Текущий пресс-релиз

Высококачественная экструзия листа

02.03.2012

Высококачественная экструзия листа – результат постоянной работы SML по усовершенствованию технологии экструзии и каландрирования PP и PS, процессов, реализуемых на линиях для производства термоформуемого листа.

На сегодняшний день на рынке представлено огромное количество линий SML, которые успешно выпускают однополосный PP лист шириной 750-850мм с производительностью 1300 - 1800кг/ч. И действительно, подобные линии уже вызвали значительный интерес и стремление выделить инвестиции на их закупку, с целью запуска нового производства или модернизации старого.

Такие стандартные линии отличает высокий уровень рентабельности:
- Выгодная экономическая эффективность капиталовложения,
- Низкий уровень потребления энергии (Вт-ч/кг),
- Экономное потребление сырья,
- Низкая разнотолщинность (SPG – smart parallel gap),
- Небольшая занимаемая площадь,
- Низкий уровень отходов,
- Быстрый переход с одного цвета и материала на другой, обеспечиваемый высокоскоростным экструдером HSE.

Пластификация полимера происходит в основном благодаря высокоскоростному экструдеру. В данном случае имеют значение производительность и сырье, под которые подбираются соответствующий диаметр и длина шнека, а также концепция привода. Кроме того, следует отметить, что термин “высокоскоростной” применим не только к шнеку экструдера, но также к охлаждающему каландровому узлу и к намотчику.

Специальная конструкция (тонкостенные валы) и расположение охлаждающих валов в каландре, а также следующая в цепи оборудования линии секция охлаждения позволяют достигать требуемого уровня производительности в каждом конкретном случае (в зависимости от ширины продукта). В свою очередь, использование валов самого высокого качества позитивно сказывается и на качестве производимого листа.

Валы “SPG”, разработанные SML, показывают превосходные характеристики. В сочетании с основным охлаждающим валом они являются своего рода полирующим прижимным звеном в цепи, отличающимся оптимальным балансом параллельности зазора, что позволяет добиваться производства тонкой пленки с высококлассными допусками по толщине. Самый первый вал подобного дизайна был разработан 20 лет назад, и с тех пор его технология постоянно усовершенствовалась и оптимизировалась. Самые последние разработки позволили еще больше увеличить скорость производства при каландрировании особенно при работе с PP. Кроме того, при производстве еще более тонкого термоформуемого PP листа, например, для крышек, можно легко и быстро переключить горизонтальные валы с процесса каландрирования на процесс полива (без какой-либо механической регулировки).

Многие производители листа для термоформовки стремятся сразу же после получения готового продукта изготовить из него термоформуемую продукцию глубокой вытяжки, в таком случае очень важно, чтобы диаметр бобин готовой пленки был как можно больше. SML использует в своих линиях намотчики для намотки джамбо-бобин, что минимизирует время простоя системы термоформовки в процессе смены бобин. Бобины диаметром 2 м позволяют работать в четыре раза дольше без замены, чем в случае намотки бобин с диаметром 1 м.

Полностью вся линия, начиная с экструдера и заканчивая намотчиком, управляется отлично зарекомендовавшей себя системой управления SMILE. Помимо высокой степени комфорта при обслуживании, система SMILE предлагает оптимально подобранное управление рецептами, возможность удаленного сервисного обслуживания и регистрации данных. Что касается последнего пункта, регистрации данных, то следует отметить, что наряду с рабочими параметрами на дисплее в режиме онлайн могут также отображаться потребляемая мощность и удельное потребление энергии (Вт-ч/кг), графики которых регистрируются в системе. Все указанное выше помогает оператору при необходимости настроить и оптимизировать производственный процесс.
Роланд Хёрлесбергер,
Ведущий технолог,
Экструзионные линии для производства листа
Ленцинг, 1.03.2012

