Исследование влияния технологических параметров процесса каширования на физико-механические свойства (стр. 7 из 12)
Поперечная регулировка пленок во время работы обеспечивается автоматическими датчиками кромки полотна. Основные регулируемые процессы происходят в кроющей секции (рис. 1.8).
Клей находится между двумя дозирующими валами 1 и 2, которые установлены параллельно на калиброванном расстоянии. Вал 1 – неподвижен, а вал 2 с t = 350 вращается и при этом вся его поверхность покрывается клеем. Толщина клея зависит от зазора в 0,08–0,1 мм между двумя дозирующими валами.
Рис. 1.8. Кроющая секция
1. Неподвижный дозирующий вал (нагреваемый).
2. Вращающийся дозирующий вал (нагреваемый).
3. Обрезиненный трансферный вал.
4. Скоба запора и регулировки трансферного вала.
5. Хромированный кроющий вал (нагреваемый).
6. Обрезиненный прижимной вал кроющего узла.
7. Пленка, на которую наносится клей.
8. Цилиндры управления трансферным валом.
9. Поддон для отходов клея.
Перенос нужного количества клея с дозирующего вала 2 на кроющий вал 5 осуществляется при помощи обрезиненного трансферного вала 3. Он вращается со скоростью в 10 раз выше дозирующего вала 2. Когда скорость движения полотна увеличивается, нужно переносить большее количество клея и скорость дозирующего вала 2 пропорционально увеличивается. Таким образом, изменяя скорость дозирующего вала в широких пределах, оператор может контролировать количество переносимого клея. Тангенциальная скорость кроющего вала равна скорости полотна.
Движение полотна от кроющей колонны к кашировальной происходит в верхней металлической раме, называемой «мост».
В кашировальной колонне происходит склеивание посредством клея путем прижатия двух пленок друг к другу, во время их прохождения через «кашировальный узел» 1 – две пленки проходят через кашировальный вал, прижимаемые обрезиненным прижимным валом и происходит склеивание. Кашировальный узел с соответствующим двигателем придает машине рабочую скорость в соответствии с данными, установленными оператором. Когда тензодатчики испытывают увеличение или уменьшение усилия, приложенного к валу, то есть, натяжения пленки, соответствующие двигатели немедленно ускоряются или замедляются, чтобы восстановить предварительно установленное значение усилия (натяжения пленки, установленного оператором).
Кашированый узел состоит из кашировального вала, сделанного из хромированной стали, и обрезиненного прижимного вала, закрепленного на двух кронштейнах, приводимых парой пневматических цилиндров. Вал приводится электродвигателем. Пневматически приводимый дисковый тормоз зажимает кашировальный вал, когда нельзя допустит нежелательное вращение.
Кашировальный вал имеет две стенки (спиральную оболочку) и снабжен вращающимися патрубками на концах, чтобы соединять его с устройством кондиционирования, так как, по характеристикам клея, валы должны нагреваться во время работы. Температура в кроющем узле 400С.
Далее через охлаждающий барабан многослойный материал поступает на безваловый намотчик М3. Функция этого устройства – контроль намотки продукта, полученного в процессе склеивания пленок с размотчиков М1 и М2.
С точки зрения конструкции он устроен так же, как и размотчики М1 и М2, но снабжен обрезиненным прижимным валом, который является холостым валом, прижимающим наматываемый рулон благодаря двум пневматическим цилиндрам двустороннего действия.
Главная функция прижимного вала состоит в уплотнении наматываемого рулона, не допуская попадания воздуха между витками. Его нужно поднимать при смене рулона, когда машина не работает. Резиновое покрытие прижимного вала не нужно калибровать, только менять вал после износа резины.
