過濾過程確保單軸和雙軸取向薄膜制造中的 質(zhì)量和性能價(jià)格比

 1. 單軸和雙軸取向薄膜的制造工藝

單軸和雙軸取向薄膜的制造是將擠出機(jī)中的熔融塑料粒子，然后通過槽模或環(huán)形模排出塑料材料來實(shí)現(xiàn)的。拉伸過程在薄膜拉伸裝置中進(jìn)行，制造出來的薄膜被纏繞起來。

塑料粒子進(jìn)入擠出機(jī)，擠出機(jī)通過相應(yīng)的配料和混合系統(tǒng)來熔化和均化物料。聚合物在塑料條件下過濾并形成膜。為了保證拉伸，在輥上將膜冷卻到熔點(diǎn)以下。為了進(jìn)行真正的拉伸過程，通過進(jìn)一步的軋輥或散熱器和熱風(fēng)鼓風(fēng)機(jī)將溫度再次提高到剛好低于結(jié)晶熔點(diǎn)，從而可靠地進(jìn)行拉伸。在接下來的設(shè)置過程中，薄膜可以在溫度下放松，溫度在冷卻前再次升高，以使其在室溫下不受應(yīng)力的影響。

拉伸薄膜時(shí)的熱力學(xué)處理導(dǎo)致塑料材料的分子重新定向，從而提高強(qiáng)度、提高彈性模量、降低應(yīng)變值和更好的阻隔性能。

一般來說，單向拉伸和雙向拉伸是不同的;后者可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)，也可以連續(xù)實(shí)現(xiàn)。

此外，雙軸拉伸還會(huì)使終產(chǎn)品具有高度的均勻性，以及優(yōu)異的透明度。用這種方法可以生產(chǎn)包裝膜、繪圖膜、照片膜以及音頻和視頻磁帶的基本膜。終產(chǎn)品的厚度通常在1到400微米之間。

根據(jù)工藝和所用材料的不同，拉伸條件可達(dá)50÷1。在這種拉伸下，拉伸過程中每一個(gè)微小粒子都必須被認(rèn)為是一個(gè)預(yù)設(shè)的斷裂點(diǎn)。*拉伸的薄膜部分厚度僅為幾微米。自然地在制造這類薄膜產(chǎn)品的制造工藝中，過濾是決定性的因素之一。經(jīng)驗(yàn)表明，在離開模具時(shí)熔體中不能有厚度為薄膜厚度2 - 3倍的顆粒，這一點(diǎn)很重要。

專門針對(duì)這些應(yīng)用要求，德國格諾斯Gneuss開發(fā)了具有專/利技術(shù)的旋轉(zhuǎn)過濾系統(tǒng)RSFgenius和SFXmagnus。

2.RSFgenius系列熔體過濾器

2.1 RSF系列設(shè)計(jì)概念

RSF系列開發(fā)至今已經(jīng)20余年，已經(jīng)積累大量的各種熔體過濾系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)。RSF系列在實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量、成本效益和易于操作和維護(hù)等方面均有建樹，成為新一代標(biāo)準(zhǔn)。專/利的壓自吹系統(tǒng)(過濾元件的重復(fù)使用次數(shù)可達(dá)400次)，能夠大幅提高生產(chǎn)效率，同時(shí)更大程度地降低熔體損失。

2.2全自動(dòng)、工藝恒壓、自清洗旋轉(zhuǎn)式過濾系統(tǒng)

在產(chǎn)品質(zhì)量、成本效益、易于操作和維護(hù)方面，RSFgenius代表了當(dāng)今市場上所有過濾系統(tǒng)的更高標(biāo)準(zhǔn)。它配備了一個(gè)集成的、高效的連續(xù)高壓反沖洗系統(tǒng)，允許多達(dá)400次使用過濾元件。

RSF系列產(chǎn)品包括三個(gè)主要部分-進(jìn)口塊，出口塊和一個(gè)過濾器盤之間旋轉(zhuǎn)。密封依靠是金屬與金屬的密封，縫隙非常狹窄，表面非常堅(jiān)硬和平坦。保證與熔體接觸的所有部件不與環(huán)境接觸(例如氧氣)。

