Инструкция по производству многослойной рукавной пленки

Реферат

по предмету «Физико-химические основы переработки ВМС»

Тема: «Технология производства многослойных рукавных пленок»

                                                                                             Выполнил: студент

                                                                                             гр. ВХК-652

                                                                                             Проверил:

                                                                                             доцент

– 2007 г.

Содержание

Введение                                                                                                    3

1. Метод экструзии с раздувом                                                               4

2. Инструкция по производству многослойной рукавной пленки        6

2.1 Описание рабочего места                                                             6

2.2 Краткая характеристика применяемого сырья, полупродуктов и

готовой продукции                                                                              6

2.3 Приготовление смесей                                                                  7

2.3.1 Приготовление ЧИРО                                                           7

2.3.2 Приготовление СОКК                                                           8

2.4 Изготовление пленки                                                                    8

Заключение                                                                                               13

Приложение                                                                                              14

Список литературы                                                                                  17

Введение

Многослойные рукавные пленки: упаковочные, термоусадочные, молочные, стрейч, сенажные, для глубокой заморозки, барьерные, под ламинацию, масложиростойкие, с твист-эффектом (для кондитерский и бакалейных изделий).

Производство пленок в СССР началось в 60-х годах, когда были установлены первые экструдеры. В стране было создано несколько крупных производств, из которых можно выделить Московский, Дзержинский, Киевский и Свердловский заводы. В советские годы они были специализированы в основном на выпуске технической и сельскохозяйственной пленки. Однако в последнее десятилетие рынок пленок стал значительно сложнее.

По оценкам, объем рынка пленок составляет около 160 тысяч тон в год. Большая часть пленок – однослойные. Они используются для изготовления различных типов пакетов с печатью и без нее. Этот рынок уже не может быть интересен для крупной компании, имеющей высококлассное оборудование. В данной сфере в основном работают небольшие производители, которые приобрели дешевые экструдеры, либо получили их во время приватизации.

Сейчас в подавляющем большинстве случаев используется трехслойная пленка, однако емкость этого рынка имеет тенденцию к снижению.

Многослойную рукавную пленку получают методом многослойной экструзии (соэкструзия). Пленкам изготовленным таким методом присущи такие качества, как высокая кислородопроницаемость и хорошая свариваемость.

Метод экструзии с раздувом

Схема получения рукавной пленки, методом экструзии с раздувом приведена на рис. 1. Расплав, образующийся в экструдере (червячном прессе) 1, выдавливается через экструзионную головку с кольцевым формующим каналом. Полученная таким образом тонкостенная труба 2 с помощью сжатого воздуха 3 подвергается пневматическому растяжению. Внутри рукава 5 устанавливается избыточное давление. Воздух в рукаве запирается с помощью сжимающих валков 7. Чтобы пленочная заготовка сохраняла цилиндрическую форму и получаемый продукт имел равномерную толщину, тонкостенную трубу подвергают быстрому и равномерному охлаждению с помощью холодного воздуха, подаваемого в кольцо 4. В дальнейшем рукав охлаждают воздухом на пути от кольца 4 до валков 7. С помощью двух щек 6 осуществляют складывание рукава, который после валков 7 через натяжной ролик 8 попадает на намоточное устройство 9. При недостаточном охлаждении пленки она может слипаться и даже свариваться.

Рис. 1. Схема установки для получения пленки методом экструзии с раздувом рукава (горизонтальная приемка): 1 – экструдер; 2 – тонкостенная труба; 3 – подача сжатого воздуха; 4 – кольцо воздушного охлаждения; 5 – рукав; 6 – направляющие щеки; 7 – сжимающие валки; 8 – натяжной ролик; 9 – намоточное устройство.

Производство пленки методом экструзии с раздувом рукава может быть осуществлено по трем схемам, различающимся направлением движения рукава от головки к приемно-намоточному устройству: горизонтально, вертикально вверх и вертикально вниз. Скорость отвода пленки определяется скоростью вращения валков 7.