На отечественном рынке производства упаковочных материалов используются кашировальные машины импортного производства. В технической документации на машины, а также в научно-технической литературе отсутствуют сведения и методики определения оптимальных параметров и технологических режимов для различных исходных слоев монопленок и различных типов клеев. На практике эти проблемы решают методом проб и ошибок. Это приводит к возникновению многочисленных видов дефектов. Некоторые из этих дефектов, причины их возникновения и практические рекомендации по способам их устранения приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1. Основные дефекты в производстве многослойных полимерных материалов методом каширования, причины и способы их устранения
| Дефекты | Причины и способы их устранения устранения | ||
| «Телескопический» эффект – наматываемый рулон проскальзывает в сторону. | Возможные причины: * чрезмерное количество клея; * разрегулированность прижимного вала намотчика; * неправильное натяжение намотки – намотка при постоянном, а не уменьшающемся натяжении. | ||
| Многослойный материал менее прозрачен в середине, чем по краям. | Центральная часть обрезиненного прижимного вала, возможно, износилась. | ||
| Образование продольных складок на пленке перед склеиванием. | Может быть вызвано износом центральной части обрезиненного прижимного вала узла каширования. | ||
| Недостаточное количество клея по обоим краям полотна | Возможно вследствие старения клея рядом с ограничительными тефлоновыми панелями, поскольку он слишком медленно замещается новым клеем. Вручную размешайте клей в дозировочной емкости и вращайте неподвижный дозирующий вал | ||
| Недостаточное количество клея на одном краю полотна (пузыри, проплешины) | Возможно вследствие: * недостаточного давления трансферного вала; * неправильной регулировки одной из регулировочных скоб трасферного вала; * неправильной установки или обратной сборки или не зажата запорная скоба трансферного вала; * одна из движущихся опор трансферного вала заедает из-за попадания клея или недостаточной смазки. | ||
| Недостаточное количество клея по центру | Износ обрезиненного вала кроющего узла | ||
| Недостаточное количество клея по всему полотну | Возможно, вследствие: * недостаточного давления трансферного вала; * неправильной регулировки трасферного вала; увеличение рабочей температуры и, соответственно, уменьшения расстояния между дозирующими валами. | ||
| Подлипание торцов материала | Чрезмерное количество клея, или материал порезан до завершения процесса полимеризации клея. | ||
Такие дефекты, являются в большинстве своем, не исправимыми и приводят к повышенным расходам расходных материалов и простоям дорогостоящего оборудования. Чтобы исключить выше указанные дефекты, необходимо разработать научно-обоснованные рекомендации, связывающие технологические режимы производства материалов с их физико-механическими, эксплуатационными и другими характеристиками. Для разработки таких рекомендаций необходимо проводить комплексные испытания для инженерной оценки свойств многослойного материала в изделии. Инженерная оценка должна проводится путем получения серий зависимостей, на основании которых можно судить о возможном поведении материала при эксплуатации. Зависимости строятся с учетом влияния различных параметров, таких как скорость, количество клея, температуры и др. Полученные результаты могут быть использованы для прогнозирования поведения многослойных материалов в различных условиях эксплуатации, и оптимизации самого процесса их изготовления.
Проведенный литературный анализ показал, что исследований по интересующей меня тематике мало и проводимая работа является актуальной, она позволит выявить влияние технологических параметров на физико-механические свойства кашированых плёнок и заложить основу для дальнейших исследований.
2. Методическая часть
Полимеры отличаются от большинства материалов, таких как металлы, бумага, керамика, натуральные волокна, главным образом, своим «вязкоупругим» поведением. Слово «вязкоупругий» используется для описания такого поведения, при котором под напряжением проявляются одновременно как вязкие, так и упругие характеристики. Подобное свойство является прямым следствием строения полимерных молекул в виде длинных цепей. В то время как механическое поведение большинства материалов под нагрузкой может считаться либо упругим, либо деформационным течением, отклик полимеров на приложенное напряжение сочетает оба указанных типа. Отношение вязких и упругих компонент, называемое «демпферным», может очень сильно варьироваться в весьма небольшом температурном диапазоне; при этом оно сильно зависит от скорости нагружения.
Одним из самых распространенных изделий из полимерных материалов является пленка. Методы испытаний полимерных пленок развивались не только на основе приемов традиционных технологий и материалов. Крупные производители и потребители изобретали свои собственные лабораторные испытания, чтобы получить возможность управлять свойствами пленок или определить применяемость пленки для того или иного процесса или приложения. Организации, занимающиеся разработкой стандартов. предложили методы испытаний, приемлемые во всех отраслях промышленности [1].
Требования к методам испытаний
К разрабатываемому методу испытаний в обязательном порядке предъявляются несколько требований:
1. Метод должен быть быстрым, чтобы его результаты можно было использовать для контроля качества в условиях работы высокопроизводительных машин без создания задержек в производстве и отправке продукции.