濾網(wǎng)位于過濾盤上的環(huán)形部分，通過熔體通道移動(dòng)。當(dāng)熔體流過濾網(wǎng)時(shí)，污染物顆粒被攔截，壓差略有增加?？刂葡到y(tǒng)對(duì)壓力的增加作出反應(yīng)，使過濾盤的指數(shù)上升1-2角度。因此，被污染的濾網(wǎng)連續(xù)地離開熔體通道，而同時(shí)清潔的濾網(wǎng)被送入熔體通道，有效的過濾區(qū)域不變。由于這種操作方式，過濾系統(tǒng)運(yùn)行過程持續(xù)不中斷，壓力保持不變。標(biāo)準(zhǔn)情況下，過濾器壓差的變化大2bar，同時(shí)可為嚴(yán)苛的應(yīng)用提供定制。

在被污染的濾網(wǎng)重新進(jìn)入熔體通道之前，將被清洗，通過高壓清洗系統(tǒng)污染物。，已過濾的熔體從出口塊取出，虹吸到液壓驅(qū)動(dòng)的活塞中，然后以高壓和高速從后面射出，通過過濾盤和篩網(wǎng)進(jìn)入進(jìn)口塊。每次清洗只有一小段(大約1%的濾網(wǎng)面積)。反沖洗活塞的行程(=使用的熔體量)和速度(=清洗強(qiáng)度)可以自由調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。因此，一方面清洗是非常有效的，但另一方面，使用的熔體量是小的(反沖洗損失小)。由于采用這種操作方式，篩網(wǎng)幾乎可以100%清洗，根據(jù)過濾細(xì)度可重復(fù)使用多達(dá)400次。這使得一個(gè)全自動(dòng)過濾(不需要任何操作員的注意)可能在一些應(yīng)用幾個(gè)月。

在這之后，因?yàn)闄C(jī)械原因必須更換濾網(wǎng)。得益于過濾系統(tǒng)的專/利操作方式，進(jìn)行換網(wǎng)的同時(shí)，不會(huì)對(duì)生產(chǎn)過程產(chǎn)生任何負(fù)面影響。根據(jù)線的大小，進(jìn)行一次完整的濾網(wǎng)更換大約需要15分鐘，可由車間操作人員進(jìn)行，不影響生產(chǎn)過程。

3.SFXmagnus系列熔體過濾器

SFX系列過濾系統(tǒng)的重要特點(diǎn)是濾網(wǎng)有效面積，以及設(shè)計(jì)緊湊，操作容易，換網(wǎng)過程對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量沒有任何影響。熔體和污染物的停留時(shí)間都很短(<1分鐘)。

SFX系列的設(shè)計(jì)基于格諾斯專/利的旋轉(zhuǎn)技術(shù)，其特點(diǎn)是一個(gè)過濾盤在兩個(gè)過濾塊之間旋轉(zhuǎn)。過濾盤*被過濾塊封裝，更大程度地降低外部對(duì)過濾系統(tǒng)中熔體的影響。濾網(wǎng)位于濾盤上的環(huán)形圖案中。

SFX系列基于非常硬和平的金屬密封，沒有任何密封元件，這使得該系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)幾乎沒有磨損。當(dāng)過濾器上游有一定的壓力時(shí)，過濾器被索引(大約8度角)通過液壓或氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)。

索引步驟將小部分面積的濾網(wǎng)引入熔體通道，同時(shí)去除小面積的臟濾網(wǎng)。有效的過濾區(qū)域始終保持不變。

由于旋轉(zhuǎn)過濾是小面積轉(zhuǎn)動(dòng)，保證了清洗被污染的濾網(wǎng)不影響生產(chǎn)加工過程。在系統(tǒng)左側(cè)區(qū)域，能夠手動(dòng)更換臟濾網(wǎng)。更換過程也不影響生產(chǎn)加工過程。

4.應(yīng)用

4.1 BOPP薄膜

一家日本生產(chǎn)BOPP薄膜的大型制造商在生產(chǎn)合成紙時(shí)，用RSFgenius旋轉(zhuǎn)過濾代替了大面積過濾器。他們的生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力約為1 t / h。在使用RSFgenius之前，這一行必須每月停止一次，每次8小時(shí)，用以更改過濾器元素，停機(jī)時(shí)間累計(jì)花費(fèi)了大約一年。此外，在中心開機(jī)約2小時(shí)后，產(chǎn)品質(zhì)量才能達(dá)到要求。由于過濾系統(tǒng)引起的壓力損失越來越大,在生產(chǎn)過程中熔體的性能發(fā)生了很大的變化,薄膜厚度也發(fā)生了變化。因此他們不得不降低開機(jī)時(shí)的單位速度，這相當(dāng)于減少了大約生產(chǎn)數(shù)量5%。

