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过滤过程确保单轴和双轴取向薄膜制造中的 质量和性能价格比

日期:2020-07-14浏览:137次

 1. 单轴和双轴取向薄膜的制造工艺

单轴和双轴取向薄膜的制造是将挤出机中的熔融塑料粒子,然后通过槽模或环形模排出塑料材料来实现的。拉伸过程在薄膜拉伸装置中进行,制造出来的薄膜被缠绕起来。

 

塑料粒子进入挤出机,挤出机通过相应的配料和混合系统来熔化和均化物料。聚合物在塑料条件下过滤并形成膜。为了保证拉伸,在辊上将膜冷却到熔点以下。为了进行真正的拉伸过程,通过进一步的轧辊或散热器和热风鼓风机将温度再次提高到刚好低于结晶熔点,从而可靠地进行拉伸。在接下来的设置过程中,薄膜可以在温度下放松,温度在冷却前再次升高,以使其在室温下不受应力的影响。

 

拉伸薄膜时的热力学处理导致塑料材料的分子重新定向,从而提高强度、提高弹性模量、降低应变值和更好的阻隔性能。

 

一般来说,单向拉伸和双向拉伸是不同的;后者可以同时实现,也可以连续实现。

 

此外,双轴拉伸还会使最终产品具有高度的均匀性,以及优异的透明度。用这种方法可以生产包装膜、绘图膜、照片膜以及音频和视频磁带的基本膜。最终产品的厚度通常在1到400微米之间。

 

根据工艺和所用材料的不同,拉伸条件可达50÷1。在这种极端拉伸下,拉伸过程中每一个微小粒子都必须被认为是一个预设的断裂点。完全拉伸的薄膜部分厚度仅为几微米。自然地在制造这类薄膜产品的制造工艺中,过滤是决定性的因素之一。经验表明,在离开模具时熔体中不能有厚度为薄膜厚度2 - 3倍的颗粒,这一点很重要。

 

 

专门针对这些应用要求,德国格诺斯Gneuss开发了具有专/利技术的旋转过滤系统RSFgenius和SFXmagnus。

 

2.RSFgenius系列熔体过滤器

 

2.1 RSF系列设计概念

RSF系列开发至今已经20余年,已经积累大量的各种熔体过滤系统的经验。RSF系列在实现的产品质量、成本效益和易于操作和维护等方面均有建树,成为新一代标准。专/利的压自吹系统(过滤元件的重复使用次数可达400次),能够大幅提高生产效率,同时更大程度地降低熔体损失。

 

2.2全自动、工艺恒压、自清洗旋转式过滤系统

 

在产品质量、成本效益、易于操作和维护方面,RSFgenius代表了当今市场上所有过滤系统的更高标准。它配备了一个集成的、高效的连续高压反冲洗系统,允许多达400次使用过滤元件。

 

RSF系列产品包括三个主要部分-进口块,出口块和一个过滤器盘之间旋转。密封依靠是金属与金属的密封,缝隙非常狭窄,表面非常坚硬和平坦。保证与熔体接触的所有部件不与环境接触(例如氧气)。

 

滤网位于过滤盘上的环形部分,通过熔体通道移动。当熔体流过滤网时,污染物颗粒被拦截,压差略有增加。控制系统对压力的增加作出反应,使过滤盘的指数上升1-2角度。因此,被污染的滤网连续地离开熔体通道,而同时清洁的滤网被送入熔体通道,有效的过滤区域不变。由于这种操作方式,过滤系统运行过程持续不中断,压力保持不变。标准情况下,过滤器压差的变化最大2bar,同时可为严苛的应用提供定制。

 

在被污染的滤网重新进入熔体通道之前,将被清洗,通过高压清洗系统污染物。,已过滤的熔体从出口块取出,虹吸到液压驱动的活塞中,然后以高压和高速从后面射出,通过过滤盘和筛网进入进口块。每次清洗只有一小段(大约1%的滤网面积)。反冲洗活塞的行程(=使用的熔体量)和速度(=清洗强度)可以自由调节,进而实现优化。因此,一方面清洗是非常有效的,但另一方面,使用的熔体量是最小的(反冲洗损失最小)。由于采用这种操作方式,筛网几乎可以100%清洗,根据过滤细度可重复使用多达400次。这使得一个全自动过滤(不需要任何操作员的注意)可能在一些应用几个月。

 

在这之后,因为机械原因必须更换滤网。得益于过滤系统的专/利操作方式,进行换网的同时,不会对生产过程产生任何负面影响。根据线的大小,进行一次完整的滤网更换大约需要15分钟,可由车间操作人员进行,不影响生产过程。

 

3.SFXmagnus系列熔体过滤器

 

