SU1610474A1

SU1610474A1 - Method of controlling thickness in polymeric film production

Info

Publication number: SU1610474A1
Application number: SU884423390A
Authority: SU
Inventors: Валентин Петрович Семенец; Владимир Петрович Баско; Владимир Алексеевич Сенатос; Алексей Валентинович Семенец
Priority date: 1988-05-10
Filing date: 1988-05-10
Publication date: 1990-11-30

Abstract

Изобретение относитс к технологии переработки пластмасс, в частности к способу регулировани толщины в производстве полимерной пленки. Целью изобретени вл етс повышение производительности процесса и качества пленки. Дл этого в способе, включающем экструзию расплава полимера через формующую головку с регулированием ее щели термоболтами при изменении тепловых потоков, одновременно с изменением последних, подводимых к каждому термоболту, синхронно измен ют тепловые потоки, подводимые к соответствующим этим термоболтам участкам головки, причем при увеличении первого из указанных тепловых потоков уменьшают второй и наоборот. 3 ил., 2 табл.This invention relates to plastics processing technology, in particular, to a method for controlling thickness in the production of a polymer film. The aim of the invention is to increase the productivity of the process and the quality of the film. To do this, in a method involving the extrusion of a polymer melt through a forming head with regulation of its slit by thermobolts as the heat fluxes change, simultaneously with the change of the latter supplied to each thermobolt, the heat fluxes supplied to the corresponding thermobolts of the die of these heat fluxes reduce the second and vice versa. 3 dw., 2 tabl.

Description

Изобретение относитс к переработке пластмасс и может быть использовано в технологических лини х дл получени пленок и листов из термопластов .The invention relates to the processing of plastics and can be used in production lines for the production of films and sheets of thermoplastics.

Целью изобретени вл етс повышение производительности процесса и качества пленки.The aim of the invention is to increase the productivity of the process and the quality of the film.

Сущность способа регулировани толщины в производстве полимерной пленки путем экструзии расплава через формующую головку заключаетс в подведении или отведении тепловых потоков к участкам головки синхронно с изменением тепловых потоков, подводимых к соответствующим им термоболтам, причем указанные тепловые потоки взаимосв заны: при увеличении первых уменьшают вторые и наоборот, кромеThe essence of the method of controlling the thickness in the production of a polymer film by extruding the melt through a forming head consists in leading or diverting heat fluxes to the head sections synchronously with the change in heat fluxes supplied to their corresponding thermobolts, and these heat fluxes are interconnected: , Besides

того, при синхронном изменении тепловых потоков, подводимых к диаметрально противоположным участкам кольцевой головки, мощности этих тепловых потоков св зывают обратно пропорциональной зависимостью.Moreover, with a synchronous change in the heat fluxes supplied to the diametrically opposite sections of the annular head, the powers of these heat fluxes are related by an inversely proportional relationship.

На фиг. 1 показана схема линии дл производства полимерной пленки на базе плоскощелевой головки с упру- гоформируемой верхней губкой; на фиг. 2 - кольцева головка с перемещаемой матрицей и неподвижным дорном, реализующа данный способ; на фиг.З- диаграммы разнотолщинности.FIG. 1 shows a schematic of a line for producing a polymer film based on a slot die with a resilient upper sponge; in fig. 2 - an annular head with a movable matrix and a fixed mandrel implementing this method; on fig.Z- diagrams of thickness variations.

Технологическа лини (фиг. I) дл производства полимерной пленки содержит черв чный экструдер 1 с плоскощелевой головкой 2, оснашенной термоболтами 3, приемное 4 и намоточаThe technological line (Fig. I) for the production of a polymer film contains a screw extruder 1 with a flat-die head 2 equipped with thermobolts 3, a receiving 4 and winding

