоЭ

Ф б вых потоков связывают обратно пропорциональной зависимостью.

На фиг. 1 показана схема линии 4 для производства полимерной пленки 4 на базе плоскощелевой головки с упру- 4h. гоформируемой верхней губкой; на фиг. 2 — кольцевая головка с перемещаемой матрицей и неподвижным дорном, реализующая данный способ; на фиг.3диаграммы разнотолщинности.

Ъ, Технологическая линия (фиг. 1) для производства полимерной пленки содержит червячный экструдер 1 с плоскощелевой головкой 2, оснащенной термоболтами 3, приемное 4 и намоточ1610474

20 ное 5 устройства, сканирующий датчик

6 толщины получаемой пленки, подключенный к регулирующему контроллеру

7 выходы которого управляют исполниЭ

5 тельными механизмами 8, предста вляющими собой реверсивные электродвигатели, связанные механическими тягами 9 с заслонками 10. При перемещении заслонок 10, расположенных в двухручьевых распределителях 11 потоков хладагента, например воздуха,, происходит перераспределение потоков, Lхладагента с постоянной объемной подачей между двумя независимыми канала- 15 ми. Первые из каналов подсоединены к термоболтам 3, а вторые к трубкам

12, обеспечивающим подачу хладагента к участкам 13 головки (формующей губки), соответствующим IIo ширине щели месту установки термоболтов.

Количество указанных систем распределения воздуха соответствует ° количе"ству термоболтов.

Каждый термоболт 3 имеет полость

14, радиальные отверстия 15 и подпружиненные с помощью витых цилиндрических пружин 16 кожухи 17. В корпусе головки 2 вблизи термоболтов 3 имеются отверстия 18, что обеспечивает по- 30 следовательное прохождение хладагента из распределителей 11 в полость

14 и через отверстия 15 и 18 в окружающую среду.

Температура каждого термоболта 3 и соответствующего ему участка губки формующей головки определяется условиями теплопередачи от разогретого с помощью электронагревателей 19 корпуса головки 2 и конвективно теплообме- 40 на с охлаждающим воздухом. Таким образом, чем больше объемная подача воздуха, тем ниже. температура. Технологическая линия производства рукав" иой пленки методом раздува содержит 45 корпус 20 с расположенными в нем шестью термоболтами 21, упирающимися в матрицу 22, перемещаемую относительно неподвижного дерна 23 и оснащенную электронагревателями 24, секционированными на зоны по количеству термоболтов 21 ° Каждый термоболт 21 снабжен электронагревателем 25 патронного типа. а каждая секция электронагревателей 24 матрицы 22 имеет клеммную коробку 26.. Электронагреватели

25 с термоболтов 21 скоммутированы с клеммными коробками 26 соответствующих этим термоболтом 21 секций электронагревателей 24 таким образом, что один из их выводов является общим (выводы с, d,è е на фиг. 2), а другой — индивидуальным (выводы а и Ь).

Дорн 23 имеет центральный канал

27 для подачи воздуха с целью раздува и охлаждения рукавной пленки. Толщина пленки на линии кристаллизации контролируется обегающим датчиком 28 толщины, подсоединенным к входу микро-ЭВИ 29, выходы которой подключены к исполнительным механизмам в виде реверсивных электродвигателей 30, Электродвигатели 30 с помощью механических тяг 31 соединены с движками

32 реохордов 33, запитываемых от промышленной сети переменного тока л 220 В, клеммы движков 32 реохордов с, d и е подключены к общим точкам электронагревателей 24 и 25, а ноль и фаза сети переменного тока — к индивидуальным выводам а и Ь электронагревателей 24 и 25 таким образом, как показано на фиг. 2 с помощью буквенных обозначений. Каждый реохорд управляет перераспределением электрического напряжения, а следовательно, и мощности, между двумя диаметрально противоположно расположенными термоболтами 21 и соответствующими им секциями обогрева матрицы 22. Причем, если напряжение, снимаемое с нуля сети и движка 32 подается на электронагреватель 25 термоболта 21 и диаметрально противоположную ему секцию электронагревателей 24 матрицы 22, то дополняющее его до 220 В напряжение, снимаемое с движка 32 и фазы сети, подается на соответствующую указанному термоболту 21 секцию нагревателей матрицы 22 и диаметрально противоположный термоболт 21. Аналогично скоммутированы остальные пары термоболтов 21 и секций нагрева с соответствующими реохордами.

П р и.м е р. Экспериментальная установка для производства рукавной пленки на базе червячного пресса

ЧП-45 состоит из кольцевой формующей головки 180 мм, системы охлаждения рукава, тянущего и намоточного устройств, шкафов тепловой автоматики и электропривода.

Установка оснащена первичными приборами для измерения ширины рукава (сельсиндатчики), толщины рукава—

10474 экспериментальный датчик пневматичес-. кого типа, скорости вытяжки пленки (тахогенератора) термоэлектрическими преобразователями типа TXK 0379-01 и ТХК 0379-04 для измерения температуры матрицы формуюцей головки в шести точках, температуры тепловых болтов, температуры корпуса ЧП. Регулирование температуры осуществляют автоматически с применением регулирующего микропроцессорного контроллера типа "Ремиконт

P-100" с воздействием как на электронагревательные устройства, так и на электропневмораспределители систем воздушного охлаждения матрицы и термоболтов.

10 l5

Червячный прес

Фильтр

Корпус

Формующая головка

Участки матриц Термоболты

I, 175 175 175 175 175 140 140 140 140 140 140 скорость отвода пленки — 10,0 м/мин; параметры пленки: ширина рукава в сложенном виде — 450 мм; толщина пленки 0,0704-0,014 мм.

