原料的輸送和干燥對薄膜生產的影響
2006-09-19 08:48 來源:紹興翔宇綠色包裝有限公司 符朝貴 王德成 責編:中華印刷包裝網
一、干燥對原料的要求及其重要性:
原料的輸送和干燥是BOPET薄膜生產的第一道工序,在原料內在性能滿足要求的前提下,干燥是生產的重要工序,所以較深入地對干燥設備和各種干燥工藝的性能特點的研究,對專業生產聚酯薄膜企業來說,是必不可少和非常重要,它將對BOPET薄膜生產廠質量的提高,消耗的降低,起到重要的指導作用.對于原料的要求我們在2005《塑料包裝》第二期中已有詳細說明,在這里我們再強調直接影響干燥效果和擠出性能的指標。
(一)含水量的要求——它是直接影響干燥效果的指標,如果含量超過0.5%會影響預結晶器循環熱風的含水量,在短時間內不會把切片表面水分烘干,這樣在高溫下進入干燥塔易結塊,結塊就直接影響干燥效果,而且還容易堵住出料口,使擠出機進料不暢,引起擠出壓力和模頭壓力的波動,造成薄膜厚度的不均,引起破膜。
(二)對原料粒子均勻性的要求——粒子的均勻性直接影響配料后混合的均勻性,特別是在立式攪拌混合器中更重要,雖然也有上下的混合,但是粒子小的切片在底部的比例要大,如果干燥后的原料粒子小的比例較大,由于堆積密度不同會引起擠出機的壓力波動,也同樣造成生產不正常的影響.
(三)嚴禁切片中含有因水下切粒刀調整不好而產生的尾削料,此種料在輸送過程中,尾削會卡住旋轉送料閥,同時也會產生大量的粉塵。
二、原料輸送的方式
(一)正壓連續輸送——主要是用高壓風機(鑼次風機或高壓離心風機)與旋轉送料閥配合,將原料輸送到指定的料倉和料斗。它的主要優點是設備簡單,維修方便。
它的缺點是易產生粉末,分離不好會團聚在干燥器的不易流動的地方,等團聚一定重量成塊進入擠出機對生產的正常和產品質量有很大的影響。
噪音較大對工作環境有影響。
(二)正壓脈沖輸送——-脈沖輸送是慢速輸送法,主要目的是減少在輸送過程中的粉末量,減少環境的噪音。脈沖輸送裝置是以0.3Mpa的壓縮空氣為動力把原料間斷式的輸送到指定料倉和料斗。它的輸送 速度可以通過進料和進氣的時間進行調整。
(三)真空輸送——-在輸送系統中要保持密封最高負壓可達到-0.06-0.1Mpa這樣才能輸送。這種輸送也有一定的粉塵量,但能與原料分離對產品影響較小。
它的缺點是粉塵的處理問題很煩,要經常更換過濾網。
三、原料的配備和混合
(一)原料的配備——-主要是根據設備的結構和客戶對薄膜的性能要求決定的,原料對薄膜性能影響較大的有電性能;光學性能;和薄膜的表面性能。在不影響用戶使用的前提下,還要綜合考慮薄膜的生產成本要有競爭力,這是我們在決定原料配比時必定要考慮的問題。
(二)原料的混合——-各種原料混合的均勻性對薄膜的性能和加工性能影響很大:
1.粘度的影響——-由于各種料的粘度不可能一樣,如果混合的不均勻就會造成熔體壓力的波動,模頭的壓力波動會引起薄膜厚度的變化影響了厚度的均勻性.
2.對薄膜霧度的影響——-如果添加劑母料混合不均勻會影響薄膜的霧度均勻性,透明度不一致,此種薄膜就不能用在光學,醫學領域。
(三)原料計量的方式:
1.體積計量——-設備簡單但計量精度不高,因受原料的堆積密度的影響。如果改變原料要及時計量新來原料的堆積密度,然后根據堆積密度進行計算各種原料的配比。
2.重量計量——-設備復雜但計量精度高,不受原料堆積密度的影響,能確保配比的準確性。
(四)混合的方式:
1.靜態混合——-是幾種原料通過計量裝置同時進入一個縱橫交錯的絲網管狀容器中進行混合.此種裝置的優點是設備簡單維修方便,它的缺點是,如果有一套計量裝置有故障沒能及時發現,就會造成故障期原料配方的錯誤,影響薄膜的性能和生產的穩定.
