全自動熔體過濾器在片材和薄膜生產工藝中的應用

 1.簡介

在日益嚴(yan) 峻的世界市場上，持續的高質量和經濟生產(chan) 日益成為(wei) 重要的生存標準。包裝行業(ye) 尤其如此。與(yu) 經濟因素平行的是，市場對薄膜的特殊屬性要求也越來越高。這反過來導致了越來越複雜的生產(chan) 線，以保證的聚合物性能和保證材料的尺寸公差。

薄膜的價(jia) 格不僅(jin) 僅(jin) 是由生產(chan) 設備的投資成本來決(jue) 定，還由原材料成本來決(jue) 定（假設擠出生產(chan) 線可以滿負荷運轉）

因此，生產(chan) 中斷將自動導致生產(chan) 者的利潤減少。所以在產(chan) 線配置上，除了使用專(zhuan) 門用於(yu) 特定產(chan) 品的擠出機、模具和繞線機，熔體(ti) 過濾器同樣至關(guan) 重要的。選擇出色的過濾係統不僅(jin) 是為(wei) 了滿足不斷提高的工藝要求，對生產(chan) 過程的性能價(jia) 格比也有決(jue) 定性的影響。

黑色斑點，凝膠顆粒或“魚眼”是肉眼可見的濾網汙染物，對產(chan) 品質量有很大的影響。在生產(chan) 過程中，板材上的斑點會(hui) 增加紙卷撕裂的風險。

出現“黑斑”的原因很多：

1. 來自周圍環境、再磨或回收材料的外來顆粒
2. 在擠壓過程中不能*熔化的交聯或高分子組分
3. 由於過高的熱應力而損壞的材料
4. 非有機填料分布不均勻

2. 德國格諾斯全自動熔體(ti) 過濾器RSFgenius係列

在產(chan) 品質量、成本效益、易於(yu) 操作和維護方麵，RSFgenius代表了當今市場上所有過濾係統的更高標準。它配備了一個(ge) 集成的、高效的連續高壓反衝(chong) 洗係統，允許多達400次使用過濾元件。

RSF係列產(chan) 品包括三個(ge) 主要部分-進口塊，出口塊和一個(ge) 過濾器盤之間旋轉。密封依靠是金屬與(yu) 金屬的密封，縫隙非常狹窄，表麵非常堅硬和平坦。保證與(yu) 熔體(ti) 接觸的所有部件不與(yu) 環境接觸(例如氧氣)。

濾網位於(yu) 過濾盤上的環形部分，通過熔體(ti) 通道移動。當熔體(ti) 流過濾網時，汙染物顆粒被攔截，壓差略有增加。控製係統對壓力的增加作出反應，使過濾盤的指數上升1-2角度。因此，被汙染的濾網連續地離開熔體(ti) 通道，而同時清潔的濾網被送入熔體(ti) 通道，有效的過濾區域不變。由於(yu) 這種操作方式，過濾係統運行過程持續不中斷，壓力保持不變。標準情況下，過濾器壓差的變化大2bar，同時可為(wei) 嚴(yan) 苛的應用提供定製。

在被汙染的濾網重新進入熔體(ti) 通道之前，將被清洗，通過高壓清洗係統汙染物。，已過濾的熔體(ti) 從(cong) 出口塊取出，虹吸到液壓驅動的活塞中，然後以高壓和高速從(cong) 後麵射出，通過過濾盤和篩網進入進口塊。每次清洗隻有一小段(大約1%的濾網麵積)。反衝(chong) 洗活塞的行程(=使用的熔體(ti) 量)和速度(=清洗強度)可以自由調節，進而實現優(you) 化。因此，一方麵清洗是非常有效的，但另一方麵，使用的熔體(ti) 量是小的(反衝(chong) 洗損失小)。由於(yu) 采用這種操作方式，篩網幾乎可以100%清洗，根據過濾細度可重複使用多達400次。這使得一個(ge) 全自動過濾(不需要任何操作員的注意)可能在一些應用幾個(ge) 月。

在這之後，因為(wei) 機械原因必須更換濾網。得益於(yu) 過濾係統的專(zhuan) /利操作方式，進行換網的同時，不會(hui) 對生產(chan) 過程產(chan) 生任何負麵影響。根據線的大小，進行一次完整的濾網更換大約需要15分鍾，可由車間操作人員進行，不影響生產(chan) 過程。

3. 德國格諾斯全自動熔體(ti) 過濾器SFXmagnus係列

SFX係列過濾係統的重要特點是濾網有效麵積，以及設計緊湊，操作容易，換網過程對產(chan) 品質量沒有任何影響。熔體(ti) 和汙染物的停留時間都很短(<1分鍾)。

SFX係列的設計基於(yu) 格諾斯專(zhuan) /利的旋轉技術，其特點是一個(ge) 過濾盤在兩(liang) 個(ge) 過濾塊之間旋轉。過濾盤*被過濾塊封裝，更大程度地降低外部對過濾係統中熔體(ti) 的影響。濾網位於(yu) 濾盤上的環形圖案中。

