ENGČo je a Masterbatch Extrusion Line
Linka na vytláčanie predzmesi je výrobný systém, ktorý taví, mieša a tvaruje plastovú živicu spolu s pigmentmi, plnivami alebo prísadami do malých jednotných peliet, ktoré sa neskôr používajú na farbenie alebo úpravu sypkých plastových materiálov počas následného formovania alebo výroby fólie. V strede väčšiny moderných zariadení je a Masterbatch dvojzávitovková extrúzna peletizačná linka , ktorý používa dve do seba zapadajúce skrutky vo vyhrievanom sude na dosiahnutie dôkladného premiešania a konzistentného výkonu ďaleko za hranicami toho, čo dokáže jediný závitovkový stroj poskytnúť sám.
Samotná predzmes všeobecne spadá do štyroch širokých kategórií: čierna predzmes, biela predzmes, farebná predzmes a tekutá predzmes, pričom každá vyžaduje mierne odlišnú rovnováhu šmyku, teploty a doby zotrvania vo vnútri extrudéra. Dobre nakonfigurovaný Výrobná linka Masterbatch Twin Screw Extrusion je skonštruovaný tak, aby zvládol túto škálu formulácií pri zachovaní veľkosti peliet, konzistencie farby a mechanických vlastností v rámci tesnej tolerancie šarže po šarži.
V nasledujúcich častiach sa dozviete, ako proces v skutočnosti funguje, prečo sa technológia dvojitej skrutky stala štandardom pre miešanie predzmesi, ako krútiaci moment a geometria skrutky ovplyvňujú výstup a čo treba hľadať pri porovnávaní metód peletizácie a špecifikácií zariadení.
Ako funguje dvojzávitovková extrúzna peletizačná linka
Typická linka na vytláčanie predzmesi posúva materiál cez sekvenciu spojených stupňov, z ktorých každý zodpovedá za špecifickú časť premeny surového prášku a peliet na hotové granule predzmesi.
Hlavné fázy procesu
- Podávanie: živica, pigment, plnivo alebo prísada sa dávkuje do suda cez gravimetrické alebo objemové dávkovače
- Tavenie a doprava: Dvojité závitovky prepravujú a tavia materiál, keď sa pohybuje pozdĺž vyhrievaných zón valca
- Miešanie a dispergovanie: hnetacie bloky a miešacie prvky na závitovke rozkladajú pigmentové aglomeráty a rovnomerne ich rozptyľujú cez taveninu
- Odvzdušňovanie: prchavé plyny a vlhkosť sa odstraňujú cez odvzdušňovacie otvory predtým, ako tavenina dosiahne matricu
- Tvarovanie lisovacej hlavy: tavenina sa pretláča cez lisovaciu dosku, pričom sa vytvárajú súvislé vlákna alebo kvapôčky v závislosti od spôsobu peletizácie
- Peletizácia a chladenie: vlákna alebo kvapôčky sa narežú na pelety, potom sa pred balením ochladia a sušia
Pretože pigmentové častice majú tendenciu sa pred spracovaním zhlukovať, fáza miešania a dispergovania sa zvyčajne považuje za najdôležitejšiu časť výrobnej linky predzmesi farieb, pretože zlú disperziu v tomto štádiu nemožno ľahko opraviť neskôr v procese.
Prečo sa na predzmes používajú dvojzávitovkové extrudéry
Dvojzávitovkový extrudér pre predzmes používa dve paralelné závitovky, ktoré sa do seba zapadajú a otáčajú sa, čím vytvárajú samostieraciu činnosť, ktorá udržuje materiál v pohybe konzistentne cez valec bez stagnujúcich zón. Tento dizajn poskytuje oveľa väčšiu kontrolu nad intenzitou strihu a dobou zotrvania ako jednozávitovkový stroj, čo je jeden z dôvodov, prečo vo výrobe predzmesi dominujú zostavy dvojzávitovkovej linky na miešanie, najmä pri formuláciách s vysokým obsahom pigmentu alebo plniva.