ГИБКОСТЬ ЭКСТРУЗИОННЫХ ЛИНИЙ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ КАК СЛЕДСТВЕННЫЙ ФАКТОР, ОБУСЛОВЛЕННЫЙ РАЗЛИЧНЫМИ ПОТРЕБНОСТЯМИ РЫНКА

18.10.2011

В результате продолжающегося технологического развития и появления новых материалов на рынке, происходит ускоренное изменение типов конечных продуктов, а также уменьшение их жизненного цикла. У производителей экструзионных линий для нанесения покрытия и ламинирования не остается иного выбора, кроме как реагировать на данные требования рынка. Оборудование должно обладать возможностью выпускать целый диапазон различных изделий и, кроме того, значительный эффект на конструкцию линии должен оказывать учет возможных потребностей рынка в будущем. Существует огромное количество факторов, которые влияют на конфигурацию экструзионной линии для нанесения покрытий, и все эти факторы имеют отношение к получаемому изделию. Таким образом, первый вопрос, который должен быть выяснен до размещения заказа на линию - это вопрос о том, какое изделие будет изготавливаться на ней. Только после получения ответа на данный вопрос можно будет подобрать соответствующее оборудование.

Выбор требуемого оборудования

Размотка полотна
Самое простое решение в этой области, это устройство с одной станцией размотки. В этом случае, однако, можно работать только с одним полотном и соединение двух полотен становится практически невозможным. Учитывая, что для обеспечения идеального профиля экструзионного покрытия, необходимо обеспечить непрерывное производство, этот тип размоточного устройства используется либо для изделий с низкими требованиями по качеству, либо для размотки дополнительного полотна, такого как сетка, соединение внахлест которой невозможно.
Полуавтоматическое размоточное устройство с двумя станциями, состоит из двух простых размоточных станций, которые дополнительно комплектуются узлом прижима, что в свою очередь позволяет производить соединение полотен внахлест, используя двухсторонний скотч. В зависимости от типа полотна, скорость во время смены бобины может доходить до 60 м/мин. Поворотная размотка является самым универсальным типом размотки и в линиях для нанесения экструзионного покрытия и представляет собой самый современный уровень развития техники. Процесс поворота и разгон новой бобины до скорости производства позволяет провести смену бобины на полной скорости. Два полотна соединяются друг с другом с помощью двухстороннего скотча, а оставшееся полотно обрезается ножом. Результатом этого является некоторое перекрывание двух полотен в момент старта новой бобины на длину порядка 500 мм.
При размотке используются различные типы полотен, что предполагает работу с бобинами и гильзами разного диаметра, а также многообразие ширин полотен и направлений размотки. Фиксация намоточных гильз может осуществляться либо с помощью намоточных валов, либо без использования валов. Наиболее гибкой является система без использования намоточных валов с подвижными пинолями для фиксации гильз, что позволяет работать с бобинами разной ширины.
Некоторые полотна, как например тонкая алюминиевая фольга, являются наиболее трудными для размотки. Данный материал является крайне чувствительным к разбросу натяжения и, при возникновении проблем в процессе производства, один слой может прилипнуть к другому. Если зазор между бобиной, которая должна быть размотана и первым направляющим валом слишком большой, фольга может легко порваться, что приведет к останову производства. Для того, чтобы избежать этого используется специальный вал, который поддерживает минимальное расстояние между бобиной и первым направляющим валом.
Система для соединения внахлест при нулевой скорости является сложной системой высокого уровня, при которой соединение осуществляется во время останова размоточного устройства. Однако это не означает, что вся линия в этот момент останавливается, поскольку, во время соединения, от аккумулятора, расположенного за размоточным устройством поступает материал в узел нанесения покрытия. В зависимости от типа узла соединения (соединение встык, термосварка и пр.) точка соединения получается очень короткой, что существенно минимизирует потери. Недостатком данного типа размоточного устройства является его относительная дороговизна, достаточно высокие требования к размеру производственной площадки и тот факт, что этот метод может быть применен только к ограниченному кругу материалов.
Контроль натяжения является одним из ключевых факторов при размотке полотна. Установленное натяжение должно быть постоянным на протяжении производственного процесса, так как его биение будет создавать складки и другие дефекты полотна. Контроль натяжения внутри размоточного узла осуществляется с помощью качающегося вала. Качающийся вал должен быть максимально невесомым для уменьшения момента инерции. Наиболее благоприятное решение в этом случае – это использование качающегося вала из углеродного волокна, который позволяет поддерживать стабильность натяжения размотки даже в случае некачественно намотанной бобины. Легкие эластичные материалы, такие как нетканое полотно, весом 20 г/м² требуют очень низкого натяжения при размотке (прим. 30 Н/м), тогда как бумага весом 80 г/м² требует в десятки раз большего натяжения, (например для картона натяжение составляет 1000 Н/м). Поэтому практически невозможно разработать линию, которая может работать с двумя пределами натяжения (очень низкое и очень высокое), но, тем не менее, не исключается возможность создания линии, которая способна работать с диапазоном натяжений от 30 Н/м до 600 Н/м, что абсолютно приемлемо для большинства стандартных изделий. Для достижения такого результата необходимо использовать модуль тянущих валов с чувствительной системой измерения натяжения, а также использовать сложную систему контроля натяжения.