2.行星混合器——-各種原料是用計量法或用體積計量法按順序進入混合料斗后,開始啟動混合電機進行自轉和公轉,運行一定時間后就達到了均勻度的要求.由于它是疊加法的計量進料方式,如果有一個計量進料系統有故障,程序自動停止,所以它的優點是確保原料配比的準確性。
四、原料的干燥形式:
(一)沸騰床式預結晶和填充式干燥器:
1.結晶器——-通過大風量的熱空氣吹風使原料在沸騰床上沸騰去掉原料的表面水分,預結晶溫度在170~180℃這樣使切片的表面很快結晶確保進入干燥塔不結塊。
(1)確保預結晶器內負壓狀態,能使預結晶器的粉塵吸到旋風分離器中分離出來,減少對成品性能的影響。
(2)回風的利用,要與預結晶器的負壓和過濾網的阻壓情況來進行調整。
2.干燥器——-柱式干燥器,內有分流罩,使熱空氣在筒內均勻向上帶走水分,一般在干燥溫度180℃空氣露點-40℃時干燥塔內停留4h就可以滿足工藝要求。
3.全沸騰的預結晶器,這種結晶器是大風量使在預結晶器中的原料熱風吹到一定高度經過兩個擋板然后進入干燥塔,因擋板底部間隙很小所以大的塊料無法進入干燥塔,大部分的料都是從隔板上方進入干燥塔,所以這種干燥很少在干燥塔結塊。
在生產操作上要注意以下問題:
(1)進料量要根據干燥塔的料位情況進行調節。
(2)一定保持預結晶器的溫度不低于160℃。
(3)干燥塔料位在計劃停機時料位不高于10%。
(4)在主生產線不正常,再從新開啟預結晶的風機和加熱器時要嚴格按照操作規程,預結晶循環風溫度到達工藝要求時才能開動振動送料器和旋轉閥往預結晶器送料。
(5)隨時檢查預結晶器的負壓值,要使預結晶器頂部的壓力保持在-10mbar,這樣會降低干燥后原料的粉塵量,同時可提高干燥效果。
(二)半沸騰床(也叫流化床式)的預結晶器:
它的沸騰床面積較大,原料的進口處,為了使原料表面快速結晶風量較大,后面的風量較小,只能把一定厚度層的料吹鼓起來,隨風的傾斜方向流動進入干燥塔。
此種干燥設備在生產和操作應注意:
(1)嚴格禁止進料量與風量的不配套,以防原料在預結晶器中結塊進入干燥塔。
(2)嚴格控制預結晶器中的原料進入干燥塔的速度,否則將影響干燥塔的溫度。
(3)嚴禁原料的水分超標,如果含水量大會促進在預結晶器中的結塊,影響干燥效果。
(三)干燥去濕原理
在同一環境空氣的水分均衡原理,水分含量多的地方要向水分含量低的地方遷移,保持同等環境的含水量的平衡。干燥空氣的露點在-40℃以下,所以切片內的水分不斷地往外遷移,使切片的含水量不斷下降,直到水分含量達到標準。
(四)旋風分離器的作用和循環風量的調整:
干燥塔上面排氣量要與預結晶進風量和干燥器進風量相協調,使干燥塔內部的壓力為負10mm水柱,這樣能保證粉塵隨空氣進入旋風分離器,消除粉塵對拉伸工序的影響。
(五)空氣去濕的方式
(1) 分子篩式去濕器的工作原理——-一般采用的氣源是較高的壓力氣源,用壓縮空氣和高壓風機都可以,如果采用壓縮空氣要求油的含量不以超過5PPm,否則會引起硅膠粒中毒,失去除濕的作用。
環境空氣經過空壓機的壓縮進入去濕塔,塔內先經過活性碳吸收大量的水分,再進入硅膠顆粒室,由硅膠繼續吸收空氣中的水分,使空氣露點降到-60℃以下,而硅膠由于吸收了水分顏色變藍。此時去濕就更換到另一個硅膠塔中,而硅膠變色的塔開始再生,加熱的壓縮空氣進入再生硅膠塔中,待壓力達到一定時突然減壓帶有大量濕氣的空氣迅速地排除在外,恢復了硅膠的去濕性能,這樣的往復動作使低露點的空氣不斷提供給干燥塔。
(2)分子篩式去濕器使用的注意事項:
a.要注意進氣過濾器的檢查和清理更換,否則影響干燥空氣的供應量,會引起含水量的波動。
b.要經常檢查更換再生熱空氣的過濾器,不能使過濾網損壞,否則灰塵進入分子篩會引起硅膠粒表面中毒失去吸濕效果,或隨干空氣進入干燥塔然后進入擠出機影響薄膜的正常生產。
c.確保再生熱空氣的冷凍去濕,使再生空氣的含水量滿足要求,否則影響除濕效果.
