Установки для получения поромерных
полиуретановых покрытий
Основные узлы установок. В данном подразделе рассматриваются установки
для изготовления материалов с полиуретановым покрытием, пористая
структура которых достигается методом коагуляции.
В противоположность уже описанным установкам для нанесения покрытий в
установках для получения поромерных покрытий растворитель удаляется из
материала не сушкой, а с помощью воды в соответствующих ваннах.
Для изготовления поромерных полиуретановых материалов применяются
установки двух- и трехкратного нанесения. Покрытие наносится либо
односторонне с помощью обычных наносных устройств (валковая ракля,
ножевая ракля, поливочное устройство), либо путем погружения или
пропитки основы в плюсовке.
После нанесения покрытия осуществляется либо предварительная коагуляция
в коагуляционной камере с помощью высоковлажного воздуха с окончательной
коагуляцией в ванне, либо одностадийная коагуляция в ванне. В следующей
зоне материал промывается в большинстве случаев по принципу противотока.
Для этого в последнюю промывочную ванну, расположённую перед входом в
сушилку, противотоком к движению полотна материала подается вода,
которая на пути к коагуляционной ванне обогащается растворителем и
оттуда
направляется в дистилляционную установку. В
качестве растворителя применяется диметилформамид.
В сушилке (сетчатый барабан, шпанрама) промытый материал сушится и затем
сматывается в рулон.
При изготовлении поромерных полиуретановых материалов в качестве основы
применяется пропитанный нетканый холст. Машины для изготовления
нетканого холста здесь не рассматриваются. Пропитка ретканого холста
может осуществляться на самой установке для нанесения покрытия в
плюсовке.
В коагуляционной камере осуществляется
предварительное упрочнение микропористого покрытия. Требующийся для
этого воздух с температурой около 40 С и относительной влажностью около
90% подготавливается в устройстве кондиционирования воздуха. Это
устройство состоит из секции увлажнения, фильтров для задержки
увлеченных воздухом мелких капель воды и теплообменников для косвенного
обогрева камеры. Увлажнение воздуха может осуществляться подаваемыми
через сопла насыщенным паром или водой. Применяются либо одно канальные
сопла с использованием давления самой распыляемой среды, либо
двухканальные сопла. В последних для распыления воздухоувлажняющей среды
используется сжатый воздух. Предварительная коагуляция осуществляется,
например, в ширильно-сушильной сопловой машине. В коагуляционной камере
создается определенная смесь воздуха, водяного пара и растворителя,
выделившегося из обрабатываемого материала. Воздух в камере циркулирует,
и лишь незначительная его часть отводится.
Для обеспечения требуемого режима коагуляции
применяются устройства регулирования температуры и влажности.
Коагуляционная ванна может иметь различное конструктивное
исполнение. Чаще всего она представляет собой резервуар относительно
большой вместимости, оснащенный валками для транспортировки и
направления материала, которые допускают прикасание к поверхности
полотна материала лишь тогда, когда он в достаточной степени упрочнен.
Ванна снабжена устройством для косвенного обогрева с помощью
теплоносителя, насосом для перемешивания ее содержимого и
соответствующими устройствами для опрыскивания полотна.
Перемешиваемое содержимое ванны непрерывно очищается с помощью
центрифуги либо путем фильтрования. Загрязнениями являются вымытая из
основы пыль и выпавшие в процессе коагуляции низкополимерные частицы,
так называемые продукты выпотевания.
Из коагуляционной ванны смесь воды и растворителя перепускается в
дистилляционную установку.
Промывочные ванны служат для вымывания
растворителя до безопасного его содержания. Оно может осуществляться
либо в одной зоре промывки по принципу противотока, либо в
дополнительной второй зоне промывки (вымывание остаточного содержания
растворителя). Однако вымывание по принципу противотока экономичнее и
безопаснее
в отношении загрязнения окружающей среды, поэтому
оно предпочтительнее.
При изготовлении поромерных материалов с основой из нетканого холста
(материал марки ’’Экралед” производства ГДР) применяются
ширильно-промывочные машины.
Промывочный отсек имеет снабженный крышкой промывочный бак с приводимыми
верхними валками, неприводимыми нижними валками, перекачивающим
устройством с фильтром, нагревательным змеевиком и отжимным устройством
с усилием 40 или 100 кН (устройство для окончательного отжима). Число
промывочных отсеков зависит от промываемого материала, скорости движения
материала, температуры промЪтки, количества подаваемой противотоком воды
и максимально допустимой остаточной концентрации растворителя в
материале.
Промывочный отсек вмещает от 14 до 18 м3 воды. Для поромерных материалов
применяются также промывочные машины с вакуум-барабаном, у которых
аналогично секционному барабанному фильтру внутри барабана с помощью
насоса создается разрежение, благодаря которому вода всасывается сквозь
материал и циркулирует. Высокое качество промывки материала этим
способом позволяет сделать короче зону промывки.
Для нанесения покрытий путем пропитки или погружения основы в раствор
применяются плюсовки.
Пропиточная плюсовка состоит в основном из
резервуара для пропиточной жидкости и расположенного над ней отжимного
устройства (двух резиновых валков) для вдавливания раствора в основу и
отжима излишнего раствора.
Известны также плюсовки с несколькими отжимными устройствами,
расположенными над резервуаром и под ним. Каждое отжимное устройство
состоит из ведущего и прижимного валков. Для нанесения покрытий путем
погружения основы в раствор на выходе материала из плюсовки имеются
ракельные устройства, которые также удаляют излишки раствора.
