原料的输送和干燥对薄膜生产的影响
2006-09-19 08:48:23.0 来源：绍兴翔宇绿色包装有限公司 符朝贵 王德成 责编：中华印刷包装网
一、干燥对原料的要求及其重要性：
原料的输送和干燥是BOPET薄膜生产的第一道工序，在原料内在性能满足要求的前提下，干燥是生产的重要工序，所以较深入地对干燥设备和各种干燥工艺的性能特点的研究，对专业生产聚酯薄膜企业来说，是必不可少和非常重要，它将对BOPET薄膜生产厂质量的提高，消耗的降低，起到重要的指导作用．对于原料的要求我们在2005《塑料包装》第二期中已有详细说明，在这里我们再强调直接影响干燥效果和挤出性能的指标。
（一）含水量的要求——它是直接影响干燥效果的指标，如果含量超过0．5％会影响预结晶器循环热风的含水量，在短时间内不会把切片表面水分烘干，这样在高温下进入干燥塔易结块，结块就直接影响干燥效果，而且还容易堵住出料口，使挤出机进料不畅，引起挤出压力和模头压力的波动，造成薄膜厚度的不均，引起破膜。
（二）对原料粒子均匀性的要求——粒子的均匀性直接影响配料后混合的均匀性，特别是在立式搅拌混合器中更重要，虽然也有上下的混合，但是粒子小的切片在底部的比例要大，如果干燥后的原料粒子小的比例较大，由于堆积密度不同会引起挤出机的压力波动，也同样造成生产不正常的影响．
（三）严禁切片中含有因水下切粒刀调整不好而产生的尾削料，此种料在输送过程中，尾削会卡住旋转送料阀，同时也会产生大量的粉尘。
二、原料输送的方式
（一）正压连续输送——主要是用高压风机（锣次风机或高压离心风机）与旋转送料阀配合，将原料输送到指定的料仓和料斗。它的主要优点是设备简单，维修方便。
它的缺点是易产生粉末，分离不好会团聚在干燥器的不易流动的地方，等团聚一定重量成块进入挤出机对生产的正常和产品质量有很大的影响。
噪音较大对工作环境有影响。
（二）正压脉冲输送——-脉冲输送是慢速输送法，主要目的是减少在输送过程中的粉末量，减少环境的噪音。脉冲输送装置是以0．3Mpa的压缩空气为动力把原料间断式的输送到指定料仓和料斗。它的输送 速度可以通过进料和进气的时间进行调整。
（三）真空输送——-在输送系统中要保持密封最高负压可达到-0．06-0．1Mpa这样才能输送。这种输送也有一定的粉尘量，但能与原料分离对产品影响较小。
它的缺点是粉尘的处理问题很烦，要经常更换过滤网。
三、原料的配备和混合
（一）原料的配备——-主要是根据设备的结构和客户对薄膜的性能要求决定的，原料对薄膜性能影响较大的有电性能；光学性能；和薄膜的表面性能。在不影响用户使用的前提下，还要综合考虑薄膜的生产成本要有竞争力，这是我们在决定原料配比时必定要考虑的问题。
（二）原料的混合——-各种原料混合的均匀性对薄膜的性能和加工性能影响很大：
1．粘度的影响——-由于各种料的粘度不可能一样，如果混合的不均匀就会造成熔体压力的波动，模头的压力波动会引起薄膜厚度的变化影响了厚度的均匀性．
2．对薄膜雾度的影响——-如果添加剂母料混合不均匀会影响薄膜的雾度均匀性，透明度不一致，此种薄膜就不能用在光学，医学领域。
（三）原料计量的方式：
1．体积计量——-设备简单但计量精度不高，因受原料的堆积密度的影响。如果改变原料要及时计量新来原料的堆积密度，然后根据堆积密度进行计算各种原料的配比。
2．重量计量——-设备复杂但计量精度高，不受原料堆积密度的影响，能确保配比的准确性。
（四）混合的方式：
1．静态混合——-是几种原料通过计量装置同时进入一个纵横交错的丝网管状容器中进行混合．此种装置的优点是设备简单维修方便，它的缺点是，如果有一套计量装置有故障没能及时发现，就会造成故障期原料配方的错误，影响薄膜的性能和生产的稳定．