| Funkcia | Jednozávitovkový extrudér | Dvojzávitovkový extrudér |
|---|---|---|
| Miešanie a disperzia | Obmedzené | Silné, nastaviteľné pomocou skrutkových prvkov |
| Schopnosť vetrania | Základné | Podporované sú viaceré vetracie zóny |
| Tolerancia zaťaženia plniva | Nízka až stredná | Vysoká, vhodná do predzmesi plniva |
| Konzistencia kŕmenia | Citlivé na zmeny krmiva | Samoutieranie, zhovievavejšie |
Krútiaci moment skrutky a jeho úloha v kvalite výstupu
Špecifický krútiaci moment, zvyčajne vyjadrený v newtonmetroch na kubický centimeter objemu skrutky, popisuje, akú rotačnú silu môžu skrutky vyvinúť na materiál vzhľadom na ich veľkosť. Vyšší špecifický krútiaci moment vo všeobecnosti umožňuje stroju na výrobu plastových predzmesí pracovať pri vyšších rýchlostiach závitovky bez straty kvality disperzie, čo sa premieta do vyššej priepustnosti pri rovnakej dĺžke a priemere hlavne.
Tabuľka 1. Všeobecný odkaz na špecifický krútiaci moment pre bežné kategórie dvojzávitovkových extrudérov používaných pri výrobe predzmesi
Špecifikácie extrudérov pre linky predzmesi sa bežne pohybujú od malých laboratórnych skrutiek s priemerom okolo 8 mm až po veľké výrobné skrutky presahujúce 170 mm a špecifický krútiaci moment je jedným z kľúčových čísel používaných na porovnanie strojov podobnej veľkosti. Vyššia hodnota krútiaceho momentu poskytuje väčšiu flexibilitu pri používaní hustej plniacej predzmesi alebo aditívnej predzmesi, ktoré odolávajú toku viac ako štandardné farebné predzmesi a kladú väčšie mechanické zaťaženie na skrutky.
Pomer L/D a požiadavky na zloženie
Pomer L/D, čo znamená, že dĺžka závitovky vydelená jej priemerom určuje, koľko času a práce pri miešaní materiál zažije pri prechode valcom. Vyšší pomer L/D vo všeobecnosti poskytuje väčšiu vzdialenosť pre tavenie, disperziu a odvetrávanie, čo je najdôležitejšie pre formulácie, ktoré sa ťažšie rovnomerne dispergujú.
Tabuľka 2. Všeobecný odkaz na typický pomer L/D podľa typu formulácie predzmesi
Plnivá predzmes, ktorá často nesie vysoký obsah uhličitanu vápenatého alebo podobného minerálneho plniva, má tendenciu vyžadovať dlhší pomer L/D, aby sa dosiahlo rovnomerné rozptýlenie, zatiaľ čo štandardná čierna predzmes s jednoduchšou náplňou sadzí môže často bežať na kratšej skrutke bez obetovania kvality. Výber správneho pomeru L/D pre výrobnú linku predzmesi plniva je jedným z predchádzajúcich rozhodnutí prijatých pri špecifikácii nového vytláčacieho systému, pretože dĺžka valca je pevne stanovená po postavení stroja.
Priepustnosť a priemer skrutky
Výstupná kapacita sa mení s priemerom skrutky, ale vzťah nie je dokonale lineárny, pretože väčšie skrutky tiež profitujú z lepšieho krútiaceho momentu a konštrukcie vetrania. Nižšie uvedená tabuľka ukazuje všeobecný referenčný vzor porovnávajúci priepustnosť pri štandardnom krútiacom momente a konfigurácii s vysokým krútiacim momentom v celom rozsahu priemerov skrutiek.
Tabuľka 3. Všeobecný referenčný vzor znázorňujúci stúpajúcu priepustnosť s priemerom skrutky pre štandardné konfigurácie a konfigurácie s dvoma skrutkami s vysokým krútiacim momentom
Ako ukazuje graf, medzera medzi štandardnou konfiguráciou a konfiguráciou s vysokým krútiacim momentom má tendenciu sa zväčšovať pri väčších priemeroch skrutiek, pretože vyšší krútiaci moment odblokuje vyššie rýchlosti skrutiek bez zníženia kvality taveniny. Toto je kľúčová úvaha pre kupujúcich, ktorí prechádzajú od pilotnej peletovacej linky predzmesi až po úplný výrobný systém, pretože stroj, ktorý funguje dobre pri malom priemere, sa automaticky nezmenšuje rovnakým spôsobom pri veľkom priemere bez primeraného krútiaceho momentu.
