Discutere i principi di regolazione, misurazione e controllo dei parametri del processo del film CPP

1. Monitoraggio e controllo della temperatura

Dall'intero processo produttivo e dal principio di produzione del film fuso, possiamo sapere che la produzione dell'intero film fuso è il processo di modifica dello stato di aggregazione dei materiali polimerici e questo processo è strettamente correlato alla temperatura di lavorazione del materiale. Ad esempio, la temperatura superficiale del rullo di raffreddamento è uniforme e la fluttuazione della temperatura è minima; variazioni e fluttuazioni nella temperatura di estrusione causeranno variazioni nello spessore della pellicola estrusa e modifiche nelle proprietà della pellicola. Sono numerosi i punti di temperatura che devono essere controllati nell'intera linea di produzione, pertanto il controllo della temperatura è fondamentale nel controllo del processo di produzione di film fusi. I punti di controllo della temperatura del film fuso includono:

• Area di controllo della temperatura dell'estrusore;

  
  

  Area di controllo della temperatura del cambiafiltro;

  
  

  Collegare l'area di controllo della temperatura del tubo;

  
  

  Area di controllo della temperatura della testa della filiera;

  
  

  Controllo della temperatura del rullo di raffreddamento e del rullo di raffreddamento posteriore;

  
  

  Controllo della temperatura del rullo corona e del rullo di raffreddamento corona;

  
  

  Controllo della temperatura di raffreddamento con lama d'aria;

  
  

  Raffreddamento della sezione di alimentazione dell'estrusore;

  
  

  Raffreddamento del riduttore e del motore.

1. Rilevamento della temperatura

Poiché la lavorazione di pellicole fuse non richiede particolari requisiti di temperatura elevatissima, pressione elevatissima, temperatura bassissima, micropressione o resistenza alla corrosione, per il rilevamento della temperatura è possibile utilizzare normali sensori di temperatura. I sensori di temperatura a contatto si dividono in due categorie.

Nella scelta degli elementi di misurazione della temperatura è necessario tenere conto di fattori quali l'intervallo di temperatura della zona di riscaldamento, la precisione del controllo della temperatura e l'affidabilità della durata utile dell'elemento di misurazione.

La costante di tempo di un elemento di misurazione della temperatura è un indicatore importante dell'elemento. Si riferisce al tempo necessario per raggiungere il 63,2% del valore stabile del mezzo misurato dall'inizio alla fine della misurazione all'interno del campo di misura del sensore. Per sistemi con risposta rapida, è opportuno selezionare sensori con costanti di tempo ridotte; per sistemi con risposta lenta, si dovrebbero selezionare sensori con costanti di tempo elevate. Una scelta non corretta della costante di tempo potrebbe rendere difficoltoso il controllo della temperatura o addirittura causare oscillazioni del sistema.

2. Controllo della temperatura

2.2. Misurazione e controllo della pressione

Nella linea di produzione dell'estrusione di film fusi, il polimero viene gradualmente plastificato, fuso, miscelato e genera una certa pressione nell'estrusore a causa del taglio della vite e del riscaldamento del cilindro. Quando la temperatura del sistema di estrusione, del filtro e della testa della filiera è costante, e l'apertura della filiera e la resistenza di filtrazione sono costanti, la portata del materiale fuso estruso è proporzionale alla pressione dell'estrusore. Pertanto, la pressione di estrusione influisce direttamente sullo spessore di estrusione e sulla deviazione dello spessore della pellicola. Generalmente, sul dispositivo di estrusione di film cast è installato un sistema di rilevamento della pressione di fusione e di feedback del controllo della pressione.

Punto di rilevamento della pressione di fusione:

• Rilevamento della pressione prima del filtro dell'estrusore;

  
  

  Prova di pressione dopo il filtro dell'estrusore e prima della pompa dosatrice (se presente);

  
  

  Prova di pressione dopo la pompa dosatrice dell'estrusore (se presente);

  
  

  Prova di pressione prima della filtrazione fine dell'estrusore (se presente);

  
  

  Rilevamento della pressione all'ingresso dello stampo (opzionale).

Altri punti di monitoraggio della pressione:

• Rilevamento della pressione del vento nella cavità interna della lama d'aria;

  
  

  Rilevamento della pressione del vento nella cavità interna della scatola del vuoto;

  
  

  Ispezione di ciascun contatto della pressione dell'aria durante il funzionamento dell'apparecchiatura;

  
  

  Prova di pressione dell'acqua nelle condotte idriche.

