پیشرفت­ ها در ریژه ­های (دای­) فیلم دمشی و تولید فیلم های 11 لایه

بسپار- ریژه ­های فیلم دمشی از دو منظر اندازه و قابلیت تولید پیشرفت کرده ­اند: یک نمونه­ ی اخیر برای تولید فیلم با قطر 2/3 متر و نمونه ­ی دیگر برای تولید فیلم 11 لایه بود.

راهکار پیشنهادی شرکت Dow Chemical برای نقص چهارلایه شدن فیلم­های سه ­لایه

ریژه ­های پیچیده، نقش کلیدی در گسترش فیلم­های چندلایه در بازار دارند. در نمونه اخیر، تحلیل علت نقص در کیفیت محصول به تولیدکننده فیلم دمشی کمک کرد تا دلیل نقص کیفیت در حین تولید را که می­تواند ناشی از ریژه باشد، شناسایی کند.

تحقیقی در همایش اخیر ANTEC توسط شرکت Dow Chemical ارایه شد. در این تحقیق، خط فیلم دمشی برای ساخت فیلم سه لایه با ساختار A-B-A استفاده شد. این خط دارای ریژه ­ای با درونه حلزونی سه­ لایه است که از طریق دو رانشگر­ تک ماردان تغذیه می­شد. رانشگر پوسته به مجرایی می ­رسید که به دو نیم تقسیم می­شد تا حلزونی درونی و بیرونی درونه را تغذیه کند. حلزونی میانی درونه توسط رانشگر مرکزی خوراک­ دهی می­شد.

آزمایش ساخت فیلم هم ­رانشگری شده با استفاده از پلی ­الفین کم­چگالی (حاوی هم ­تکپار زیاد) در لایه مرکزی انجام شد. در کاربرد واقعی به بسپارهای پوسته و مرکزی با چگالی­های بسیار متفاوت نیاز است.

اگرچه بسپار خوراک­دهی شده به رانشگر پوسته دارای چگالی نسبتا زیاد بود، با این حال فیلم حاصل، مشکل خشک­ چسبی (blocking) داشت. برای درک علت این نقص، ساختار فیلم با استفاده از میکروسکوپ بررسی شد.

بجای ساختار سه­ لایه موردنظر، فیلم با ساختار 4 لایه به نظر می­رسید. زیرا بسپار مرکزی هم در لایه درونی و هم در لایه پوسته حضور داشت. حضور بسپار مرکزی چسبناک در یکی از پوسته ­ها موجب شد فیلم حاصل نقص خشک­ چسبی نشان دهد. پس از تشخیص ساختار چهار لایه، شرکت آن را ریشه ­یابی کرد.

ساختار چهار لایه به ناحیه ­ی خاصی از فیلم محدود نمی­شد بلکه در سراسر فیلم وجود داشت. این نشان می­دهد که مشکل سخت ­افزاری درون بخش درونه حلزونی ریژه وجود ندارد، وگرنه نقص در نقاط مشخصی از فیلم ایجاد می­شد. این نقص به احتمال زیاد به چندراه ه­ایی (manifold) که درونه ­های حلزونی را تغذیه می­کرد ربط داشت. این نقص، احتمالا نقص نشتی بود. اما ممکن است که نقص کلی نظیر لوله­سازی (piping) نادرست رانشگرها باشد.

دو علت سخت ­افزاری ممکن برای ایجاد نقص پیشنهاد شد. اما تنها به وسیله ­ی باز کردن و بررسی ریژه و چندراه­ هایی که به آن خوراک­دهی می ­شود، می­تواند تایید شود.

پیش از این، از رنگ ­بخش­هایی برای درک بهتر جریان مذاب بسپار درون ریژه استفاده می­شد. آزمایش شامل دستیابی به عملیات پایدار، پس از افزودن رنگ آبی (در رانشگر هسته) و سپس رنگ سفید به رانشگر پوسته بود. نمونه فیلم­ها پس از اینکه هر رنگ وارد و خارج از سامانه می­شد جمع­آوری می­شدند. بدیهی است که خروج با آهنگ یکسانی نبوده است.

رد ریژه (die print) نشان می­دهد که مذاب بسپار از رانشگر پوسته چگونه به دو جریان تقسیم می­شود و درونه ­های حلزونی درونی و بیرونی را خوراک­ دهی می­کند. مطالعه ­ی نتایج حاصل از آزمون رنگ­بخشی منجر به این باور شد که نشتی باید در سطح آب­بندی (sealing) بین ریژه (دای) و چرخانه (rotator) وجود داشته باشد. هنگامی که چرخانه بازرسی شد، مشاهده شد که آستینه (collar) سرجایش نیست: موقعیت آن بسیار بالاتر از آن بود که بتواند سطح بین ریژه و چرخانه را آب­بندی کند.

این موجب می­شد بسپار مذاب رانشگر هسته از ورودی درونه حلزونی هسته به ورودی درونه حلزونی پوسته ­ی بیرونی نشت کند. برای تمیز شدن فصل مشترک بین ریژه و چرخانه، تعمیر نیاز بود، سپس موقعیت آستینه محل چرخانه تنظیم شود تا سرهم­بندی ریژه به طور درستی درون چرخانه آب­بندی شود. با این کار فیلم به ساختار سه لایه مطلوب بازمی­گردد.

شکستن رکورد اندازه ریژه توسط شرکت Davis-Standard

شرکت Davis-Standard بزرگ­ترین ریژه فیلم دمشی هفت لایه را با نام ریژه Centrex IBC با قطر2/3 متر عرضه کرده است که بخشی از خط جدید تولید فیلم شرکت Rani Plast در فنلاند است (شکل 1). خط برای شرکت Rani به منظور تولید فیلم­های کشاورزی بسیار سدگر و فیلم­های پایه PE رایج غیرسدگر سفارشی ساخته شده است.

ریژه و برج (tower) می­تواند در برونداد زیاد، با حلقه هوای کنترل پروفیل خودکار به صورت دولبه، حبابی با قطر m 22 (در حالت تانشده) تولید کند. طراحی عالی ریژه همراه با هفت رانشگر Davis-Standard MAC مجهز به ماردان­های DSB و تعویض­ گر توری پیوسته است تا مذابی با کیفیت در دمای کنترل شده فراهم سازد. این خط امکان تولید فیلم­های بسیار سدگر و غیر سدگر با ضخامت 30 تا 200 میکرون را فراهم می­کند. همچنین با طراحی ریژه، می ­توان مقدار EVOH مصرفی را که ماده ­ای گران است، در ترکیب­بندی فیلم سدگر بهینه­ کرد.

ریژه می­تواند فیلم با کیفیت با نسبت­های هم­رانشگری بهینه­ شامل لایه­ های پوسته ضخیم­تر و لایه ­های هسته با درصد کم را برای ساختارهای 

تقویت کنترل دمایی در خط تولید فیلم

اخیرا شرکت آمریکاییHosokawa Alpine ، خط تولید فیلم 11 لایه در شرکت تولیدکننده عمده فیلم دمشی نصب کرده است (شکل 2). در خط از نرم افزار و سخت افزار زیمنس استفاده شده که دارای سامانه کنترل دمایی پیشرفته است و تغییرات سریعتر در کسب اطلاعات و دستورالعمل را فراهم می­کند. 

برگردان: دکتر فاطمه خودکار

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 170ام ماهنامه بسپار آبان ماه 95 بخوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های 02177523553 و 02177533158 داخلی 3 سرکارخانم ارشاد تماس بگیرید. امکان اشتراک آنلاین بر روی صفحه اصلی همین سایت وجود دارد.