Станции обработки
Одним из наиболее важных параметров конечного изделия является степень адгезии между разными слоями или полотнами. В случае, если экструдированный расплав не может прилипнуть к полотну, необходимо использовать станцию нанесения праймера для того, чтобы создать на полотне дополнительный функциональный слой. Кроме того, может использоваться станция коронной обработки и станция термоообработки пламенем для того, чтобы повысить степень адгезии между полотном и наносимым слоем.

Экструзия
Конфигурация, размер и тип экструдеров зависят от необходимой структуры слоев, производительности по слоям и требований по их толщине. Для того, чтобы определить, какое количество и какой размер экструдеров требуется, следует выяснить что будет являться конечным продуктом, типы используемых материалов, а также требуемую производительность. С помощью узла формовки и распределительных вставок можно получить различные типы распределения слоев. Обычно используются 3-х и 5-слойные узлы формовки, но большее количество слоев также возможно. Далее, если подразумевается работа с различной шириной, необходимо иметь деклинг систему, для того, чтобы была возможность регулировки полезной ширины экструзионной головы. Простейшим решением является внешняя деклинг система с регулируемыми заглушками, которые прижимаются к губам головы. Это недорогая система и для некоторых видов изделий она является абсолютно приемлемой, хотя у нее есть недостаток, состоящий в том, что часть материала внутри головы не остается в тех местах, где установлен деклинг, что ведет к деградации материала. Производители экструзионных голов имеют несколько готовых решений использования внутренней деклинг системы. В этом случае внутри Т-канальной экструзионной головы устанавливаются точно подогнанные, движущиеся деклинг планки. Специальные версии таких голов имеют даже деклинг систему с несколькими регулируемыми планками для того, чтобы была возможность влиять на степень сужения расплава, выходящего из экструзионной головы. Эти решения являются более дорогими, но имеют ряд преимуществ с точки зрения однородности потока расплава. До 50% ширины головы может быть закрыто с помощью таких деклинг систем, что обеспечивает максимальную гибкость с точки зрения ширины конечного продукта.

