پلیمر ما
0  

تجهیزات مورد استفاده در فرایند فیلم دمشی (film blowing) - قسمت اول

تجهیزات مورد استفاده در فرایند فیلم دمشی (film blowing) - قسمت اول

بخش دوم فرایند فیلم دمشی، تجهیزات مورد استفاده - قسمت اول

 

درصورتی که "بخش اول فرایند فیلم دمشی، کلیات و مواد (پلیمر ها و افزودنی ها) مورد استفاده" را مطالعه نکرده اید، اینجا کلیک کنید. 

علاوه بر اکسترودر که در ابتدای فرایند تولید فیلم دمشی مورد استفاده قرار می گیرد، پس از اکسترود کردن مواد و عبور از یک دای آنالسی حال باید با دمیدن هوا به میان مذاب عبور کرده از دای، آن را به فیلم تبدیل کنیم. بدین منظور باید از تجیزات مخصوصی که در شکل زیر نیز مشخص استفاد کنیم.

فیلم دمشی film blowing

 

 

 اجزا ی کلی فرایند تولید فیلم که مفصلا شرح داده می شوند عبارتند از:

  • اجزای بالادستی
  • گلویی تغذیه شیاردار
  • مارپیچ مخصوص اکستروژن فیلم دمشی
  • دای مخصوص فیلم دمشی
  • حباب فیلم و هندسه آن
  • سیستم های خنک کننده حباب فیلم
  • پایداری حباب فیلم
  • قاب تخت کننده حباب
  • کشنده
  • جمع و رول کننده
  • اصلاح سطحی فیلم با عملیات کرونا
  • کنترل خط تولید (ضخامت و...)

 

حال در این مقاله  سه مورد اول و در مقاله های بعدی به توضیح مفصل بقیه  اجزا می پردازیم.

 

  • اجزای بالا دستی:

اجزای بالادستی اجزایی هستند که به تغذیه و وارد شدن مواد به اکسترودر ارتباط دارند. در تولید فیلم اکثرا مواد جامد مورد استفاده به صورت گرانول هستند. دانه های گرانول به صورت خام یا مخلوط شده با افزودنی های مورد نیاز وارد سیستم می شوند.

امکان دارد کامپاندهای ساخته شده یا مواد اولیه به راحتی توسط نیروی جاذبه وارد برل نشوند، برای جلوگیری از بروز این مشکل، از تجهیزی به نام feeder crammer استفاده می کنند که نسبت مشخصی از مواد اولیه و افزودنی ها را وارد قیف و سیستم می کند. در برخی طراحی ها، فیدر یک سیکل بسته است تا فشار کلگی اکسترودر را محاسبه و مقدار تغذیه را به منظور ثابت نگه داشتن آن مشخص کند.

 

  • گلویی تغذیه شیار دار Grooved Feed Throat:

در قسمت زیرین قیف، قسمت گلویی تغذیه برل قرار دارد. این قسمت دارای طولی معادل 4 برابر قطر برل است و بین برل و جعبه دنده دستگاه اکسترودر قرار دارد. اگرچه مارپیچ از این قسمت عبور می کند ولی جدا از برل می باشد و به جای  گرم شدن، خنک می شود. این خنک سازی گلویی از چسبیدن مواد جامد مورودی به دیواره ها جلوگیری می کند و باعث می شود تا از بروز توقف جریان یا محدود شدن آن جلوگیری شود. به این کار اصطلاحا پل زدن گفته می شود.

گلویی خوراک دهی فیلم دمشی grooved throat film blowing

در بیشتر عملیات اکستروژن، سطح داخلی گلویی تغذیه صاف و نرم است ولی در تولید فیلم دمشی، این گلویی شیار دار طراحی میشود. گلویی تغذیه دارای شیارهای طولی کم عمق و در بعضی مواقع مارپیچی شکل است. شیارها در محلی که گلویی تغذیه به برل می رسد دارای عمق صفر است. هدف از شیاردار کردن گلویی، افزایش توان تولید می باشد. چراکه سیارها باعث ایجاد اصطکاک بین مواد و برل می شوند و به این ترتیب پره های مارپیچ می توانند مواد بیشتری را در هر پیشروی به جلو برانند. در نتیجه سرعت جریان مذابی که از دای عبور می کند بیش تر می شود و محصول تولید شده در زمان افزایش پیدا خواهد کرد.