1. Rilevamento della pressione

In genere, per le linee di produzione di film di coestrusione, ogni estrusore di coestrusione è dotato di due punti di rilevamento della pressione: uno è il rilevamento della pressione all'uscita dell'estrusore (prima dello schermo filtrante) e l'altro è il rilevamento della pressione all'ingresso della filiera (dopo lo schermo filtrante).

2. Elemento di rilevamento della pressione

Gli elementi di rilevamento della pressione possono essere suddivisi in due tipologie: meccanici ed elettrici. Gli elementi di rilevamento della pressione elettrica possono essere suddivisi in sensori di pressione capacitivi, sensori di pressione piezoresistivi e sensori di pressione piezoelettrici.

Nelle linee di produzione di film fusi vengono generalmente utilizzati sensori di pressione piezoresistivi (sensori di pressione estensimetrici), la cui piezoresistenza cambia al variare della sollecitazione.

3. Controllo della velocità

Agli albori della trasmissione per estrusione e della trasmissione della pellicola nelle linee di produzione di film fusi, veniva utilizzata la regolazione della velocità a corrente continua. Con lo sviluppo della regolazione della velocità a frequenza variabile, oltre alla regolazione della velocità CC per la trasmissione dell'estrusione, la trasmissione generale delle pellicole utilizza la regolazione della velocità a frequenza variabile e persino un sistema di servoazionamento. Rispetto alla regolazione della velocità CC, il dispositivo di regolazione della velocità a frequenza variabile presenta numerosi vantaggi: il motore di regolazione della velocità a frequenza variabile non ha spazzole di carbone, non necessita di pulizia e manutenzione, il che può migliorare l'affidabilità e la durata del sistema; Il motore con regolazione della velocità a frequenza variabile ha un'elevata efficienza di regolazione della velocità e consente un maggiore risparmio energetico.

Il controllo della velocità comprende: controllo della velocità dell'estrusore, controllo della velocità della pompa dosatrice, controllo della velocità del rullo di raffreddamento, controllo della velocità della parte di trazione e controllo della velocità dell'avvolgitore.

4. Misurazione e controllo dello spessore

L'uniformità dello spessore della pellicola è un indicatore di qualità molto importante della pellicola fusa. Nelle linee di produzione automatizzate ad alta velocità, lo spessore della pellicola viene rilevato mediante misuratori di spessore ad alta precisione e senza contatto e sistemi di feedback per il rilevamento e il controllo automatici.

1. Sensori per la misurazione dello spessore del film

Il più comune è lo spessimetro degli isotopi radioattivi. I principali isotopi radioattivi sono: raggi Sr-90ß, raggi Kr-85ß, raggi Pm-147ß, sensori a raggi X, sensori a infrarossi, ecc.

La scelta del sensore di misura dello spessore è strettamente legata alla grammatura della pellicola. In genere, il raggio Pm-147ß è adatto per la misurazione di pellicole da 2-200 g/㎡, mentre il raggio Kr-85ß è adatto per la misurazione di pellicole plastiche da 10-2000 g/㎡. La misurazione dello spessore della pellicola mediante sorgente radioattiva si basa sul fatto che quando la radiazione entra nella pellicola da misurare, una parte della radiazione penetra nella pellicola e l'altra parte viene assorbita dalla pellicola. Una volta che la radiazione attraversa la pellicola, l'intensità sarà inevitabilmente attenuata. Lo spessore della pellicola può essere calcolato rilevando il rapporto di attenuazione.

2. Controllo dello spessore del film

Nella produzione di film fusi, il tasso di fluidità del polimero viene generalmente regolato regolando la fessura del labbro della filiera per controllare l'uniformità dello spessore trasversale del film.

Esistono diversi modi per regolare la distanza tra i labbri dello stampo:

• La regolazione manuale della distanza del labbro della filiera è un metodo economico, semplice, pratico ed efficace per regolare lo spessore della pellicola. La deviazione dello spessore della pellicola visualizzata dal misuratore di spessore della pellicola viene utilizzata per regolare la distanza del labbro della filiera utilizzando il comportamento umano.