Получение пленки заданной толщины и ширины осуществляют, варьируя продольную вытяжку за счет частоты вращения сжимающих валков и степень раздува рукава за счет изменения давления внутреннего воздуха. Путь, на котором осуществляется вытягивание рукава, зависит от скорости затвердевания (скорости кристаллизации) пластмассы, поэтому при переработке разных пластмасс требуется различая длина зоны вытяжки и охлаждения рукава.

Таким методом изготавливают многослойные пленки и он называется метод многослойной экструзии или соэкструзии. В подобном процессе экструзионную головку питают один или несколько экструдеров. Перед выходом из нее потоки расплавов под давлением соединяются друг с другом.

Если сцепление слоев недостаточное, то долговечность их соединения обеспечивается за счет промежуточного слоя, состоящего из вещества, которое повышает прочность сцепления (промотора адгезии).

Рукавные экструдеры могут перерабатывать практически весь спектр полимеров и добиваться малой толщины получаемой пленки.

Также есть возможно изготавливать разнотолщиные пленки. А благодаря тому, что пленка получается равнопрочная, уменьшается расход сырья.

Инструкция по производству многослойной рукавной пленки

2.1 Описание рабочего места

Назначение рабочего места. Границы обслуживания.

Линии ББ-3 -1,2 предназначены для изготовления многослойных пленок марки ББ-3, БКР-1, ББФ и ББ3-Ю в виде рукава заданной длины и ширины намотанного на бобину.

На предприятии установлено две линии ББ-3.

Бригада машинистов обслуживает линии ББ-3-1,2, установку по приготовлению ЧИРО.

Микроклимат

Микроклимат в производственном помещении оказывает влияние на качество пленки в процессе ее производства и хранения, поэтому должны выполняться следующие условия:

– температура воздуха в отделении изготовления пленки должна быть в пределах 18-25 ^оС в отделении хранения пленки от 15 до 20 ^оС.

– поддержание необходимой температуры в зале экструзии обеспечивают кондиционеры воздуха.

– температура воздуха в помещении хранения пленки “холодной комнате” поддерживается сплит-системой.

2.2 Краткая характеристика применяемого сырья, полупродуктов и готовой продукции

Сырьем для получения пленки служит композиция доставляемая в бункерных тележках из отделения получения композиции и композиции приготавливаемые на ББ-3 такие, как РОНН, ВОПП (RONN, VOPP), ДЕР-1,ЧИРО(CIRO).

Рулоны пленки ББ-3 ,БКР-1,ББФ, ББ3-Ю изготавливаемые на линии ББ-3 являются полупродуктом и направляются в дальнейшем на мешкоделательные машины для изготовления пакетов.

2.3 Приготовление смесей

2.3.1 Приготовление ЧИРО

Во внешний и внутренний слой пленок ББ-3, БКР-1, ББФ, ББ3U добавляется специальная добавка ЧИРО, которая улучшает скользящие свойства пленки, придает пленке блеск и обеспечивает легкую раскрываемость пакетов.

Приготовление добавки производится на установке по приготовлению ЧИРО (гранулятор).

Установка состоит из следующих узлов:

1) Смеситель с лопастной мешалкой, имеющей две скорости вращения.

2) Двухшнековый экструдер с масляной станцией охлаждения шнеков имеющей две скорости вращения шнеков и три зоны нагрева цилиндра, адаптер и фильера по одной зоне нагрева.

3) Охлаждающая ванна с циркуляцией воды через холодильник и осушитель нитей.

4) Измельчитель (дробилка).

5) Бункер для ЧИРО с системой пневмотранспорта от дробилки до бункера.

6) Цилиндрический смеситель с поперечной осью вращения.

Для получения ЧИРО используются вещества РОНН (RONN) БОВЕ (BOWE), АДЕ-2 (ADE-2) .

РОНН – гранулированный полимер, БОВЕ, АДЕ-2 в виде порошка.

