Каландрование

Каландрование

Формирование пластицированной массы в пленку происходит в зазоре между валками каландра. Для изготовления мягких пленок ПВХ применяют четырехвалковые F-каландры. Благодаря трем вертикально расположенным друг над другом взаимно подпирающим валкам он стабильнее в работе, чем S - или Z -каландры. Первые два валка обеспечивают простую загрузку каландра. Сформированная пленка протягивается под каландром, что удобно для подачи ее к последующим устройствам и исключает повреждение за счет выделяющихся паров пластификатора.

В F -каландре создаются наиболее благоприятные условия для получения пленки хорошего качества. Например, такие важные элементы характеристики пленки, как структура поверхности, равномерность толщины по ширине и длине, а также производимая возможная ширина пленки зависят от валков, качества их поверхности.

Ширина пленки обеспечивается шириной валков каландра. С увеличением ширины увеличивается проблема стабилизации расположения валков в подшипниках и обеспечения зазора между валками, установленного равномерно по ширине. Ширина валков постоянно увеличивается. Так, наряду с валками щириной 1700 мм, позволяющими получать пленку шириной 1350 мм, имеются валки шириной до 2700 мм, с помощью которых изготовляется пленка шириной свыше 2000 мм.

Как уже неоднократно упоминалось, в зазоре между валками каландра происходит формование пленки. При загрузке каландра масса подводится к зазору, образующемуся передними валками. При зтом подведение массы регулируют таким образом, чтобы перед зазором вращался равномерно остающийся запас смеси между валками. Одна часть подведенной массы смеси проходит непосредственно через зазор, другая часть, примерно половина, идет сначала в запас, а затем, после соответствующего вращения, в зазор. При вращении запаса механическая энергия, возникшая в результате сдвига, превращается в тепловую. Так, температура поверхности массы в крутящемся запасе на 10—14° С выше температуры массы, поступающей на валок, или температуры пленки за зазором. Факторами, влияющими на повышение температуры, являются окружная скорость валков, масса и вязкость запаса. Проще всего для поддержания температуры в регулируемых пределах варьировать массу крутящегося запаса.

При прохождении через зазор между валками клинообразно впрессованная’ масса производит высокое давление
на валки (рис. 3.24). Наивысшее распорное усилие в зазоре Лпах достигается на так называемой границе текучести F. В самом узком месте зазора h0 действует еще одна сила, равная половине максимального распорного усилия (!/г -Ртах)- На одинаковом расстоянии от самого узкого места зазора перед ним находится граница текучести F, а за ним расположено так называемое место схода А, где нагрузка равна нулю и пленка сходит с предшествующих валков. Отсюда ясно, что образованная пленка по своей толщине соответствует не самому узкому месту зазора, а ширине места схода, которое шире его в 1,2 или 1,3 раза.

Распорное усилие в зазоре имеет значительную величину (рис. 3.25) и измеряется величиной нагрузки, приходящейся на сантиметр ширины валков. При изготовлении очень мягкой толстой пленки распорное усилие составляет примерно 1 кН/см, жесткой тонкой пленки примерно 10 кН/см. Для мягкой пленки, состоящей из 90 мас.ч. ПВХ и 10 мас.ч. пластификатора и имеющей толщину 100 мкм, оно составляет 5 кН/см, т.е. 1000 кН при длине валка 2000 мм.

Распорное усилие в зазоре зависит от многих факторов. Оно увеличивается с повышением вязкости массы, окружной скорости и диаметра валков, массы крутящегося запаса смеси и с уменьшением зазора между валками. Большие распорные усилия в зазоре вызывают прогиб валков (рис. 3.26) и ведут к образованию пленки неравномерной толщины по ширине. Чтобы, несмотря на прогиб, изготовить пленку равномерной толщины, пользуются следующими приемами:

проводят специальное шлифование валков, так называемое бомбирование (придание выпуклой формы), в результате которого диаметр валков на краях уменьшается, и между валками, несмотря на прогиб, получается равномерный зазор (рис. 3.27);

изменяют наклон одного валка, и зазор на краях становится шире. Но так как это отрицательно сказывается на размещении валков, то может применяться только в ограниченных пределах;

соединяют валки вспомогательным подшипником, и на цапфу валков действует сила противоизгиба.