SFX系列过滤系统的重要特点是滤网有效面积,以及设计紧凑,操作容易,换网过程对产品质量没有任何影响。熔体和污染物的停留时间都很短(<1分钟)。

 

SFX系列的设计基于格诺斯专/利的旋转技术,其特点是一个过滤盘在两个过滤块之间旋转。过滤盘完全被过滤块封装,更大程度地降低外部对过滤系统中熔体的影响。滤网位于滤盘上的环形图案中。

 

SFX系列基于非常硬和平的金属密封,没有任何密封元件,这使得该系统运行时几乎没有磨损。当过滤器上游有一定的压力时,过滤器被索引(大约8度角)通过液压或气动驱动。

 

索引步骤将小部分面积的滤网引入熔体通道,同时去除小面积的脏滤网。有效的过滤区域始终保持不变。

 

由于旋转过滤是小面积转动,保证了清洗被污染的滤网不影响生产加工过程。在系统左侧区域,能够手动更换脏滤网。更换过程也不影响生产加工过程。

 

4.应用

 

4.1 BOPP薄膜

一家日本生产BOPP薄膜的大型制造商在生产合成纸时,用RSFgenius旋转过滤代替了大面积过滤器。他们的生产线的生产能力约为1 t / h。在使用RSFgenius之前,这一行必须每月停止一次,每次8小时,用以更改过滤器元素,停机时间累计花费了大约一年。此外,在中心开机约2小时后,产品质量才能达到要求。由于过滤系统引起的压力损失越来越大,在生产过程中熔体的性能发生了很大的变化,薄膜厚度也发生了变化。因此他们不得不降低开机时的单位速度,这相当于减少了大约生产数量5%。

 

清洗滤芯是一个复杂过程,在此过程中需要使用有毒溶剂去除污染。之后,还需要彻底检查过滤细度是否受到人工清洗过程的负面影响。

 

由于使用了格诺斯Gneuss公司研发的RSFgenius 200型压力恒定过滤系统,大幅减少降低和停机次数,过滤成本降低了10%,使RSFgenius过滤系统在运行一年后已经实现了成本回收。

 

此外,更换滤网时操作人员的安全也得到了保障,因为旋转过滤系统不需要去除热过滤元件,也不必处理大量的热熔液。

 

4.2单向拉伸PP薄膜

德国一家胶带制造商在生产单向拉伸PP薄膜的所有挤出生产线上都采用了全自动RSFgenius过滤系统。离开槽模时,薄膜厚度为335微米,然后拉伸到150微米的末端厚度。

 

在挤出线的开始,有一个90mm的单螺杆挤出机,它是直接适应RSFgenius 75过滤系统(活动屏幕面积90cm滤芯)与以下槽模。在平膜模的下游安装有一个拉伸辊。该生产线的生产能力为330公斤/小时。过滤系统中筛网的过滤细度为40μm。

 

由于采用了压力恒定过滤系统,厚度变化从±3%减少到±1.2%。由于这家制造商必须保证他的客户薄膜的最小厚度,他可以生产出了平均厚度339μm,以取代345μm,从而减少了2%的材料用量,对产品质量没有任何负面影响。这意味着生产同样数量的最终产品,原料节省2%。仅计算一条产线,每年可以节省50吨以上的材料。

 

4.3 OPS薄膜

 

美国一家OPS薄膜制造商过去曾使用过双板筛管。在吞吐量为2400公斤/小时的情况下,平均每3小时就要更换一个150毫米的滤网。更换滤网时,生产线的生产能力必须降低。在一切顺利的情况下,每次停机15分钟,大约损失230公斤的材料。。在40%的换网过程中会出现故障,导致停机时间远远超过15分钟。

 

全自动RSFgenius 150过滤系统取代双板换网机后,每4周进行一次换网。保证了满产率和恒定的生产条件。此外,现在有可能重复使用所有的边边修剪,并且不会对工艺的稳定性或最终产品的质量产生任何影响。有了RSFgenius,就可以减少操作人员在更换滤网时的注意力,并在很大程度上提高生产线的生产率和产量。

 

 

5.结论

由于使用旋转过滤系统,最终产品的质量和生产的成本效率都可以提高。

 

由于压力恒定系统的存在,所生产薄膜的均匀性(厚度、分子量)保持在更高的水平。此外,可以选择更细的过滤细度,因为更换滤网不会造成任何干扰。

 

归功于系统的连续运行模式,一条产线的平均吞吐率增加大约10%。

 

基于此,在大多数情况下能够在一年之内收回投资,包括新产线的投资,以及更换现有产线过滤器的投资。

 

与SFXmagnus相比,RSFgenius集成了反冲洗系统,尤其适用于高污染率和/或高自动化水平的应用,能够获得非常快的投资回报。

 

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