Для получения однородного ЧИРО, без включений необходимо полностью разогреть АДЕ-2 в ведре на плитке (100 ^оС).

Загрузить в смеситель гранулятора РОНН (RONN), согласно рецептуры, разогретый АДЕ-2 постепенно в течение 1минуты, залить в работающий на второй скорости смеситель (через отверстие в крышке смесителя), для того чтобы не было комков расплавленного РОННа, перемешать в течении 5 минут.

Согласно рецептуры, загрузить БОВЕ (BOWE), перемешать на второй скорости не менее 10 минут, смеситель переключить на первую скорость.

Таблица 1 – Рецептура

2.3.2 Приготовление СОКК

До начала экструдирования приготавливается антиадгезионное средство СОКК, которое представляет собой жидкость. Для приготовления СОКК используются вещества БРОФ (BROF), ГУЛИ (GULU), НИПО (NIPO), КСЕН (XEN) и вода. СОКК приготавливается в смесителе, который представляет собой цилиндрический аппарат объемом 0,050м³ с вертикальной лопастной мешалкой.

Готовое антиадгезионное средство заливается в станцию циркуляции СОКК, которая имеет рубашку для охлаждения СОКК и снабжена мешалкой для постоянного перемешивания. Из этой емкости СОКК одним насосом по трубке подается в расплавленную композицию в виде рукава, выходящего из головки экструдера (в дальнейшем расплав выходящий из головки экструдера в виде рукава будет называться заготовка), а другим насосом откачивается из заготовки обратно в ёмкость СОКК. Уровень СОКК в заготовке постоянен.

Функция антиадгезионного средства:

– Калибровка заготовки в холодной ванне

– Охлаждение заготовки

– Предупреждение слипания между собой внутренних поверхностей заготовки зажимаемых в валках,

– Обеспечение хорошей раскрываемости рукавной пленки.

Содержание СОККа внутри пленки должно быть не более 0,004 гр. на 800 см².

2.4 Изготовление пленки

Приготовленные композиции для наружного, среднего (барьерного), внутреннего слоя пленки ББ-3 ,БКР-1, ББФ, ББ3-У загружаются в расходные бункера Линии ББ-3-1,2.

Композиция РОНН загружается с помощью пневмотранспорта в бункер экструдера А.

Композиция ВОПП загружается с помощью пневмотранспорта в бункер экструдера В.

Композиция для получения барьерного слоя из бункерной тележки ссыпается в бункер экструдера С.

Экструдер А состоит из цилиндра диаметром 60 мм имеющего три зоны нагрева, вентиляторов обеспечивающих постоянство температуры, фланца с сеткой имеющего две зоны нагрева, S-образной трубы (соединяющей экструдер А с головкой) имеющей две зоны нагрева на линии ББ3/1 и одну зону нагрева на линии ББ3/2, шнека обеспечивающего гомогенность расплава и выдавливание его через головку, гидравлической станции, которая является приводом шнека экструдера.

Экструдер В состоит из цилиндра диметром 60мм на ББ3/1, диаметром 45мм на ББ3/2, имеющего три зоны нагрева, вентиляторов обеспечивающих постоянство температуры, фланца с сеткой имеющего две зоны нагрева, S-образной трубы (соединяющей экструдер В с головкой) имеющей одну зону нагрева, шнека обеспечивающего гомогенность расплава и выдавливание его через головку, гидравлической станции, которая является приводом шнека экструдера.

Экструдер С состоит из цилиндра диаметром 60 мм, имеющего четыре зоны нагрева, фланца – одна зона нагрева, адаптера – одна зона нагрева, головки – две зоны нагрева, масляной станции обеспечивающей постоянную температуру шнека, водяной станции обеспечивающей постоянство температуры цилиндра, шнека обеспечивающего гомогенность расплава и выдавливание его через головку. Масляная станция состоит из таких узлов: насоса для циркуляции масла по всей системе, трубчатого холодильника в котором масло охлаждается оборотной захоложенной водой +7, электрического подогревателя масла, который при необходимости обеспечивает подогрев масла, емкости для масла. Регулировка температуры масла производится автоматически. Водяная станция включает в себя следующие узлы: центробежный насос для циркуляции воды по контуру охлаждения цилиндра, центробежный насос для циркуляции воды через холодильник, холодильник на котором оборотной водой +7 снимается лишнее теплоемкость для воды.