2．行星混合器——-各种原料是用计量法或用体积计量法按顺序进入混合料斗后，开始启动混合电机进行自转和公转，运行一定时间后就达到了均匀度的要求．由于它是叠加法的计量进料方式，如果有一个计量进料系统有故障，程序自动停止，所以它的优点是确保原料配比的准确性。
四、原料的干燥形式：
（一）沸腾床式预结晶和填充式干燥器：
1.结晶器——-通过大风量的热空气吹风使原料在沸腾床上沸腾去掉原料的表面水分，预结晶温度在170~180℃这样使切片的表面很快结晶确保进入干燥塔不结块。
（1）确保预结晶器内负压状态，能使预结晶器的粉尘吸到旋风分离器中分离出来，减少对成品性能的影响。
（2）回风的利用，要与预结晶器的负压和过滤网的阻压情况来进行调整。
2.干燥器——-柱式干燥器，内有分流罩，使热空气在筒内均匀向上带走水分，一般在干燥温度180℃空气露点-40℃时干燥塔内停留4h就可以满足工艺要求。
3.全沸腾的预结晶器，这种结晶器是大风量使在预结晶器中的原料热风吹到一定高度经过两个挡板然后进入干燥塔，因挡板底部间隙很小所以大的块料无法进入干燥塔，大部分的料都是从隔板上方进入干燥塔，所以这种干燥很少在干燥塔结块。
在生产操作上要注意以下问题：
（1）进料量要根据干燥塔的料位情况进行调节。
（2）一定保持预结晶器的温度不低于160℃。
（3）干燥塔料位在计划停机时料位不高于10%。
（4）在主生产线不正常，再从新开启预结晶的风机和加热器时要严格按照操作规程，预结晶循环风温度到达工艺要求时才能开动振动送料器和旋转阀往预结晶器送料。
（5）随时检查预结晶器的负压值，要使预结晶器顶部的压力保持在-10mbar，这样会降低干燥后原料的粉尘量，同时可提高干燥效果。
（二）半沸腾床（也叫流化床式）的预结晶器：
它的沸腾床面积较大，原料的进口处，为了使原料表面快速结晶风量较大，后面的风量较小，只能把一定厚度层的料吹鼓起来，随风的倾斜方向流动进入干燥塔。
此种干燥设备在生产和操作应注意：
（1）严格禁止进料量与风量的不配套，以防原料在预结晶器中结块进入干燥塔。
（2）严格控制预结晶器中的原料进入干燥塔的速度，否则将影响干燥塔的温度。
（3）严禁原料的水分超标，如果含水量大会促进在预结晶器中的结块，影响干燥效果。
（三）干燥去湿原理
在同一环境空气的水分均衡原理，水分含量多的地方要向水分含量低的地方迁移，保持同等环境的含水量的平衡。干燥空气的露点在-40℃以下，所以切片内的水分不断地往外迁移，使切片的含水量不断下降，直到水分含量达到标准。
（四）旋风分离器的作用和循环风量的调整：
干燥塔上面排气量要与预结晶进风量和干燥器进风量相协调，使干燥塔内部的压力为负10mm水柱，这样能保证粉尘随空气进入旋风分离器，消除粉尘对拉伸工序的影响。
（五）空气去湿的方式
（1） 分子筛式去湿器的工作原理——-一般采用的气源是较高的压力气源，用压缩空气和高压风机都可以，如果采用压缩空气要求油的含量不以超过5PPm，否则会引起硅胶粒中毒，失去除湿的作用。
环境空气经过空压机的压缩进入去湿塔，塔内先经过活性碳吸收大量的水分，再进入硅胶颗粒室，由硅胶继续吸收空气中的水分，使空气露点降到-60℃以下，而硅胶由于吸收了水分颜色变蓝。此时去湿就更换到另一个硅胶塔中，而硅胶变色的塔开始再生，加热的压缩空气进入再生硅胶塔中，待压力达到一定时突然减压带有大量湿气的空气迅速地排除在外，恢复了硅胶的去湿性能，这样的往复动作使低露点的空气不断提供给干燥塔。
（2）分子筛式去湿器使用的注意事项：
a.要注意进气过滤器的检查和清理更换，否则影响干燥空气的供应量，会引起含水量的波动。
b.要经常检查更换再生热空气的过滤器，不能使过滤网损坏，否则灰尘进入分子筛会引起硅胶粒表面中毒失去吸湿效果，或随干空气进入干燥塔然后进入挤出机影响薄膜的正常生产。