d.確保干燥空氣過濾器的暢通,過濾器前的壓力不能太大,否則會導致各種溫度不正常,如果用的羅次風機也會增加它的負荷。
(3) 氯化鋰轉鼓去濕器的工作原理——-經過風機的空氣首先通過冷凍去濕除去空氣中大量水分,再通過一定厚度的轉盤內裝有吸附水性很強的氯化鋰吸濕劑的紙制材料,當空氣經過它時進一步吸附水分,使空氣達到干燥空氣的含水要求.為了達到轉鼓的循環去濕的目的,在轉盤的1/4處設計一個密封室,密封室一端通入150℃左右的熱風,通過轉鼓的1/4圓的面積將3/4面積吸收的水分帶走排除室外。這樣隨著轉鼓的轉動不斷的吸收和再生,產生干燥空氣。
(4) 氯化鋰轉鼓去濕器使用的注意事項:
a.確保再生熱空氣的冷凍去濕,產生的冷凝水排除暢通,使再生空氣的含水量滿足要求,否則影響除濕效果。
b.確保進氣管的環境無灰塵污染,過濾器的面積和過濾等級符合要求。
c.經常更換再生熱空氣的過濾網,防止灰塵進入堵住氯化鋰轉鼓的空隙,影響除濕效果。
d.嚴格禁止用壓縮空氣清理氯化鋰轉鼓,否則會把附在紙上的氯化鋰吹掉,失去了去濕的作用。
(六)真空轉鼓干燥:
1.真空轉鼓——-設備簡單,維修方便能確保干燥的質量,但噪音大,干燥的時間長,生產能力小,每次轉鼓干燥的效果略有差異,屬于間斷式干燥,目前用的較多的是小化纖和小的薄膜線。
2.真空干燥是切片在轉鼓內邊升溫邊抽真空,真空度可達-0.1Mpa,由于切片內的水在溫度達到150℃時內部的水汽化往外面遷移被真空泵抽出.真空干燥的特點是,升溫要緩慢升溫否則會引起粘結成塊的現象,影響干燥效果,二是干燥的溫度不能太高,如果切片外面結晶太快,就會影響內部水分的遷移降低了干燥的效果.
五、切片干燥對薄膜生產和性能的影響:
(一)干燥形式對薄膜加工和性能的影響:
1.氣流高溫干燥:
(1)主要對聚酯切片氧降解較大,很快結晶,一般干燥溫度在170-180℃,形成的晶核較少但晶粒較大,由于切片外殼晶粒較大組織較疏松,切片內部的水分易遷移,所以干燥時間較短就能滿足工藝要求。
(2)由于干燥使切片的晶粒大,因此在進入擠出機時破壞結晶的能量就大,因此擠出機的驅動功率和加熱功率都要大些,在擠出的同時在高剪切力的作用下使熔體粘度有所下降。
(3)由于干燥和擠出使熔體的粘度下降,使生產出的薄膜性能也有差別,薄膜的挺度不好,原因是干燥形成的晶核少,在薄膜的熱定形中異相成核的晶體少,而且晶粒較大,所以非結晶區多造成薄膜發軟,透明度對比低溫干燥的要差。
2.真空低溫干燥:
低溫干燥的含義是干燥溫度在140~150℃之間,它的優點如下:
(1)干燥時間長,由于是真空干燥因此基本沒有氧降解,保持了切片的粘度。
(2)形成的晶核多,但晶粒小有利于擠出和熔融,驅動和加熱所需的功率較少。
(3)生產出的薄膜挺度好,其原因是在熱定形中由于晶核多,對晶核的增長互相有抑止作用,限制了晶體的長大,形成的晶體都是微晶體,所以既增加了結晶度又保持了薄膜的透明度。
(二)干燥效果對薄膜的生產和性能的影響:
1.干燥后切片的含水量對薄膜的生產和性能的影響很大,生產薄型膜要求水分含量要低于20PPm,其主要原因是防止聚酯在熔體線的水降解,影響薄膜的拉伸倍數和拉伸取向率,輕者影響薄膜的強度,重者影響正常生產,一般生產較厚的薄膜含水量不大于50PPm,因為熔體雖然有降解,但因薄膜的拉伸取向率不高所以對生產無大的影響。
2.干燥后的切片含水量不穩定其原因主要有,預結晶結塊干燥不好,干燥塔進料不均勻,干燥去濕器效果不好露點高,這樣輕者會影響熔體壓力不穩定,造成薄膜厚度不均勻。如果水分含量相差較大會造成破膜生產不正常。 (peter)
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