В процессе каландрования пластицированная масса непрерывно подводится конвейером к зазору между первым и вторым валками F-каландра. Для получения хорошего качества пленки очень важно, чтобы в зазоре между валками всегда вращался постоянный запас массы. В прртивном .случае в пленке могут образоваться дырочки или она может обрываться (если запас массы небольшой), и наоборот, если запас массы большой, то комочки массы могут вращаться до тех пор, пока не попадут в зазор в сильно охлажденном виде, что может привести к образованию загущений или других дефектов в пленке.

Контроль массы запаса возможен в настоящее время только визуально с помощью зеркала или телекамеры.

Температуру каландра и скорость валков устанавливают таким образом, чтобы обеспечивалось высококачественное формование и свободное от помех прохождение массы. Валки в большинстве случаев подогреваются таким образом, чтобы от первого до последнего валка был перепад температур; в зависимости от требований технологии температура валков составляет от 150 до 180° С.

Переход пленки, т.е. попадание ее после прохождения зазора между одними валками на следующие валки, происходит под действием их повышенной окружной скорости. Отдельные валки вращаются с повышенной скоростью, причем опережение между каждыми двумя валками составляет 10-20%.

Таким образом, важное значение для хорошего качества пленки имеет правильное установление зазора между валками при регулировании их наклона и при соединении валков вспомогательным подшипником, а также правильно эмпирически полученная величина запаса, вращающегося в каждом зазоре.

Обработка после каландрования. Прием пленки с каландра происходит с помощью приемных валков. В результате действующего при этом тягового усилия пленка вытягивается в продольном направлении. В современных установках приемные валковые устройства выстраивают в валковую линию, чтобы тем самым достичь оптимального эффекта вытягивания. Таким вытягиванием могут изготовляться особенно тонкие пленки.

Оптимальная производительность каландра достигается при изготовлении пленки толщиной от 0,25 до 0,30 мм. Чтобы при изготовлении более тонких пленок получить такую же хорошую производительность каландра, их изготовляют путем вытягивания более толстых пленок.

Пленку вытягивают в пластическом состоянии при совершенно определенных условиях. Необходимо избегать слишком низкой температуры, при которой в пленке происходит фиксированная ориентация, ведущая к образованию сильно сморщенной пленки. Поэтому подогреваемые вытяжные валки должны иметь предписанную технологией температуру и вращаться с заданной скоростью и с установленным опережением.

После съемного устройства пленка проходит через станцию тиснения, где она может вертикально проходить через зазор, чтобы избежать излишнего растягивания при высокой температуре. При тиснении следует обращать внимание на правильное установление зазора и давления, а также на правильное отжатие противовалков, движущихся с целью охлаждения в воде. Все еще имеющаяся вода на этом резиновом валке может привести к так называемым водяным полосам на пленке.

После тиснения пленка охлаждается водой до температуры ниже 30° С. Здесь также необходимо соблюдение определенного продольного натяжения. Охлажденная пленка проходит через толщиномеры, измеряющие толщину по краям и посередине.

Перед сматыванием в рулон пленка обрезается по краям на точно установленную ширину. Обрезанные края в большинстве случаев пневмотранспортом подаются на пластицирую-щие вальцы и снова возвращаются в производство.

Сматывание в рулон должно происходить при постоянном не очень большом натяжении в специальных подъемных (вертикальных) намоточных устройствах или центральном аппарате. При скорости, с которой пленка на современных установках настигает наматывающее устройство, накладывание пленки вручную невозможно. Поэтому применяется перекидное устройство с механизированной обрезкой и наматыванием пленки.

В связи с повышением скорости каландра и усовершенствованием техники намотки стремятся к тому, чтобы рулоны с пленкой с увеличением их размера наматывались непосредственно у каландра и поставлялись по возможности в такой форме. Для достижения безупречной намотки рулоны должны иметь прямые края, а пленка должна быть предельно равномерной толщины по площади.

Полученная на каландре пленка может подвергаться дальнейшей отделке с применением тиснения, печати, лакирования и т.д.

содержание .. 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 ..