Экструзия это непрерывный технологический процесс, заключающийся в продавливании расплава термопластичного материала через формующий инструмент (головку), с последующим калиброванием и охлаждением для получения изделия с заданной геометрической формой.
Для подготовки расплава при производстве рукавных, а также плоскощелевых пленок можно использовать следующие виды экструдеров: одношнековые, двухшнековые, планетарные, дисковые, комбинированные, каскадные.
По характеру процессов, протекающих в канале материального цилиндра одношнекового экструдера, можно условно выделить несколько зон (Рис. 1): питания, плавления и дозирования.
Рис. 1. Общий вид шнека и условное расположение функциональных зон
I- зона питания, II - зона плавления, III - зона дозирования.
Зона питания. Полимер в виде гранул или порошка поступает из бункера, расположенного над экструдером в загрузочную воронку. Под действием гравитационных сил и сил трения (за счет разницы коэффициентов трения полимера к шнеку и цилиндру, при этом коэффициент трения полимерного материала к шнеку должен быть меньше, чем к цилиндру) гранулы продвигаются вдоль. По мере движения полимера вдоль в материале развиваются высокие сдвиговые напряжения, вызывающие дополнительное нагревание полимера (саморазогрев). Часть тепла подводится конвекцией от нагревателей различной конструкции (индукционные, инфракрасные и т.д.). Гранулы уплотняются, нагреваются, частично плавятся.
Зона питания располагается после зоны загрузки. Зона загрузки обычно имеет продольные канавки для улучшения подачи гранул, а также водяное охлаждение, чтобы гранулы материала при контакте со шнеком не прилипали к его поверхности и не препятствовали поступлению других гранул. В случае неправильной работы или отсутствия водяного охлаждения зоны загрузки возможно образование так называемого "козла", со всеми вытекающими последствиями его устранения и чистки оборудования.
Зона плавления. Благодаря уменьшению глубины нарезки шнека в этой зоне, уменьшается свободный объем витка, происходит дальнейшее уплотнение и расплавление частиц полимера до расплавленной массы.
Зона дозирования. Расплав полимера в зоне дозирования подвергается интенсивному смесительному воздействию благодаря специальным конструктивным элементам шнека. В этой зоне глубина нарезки шнека минимальная. Отношение объема витка в зоне дозирования к объему витка в зоне питания определяет коэффициент сжатия. Для различных материалов конструируются шнеки с индивидуальным значением коэффициента сжатия для получения оптимальных реологических характеристик расплава полимера.
Способ производства рукавной пленки по схеме «снизу-вверх» применяют при изготовлении пленок практически любой ширины. Схема производства «сверху-вниз» рациональна для производства узких, тонких пленок. Горизонтальный прием рукава представляет интерес при изготовлении, например, толстых газонаполненных (вспененных) пленок.
Технологическая линия для получения рукавной ПЭНД пленки по схеме «снизу-вверх» компании Kung Hsing модели KS-FE50 представлена на рис. 2.
Рис. 2. Общий вид экструзионной линии KUNG HSING KS-FE50.
1 – автоматический загрузчик, 2 – бункер, 3 – экструдер, 4 – экструзионная головка, 5 – кольцо охлаждения, 6 – стабилизатор, 7 – корзина, 8 – складывающие щеки, 9 – приемное устройство, 10 – направляющие ролики, 11 – устройство обработки пленки коронным разрядом, 12 – устройство намотки, 13 – панель управления, 14 – башня.
Технологическая линия для получения рукавной ПЭВД пленки по схеме «снизу-вверх» Kung Hsing модели KS-FLL65 представлена на рис. 3.
Рис. 3. Общий вид экструзионной линии KUNG HSING KS-FLL65.
1 – автоматический загрузчик, 2 – бункер, 3 – экструдер, 4 – экструзионная головка, 5 – кольцо охлаждения, 6 – корзина, 7 – складывающие щеки, 8 – приемное устройство, 9 – направляющие ролики, 10 – устройство намотки, 11 – панель управления, 12 – башня.