Цилиндры, фланцы, S-образные трубы, головка должны быть разогреты до температур указанных в таблице. Регулирование температур осуществляется терморегуляторами автоматически согласно выставленных заданий.

После того, как температура всех зон нагрева достигнет требуемых значений и станет стабильной, приготовленные композиции подаются в экструдера. Время разогрева 2 часа.

Скорость вращения шнеков выставляется согласно задания. Расплав начинает выходить из головки в виде трубки, в которую через специальное отверстие в головке подается на циркуляцию СОКК. Уровень СОКК в заготовке постоянен, высота уровня СОКК определяет ширину пленки.

Расплавленные композиции с трех экструдеров выдавливаются в одну головку и выходят в виде трубки из головки (заготовка). Заготовка охлаждается в холодной ванне, проходит через плотно сжатые валки в холодной ванне (1 валки). Постоянство температуры воды в холодной ванне обеспечивается холодильной установкой. Она состоит из следующих основных узлов: фреоновый холодильник, центробежный насос. В холодную ванну заливается определенное количество хозпожарной воды (по уровню), которая постоянно прокачивается насосом через холодильник. При повышении температуры воды выше заданной включается холодильник, при понижении температуры ниже заданной холодильник отключается. Холодильная установка имеет блокировки на отключение по превышению силы тока на электородвигатель насоса, по силе тока фреонового компрессора, по давлению фреона в системе, по температуре охлаждаемой воды ниже точки замерзания, при отсутствии протока охлаждаемой воды. Фреоновый компрессор охлаждается водой +7. При снижении уровня воды в ванне автоматически осуществляется подача воды из трубопровода хозпитьевой воды до заданного уровня.

Заготовка из холодной ванны поступает на валки в горячую ванну (2валки), частично вытягивается между первыми и вторыми валками. Валки в холодной и горячей ванне сжимаются пневмоцилиндрами, в которые подается воздух от компрессоров с давлением 4-6 кгс/см². Постоянство температуры воды в горячей ванне обеспечивается станцией теплой воды. Она состоит из следующих основных узлов: центробежного насоса, угольного фильтра, электрического водоподогревателя, терморегулятора. В горячую ванну заливается необходимое количество воды (по уровню), которая постоянно циркулирует по контуру. При снижении температуры воды ниже задания автоматически включается электроподогреватель, при повышении температуры воды выше задания он отключается. Фильтр обеспечивает постоянную очистку воды. Установка имеет блокировки по превышению силы тока на электродвигатель насоса и электрический подогреватель, на отсутствие протока воды.

В горячей ванне заготовка раздувается воздухом между 2 валками и валками дефлектора (3 валки). Валки дефлектора (3 валки) сжимаются пневмоцилиндрами на которые подается воздух с давлением 7,5-8,5 кгс/см². Воздух такого давления подается с компрессора. Для раздува пленки используется технологический 6 кгс/см² воздух.

Пленка после третьих валков проходит по системе протяжных валков и наматывается на металлическую или картонную бобину установленную на намоточное устройство. Пленка наматывается в рулоны с определенной длиной.

Готовые рулоны с пленкой взвешиваются, укладываются на поддоны и перевозятся в “холодную комнату” на хранение. В “холодной комнате” температура воздуха поддерживается не выше 20 °С, чтобы исключить усадку и расслоение пленки.

Ширина пленки определяется размером головки, уровнем воды в ванне и массой антиадгезионного средства в заготовке. На линии ББ-3 для получения пленки шириной от 140 мм до 275 мм используется головка диаметром 3 дюйма, для получения пленки шириной от 275 мм до 440 мм используется головка диаметром 4 дюйма.