Погружная плюсовка снабжена устройствами
регулирования уровня жидкости и в некоторых случаях устройствами для
перемешивания и фильтрации раствора.
Кашировальные установки. Высококачественные искусственные кожи
изготавливаются путем нанесения полимерного покрытия переносным
способом, т.е. полимерная пленка для лицевой стороны искусственной кожи
сначала формируется на бумажном транспортере-подложке или на стальной
ленте, а затем, на второй технологической стадии (ламинирование) ,
дублируется с текстильной основой.
В принципе возможны кэширование с сухим дублированием, т.е. с
применением клея без растворителя и воды, и кэширование с мокрым
дублированием, т. е. с применением клея, растворенного или
диспергированного в растворителе либо в воде.
Основными узлами кашировальной установки являются наносный узел,
дублировочный валок, камера охлаждения. 130
В установках для каширования с сухим дублированием
наносный узел предназначен для пластикации полимера и нанесения его на
подложку. Дублировочный валок — это валок, который может пневматически
либо гидравлически прижиматься к неподвижному валку. Он может работать с
зазором или без зазора (с прижимом). Разный дублируемый материал
сдавливается в валковой паре с различными усилиями. В некоторых случаях
материал одновременно подвергается тиснению, для чего используется тепло
полимера.
Установки для каширования с мокрым дублированием представляют собой в
сущности агрегаты для двух- или трехкратного нанесения покрытий, которые
имеют соответственно на втором либо третьем наносном узле дублйровочную
валковую пару. С помощью наносного узла, обычно применяемого для
растворов, на транспортер-подложку наносится водный раствор или раствор,
содержащий растворитель. Транспортером-подложкой служит снабженная
покрытием бумага либо стальная лента с нанесенным покрытием. Затем
следует вытяжная или желировочная камера соответственно для удаления
паров растворителя или желирования ПВХ-пасты.
Дублировочный валок для особо чувствительных к давлению материалов
выполнен как ’’плавающий” валок; зазор регулируется и валок нагружается
контрдавлением таким образом, что дублирование осуществляется
практически без давления. Такая конструкция применяется для
искусственных кож на ворсистой подложке или для кож с вспененным
промежуточным слоем.
Перечень узлов и агрегатов кашировальных установок
При кашировании на установках с расплавлением
полимера на валках полимер подается через дозирующую воронку на два
обогреваемых плавильных валка непосредственно либо после предварительной
пластикации с помощью экструдера. В зазоре валковой пары полимер
образует наплыв, из которого вследствие трения и разности температур
двух плав ильных валков на одном из них образуется пластицированная
пленка. С размоточного устройства с помощью обрезиненного валка на
плавильные валки подается основа (по возможности предварительно
нагретая), и пленка соединяется с основой.
Для нанесения покрытий переносным способом эта технология дублирования
неприемлема и упомянута здесь лишь для полноты изложения материала.
Подробное описание установки для сухого кэширования дается в разделе
2.5.2. Нанесение покрытия и дублирование полимерной пленки с текстильной
основой можно производить на экструзионно-наносных установках.
Наносная установка состоит из экструдера с широкой калибрующей щелью и
дублирующего устройства. Дублирующая среда пластицируется экструдером и
подается между подводимыми полотнами дублируемых материалов. Полотна
материалов в дублирующем устройстве прижимаются друг к другу и
охлаждаются.
Установки для дублирования и тиснения. Созданы тиснильные каландры
специальных конструкций, которые позволяют дублировать одну или две
полимерные пленки с тканью и одновременно производить тиснение (рис.
2.46).
Эти установки в зависимости от их конструкции позволяют осуществлять как
сухое дублирование с помощьюклеевой пленки, так и мокрое дублирование с
нанесением на полимерную пленку жидкого клея с помощью специального
устройства. В таких установках для дублирования тепло одновременно
используется и для тиснения.
Эти установки рационально применять только для производства определенных
сортов материалов, поскольку, как уже упоминалось, скорость работы
установки при тиснении зависит от наносимого узора и материала, в то
время как при дублировании она зависит от активируемости клеевого
расплава или от содержания раствора в клее и, следовательно, от времени
пребывания обрабатываемого материала в вытяжной камере для удаления
паров растворителя.
В установках для дублирования огневым способом, т.е. с оплавлением
наклеиваемого материала (рис. 2.47), тугоплавкий наклеиваемый материал
активируется непосредственно газовым пламенем и совмещается с полимерной
пленкой либо тканью. Обычно применяется нетермопластичный или в малой
степени термопластичный пластицированный вспененный ПВХ, который
поверхностно оплавляется и наносится на ткань. Газовые горелки создают
при этом температуру 200—250° С. Угар пенопленки составляет 0,2—0,5 мм.
Рабочая скорость установки составляет до 40 м/мин.
Установки для каширования с мокрым дублированием в основном устроены так
же, как установки для нанесения покрытий, причем установки для нанесения
покрытий переносным способом с применением бумажного
транспортера-подложки либо стальной ленты после второго наносного
устройства имеют дублирующее устройство.
При использовании огнеопасных растворителей следует соблюдать
соответствующие правила безопасности. В промышленности искусственных кож
применяются кашировальные установки как с сушильными камерами, так и с
обогреваемыми сушильными барабанами.