  
  

  Regolazione automatica del bullone Questo metodo serve a regolare la potenza o la temperatura dell'elemento riscaldante sul bullone di espansione termica sul labbro della matrice in modo che il bullone si estenda quando la temperatura aumenta o si accorci quando la temperatura diminuisce, per raggiungere lo scopo di regolare l'apertura del labbro della matrice. Esistono due tipi di metodi di controllo del riscaldamento: controllo della temperatura o controllo della percentuale di riscaldamento.

  
  

  Questo metodo di controllo tramite motore passo-passo rende l'apparecchiatura più complessa e ingombrante. Tuttavia, il periodo di regolazione ha una velocità di risposta rapida e può regolare l'apertura del labbro della matrice entro un intervallo più ampio.

  
  

Misurazione dello spessore e feedback:

• Durante il processo di produzione, oltre alle variazioni dello spessore trasversale della pellicola, cambia costantemente anche lo spessore longitudinale della pellicola. Pertanto, lo spessore misurato ogni volta dallo spessimetro include sia la variazione dello spessore trasversale della pellicola sia la variazione dello spessore longitudinale della pellicola.

  
  

  Durante il processo di produzione, la deviazione dello spessore trasversale della pellicola viene regolata regolando l'apertura del labbro della filiera tramite bulloni di espansione termica, mentre la deviazione dello spessore longitudinale viene ottenuta regolando la velocità del rullo di raffreddamento o la velocità dell'estrusore.

  
  

  Per le linee di produzione di pellicole ad alta velocità, per ridurre al minimo la deviazione longitudinale dello spessore della pellicola, si possono utilizzare due metodi: aumentare la velocità di risposta del sensore per aumentare la velocità di scansione; L'altro metodo consiste nell'utilizzare la deviazione longitudinale media di più scansioni come base per la deviazione dello spessore longitudinale.

  
  

5. Controllo e misurazione della tensione

Dopo che la pellicola entra nell'avvolgitore, la velocità di avvolgimento dipende dal regolatore di tensione per compensare la tensione e regolare la velocità di avvolgimento. Esistono due tipi di sensori di tensione: uno è un sensore di tensione a rullo flottante (o cilindro a basso attrito); l'altro è un sensore di pressione-deformazione-tensione.

1. Sensore di tensione del rullo flottante

Il principio della leva viene utilizzato per convertire la pressione generata dalla pellicola sul rullo flottante in un segnale di variazione di tensione per controllare la velocità di avvolgimento della pellicola e garantire una tensione di avvolgimento costante.

2. Sensore di tensione di tipo deformazione

Questo sistema utilizza un sensore di pressione estensimetrico per convertire la tensione sul rullo in un segnale di tensione per controllare la tensione di avvolgimento della pellicola e garantire che tale tensione sia costante.

Poiché questo sensore di tensione ha un'elevata precisione, anche la precisione del controllo è elevata. La tensione può essere regolata in modo continuo e il funzionamento è molto comodo. Attualmente, questo è il sensore di tensione più ampiamente utilizzato sulla maggior parte delle linee di produzione di film fusi. Il sensore di tensione di tipo a deformazione si basa esclusivamente sul risultato del rilevamento della tensione per regolare la tensione e non determina alcuna modifica della lunghezza della pellicola.

Durante il processo di accelerazione o rallentamento della linea di produzione, il sensore di tensione di tipo deformazione può anche regolare la tensione in modo rapido, stabile e preciso, evitando così la deformazione della pellicola durante il processo di accelerazione o rallentamento.

In genere, la struttura del film fuso è A/B/C, composta da tre strati prodotti nel rapporto 20%/60%/20%. Nel processo di produzione di film fuso, indipendentemente dalla tramoggia di alimentazione in cui manca il materiale, la struttura degli strati del film verrà modificata e si verificherà una variazione drastica dello spessore del film, con conseguente produzione di prodotti difettosi non qualificati e di scarti.

Poiché la rotazione della vite nel cilindro si basa sulla contropressione della materia prima e della plastica fusa per trovare automaticamente il punto centrale, se la vite ruota a vuoto, il cilindro potrebbe essere trascinato dalla vite. Per questo motivo è opportuno installare un sensore di livello del materiale sulla tramoggia di alimentazione dell'estrusore, per evitare carenze di materiale nella coclea.