c．确保再生热空气的冷冻去湿，使再生空气的含水量满足要求，否则影响除湿效果．
d．确保干燥空气过滤器的畅通，过滤器前的压力不能太大，否则会导致各种温度不正常，如果用的罗次风机也会增加它的负荷。
（3） 氯化锂转鼓去湿器的工作原理——-经过风机的空气首先通过冷冻去湿除去空气中大量水分，再通过一定厚度的转盘内装有吸附水性很强的氯化锂吸湿剂的纸制材料，当空气经过它时进一步吸附水分，使空气达到干燥空气的含水要求．为了达到转鼓的循环去湿的目的，在转盘的1／4处设计一个密封室，密封室一端通入150℃左右的热风，通过转鼓的1／4圆的面积将3／4面积吸收的水分带走排除室外。这样随着转鼓的转动不断的吸收和再生，产生干燥空气。
（4） 氯化锂转鼓去湿器使用的注意事项：
a．确保再生热空气的冷冻去湿，产生的冷凝水排除畅通，使再生空气的含水量满足要求，否则影响除湿效果。
b.确保进气管的环境无灰尘污染，过滤器的面积和过滤等级符合要求。
c．经常更换再生热空气的过滤网，防止灰尘进入堵住氯化锂转鼓的空隙，影响除湿效果。
d．严格禁止用压缩空气清理氯化锂转鼓，否则会把附在纸上的氯化锂吹掉，失去了去湿的作用。
（六）真空转鼓干燥：
1.真空转鼓——-设备简单，维修方便能确保干燥的质量，但噪音大，干燥的时间长，生产能力小，每次转鼓干燥的效果略有差异，属于间断式干燥，目前用的较多的是小化纤和小的薄膜线。
2.真空干燥是切片在转鼓内边升温边抽真空，真空度可达-0．1Mpa，由于切片内的水在温度达到150℃时内部的水汽化往外面迁移被真空泵抽出．真空干燥的特点是，升温要缓慢升温否则会引起粘结成块的现象，影响干燥效果，二是干燥的温度不能太高，如果切片外面结晶太快，就会影响内部水分的迁移降低了干燥的效果．
五、切片干燥对薄膜生产和性能的影响：
（一）干燥形式对薄膜加工和性能的影响：
1.气流高温干燥：
（1）主要对聚酯切片氧降解较大，很快结晶，一般干燥温度在170-180℃，形成的晶核较少但晶粒较大，由于切片外壳晶粒较大组织较疏松，切片内部的水分易迁移，所以干燥时间较短就能满足工艺要求。
（2）由于干燥使切片的晶粒大，因此在进入挤出机时破坏结晶的能量就大，因此挤出机的驱动功率和加热功率都要大些，在挤出的同时在高剪切力的作用下使熔体粘度有所下降。
（3）由于干燥和挤出使熔体的粘度下降，使生产出的薄膜性能也有差别，薄膜的挺度不好，原因是干燥形成的晶核少，在薄膜的热定形中异相成核的晶体少，而且晶粒较大，所以非结晶区多造成薄膜发软，透明度对比低温干燥的要差。
2.真空低温干燥：
低温干燥的含义是干燥温度在140~150℃之间，它的优点如下：
（1）干燥时间长，由于是真空干燥因此基本没有氧降解，保持了切片的粘度。
（2）形成的晶核多，但晶粒小有利于挤出和熔融，驱动和加热所需的功率较少。
（3）生产出的薄膜挺度好，其原因是在热定形中由于晶核多，对晶核的增长互相有抑止作用，限制了晶体的长大，形成的晶体都是微晶体，所以既增加了结晶度又保持了薄膜的透明度。
（二）干燥效果对薄膜的生产和性能的影响：
1.干燥后切片的含水量对薄膜的生产和性能的影响很大，生产薄型膜要求水分含量要低于20PPm，其主要原因是防止聚酯在熔体线的水降解，影响薄膜的拉伸倍数和拉伸取向率，轻者影响薄膜的强度，重者影响正常生产，一般生产较厚的薄膜含水量不大于50PPm，因为熔体虽然有降解，但因薄膜的拉伸取向率不高所以对生产无大的影响。
2.干燥后的切片含水量不稳定其原因主要有，预结晶结块干燥不好，干燥塔进料不均匀，干燥去湿器效果不好露点高，这样轻者会影响熔体压力不稳定，造成薄膜厚度不均匀。如果水分含量相差较大会造成破膜生产不正常。 （peter）
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