NtNt

4four

ное 5 устройства, сканирующий датчик 6 толщины получаемой пленки, подключенный к регули15ующему контроллеру 7, выходы которого управл ют исполнительными механизмами 8, представл ющими собой реверсивные электродвигатели , св занные механическими т га- мн 9 с заслонками 10, При перемещении заслонок 10, расположенных в двухручьевых распределител х 11 потоков хладагента, например воздуха,, происходит перераспределение потоков хладагента с посто нной объемной подчей между двум независимыми канала- ми. Первые из каналов подсоединены к термоболтам 3, а вторые к трубкам 12, обеспечивающим подачу хладагента к участкам 13 головки (формующей губки), соответствующим по ширине щели месту установки термоболтов. Количество указанных систем распределени воздуха соответствует Количеству термоболтов.5 devices, a scanning sensor 6 of the thickness of the resulting film, connected to a regulating controller 7, the outputs of which control the actuators 8, which are reversible electric motors connected by mechanical tractors 9 with flaps 10, while moving the flaps 10 located in Two-strand distributors of 11 refrigerant flows, for example, air, there is a redistribution of refrigerant flows with a constant volume substage between two independent channels. The first channels are connected to thermobolts 3, and the second to tubes 12, which ensure the supply of refrigerant to sections 13 of the head (forming sponge), corresponding to the place of installation of thermobolts along the width of the slot. The number of air distribution systems indicated corresponds to the number of thermal bolts.

Каждый термоболт 3 имеет полость 14, радиальные отверсти 15 и подпружиненные с помощью витых цилиндрических пружин 16 кожухи 17„ В корпусе головки 2 вблизи термоболтов 3 имеютс отверсти 18, что обеспечивает по- следовательное прохождение хладагента из распределителей 11 в полость 14 и через отверсти 15 и 18 в окружающую среду.Each thermobolt 3 has a cavity 14, radial apertures 15 and spring-covered with coiled coil springs 16 covers 17 " 18 into the environment.

Температура каждого термоболта 3 И соответствующего ему участка губки формующей головки определ етс услови ми теплопередачи от разогретого с помощью электронагревателей 19, корпуса головки 2 и конвективно тешгообме- на с охлаждающим воздухом. Таким образом , чем больше объемна подача воздуха, тем ниже- температура. Технологическа лини производства рукавной пленки методом раздува содержит корпус 20 с расположенными в нем шестью термоболтами 21 , упираюп1имис в матрицу 22, перемещаемую относительн неподвижного дерна 23 и оснащенную -электронагревател ми 24, секциониро- ванными на зоны по количеству термоболтов 21. Каждьш термоболт 21 снабжен электронагревателем 25 патронного типа, а кажда секци электронагрвателей 24 матрицы 22 имеет клем- мную коробку 26. Электронагреватели 25 с термоболтов 21 скоммутированы с клеммныьш коробками 26 соответствующих этчм термоболтом 21 секций элекThe temperature of each thermobolt 3 and the corresponding part of the sponge of the forming head is determined by the conditions of heat transfer from the heaters heated by electric heaters 19, the head body 2 and convectively exchange with cooling air. Thus, the larger the air volume, the lower the temperature. The technological line for the production of tubular film by the blowing method includes a housing 20 with six thermobolts 21 located in it, abutting the matrix 22, moved relative to the stationary turf 23 and equipped with - electric heaters 24, sectioned into zones according to the number of thermobolts 21. 25 are cartridge-type, and each section of electric heaters 24 of matrix 22 has a terminal box 26. Electric heaters 25 from thermal-bolts 21 are connected to terminal boxes 26 of the corresponding Etch termoboltom sections 21 elec

тронагревателей 24 таким образом, что один из их выводов вл етс общим (выводы с, d,и е на фиг. 2), а другой - индивидуальным (выводы а и Ь).heaters 24 in such a way that one of their conclusions is common (conclusions c, d, and e in fig. 2), and the other is individual (conclusions a and b).