SFX係列基於(yu) 非常硬和平的金屬密封，沒有任何密封元件，這使得該係統運行時幾乎沒有磨損。當過濾器上遊有一定的壓力時，過濾器被索引(大約8度角)通過液壓或氣動驅動。

索引步驟將小部分麵積的濾網引入熔體(ti) 通道，同時去除小麵積的髒濾網。有效的過濾區域始終保持不變。

由於(yu) 旋轉過濾是小麵積轉動，保證了清洗被汙染的濾網不影響生產(chan) 加工過程。在係統左側(ce) 區域，能夠手動更換髒濾網。更換過程也不影響生產(chan) 加工過程。

4.應用案例

4.1用於(yu) 熱成型的PET板材

一家位於(yu) 北美的熱成型PET板材製造商，其擠出生產(chan) 線的吞吐量為(wei) 每小時1.000公斤，選用的是德國Gneuss格諾斯熔體(ti) 過濾RSFgenius 150係列。該生產(chan) 線使用75%的室內(nei) 回收材料(邊飾、骨骼廢棄物)的混合物作為(wei) 原料生產(chan) 透明片材，並以75華氏度過濾。雖然回收物料的比例很高，但由於(yu) 采用了高效的綜合自潔係統，隻需要每四個(ge) 月一次過濾包，過濾部件可自動重複使用250次。

壓差自動維持在50bar的恒定值，大變化為(wei) + / - 2bar，保證了板材的厚度非常均勻。厚度公差非常狹窄，使用小用量的材料。將控製板材厚度的調整保持在小。

4.2 用於(yu) 熱成型的PS板材

一家熱成型的HIPS板材製造商，其擠出生產(chan) 線的吞吐量為(wei) 900公斤/小時，這條產(chan) 線線配備了一個(ge) 德國Gneuss格諾斯熔體(ti) 過濾器SFXmagnus 75係列, 濾網為(wei) 200μm。薄板隨後在同一工廠的熱成型機上進行加工。板材的修剪邊緣和廢物從(cong) 產(chan) 線再返回到擠出機。

德國Gneuss格諾斯熔體(ti) 過濾器SFXmagnus在自動或多路模式下工作，也就是說，汙染物是逐漸和均勻地積累在過濾盤的10個(ge) 濾網上。所有10個(ge) 濾網可以同時被更換。生產(chan) 過程不受更換濾網的影響，有效過濾區域保持不變。整體(ti) 更換濾網能夠大幅節約操作人員的時間和精力。盡管再研磨比例高，且SFXmagnus係列沒有配置自清潔係統，濾網能夠3天才更換一次。更換濾網對於(yu) 生產(chan) 過程沒有任何影響。

4.3用瓶片生產(chan) PET板材

一家南美的PET板材製造商擁有一條輸送量為(wei) 500公斤/小時的擠出生產(chan) 線。這條生產(chan) 線配有德國格諾斯熔體(ti) 過濾器RSFgenius 90。該生產(chan) 線的原料由20%的邊緣修剪廢料和80%的瓶片組成，生產(chan) 透明片材。使用75 - 125μm的濾網。RSFgenius係列集成自清洗係統，過濾元件可自動再生180次。雖然瓶片比例很高，但濾網更換時間長達15 - 25天。可使用來自不同來源的不同質量的瓶片，且*地不影響產(chan) 品質量。

使用德國格諾斯熔體(ti) 過濾器RSFgenius，*避免了由更換濾網導致的生產(chan) 中斷，換網時的故障同時大幅減少，客戶每月產(chan) 能提高25%，

由於(yu) 避免了由於(yu) 屏幕變化而導致的生產(chan) 中斷，更一致的網規和更少的拒收單導致了每月25%的產(chan) 能增長，多虧(kui) 了RSFgenius。因為(wei) 質量問題導致報廢的板材幾乎為(wei) 零。

4.4 用於(yu) 熱成型PP板材

一家熱成型的PP片材的製造商，有一條共擠片材生產(chan) 線，該生產(chan) 線上有一台5英寸的擠出機，加850公斤/小時的德國格諾斯熔體(ti) 過濾器SFXmagnus 90係列，以及一台4半英寸的擠出機加為(wei) 630公斤/小時的德國格諾斯熔體(ti) 過濾器SFXmagnus 75係列。產(chan) 線的原料是原材料和內(nei) 部回收材料的組合。兩(liang) 個(ge) 熔體(ti) 過濾器使用200μm的濾網。

在給產(chan) 線配備旋轉過濾係統之前，遇到了規格表外的問題。然而之後，2台格諾斯熔體(ti) 過濾器SFXmagnus連續不斷地進行操作，即使換網也能生產(chan) 出高質量的板材。使用更高比例的再研磨原料，依舊增加了高達10%的吞吐率。

4.5 PP film tape 用於(yu) PP薄膜

以下數據來自於(yu) 某客戶的生產(chan) 過程，生產(chan) PP拉伸薄膜(膠帶)。薄膜在模具（衣架型）出口處的厚度是335μm，之後薄膜被拉伸到150μm。