 

grooved throat گلویی شیاردار

سرعت انتقال مواد جامد به دو برهمکنش اصطکاکی بستگی دارد:

اول اصطکاک بین مواد خوراک و برل ، دوم اصطکاک بین مواد خوراک و مارپیچ

با افزایش اصطکاک بین خوراک و برل و کاهش اصطکاک بین مواد و مارپیچ، انتقال مواد بیشتر خواهد شد. به طوری که استفاده از یک گلویی شیار دار ، خروجی اسکترودر را تا 3 برابر افزایش می دهد.

 

  • مارپیچ مخصوص اکستروژن فیلم دمشی

به طور کلی باید علاوه بر ایجاد تنش برشی و کمک به ذوب مواد، خروجی مورد نظر اکسترودر را نیز تامین کند. پس سرعت مارپیچ بسیار تکته حائز اهمیتی است. ولی اگر سرعت مارپیچ بیش از اندازه بالا رود، باعث افزایش گرمای برشی و تخریب مواد و یا خروج مواد قبل از فرایند کامل شود.

برای طراحی مارپیچ در فرایند تولید فیلم دمشی film blowing پارامترهای خاصی را باید در نظر گرفت. از آنجا که از گلویی شیاردار در اکسترودر فیلم دمشی استفاده می گردد، میزان انتقال دانه های گرانول بسیار زیاد است. پس باید مارپیچی را به کار برد که دارای نسبت تراکم compression ratio پایین می باشد. فشار تراکم بسیار بالای اعمال شده به دانه های مواد، انرژی لازم برای ذوب را فراهم می کند و کاهش عمق کانال که در سایر فرانیدهای شکل دهی متداول است در اینجا نیاز نمی باشد. همچنین در صورتی که عمق کانال در قسمت پمپاژ مواد خیلی عمیق باشد و کاهش پیدا نکند، باعث می شود تا مذاب در دمای پایین تری خارج شود. (چون حرارت برشی کاهش می یابد)

 

compression ratio

دلیل نیاز به استحکام مذاب بالا در تولید فیلم دمشی، پلیمر های مورد استفاده در این فرایند معمولا ویسکوزیته بالایی دارند. در نتیجه مارپیچ اکسترودرهای مورد استفاده، باید برای پلیمرهایی با ویکوزیته بالا طراحی شوند.

برای این موارد باید عمق کانال ها در ناحیه اندازه گیری زیاد باشد تا گشتاور بالایی ایجاد کند. اما این عمق کانال بالا سبب می شود تا بخشی از مواد به صورت ذوب نشده به انتهای برل برسند. برای جلوگیری از بروز این مشکل، از نوعی مارپیچ خاص به نام barrier screw یا مارپیچ حائل استفاده می شود که در شکل زیر تصویر آن را مشاهده می کنید.

barrier screw مارپیچ فیلم دمشی

barrier screw در فیلم دمشی

 

در نتیجه اکسترودر مخصوص فرایند فیلم دمشی دارای پیچه های barrier screw یا مارپیچ حائل می باشد. پره های این نوع پیچه کمک می کند تا مواد به صورت ذوب نشده از برل خارج نشوند. 

 

برای خرید تجهیزات آزمایشگاهی وکنترل کیفیت فیلم های پلاستیکی مانند، دستگاه کشش (تنسایل)، دستگاه ضربه دارت، دستگاه MFR، دستگاه تعیین عبور نور، ضخامت سنج و ... به فروشگاه مراجعه و یا با پلیمرما تماس بگیرید.

 

برای راه اندازی آزمایشگاه و واحد کنترل کیفیت، آموزش و مشاوره در صنعت پلیمر با ما تماس بگیرید.

 

مقاله بعدی: دای مورد استفاده در فرایند تولید فیلم دمشی تک لایه و چندلایه

 

 

 

پربازدیدترین مطالب
آخرین مطالب
مثل اینکه کسی دیدگاهی نداشته!!!