Дорн 23 имеет центральный канал 27 дл подачи воздуха с целью раздува и охлаждени рукавной пленки. Толщина пленки на линии кристаллизации контролируетс обегшощим датчиком 28 толщины, подсоединенным к входу микро-ЭВМ 29, выходы которой подключены к исполнительным механизмам в виде реверсивных электродвигателей 30 Электродвигатели 30 с помощью механических т г 31 соединены с движками 32 реохордов 33, запитываемых от промышленной сети переменного тока А/220 Б, клеммы движков 32 реохордов с, d и е подключены к общим точкам электронагревателей 24 и 25, а ноль и фаза сети переменного тока - к ин- диврщуальным выводам а и Ъ электронагревателей 24 и 25 таким образом, как показано на фиг, 2 с помопгью буквенных обозначений. Каждый реохорд управл ет перераспределением электрического напр жени , а следовательно, и мощности, между двум диаметрально противоположно расположенными термоболтами 21 и соответствующими им секци ми обогрева матрицы 22. Причем, если напр жение, снимаемое с нул сети и движка 32 подаетс на электронагреватель 25 термоболта 21 и диаметрально противоположную ему секцию электронагревателей 24 матрицы 22, то дополн ющее его до 220 В напр жение , снимаемое с движка 32 и фазы сети , подаетс на соответствующую указанному термоболту 21 секцию нагревателей матрицы 22 и диаметрально противоположный термоболт 21, Аналогично скоммутированы остальные пары термоболтов 21 и секций нагрева с соответствующими реохордами,Dorn 23 has a central channel 27 for supplying air for blowing and cooling the tubular film. The thickness of the crystallization line on the crystallization line is controlled by a thickness sensor 28 connected to the input of a microcomputer 29, the outputs of which are connected to the actuators in the form of reversible electric motors 30 The electric motors 30 are connected by means of mechanical grids 32 from the industrial network A / 220 B current, the terminals of the sliders 32 cords, d, and e are connected to common points of electric heaters 24 and 25, and the zero and phase of the AC network are connected to the internal terminals a and b of electric heaters 24 and 25 ta them, as shown in Figure 2 with pomopgyu letter designations. Each reohord controls the redistribution of electrical voltage and, consequently, power, between two diametrically opposed thermobolts 21 and the corresponding heating sections of the matrix 22. Moreover, if the voltage removed from the zero of the network and the slider 32 is fed to the electric heater 25 of the thermal 21 and diametrically opposed to it section of electric heaters 24 of matrix 22, then the voltage added to 220 V, taken from slider 32 and network phase, is fed to the section nag evateley matrix 22 and diametrically opposite termobolt 21, similarly switched termoboltov remaining pairs 21 and the heating sections with the respective slide wire,

П р и. м е р. Экспериментальна установка дл производства рукавной пленки на базе черв чного пресса ЧП-45 состоит из кольцевой фop ryющeйP p i. m e r. The experimental setup for the production of tubular film based on the PE-45 screw press consists of an annular shape

головкиheads

01800180

мм, системы охлаждени mm cooling systems

рукава, т нущего и намоточного устройств , шкафов тепловой автоматики и электропривода.sleeves, winding and winding devices, cabinets of thermal automatics and electric drive.

Установка оснащена первичными приборами дл измерени ширины рукава (сельсиндатчики), толщины рукава ,. .516104The installation is equipped with primary devices for measuring the width of the sleeve (field indicators), thickness of the sleeve,. .516104

экспериментальный датчик пнев 1атичес-, кого типа, скорости выт жки пленки (тахогенератора) термоэлектрическими преобразовател ми типа ТХК 0379-01 и ТХК 0379-04 дл измерени температуры матрицы формующей головки в шести точках, темпера- туры тепловых болтов, температуры корпуса ЧП. Регулирование температуры осуществл ют автоматически с применением регулирующего микропроцессорного контроллера типа Ремиконт Р-100 с воздействием как на электронагревательные устройства, так и на 15 электропневмораспределители систем воздушного охлаждени матрицы и термоболтов .experimental sensor of pneumatic type, film drawing speed (tachogenerator) with thermoelectric converters TXK 0379-01 and TXK 0379-04 for measuring the temperature of the die head matrix at six points, temperature of heat bolts, temperature of the emergency case. Temperature control is carried out automatically with the use of a regulating microprocessor controller of the Remikont R-100 type with an impact on both electric heating devices and 15 electropneumatic distributors of air-cooled matrix systems and thermal bolts.

10ten

Кроме того, дополнительный контроль параметров процесса осуществл ют с помощью отборов контрольных образцов пленки за 1 мин и измерений ширины и длины образцов пленки с помощью линейки, а также толщины пленки микрометром. Путем взвешивани образцов, полученных за это врем , определ ют весовую производительность линий.In addition, additional control of the process parameters is carried out by taking samples of the control film samples for 1 min and measuring the width and length of the film samples using a ruler, as well as film thickness with a micrometer. By weighing the samples obtained during this time, the weight performance of the lines is determined.