Узел нанесения экструзионного покрытия
Узел нанесения покрытия является центральным элементом в линии и состоит главным образом из охлаждающего и прижимного вала. Разные экструдируемые материалы демонстрируют различное поведение с точки зрения сужения расплава, выходящего из головы, его стабильности, степени растяжения, окисления и пр. Для того, чтобы иметь возможность работать с этими материалами на одной линии, очень важно, чтобы позиция выхода расплава из головы могла быть отрегулирована относительно точки контакта прижимного и охлаждающего вала по горизонтали и вертикали.
Полотно, в свою очередь, может иметь разную толщину, может быть жестким или мягким. Самым важным фактором, позволяющим работать с разными материалами на одной линии, является величина зазора между валом охлаждения и прижимным валом. Компактные материалы, такие как пленка или бумага могут быть прижаты к охлаждающему валу с определенной силой, в то время как толстые и мягкие материалы, такие как фетр или пенка имеют тенденцию к определенному сминанию при нанесении расплава и последующей релаксации. Поэтому при работе с данными материалами необходимо работать с зазором между валом охлаждения и прижимным валом.

Избыточное нанесение экструзионного покрытия - достаточно частое явление. Проблемы начинаются, когда расплав попадает на резиновый прижимной вал и прилипает к нему. Поставщики валов предлагают различные компаунды резины с антиадгезивными характеристиками, но ни один из них не универсален для всех материалов. Тем не менее, бесконечная тефлоновая лента, движущаяся по поверхности, в зоне поступления расплава на вал, предотвращает его приклеивание к валу, а также помогает интенсивно охладить расплав по краям, что улучшает плоскостность кромок и предотвращает их заворачивание.
Прижимные валы с различной твердостью по Шору и различными диаметрами требуются там, где необходимо достичь наивысшей гибкости при работе с разными типами полотен и обеспечить малое пятно контакта при высокой прижимной силе. По этой причине должна быть обеспечена возможность простой и быстрой замены прижимного вала. Это достигается использованием быстросменных соединений для системы охлаждения воды и системы быстрого съема группы подшипников.

Системы резки
Перед намоткой необходимо обрезать кромки, и даже разрезать готовое полотно на несколько полос. Для этого необходимо использовать подходящую систему резки, которая может включать в себя лезвия, ножницы или ударные ножи. Дополнительно, следует предусмотреть надежную систему удаления кромок для предотвращения простоя всей линии.

Системы намотки
Как уже подчеркивалось, экструзионный процесс нанесения покрытий является непрерывным, и поэтому, намотчик должен обеспечивать возможность смены бобины без изменения скорости и без остановок. На рынке существует несколько различных намоточных систем, которые могут соответствовать данным требованиям. Наматываемая бобина может приводиться в движение с помощью барабана, прижатого к ее поверхности, либо с помощью приводного намоточного вала изнутри (центральная намотка), либо из обеих позиций одновременно. Полотно может поступать на бобину в контактном режиме или в режиме с зазором. Каждая система имеет свои преимущества и недостатки, но их рассмотрение выходит за рамки данной статьи.
Простейшую конструкцию имеют намотчики с приводным барабаном на поверхности. Они являются очень мощными и могут наматывать наибольшие диаметры бобин с отличной твердостью. Слабостью таких намотчиков является намотка эластичных материалов.
Поворотные намотчики обеспечивают высочайшую гибкость и могут работать с большим диапазоном продукции. Они обеспечивают центральную, поверхностную либо комбинированную намотку с помощью заданных кривых натяжения намотки и прижимной силы. Для чувствительных и в последствии кристаллизуемых материалов часто используется намотка с зазором. При наличии всех данных настроек, регулировка подобного намотчика представляет собой достаточно сложную процедуру, так как для каждого материала могут потребоваться свои собственные параметры. Соответственно, необходима сложная система управления с возможностью запоминания рецептур в базе данных.

В заключении можно сказать, что конфигурация линии, позволяющая работать с большим диапазоном материалов и конечных изделий, вполне реальна, но, тем не менее, должен быть сделан правильный выбор оборудования. Поэтому перед заказом оборудования необходимо всестороннее обсуждение спецификации с поставщиком оборудования для того, чтобы быть уверенным в том, что инвестиции, затраченные на оборудование, начнут превращаться в прибыль с момента начала производства.

Марио Хёлльнштайнер, ведущий технолог

Мартин Кальтенэкер, начальник отдела продаж