Толщина пленки определяется скоростью экструдирования трех экструдеров и скоростью наматывания пленки при поддержании постоянной ширины. Отклонения толщины от среднего значения по ширине пленки (разнотолщинность), возникает вследствие неравномерности потока расплава по окружности заготовки. Для создания равномерной толщины заготовки производится регулировка зазора между кольцом и сердечником головки. Для этой цели головка снабжена шестью регулировочными болтами на каждый из трех слоев (РОНН, ПВДХ, ВОПП).

Отходы пленки ББ-3, БКР-1 образующиеся при пуске экструдера, при ведении технологического процесса упаковываются в рукав из отходов пленки и складируются в отдельные короба.

Заключение

В России есть несколько компаний, которые имеют необходимое оборудование и отработанные технологии для изготовления пленки высокого качества:

· «Уралпластик» (Екатеринбург). Крупнейшая компания на рынке многослойных полиэтиленовых пленок. Имеет три трехслойных экструдера фирм Macchi и Zocchi, два из которых очень мощные (до 400 кг/ч).

· «Мультифлекс» (Москва) имеет два выдувных трехслойных экструдера фирм Luigi Bandera и Ghioldi, а также один поливной пятислойный экструдер Filmex.

· «Готэк-Полипак» (Железногорск Курской области) имеет два трехслойных экструдера Macchi и Bielloni Coex. В середине 2004 года планируется установка еще одного трехслойного экструдера.

· «Славич» (Переславль-Залесский Ярославской области). Трехслойная пленка выпускается на мощном экструдере W&H Varex, оснащенном системой Optifil. Компания работает с пленкой с 1999 года и имеет достаточно хороший опыт.

· ХИЗ (Москва). Предприятие располагает трехслойным экструдером Ghioldi и специализируется именно на производстве пленок под ламинацию.

Кроме того, в России работают еще несколько предприятий, имеющих трехслойные экструдеры, но они в основном ориентированы на рынок молочной пленки или пакетов для торговли.

Особо нужно сказать о новых проектах. Пока в России было смонтировано всего два пятислойных экструдера «Мультифлекс» и «Интерпласт-Трейд», но монтаж нового экструзионного оборудования, предназначенного именно для этого сегмента, уже начался в 2003 году и продолжится.

Наиболее значительным событием в этой связи стала установка двух экструдеров в петербургской компании «Технопак». В 2003 году был смонтирован пятислойный экструдер Luigi Bandera (Италия), а в 2004 году планировался монтаж семислойной установки этой же компании. «Технопак» планирует занять значительную часть рынка полиамидных и EVOH-пленок.

Приложение

Экструзионная головка установкиBrampton (Канада)

Экструзионная установка Kiefel (Германия)

Список литература

1.Брацыхн Е.А., Миндлин С.С., Стрельцов К.Н. Переработка пластических масс в изделия. – М.: Химия, 1966. – 400 с.

2.Гуль В.Е., Акутин М.С. Основы переработки пластмасс. – М.: Химия, 1985. – 400 с.

3.Переработка пластмасс/ Шварц О., Эбелинг Ф.В., Фурт Б.; под общ. ред. А.Д. Паниматченко. – СПб.: Профессия, 2005. – 320 с.

4.Торнер Р.В., Акутин М.С. Оборудование заводов переработки пластмасс. – М.: Химия, 1986. – 400 с.

5.Яковлев А.Д. Технология изготовления изделий из пластмасс. – М.: Химия, 1968. – 304 с.

6.http://www.kursiv.ru/kursivnew/flexoplus_magazine/archive/38/66.php#text.

7.http://www.genplast.ru/rp3.html.

8.http://trade.rusmarket.ru/chemistry/utilization/102101/.

9.http://www.z-plast.ru/kuhne/kuhne_blownfilm.php.

10.http://www.catalog61.ru/show.php?id=005469.

11.http://www.integrator.by/equip_ruk_multi.html.