Экспериментальные исследовани провод т при следующем исходном технологическом регламенте: перерабатываемый материал - ПЭВД марки 15803-020 производительность установки - 38,4 кг/ч; число оборотов шнека - 75 об./мин; температурный режим по .,-Experimental studies were carried out with the following initial process regulations: the material being processed - LDPE grade 15803-020; plant capacity - 38.4 kg / h; screw auger speed - 75 rpm; temperature regime for., -

140 160 170 180140 160 170 180

180180

180 175 175 175 175 175 175 140 140 140 140 140 140180 175 175 175 175 175 175 140 140 140 140 140 140

....

скорость отвода пленки - 10,0 м/мин; параметры пленки: ширина рукава в сложенном виде - 450 мм; толщина пленки 0 0704;0,014 мм.film removal rate - 10.0 m / min; film parameters: folded sleeve width - 450 mm; film thickness 0 0704; 0.014 mm.

В процессе измен ют тепловые потоки , подводимые к термоболтам и соответствующим этим термоболтам участкам матрицы головки, причем при снижении интенсивности охлаждени термоболтов увеличивают интенсивность охлаждени соответствующего участка матрицы головки и наоборот.The process changes the heat fluxes supplied to the thermobolts and the sections of the die matrix corresponding to these thermobolts, and when the cooling intensity of the thermobolts decreases, the cooling intensity of the corresponding section of the die matrix and vice versa increase.

Результаты измерений сведены в табл. 1.The measurement results are summarized in table. one.

Данные табл. 1 позвол ют сделать вывод о том, что с помощью изменени интенсивности охлаждени термоболта и соответствующего участка матрицы головки возможно регулирование шири- 1ны формующей щели (в данном случае :i;0,05 мм) при одновременной коррекции температуры матрицы (пленки).The data table. 1, it can be concluded that by changing the intensity of cooling of the thermobolt and the corresponding section of the die matrix, it is possible to adjust the width of the forming slot (in this case: i; 0.05 mm) while simultaneously correcting the temperature of the matrix (film).

После запуска линии и выхода на указанный в технологическом регламенте режим при использовании калибровки формующей щели с помощью отжимных болтов замер ют технологические параметры и стро т диаграмму разнотолщиннос- ти полученной пленки (график 1 на диаграмме фиг. 3).After starting the line and entering the mode specified in the process schedule, when using the calibration of the forming gap, the process parameters are measured using squeezing bolts and a diagram of the thickness difference of the resulting film is drawn (graph 1 in the diagram of Fig. 3).

После того как возможности механической калибровки исчерпаны и определены участки с наименьшей и наибользонам регулировани . С:After the mechanical calibration capabilities are exhausted, the areas with the least and most controllable adjustment are defined. WITH:

шей толщиной пленки, провод т измене- ние условий течени полимера в формующем зазоре путем согласованного изменени ширины формующей щели и температуры соответствук цего участка матрицы вследствие перераспределени расходов охлаждающего воздуха. Причем указанные действи провод т на участках матрицы и термоболтах, соответствующих экстремальным значени м толщины (участки А и Г, термоболты диаграммы на фиг. 3). Замер емые значени параметров процесса приведены в табл. 2, а разнотолщинность пленкиThe thickness of the polymer film in the forming gap is varied by varying the width of the forming gap and the temperature of the corresponding portion of the matrix due to the redistribution of the cooling air flow. Moreover, the indicated actions are carried out on the sections of the matrix and thermal bolts corresponding to the extreme values of thickness (sections A and G, thermobolts of the diagram in Fig. 3). The measured values of the process parameters are given in Table. 2, and film thickness difference

представлена графиком 2 диаграммы (фиг. 3).represented by graph 2 of the diagram (Fig. 3).

В результате уменьшени расхода воздуха на термоболт 1 (фиг. 3) и соответствующего увеличени расхода воздуха на охлаждение участка А матрицы формующей головки формующа щель на участке А уменьшаетс при сниже- НИИ температуры ее стенки, что способствует уменьшению расхода полимера через участок А и, следовательно, уменьшению толщины пленки с 84 мкм до 82 мкм (график 1, фиг. 3).As a result of a decrease in the air flow rate for the thermobolt 1 (Fig. 3) and a corresponding increase in the air consumption for cooling the section A of the die head matrix, the forming gap in section A decreases when the temperature of its wall decreases, which contributes to a decrease in polymer consumption through section A and, therefore , to reduce the film thickness from 84 microns to 82 microns (graph 1, Fig. 3).

