Способ регулирования толщины в производстве полимерной пленки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯМ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ке н оснащенной4 и намоточГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Украинский научно-исследовательский и конструкторский институт поразработке машин и оборудования дляпереработки пластических масс, резини искусственных кож(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛПЯНЫ ВПРОИЗВОДСТВЕ ПОЛИЮРНОИ ПЛЕНКИ(57) Изобретение относится к технологии переработки пластмасс, в частнос" Изобретение относится к переработпластмасс и может быть использовав технологических линиях для получения пленок и листов из термопластов. Целью изобретения является повышение производительности процесса икачества пленки,Сущность способа регулированиятолщины в производстве полимернойпленки путем экструзии расплава черезформующую головку заключается в подведении или отведении тепловых потоков к участкам головки синхронно сизменением тепловых потоков, подводимых к соответствующим им термоболтам,причем указанные тепловые потоки взаимосвязаны: при увеличении первыхуменьшают вторые и наоборот, кроме(51)5 С 05 Р 27/00, В 29 С 47/92// //В 29 1, 7:00ти к способу регулирования толщины впроизводстве полимерной пленки, Целью изобретения является повышениепроизводительности 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, синхронноизменяют тепловые потоки, подводимыек соответствующим этим термоболтамучасткам головки, причем при увеличении первого из указанных тепловыхпотоков уменьшают второй и наоборот.3 ил., 2 табл. того, при синхронном изменении тепловых потоков, подводимых к диаметрально противоположным участкам кольцевой головки мощности этих теплоФмайейвых потоков связывают обратно пропорциональной зависимостью,На фиг. 1 показана схема линиикаффдля производства полимерной пленки а 3на базе плоскощелевой головки с упру еьгоформируемой верхней губкой; нафиг. 2 - кольцевая головка с перемещаемой матрицей и неподвижным дорном,реализующая данный способ; на фиг.3 диаграммы разнотолщинности.аввЪТехнологическая линия (фиг. 1)для производства полимерной пленкисодержит червячный экструдер 1 сплоскощелевой головкой 2,термоболтами 3, приемное20 ное 5 устройства, сканирующий датчик 6 толщины получаемой пленки, подключенный к регулирующему контроллеру 7 выходы которого управляют исполни- Ф5 тельными механизмами 8, представляющими 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, хладагента 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 по 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 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 телопередачи от разогретого с помощью электронагревателей 19 корпуса головки 2 и конвективно теплообме 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 оснащеннуюэлектронагревателями 24, секционированными на зоны по количеству термоболтов 21Каждый термоболт 21 снабжен электронагревателем 25 патронного типа. а каждая секция электронагревателей 24 матрицы 22 имеет клеммную коробку 26,. Электронагреватели55 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, й,и 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 м 220 В, клеммы движков 32 реохордов с, Й 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 электро- нагреватель 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 ЧПсостоит из кольцевой формующей головки180 мм, системы охлаждения рукава, тянущего и намоточного устройств, шкафов тепловой автоматики и электропривода. Установка оснащена первичными приборами для измеренияширины рукава (сельсиндатчики), толщины рукава -10474 10 15 Корпус Червячный прес Фильтр Формующая головка Участки матриц Т ермоб олты 140 160 170 180 180 180 175 175 175 175 175 175 140 140 140 140 140 140 шей толщиной пленки, проводят изменение условий течения полимера в формующем зазоре путем согласованного изменения ширины формующей щели и температуры соответствующего участкаматрицы вследствие перераспределениярасходов охлаждающего воздуха. Причемукаэанные 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 втабл. 2, а разнотолщинность пленкипредставлена графиком 2 диаграммы(фиг. 3). 