Dvojzávitovkové miešanie verzus jednozávitovkové vytláčanie
Radarová tabuľka nižšie porovnáva dvojzávitovkovú kompaundačnú linku s jednozávitovkovým extrúznym nastavením na základe piatich faktorov, ktoré sú najdôležitejšie pri výrobe predzmesi vo výrobnom meradle.
Graf 4. Všeobecné porovnanie dvojzávitovkových zlučovacích liniek a jednozávitovkovej extrúzie v rámci piatich výrobných faktorov
Dvojzávitovková miešacia linka vo všeobecnosti dosahuje vyššie skóre vo všetkých piatich uvedených faktoroch, čo vysvetľuje, prečo sa stala štandardnou voľbou pre farbu, plnivo a aditívnu predzmes. Jednozávitovkové vytláčanie si stále drží miesto v jednoduchších aplikáciách s nižším obsahom plniva a menej náročnými požiadavkami na disperziu, najmä vďaka jednoduchšej mechanickej konštrukcii.
Materiály spracované na Masterbatch linke
Očakáva sa, že dobre navrhnutá linka na vytláčanie predzmesi zvládne celý rad nosných živíc a kombinácií aditív bez väčších mechanických zmien medzi jednotlivými sériami. Bežné materiálové prúdy zahŕňajú polyetylénové a polypropylénové nosiče pre všeobecné farebné predzmesi, inžinierske živicové nosiče pre aplikácie pri vyšších teplotách, minerálne plnivá, ako je uhličitan vápenatý pre predzmesi plnív, a balenia spomaľovačov horenia alebo UV stabilizátorov pre aditívne predzmesi.
Linka na vytláčanie predzmesi farieb zvyčajne beží pri miernom strihu s dôkladnou reguláciou teploty, aby sa zabránilo degradácii pigmentov citlivých na teplo, zatiaľ čo linka na výrobu predzmesi plniva je zvyčajne konfigurovaná na vyšší krútiaci moment a dlhší pomer L/D, aby zvládla pridanú mechanickú záťaž z minerálneho obsahu. Zostavy linky na vytláčanie aditívnej predzmesi sú niekde medzi týmito dvoma, v závislosti od toho, ako je konkrétny balík aditív citlivý na teplo.
Spôsoby peletizácie používané pri výrobe predzmesi
Peletizácia je fáza, v ktorej sa roztavený materiál vystupujúci z matrice reže a ochladzuje na malé pelety používané na následné spracovanie. Rôzne metódy peletizácie vyhovujú rôznym typom predzmesi a rýchlosti výroby.
| Metóda | Tvar peliet | Bežné použitie |
|---|---|---|
| Peletizácia prameňov | Valcový | Predzmes farieb a plniva na všeobecné použitie |
| Podvodná peletizácia | Okrúhle, jednotné | Vysokovýkonné linky, formulácie citlivé na teplo |
| Peletizácia na vodnom krúžku | Guľovité až oválne | Stredný výkon, zmiešané formulácie |
Podvodná peletizácia reže taveninu priamo na čele matrice, zatiaľ čo je ponorená do cirkulujúcej vody, čo rýchlo ochladzuje pelety a vytvára veľmi jednotný okrúhly tvar vhodný pre vysokorýchlostnú výrobu. Peletizácia prameňov namiesto toho ochladzuje dlhé pramene vo vodnom kúpeli pred ich rozrezaním na valcové pelety, čo je jednoduchšie nastavenie, ktoré zostáva bežné na mnohých zariadeniach na peletizačné linky na predzmesi, najmä pre nižšie až stredné výstupné objemy.