該擠出生產(chan) 線由一台90mm的單螺杆擠出機組成，在擠出機的下遊安裝RSFgenius 75(活動過濾麵積90cm英寸)，在換網機出口側(ce) 安裝衣架型模頭。模頭的下遊是輥組和拉伸設備。

擠出生產(chan) 線的生產(chan) 能力為(wei) 330公斤/小時，采用40μm的濾網。薄膜由厚度測量裝置進行連續監測。

下圖顯示相對輥寬的百分比。左邊的軸表示的是薄膜厚度，以μm為(wei) 單位，右邊的軸表示的是與(yu) 設定值335μm的大相對偏差

測量設備連續監控薄膜的厚度。每隔18秒，統計數據（比如平均值和變化）就會(hui) 顯示在顯示器上，並存儲(chu) 在計算機上。每個(ge) 平均值用#表示，通過紅色i表示的偏差。大偏差和設定值335色m的商數用藍色表示，並表示18秒測量間隔後所謂的大相對偏差。

設置傳(chuan) 感器的橫向運動，薄膜的整個(ge) 寬度被劃分為(wei) 100個(ge) 測量部分。這樣，薄膜的寬度被記錄在1.800秒(30分鍾)內(nei) 。

過濾係統的基本時間設置(轉盤的一個(ge) 分度步驟與(yu) 一個(ge) 分段清洗周期之間的時間間隔)設置為(wei) 180秒。選擇這個(ge) 時間設置，以便能夠看到過濾係統的運行周期是否對膜厚有影響。理論上，每180秒或每10個(ge) 測量間隔應該有一個(ge) 變化。從(cong) 圖上看,這些值可以看到上麵圖上標有i。膜厚度是大的偏差+ / - 5μm,平均+ / - 3μm,代表一個(ge) 相對偏差+ / - 1.5或+ / - 0.9%。與(yu) 擠壓線中其他因子的約+ / - 0.6%的正常偏差相比,這些數字僅(jin) 在過濾係統中低提高。考慮到這個(ge) 擠壓線沒有在過濾係統下遊安裝齒輪泵(這可能會(hui) 抑製壓力變化), 這些值非常好。

為(wei) 了研究結果，當熔體(ti) 過濾係統對膜的影響大時，進行了進一步的測試。

測試內(nei) 容即在生產(chan) 運行時交換濾芯。換句話說:觸發了熔體(ti) 過濾係統對產(chan) 線可能引起的大潛幹擾。每3個(ge) 月更換一次濾網(其間不需要注意熔體(ti) 過濾係統)，大約需要10分鍾。這段時間的膜厚記錄如下:

從(cong) 圖中可以清楚地看出更換濾網時間(A)。在這段時間內(nei) ，薄膜厚度增加了多5μm，相對偏差小於(yu) 1.6%。因此，在此期間製作的薄膜量是*合格的。

因此，即使在更換濾網期間內(nei) ，薄膜質量依舊能夠得到保障。

在聚合物熔體(ti) 通過模具之前，無論何種汙染都應該盡可能地從(cong) 聚合物熔體(ti) 中去除，以達到對透明度(板材)和抗拉強度(熱成型容器、膠帶)的更高要求，或者僅(jin) 僅(jin) 是為(wei) 了保護下遊設備(拋光輥)。優(you) 質的熔體(ti) 過濾係統不僅(jin) 能保證產(chan) 品質量的不斷提高，而且能大幅度提高工藝的經濟效益。出色的熔體(ti) 過濾器應該有效地去除來自聚合物熔體(ti) 的汙染，並且不會(hui) 對工藝產(chan) 生負麵影響。德國Gneuss格諾斯全自動熔體(ti) 過濾器既是滿足以上要求的理想選擇。

5.結論

德國Gneuss格諾斯熔體(ti) 過濾器sxmagnus和RSFgenius旋轉過濾係統提高了擠壓工藝的產(chan) 品質量和生產(chan) 效率。

壓力恒定的過濾係統確保了持續的厚度和分子量。因為(wei) 改變濾網包對生產(chan) 工藝沒有任何影響，在適用的情況下，可以選擇更精細的濾網，進而保改進的產(chan) 品質量。

德國Gneuss格諾斯熔體(ti) 過濾器的連續運行還可以提供10%或更多的生產(chan) 率的提高。

以上這些因素使得產(chan) 品的投資回報極短(通常少於(yu) 1年)。這意味著德國Gneuss格諾斯熔體(ti) 過濾器不僅(jin) 值得用於(yu) 新的擠出生產(chan) 線，在現有生產(chan) 線上替換傳(chuan) 統的篩網更換器也同樣具有吸引力。

德國Gneuss格諾斯熔體(ti) 過濾器RSFgenius的集成自潔(反衝(chong) 洗)SFXmagnus係統, 更加適用於(yu) 對使用材料的要求的產(chan) 線，以及高汙染原料和/或在高自動化的產(chan) 線(例如:在熱成型線)。

為(wei) 了降低用於(yu) 熱成型的PET片材的原材料成本，越來越多的使用PET瓶片，這就對熔體(ti) 過濾係統提出了更高的要求。