一、干燥對原料的要求和它的重要性:
原料的輸送和干燥是BOPET薄膜生產(chǎn)的*道工序,在原料內(nèi)在性能滿足要求的前提下,干燥是影響生產(chǎn)正常的重要工序,所以較深入地對干燥設(shè)備和各種干燥工藝的性能特點的研究,對專業(yè)生產(chǎn)聚酯薄膜企業(yè)來說,是*和非常重要,它將對BOPET薄膜生產(chǎn)廠質(zhì)量的提高,消耗的降低,起到重要的指導(dǎo)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(xì)說明,在這里我們再強調(diào)直接影響干燥效果和擠出性能的指標(biāo)。
(一)含水量的要求———它是直接影響干燥效果的指標(biāo),如果含量超過0.5%會影響預(yù)結(jié)晶器循環(huán)熱風(fēng)的含水量,在短時間內(nèi)不會把切片表面水分烘干,這樣在高溫下進入干燥塔易結(jié)塊,結(jié)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(chǎn)不正常的影響.
(三)嚴(yán)禁切片中含有因水下切粒刀調(diào)整不好而產(chǎn)生的尾削料,此種料在輸送過程中,尾削會卡住旋轉(zhuǎn)送料閥,同時也會產(chǎn)生大量的粉塵。
二、原料輸送的方式
(一)正壓連續(xù)輸送———主要是用高壓風(fēng)機(鑼次風(fēng)機或高壓離心風(fēng)機)與旋轉(zhuǎn)送料閥配合,將原料輸送到的料倉和料斗。它的主要優(yōu)點是設(shè)備簡單,維修方便。
它的缺點是易產(chǎn)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(chǎn)的正常和產(chǎn)品質(zhì)量有很大的影響。
噪音較大對工作環(huán)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(huán)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(diào)整。
(三)真空輸送———在輸送系統(tǒng)中要保持密封zui高負(fù)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(chǎn)品影響較小。
它的缺點是粉塵的處理問題很煩,要經(jīng)常更換過濾網(wǎng)。
三、原料的配備和混合
(一)原料的配備———主要是根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)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(xué)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(chǎn)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(xué),醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
(三)原料計量的方式:
1.體積計量———設(shè)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(jù)堆積密度進行計算各種原料的配比。
2.重量計量———設(shè)備復(fù)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(zhǔn)確性。
(四)混合的方式:
1.靜態(tài)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(wǎng)管狀容器中進行混合.此種裝置的優(yōu)點是設(shè)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(fā)現(xiàn),就會造成故障期原料配方的錯誤,影響薄膜的性能和生產(chǎn)的穩(wěn)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(zhuǎn)和公轉(zhuǎn),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(tǒng)有故障,程序自動停止,所以它的優(yōu)點是確保原料配比的準(zhǔn)確性。
四、原料的干燥形式:
(一)沸騰床式預(yù)結(jié)晶和填充式干燥器:
1.結(jié)晶器———通過大風(fēng)量的熱空氣吹風(fēng)使原料在沸騰床上沸騰去掉原料的表面水分,預(yù)結(jié)晶溫度在170~180℃這樣使切片的表面很快結(jié)晶確保進入干燥塔不結(jié)塊。
(1)確保預(yù)結(jié)晶器內(nèi)負(fù)壓狀態(tài),能使預(yù)結(jié)晶器的粉塵吸到旋風(fēng)分離器中分離出來,減少對成品性能的影響。
(2)回風(fēng)的利用,要與預(yù)結(jié)晶器的負(fù)壓和過濾網(wǎng)的阻壓情況來進行調(diào)整。
2.干燥器———柱式干燥器,內(nèi)有分流罩,使熱空氣在筒內(nèi)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(nèi)停留4h就可以滿足工藝要求。
3.全沸騰的預(yù)結(jié)晶器,這種結(jié)晶器是大風(fēng)量使在預(yù)結(jié)晶器中的原料熱風(fēng)吹到一定高度經(jīng)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(jié)塊。
在生產(chǎn)操作上要注意以下問題:
(1)進料量要根據(jù)干燥塔的料位情況進行調(diào)節(jié)。
(2)一定保持預(yù)結(jié)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(chǎn)線不正常,再從新開啟預(yù)結(jié)晶的風(fēng)機和加熱器時要嚴(yán)格按照操作規(guī)程,預(yù)結(jié)晶循環(huán)風(fēng)溫度到達工藝要求時才能開動振動送料器和旋轉(zhuǎn)閥往預(yù)結(jié)晶器送料。
(5)隨時檢查預(yù)結(jié)晶器的負(fù)壓值,要使預(yù)結(jié)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(yù)結(jié)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(jié)晶風(fēng)量較大,后面的風(fēng)量較小,只能把一定厚度層的料吹鼓起來,隨風(fēng)的傾斜方向流動進入干燥塔。
此種干燥設(shè)備在生產(chǎn)和操作應(yīng)注意:
(1)嚴(yán)格禁止進料量與風(fēng)量的不配套,以防原料在預(yù)結(jié)晶器中結(jié)塊進入干燥塔。