Zlepšenie disperzie pigmentu a kvality peliet
Zlá kvalita peliet má zvyčajne pôvod v jednej z niekoľkých základných príčin: nerovnomerné podávanie, nedostatočná intenzita miešania, nesprávny teplotný profil suda alebo nedostatočné vetranie, ktoré zachytáva vlhkosť alebo prchavé látky vo vnútri taveniny. Preskúmanie každej z týchto oblastí v poradí, počnúc konzistenciou kŕmenia, je vo všeobecnosti najrýchlejším spôsobom, ako izolovať zdroj problému s kvalitou.
Bežné spôsoby zlepšenia rozptylu
- Upravte konfiguráciu hnetacieho bloku, aby ste zvýšili šmyk v mieste, kde pigment vstupuje do taveniny
- Jemne dolaďte teplotné zóny valca tak, aby zodpovedali správaniu tavenia špecifickej nosnej živice
- Potvrďte kalibráciu podávača, aby ste sa vyhli rázom alebo medzerám v podávaní materiálu
- Skontrolujte funkciu odvzdušňovacieho otvoru, aby ste sa uistili, že zachytený plyn nevytvára v tavenine dutiny
- Skontrolujte rýchlosť závitovky a rovnováhu času zotrvania pre konkrétnu formuláciu, ktorá sa používa
Konzistencia tvaru a veľkosti peliet tiež závisí od ostrosti rezného kotúča a teploty chladiacej vody, najmä pri podvodných peletizačných systémoch, kde k rezu dochádza bezprostredne na čele matrice. Tupé čepele alebo nestála teplota vody sú bežné, ľahko prehliadnuteľné príčiny nepravidelnej veľkosti peliet na inak dobre vyladenej predzmesovej dvojzávitovkovej extrúznej peletizačnej linke.
Postupy údržby pre dvojzávitovkové extrudéry
Pravidelná údržba udržuje dodávku krútiaceho momentu, kvalitu miešania a konzistenciu peliet stabilnú počas dlhých výrobných sérií. Opotrebenie skrutky a valca sa vyskytuje postupne, najmä pri použití predzmesi s abrazívnymi plnivami, takže plánovaná kontrola pomáha zachytiť opotrebovanie skôr, ako ovplyvní kvalitu výstupu.
- Pravidelne kontrolujte opotrebovanie skrutkových prvkov a vložiek valcov, najmä po použití abrazívnych plničov
- Skontrolujte hladinu a stav oleja v prevodovke podľa stanoveného plánu na základe prevádzkových hodín
- Medzi zmenami formulácie vyčistite vetracie otvory a matrice, aby ste predišli krížovej kontaminácii
- Podávače pravidelne kalibrujte, aby ste zachovali konzistentné pomery materiálu
- Skontrolujte ostrosť a zarovnanie nožov na peletizéri
Získavanie predzmesovej dvojzávitovkovej vytláčacej linky od výrobcu
Spoločnosti, ktoré plánujú pridať alebo rozšíriť výrobnú kapacitu predzmesi, zvyčajne hľadajú výrobcu, ktorý dokáže podporiť návrh zariadenia aj popredajný servis počas celej životnosti linky. Sichuan Kunwei Langsheng Extrusion Intelligent Equipment Co., Ltd. je výrobca a dodávateľ peletizačnej linky na vytláčanie predzmesí s dvoma skrutkami so sídlom v Číne, so sídlom a výrobnou základňou v Dujiangyan, Chengdu, Sichuan, spolu s ďalšími kanceláriami v Changzhou, Jiangsu, Dongguan, Guangdong a Yuingyao, ktoré poskytujú domácim používateľom farmaceutické úpravy, chemické úpravy, Zhe.
Spoločnosť združuje chemických strojárov a elektrotechnikov s viac ako desaťročnými skúsenosťami v oblasti extrúzie, pričom sa zameriava predovšetkým na dvojzávitovkové extrudéry s vysokým krútiacim momentom. Jeho tím pracoval v oblasti farmaceutického spracovania, chemických zariadení a úprav miešania a ponúka kompletné služby v oblasti dizajnu liniek pre priemysel úprav, a nie samotné samostatné stroje.