30 35 40 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 45 50 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 так 55 экспериментальный датчик пневматичес-.кого типа, скорости вытяжки пленки(тахогенератора) термоэлектрическимипреобразователями типа ТХК 0379-01и ТХК 0379-04 для измерения температуры матрицы формуюцей головки в шести точках, температуры тепловых болтов, температурыкорпуса ЧП. Регулирование температуры осуществляют автоматически с применением регулирующего микропроцессорного контроллера типа "РемиконтР" с воздействием как на электронагревательные устройства, так и наэлектропневмораспределители системвоздушного охлаждения матрицы и термоболтов.скорость отвода пленки в . 10,0 м/мин;параметры пленки: ширина рукава всложенном виде - 450 мм; толщинапленки 0,07010,014 мм.В процессе изменяют тепловые потоки, подводимые к термоболтам и соответствующим этим термоболтам участкамматрицы головки, причем при сниженииинтенсивности охлаждения термоболтовувеличивают интенсивность охлаждениясоответствующего участка матрицы головки и наоборот.Результаты измерений сведены втабл. 1,Данные табл. 1 позволяют сделатьвывог о том, что с помощью измененияинтенсивностиохлаждения термоболтаи соответствующего участка матрицыголовки возможно регулирование ширины формующей щели (в данном случае+0,05 мм) при одновременной коррекциитемпературы матрицы (пленки).После запуска линии и выхода науказанный в технологическом регламенте режим при использовании калибровкиформующей щели с помощью отжимных болтов замеряют технологические параметры и строят диаграмму разнотолщинности полученной пленки (график 1 надиаграмме фиг. 3),После того как возможности механи. ческой калибровки исчерпаны и определены участки с наименьшей и наиболь 6Кроме того, дополнительный контроль параметров процесса осуществляют с помощью отборов контрольных образцов пленки за 1 мин и измеренийширины и длины образцов пленки с помощью линейки, а также толщины пленки микрометром. Путем взвешиванияобразцов, полученных за это время,определяют весовую производительностьлиний,Экспериментальные исследованияпроводят при следующем исходном технологическом регламенте: перерабатываемый материал - ПЭВД марки 15803-020производительность установки -38,4 кг/ч; число оборотов шнека -75 об./мин; температурный режим позонам регулирования, С:1610474 следовательно, и качество готовоипленки.Формула и з о б р е т ения1, Способ регулирования толщиныв производстве полимерной пленки,включающий экструзию расплава полимера через формующую головку с регулированием ее щели термоболтами приизменении тепловых потоков, подводимых к каждому термоболту, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения производительности процесса и качества пленки, одновременнос изменением тепловых потоков, подводимых к каждому термоболту, синхронно изменяют тепловые потоки, подводимые к соответствующим этим термоболтам участкам головки, причемпри увеличении первого из указанныхтепловых потоков уменьшают второй инаоборот,2, Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что изменение тепловых потоков, подводимых к участкамформующей головки, соответствующимрасположенным диаметрально противоположно друг другу термоболтам, осуществляют синхронно, причем мощностиэтих тепловых потоков связаны обратно пропорциональной зависимостью. 10 Т а блица 1 Ширина фор- Температумующей ще- ра термоли, мм болта, С Температура участка матрицы головки, С 180 175 .170 115 140 170 0,75 0,80 0,85 Табдцца 2 1цццц С 1 а тор иав особ аро"аодстаа аО,О7 -О О 2 71 178 О 17 17 Ю,о 2 Оа 07 0007 Офо5 142 141 128 142 141 165 174 1 5 14 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 щинности с 14 мкм до мкм удалось не выходя за пределы ГОСТ +14( 14 мкм) на пленку толщиной 70 мкм 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 лать вывод 7 что применение способа Производства позволит улучшить качество пленки за счет снижения разнотолщинности и увеличить погонную про" Изводительность линии. 25Кроме того, вследствие согласованного изменения ширины формуюшей щели и температуры матрицы устраняются не- же 87 ательные температурные неоднородности заготовки, повьппается равномер-,30 ность Физико-химических свойств, а Яааастный ПЭВД 15805 020 58,4450 йредлохен" йЭ Д 15805 20 28 4 450 42 141 45 42 41 72 174 17 41 128 142 14165 174 175 18071 172