(2)嚴(yán)格控制預(yù)結(jié)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(yán)禁原料的水分超標(biāo),如果含水量大會促進在預(yù)結(jié)晶器中的結(jié)塊,影響干燥效果。
(三)干燥去濕原理
在同一環(huán)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(huán)境的含水量的平衡。干燥空氣的露點在-40℃以下,所以切片內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)。
(四)旋風(fēng)分離器的作用和循環(huán)風(fēng)量的調(diào)整:
干燥塔上面排氣量要與預(yù)結(jié)晶進風(fēng)量和干燥器進風(fēng)量相協(xié)調(diào),使干燥塔內(nèi)部的壓力為負(fù)10mm水柱,這樣能保證粉塵隨空氣進入旋風(fēng)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(fēng)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(huán)境空氣經(jīng)過空壓機的壓縮進入去濕塔,塔內(nèi)先經(jīng)過活性碳吸收大量的水分,再進入硅膠顆粒室,由硅膠繼續(xù)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(lán)。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(fù)了硅膠的去濕性能,這樣的往復(fù)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(yīng)量,會引起含水量的波動。
b.要經(jīng)常檢查更換再生熱空氣的過濾器,不能使過濾網(wǎng)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(chǎn)。
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(dǎo)致各種溫度不正常,如果用的羅次風(fēng)機也會增加它的負(fù)荷。
(3)氯化鋰轉(zhuǎn)鼓去濕器的工作原理———經(jīng)過風(fēng)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(zhuǎn)盤內(nèi)裝有吸附水性很強的氯化鋰吸濕劑的紙制材料,當(dāng)空氣經(jīng)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(zhuǎn)鼓的循環(huán)去濕的目的,在轉(zhuǎn)盤的1/4處設(shè)計一個密封室,密封室一端通入150℃左右的熱風(fēng),通過轉(zhuǎn)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(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)動不斷的吸收和再生,產(chǎn)生干燥空氣。
(4)氯化鋰轉(zhuǎn)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(chǎn)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(huán)境無灰塵污染,過濾器的面積和過濾等級符合要求。
c.經(jīng)常更換再生熱空氣的過濾網(wǎng),防止灰塵進入堵住氯化鋰轉(zhuǎn)鼓的空隙,影響除濕效果。
d.嚴(yán)格禁止用壓縮空氣清理氯化鋰轉(zhuǎn)鼓,否則會把附在紙上的氯化鋰吹掉,失去了去濕的作用。
(二)真空轉(zhuǎn)鼓干燥:
1.真空轉(zhuǎn)鼓———設(shè)備簡單,維修方便能確保干燥的質(zhì)量,但噪音大,干燥的時間長,生產(chǎn)能力小,每次轉(zhuǎn)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(zhuǎn)鼓內(nèi)邊升溫邊抽真空,真空度可達-0.1Mpa,由于切片內(nèi)的水在溫度達到150℃時內(nèi)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(jié)成塊的現(xiàn)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(jié)晶太快,就會影響內(nèi)部水分的遷移降低了干燥的效果.
五、切片干燥對薄膜生產(chǎn)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(jié)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(nèi)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(jié)晶的能量就大,因此擠出機的驅(qū)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(chǎn)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(jié)晶區(qū)多造成薄膜發(fā)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(yōu)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(qū)動和加熱所需的功率較少。
(3)生產(chǎn)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(jié)晶度又保持了薄膜的透明度。
(二)干燥效果對薄膜的生產(chǎn)和性能的影響:
1.干燥后切片的含水量對薄膜的生產(chǎn)和性能的影響很大,生產(chǎn)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(shù)和拉伸取向率,輕者影響薄膜的強度,重者影響正常生產(chǎn),一般生產(chǎn)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(chǎn)無大的影響。
2.干燥后的切片含水量不穩(wěn)定其原因主要有,預(yù)結(jié)晶結(jié)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(wěn)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(chǎn)不正常。
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