Spoločnosť Kunwei vyvinula špecifický krútiaci moment dosahujúci 14 Nm na kubický centimeter pre priemysel úprav, podporovaný rozsiahlymi skúsenosťami s integráciou linky. Špecifikácie extrudéra siahajú od priemeru od 8 mm do 177 mm a pokrývajú širokú škálu výrobných meradiel od laboratórnych testov až po plnú komerčnú produkciu. S priemyselne pokročilými presnými náhradnými dielmi sa spoločnosť zameriava na poskytovanie vysokorýchlostných dvojzávitovkových vytlačovacích systémov s vysokým krútiacim momentom, ktoré sú vhodné na jemné chemické spracovanie, ako aj na štandardné požiadavky na vytláčacie linky predzmesi.
Často kladené otázky
Ako funguje dvojzávitovková extrúzna peletizačná linka
Materiál sa privádza do vyhrievaného valca, kde sa dvojité závitovky roztavia, zmiešajú a dispergujú pigment alebo plnivo predtým, ako sa tavenina pretlačí cez matricu a nareže sa na pelety, potom sa ochladí a vysuší.
Prečo používať dvojzávitovkový extrudér pre predzmes
Dvojité skrutky poskytujú silnejšie, lepšie nastaviteľné miešanie a samostieranie, čo zlepšuje disperziu pigmentu a zvláda vyššie zaťaženie plniva lepšie ako dizajn s jednou skrutkou.
Aký je rozdiel medzi jednozávitovkovými a dvojzávitovkovými extrudérmi
Jednozávitovkové stroje sú jednoduchšie a používajú jednu skrutku, zatiaľ čo dvojzávitovkové stroje používajú dve do seba zapadajúce skrutky, ktoré ponúkajú silnejšie miešanie, lepšie odvetrávanie a väčšiu všestrannosť materiálu.
Ako sa vyrába farebná predzmes
Pigment sa disperguje do nosnej živice pri kontrolovanom strihu a teplote vo vnútri dvojzávitovkového extrudéra, potom sa formuje do prameňov alebo kvapôčok a reže sa na pelety.
Aké materiály možno spracovať v dvojzávitovkovom extrudéri
Bežné materiály zahŕňajú polyetylénové a polypropylénové nosiče, minerálne plnivá, ako je uhličitan vápenatý, obaly spomaľujúce horenie, UV stabilizátory a rôzne pigmentové systémy.
Čo je peletizácia pri vytláčaní plastov
Peletizácia je proces rezania extrudovanej taveniny, buď ako prameňov alebo kvapiek na čele matrice, na malé rovnomerné pelety vhodné na skladovanie, prepravu a následné spracovanie.
Aký je ideálny pomer L/D pre extrúziu predzmesi
Závisí to od zloženia, pričom predzmes plniva vo všeobecnosti ťaží z dlhšieho pomeru L/D okolo 40 až 44, zatiaľ čo jednoduchšia predzmes farieb môže často bežať na kratšej skrutke.
Ako zlepšíte disperziu pigmentu
Úprava konfigurácie hnetacieho bloku, jemné doladenie teploty valca, potvrdenie kalibrácie podávača a kontrola rýchlosti závitovky, to všetko bežne prispieva k lepšej disperzii pigmentu.
Čo spôsobuje zlú kvalitu peliet
Nerovnomerné kŕmenie, nedostatočná intenzita miešania, nesprávne teplotné profily a nedostatočné vetranie sú najčastejšími základnými príčinami nestálej kvality peliet.
Čo je podvodná peletizácia
Podvodná peletizácia reže taveninu priamo na čele matrice, zatiaľ čo je ponorená do cirkulujúcej vody, čím sa vytvárajú rovnomerné okrúhle pelety vhodné pre vysokorýchlostné výrobné linky.
Ako často by sa mali dvojzávitovkové extrudéry udržiavať
Intervaly kontrol sa líšia v závislosti od prevádzkových hodín a abrazivity materiálu, ale skrutky, sudy, prevodový olej, podávače a čepele frézy sa vo všeobecnosti kontrolujú podľa stanoveného opakujúceho sa plánu.