На термоболт 4 (фиг. 3) расходThermobolt 4 (Fig. 3) consumption

воздуха увеличивают, соответственно охлаждение участка Г уменьшают, в результате щель на участке Г увеличиваетс температура стенки матрицы так161047А .air is increased, respectively, the cooling of section D is reduced, as a result of which the gap in section G increases the temperature of the wall of the matrix 161047A.

же возрастает, что в сумме дает приращение толщины стенки на данном участке в 7,0 мкм (с 56 до 63 мкм). В результате уменьшени разнотол+ 14 -И2the same increases, which together gives an increment of the wall thickness at this site of 7.0 μm (from 56 to 63 μm). As a result of reducing raznotol + 14 -I2

щинности с . , мкм до „-, мкм удалось не выход за пределы ГОСТwomanness with , mkm to „-, mkm it was possible not going beyond the limits of GOST

+ 14 ( ., мкм) на пленку толщиной 70 мкм+ 14 (., Micron) on a 70 micron thick film

увеличить скорость выт жки.на 0,25 м/мин и таким образом, практически сохранив поле допуска графика 2 (фиг. 3), згменъшить средаюю толщину пленки и вес одного квадратного метра.increase the drawing speed on 0.25 m / min and thus, practically keeping the tolerance field of graph 2 (fig. 3), reduce the average film thickness and weight per square meter.

Диаграмма разнотолщинности трет-ъе- го образца представлена на графике 3 (фиг. 3).The diagram of the difference in thickness of the third sample is presented in graph 3 (Fig. 3).

На основании указанного можно сделать вывод, что применение способа производства позволит улучшить ство пленки за счет снижени разно- 1 рлщинности и увеличит Ь погонную про- г1зводительность линии.On the basis of this, it can be concluded that the application of the production method will allow improving the film by reducing the diversity of the different sizes and will increase the linear heat output of the line.

Кроме того, вследствие согласованного изменени ширины формутошей щели, и температуры матрицы устран ютс не - жегательные температурные неоднородности заготовки, повьшаетс равномерность физико-химических свойств, аIn addition, due to a consistent change in the width of the formulas slit, and the temperature of the matrix, the irregular temperature irregularities of the workpiece are eliminated, the physicochemical properties are even, and

+0,014 10,0 UO 142 UI 14J 142 141 172 174 173 172 :71 172 -0,014+0.014 10.0 UO 142 UI 14J 142 141 172 174 173 172: 71 172 -0.014

И есТ1п« ПЭВЛ I 1в,4 450And ECT1p "PEVL I 1v, 4 450

ПЭВЛ 15805-020 38,4 450 0,07 10,0 IS5 142 141 128 142 141 165 174 173 ISO 171 172PEVL 15805-020 38.4 450 0.07 10.0 IS5 142 141 128 142 141 165 174 173 ISO 171 172

0,07 о 10,25 15S 142 141 128 142 141 165 174 173 ISO 171 1720.07 o 10.25 15S 142 141 128 142 141 165 174 173 ISO 171 172

Предпожен- кьйPredmin

047А.047A.

8 и качество готовой8 and quality finished

00

5five

о about

00

5five

следовательно,Consequently,

пленки.film.

Claims

1. A method of controlling the thickness in the production of a polymer film, including the extrusion of a polymer melt through a forming head with regulation of its slit by thermobolts while changing heat fluxes supplied to each thermal bolt, characterized in that, in order to increase the process performance and film quality,

with a change in the heat fluxes supplied to each thermalbolt, the heat fluxes supplied to the head sections corresponding to these thermobolts synchronously change simultaneously, while increasing the first of these heat fluxes decreases the second and vice versa.

2. A method according to claim 1, characterized in that the variation of the heat fluxes supplied to the portions of the forming head, corresponding to the thermobolts diametrically opposed to each other, is carried out synchronously, the powers of these heat fluxes being inversely proportional.

Table 1

t "wolf 2

Fig

30 31

2206

ads 8

Fuz.2

16mkp

0 (70nkm)

- 1B MKfi

1,2.3..5.6

Bullet points. GG 10m1min alibrobka warm flows. At Hume / min, calibration is carried out by streams,, 25iIpin gpeopobalt,

1.L.Ch. J.U. f

A, b, e.g.d yt acmnu matrix