В процессе изменяют тепловые потоки, подводимые к термоболтам и соответствующим этим термоболтам участкам матрицы головки, причем при снижении интенсивности охлаждения термоболтов увеличивают интенсивность охлаждения соответствующего участка матрицы головки и наоборот.

Результаты измерений сведены в табл. 1.

Данные табл. 1 позволяют сделать

BbIBop о том, что с IIQMQII„üIo изменения интенсивностиохлаждения термоболта и соответствующего участка матрицы головки возможно регулирование шири ны формующей щели (в данном случае

«+0,05 мм) при одновременной коррекции температуры матрицы (пленки).

После запуска линии и выхода на указанный в технологическом регламенте режим при использовании калибровки формующей щели с помощью отжимных болтов замеряют технологические параметры и строят диаграмму разнотолщинности полученной пленки (график 1 на диаграмме фиг. 3).

После того как возможности механи. ческой калибровки исчерпаны и определены участки с наименьшей и наиболь30

55

140 160 170 180 180 180 175

Кроме того, дополнительный контроль параметров процесса осуществляют с помощью отборов контрольных образцов пленки за 1 мин и измерений ширины и длины образцов пленки с помощью линейки, а также толщины пленки микрометром. Путем взвешивания образцов, полученных за это время, определяют весовую производительность линий.

Экспериментальные исследования проводят при следующем исходном технологическом регламенте: перерабатываемый материал — ПЭВД марки 15803-020 производительность установки—

38,4 кг/ч, число оборотов шнека—

75 об./мин; температурный режим по зонам регулирования, С: шей толщиной пленки, проводят изменение условий течения полимера в формующем зазоре путем согласованного изменения ширины формующей щели и температуры соответствующего участка матрицы вследствие перераспределения расходов охлаждающего воздуха. Причем укаэанные действия проводят на участках матрицы и термоболтах, соответствующих экстремальным значениям толщины (участки А и Г, термоболты диаграммы на фиг. 3). Замеряемые значения параметров процесса приведены в табл. 2, а разнотолщинность пленки представлена графиком 2 диаграммы (фиг. 3).

В результате уменьшения расхода воздуха на термоболт 1 (фиг. 3) и соответствующего увеличения расхода воздуха на охлаждение участка А матрицы формующей головки формующая щель на участке А уменьшается при снижении температуры ее стенки, что способствует уменьшению расхода полимера через участок А и, следовательно, уменьшению толщины пленки с 84 мкм до 82 мкм (график 1, фиг. 3), На термоболт 4 (фиг. 3) расход воздуха увеличивают, соответственно охлаждение участка Г уменьшают, в результате щель на участке Г увеличивается температура стенки матрицы так1610474

10 увеличить скорость вытяжки на

0,25 м/мин и таким образом, практически сохранив поле допуска графика.

2 (фиг. 3), уменьшить среднюю толщину пленки и вес одного квадратного метра.

Диаграмма разнотолщинности третъего образца представлена на графике 3 (фиг. 3).

На основании указанного можно сде- 20 лать вывод что применение способа

Производства позволит улучшить качество пленки за счет снижения разнотолщинности и увеличить погонную производительность линии. 25

Кроме того, вследствие согласованного изменения ширины формуюшей щели и температуры матрицы устраняются не же87ательные температурные неоднородности заготовки, повышается равномер-,30 ность физико-химических свойств, а

Т а блица 1

Ширина фор- Температумующей ще- ра термоли, мм болта, С

Температура участка матрицы головки, С

175 .170

170

0,75

0,80

0,85

ТаЬацца 2

t оаяаа ttll alt»

ttg Нй

Оаособ аро" аааоцстаа

TPtttOI

Г Д 8

10,0 140 142 141 143 142 141 172 174 173 172 171 172 аО,ООЛ

«О 014

Ю,O12

Оао 7

О 07 +0 005

«0,014

1О 0 155 142 141 128 142 141 165 174 173 180 171 172 оредлохен" 038Д 15803020 ньй

ЭBа4 450

10,25 155 142 141 128 142 141 165 174 173 180 171 172 же возрастает, что в сумме дает приращение толщины стенки на данном участке в 7,0 мкм (с 56 до 63 мкм).

В результате уменьшения разнотол+14 +12

IIIHHHOCTH C 14 MKM PO 07 MKM yPa лось не выходя за пределы ГОСТ

+14 (14 мкм) на пленку толщиной 70 мкм йааастный ПЭВД 15803&20 38,4 450 следовательно, и качество готовои пленки.

Формула из о брет ения

1. Способ регулирования толщины в производстве полимерной пленки, включающий экструзию расплава полимера через формующую головку с регулированием ее щели термоболтами при изменении тепловых потоков, подводимых к каждому термоболту, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и качества пленки, одновременно с изменением тепловых потоков, подводимых к каждому термоболту, синхронно изменяют тепловые потоки, подводимые к соответствующим этим термоболтам участкам головки, причем при увеличении первого из указанных тепловых потоков уменьшают второй и наоборот.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что изменение тепловых потоков, подводимых к участкам формующей головки, соответствующим расположенным диаметрально противоположно друг другу термоболтам, осуществляют синхронно, причем мощности этих тепловых потоков связаны обратно пропорциональной зависимостью.! 610474

2208

0 д Ю рС Р

Фиг.2

1610474

+Им

0(70пк

-16 и

МЮ !

® калибродка отжикив|ии бол паии, б=)Ом/мин

® апи5иа3ка mennudyw патакот, и-10к)иии

1,2,3,9,5,6 пещчадолл7и, A,Ê В,г, g, E участки ка пПицы;

Физ, 3

Составитель А.Голланд

Техред И.Хадайич . Корректор С.Шевкун

Редактор О.Спесивых

Заказ 3739 Тираж 658- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101