清洗濾芯是一個(gè)復(fù)雜過程，在此過程中需要使用有毒溶劑去除污染。之后，還需要*檢查過濾細(xì)度是否受到人工清洗過程的負(fù)面影響。

由于使用了格諾斯Gneuss公司研發(fā)的RSFgenius 200型壓力恒定過濾系統(tǒng)，大幅減少降低和停機(jī)次數(shù)，過濾成本降低了10%，使RSFgenius過濾系統(tǒng)在運(yùn)行一年后已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了成本回收。

此外，更換濾網(wǎng)時(shí)操作人員的安全也得到了保障，因?yàn)樾D(zhuǎn)過濾系統(tǒng)不需要去除熱過濾元件，也不必處理大量的熱熔液。

4.2單向拉伸PP薄膜

德國一家膠帶制造商在生產(chǎn)單向拉伸PP薄膜的所有擠出生產(chǎn)線上都采用了全自動(dòng)RSFgenius過濾系統(tǒng)。離開槽模時(shí)，薄膜厚度為335微米，然后拉伸到150微米的末端厚度。

在擠出線的開始，有一個(gè)90mm的單螺桿擠出機(jī)，它是直接適應(yīng)RSFgenius 75過濾系統(tǒng)(活動(dòng)屏幕面積90cm濾芯)與以下槽模。在平膜模的下游安裝有一個(gè)拉伸輥。該生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力為330公斤/小時(shí)。過濾系統(tǒng)中篩網(wǎng)的過濾細(xì)度為40μm。

由于采用了壓力恒定過濾系統(tǒng)，厚度變化從±3%減少到±1.2%。由于這家制造商必須保證他的客戶薄膜的小厚度，他可以生產(chǎn)出了平均厚度339μm，以取代345μm，從而減少了2%的材料用量，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量沒有任何負(fù)面影響。這意味著生產(chǎn)同樣數(shù)量的終產(chǎn)品，原料節(jié)省2%。僅計(jì)算一條產(chǎn)線，每年可以節(jié)省50噸以上的材料。

4.3 OPS薄膜

美國一家OPS薄膜制造商過去曾使用過雙板篩管。在吞吐量為2400公斤/小時(shí)的情況下，平均每3小時(shí)就要更換一個(gè)150毫米的濾網(wǎng)。更換濾網(wǎng)時(shí)，生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力必須降低。在一切順利的情況下，每次停機(jī)15分鐘，大約損失230公斤的材料。。在40%的換網(wǎng)過程中會(huì)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過15分鐘。

全自動(dòng)RSFgenius 150過濾系統(tǒng)取代雙板換網(wǎng)機(jī)后，每4周進(jìn)行一次換網(wǎng)。保證了滿產(chǎn)率和恒定的生產(chǎn)條件。此外，現(xiàn)在有可能重復(fù)使用所有的邊邊修剪，并且不會(huì)對(duì)工藝的穩(wěn)定性或終產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生任何影響。有了RSFgenius，就可以減少操作人員在更換濾網(wǎng)時(shí)的注意力，并在很大程度上提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)率和產(chǎn)量。

5.結(jié)論

由于使用旋轉(zhuǎn)過濾系統(tǒng)，終產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的成本效率都可以提高。

由于壓力恒定系統(tǒng)的存在，所生產(chǎn)薄膜的均勻性(厚度、分子量)保持在更高的水平。此外，可以選擇更細(xì)的過濾細(xì)度，因?yàn)楦鼡Q濾網(wǎng)不會(huì)造成任何干擾。

歸功于系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行模式，一條產(chǎn)線的平均吞吐率增加大約10%。

基于此，在大多數(shù)情況下能夠在一年之內(nèi)收回投資，包括新產(chǎn)線的投資，以及更換現(xiàn)有產(chǎn)線過濾器的投資。

與SFXmagnus相比，RSFgenius集成了反沖洗系統(tǒng)，尤其適用于高污染率和/或高自動(dòng)化水平的應(yīng)用，能夠獲得非?？斓耐顿Y回報(bào)。