книги из ГПНТБ / Брагинский, Г. И. Технология магнитных лент

9.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ГИГИЕНА

ВПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА МАГНИТНЫХ ЛЕНТ

Одной из серьезных проблем эксплуатации современных устройств для магнитной записи является надежность и стабильность параметров составляющих их элементов. Надежность такого эле­ мента, как магнитная лента, обусловливается технологическим процессом ее изготовления и средой, в которой этот процесс осу­ ществляется. Изготовление магнитных лент включает стадии, кото­ рые могут выполняться только в условиях очень высокой чистоты производства.

Достаточно сказать, что преобладающая часть брака в общем количестве некондиционной магнитной ленты, по статистическим данным, возникает от загрязнений, попадающих на магнитный слой из внешней среды. В особенности недопустимо попадание загрязне­

возможна потеря сигнала в 3—4 раза, что приводит к резкому нару­ шению работы машины.

Высокие требования к чистоте технологической среды и меро­ приятия по обеспечению таких требований породили новое понятие в производстве — технологическую гигиену [338]. Технологическая гигиена должна обеспечить соответствующие параметры производ­ ственного микроклимата — чистоту, температуру, влажность и по­ движность воздуха, чистоту технологических газов, воды, исходных материалов, деталей, инструментов, а также устранить загрязнения от износа конструкций, оборудования и его ремонта, загрязнения, возникающие при осуществлении технологического процесса.

Таким образом, вопросы соблюдения особой чистоты на пред­ приятиях, производящих магнитные ленты, можно отнести к техно­ логическим факторам, в значительной степени определяющим каче­ ство выпускаемой продукции.

Несмотря на то, что в настоящее время существует ряд произ­ водств, требующих стерильности технологической среды, вопросы их проектирования и эксплуатации в указанном отношении ну­ ждаются в дальнейшем совершенствовании. Это относится также к технологии магнитных лент: некоторые производственные помеще­ ния следует поставить по чистоте и стабильности параметров воздуха в один ряд с такими, где производят медицинские препараты, изделия электроники и даже осуществляют хирургические операции. Важ­

332

нейшая причина загрязненности воздуха — его запыленность, т. е. содержание в воздухе частиц самого различного происхождения, в частности промышленной пыли, продуктов сгорания, смазочных материалов. Независимо от того, находятся частицы во взвешенном или осевшем состоянии, их наличие одинаково недопустимо для осуществления технологического процесса в режиме особой чистоты.

Основной источник загрязнения воздуха — деятельность чело­ века. Поэтому предприятия, производящие магнитные ленты, должны

образно разместить такое предприятие в лесной местности, изолиро­ ванной от сильных ветров. Часто это невозможно, и тогда чрезвы­ чайно важно обеспечить максимальную чистоту внутри всех произ­ водственных зданий, где непосредственно осуществляются процессы изготовления магнитных лент.

Загрязнения воздуха делят на четыре вида [339]: частицы пыли различного происхождения; газо- и парообразные продукты; бакте­ рии, споры и прочие организмы; сочетания перечисленных элементов. На качество магнитной ленты наиболее вредное действие оказывают пылевые загрязнения. В зависимости от их размеров и адгезионной способности часть пылинок осаждается на поверхность основы или рабочий слой ленты.

Источники загрязнения воздуха разделяют на внешние и вну­ тренние. Внешние загрязнения приносятся системами воздухопро­ водов и проникают в помещения через двери, окна, неплотности монтажа строительной конструкции. Источники внутренних загряз­ нений — разрушение краски полов, стен и потолков, мебель, платья, производственные процессы, оборудование, жидкости и газы, про­ цессы приготовления пищи, грязь, заносимая людьми на одежде и на обуви, табачный дым.

Для1 технологии решающее значение имеют такие факторы, как концентрация пыли, размеры пылинок и их способность переме­

Приводят следующие примеры, показывающие влияние на сте­ пень запыленности воздуха деятельности человека и возможности пылеобразования [340—342]. При отсутствии людей в чистом поме­ щении площадью 100 м2 число пылинок, содержащихся в воздухе этого помещения, при их размере 0,32 мкм составляет 1-104 на 1 м3. Если же в этом помещении находится двенадцать работающих

333

человек, число пылинок возрастает до 3,5 • ІО6. При стирании с поверх­ ности пола площадью ~ 4 см2 слоя пыли толщиной 1 мкм образуется около 1,5-ІО8 пылинок величиной 1 мкм.

Это говорит о зависимости запыленности воздуха производствен­ ных помещений от числа работающих в них людей, характера их деятельности и интенсивности передвижения по цеху.

Частицы пыли способны агрегироваться и оседать. Скорость их оседания зависит от многих факторов, например: разности темпе­ ратур между частицами и поверхностью, на которую они оседают, наличия и знака электростатических зарядов частиц и поверхности, характера перемещения воздушной среды и др. Значительное вли­ яние на скорость оседания частиц оказывают их размеры, масса, скорость воздушных потоков и размеры помещения. Так, осаждение

пылинок размером более 20 мкм начинается при скорости воздушного потока 15 м/мин в помещении длиной 15 м в направлении дви­ жения потока [340—343]. Пылинки осаждаются с высоты 1,5 м. Указанная длина помещения и скорость воздуха типичны для чистых помещений. Высота 1,5 м является средней для горизонтальных потоков воздуха в чистом помещении с высотой потолка 3 м [342]. На рис. 127 показано расстояние, которое проходят в воздухе разные по величине частицы [343].

Загрязненность воздуха в помещении различна в зависимости от высоты. Так, на уровне пола воздух содержит в четыре раза больше загрязнений, чем на высоте четырех метров. Количество атмосферных пылинок размером до 5 мкм составляет 95%, поэтому оседание их происходит достаточно медленно, что вызывает необ­ ходимость в проведении комплекса профилактических мер в целях обеспечения чистоты производственного процесса.

Самые, общие из этих мер следующие:

контроль за чистотой всех предметов, поступающих в производ­ ственные помещения;

уменьшение числа источников пылеобразования и тщательное ограждение магнитных лент в процессе их изготовления от неизбеж­ ных источников;

334

устранение или уменьшение числа операций, связанных с воз­ можностью выделения пыли;

хранение готовой магнитной ленты в упакованном виде.

Особые требования предъявляют к обслуживающему персоналу. К работе не следует допускать больных бронхитом, дерматитами,

.лиц, у которых действие растворителей вызывает шелушение кожи. Хождение вблизи работающего оборудования нужно свести к мини­ муму, чему способствует обеспечение рабочих мест телефонами. Обслуживающий персонал не должен пользоваться косметикой, ювелирными изделиями, часами. Рабочая одежда должна иметь минимальное число тщательно заделанных швов и не должна иметь карманов. В качестве материала рабочей одежды рекомендуются различные полимерные ткани, несущие электропроводящие покры­ тия или армированные тонкими проводниками.

Обеспечение чистоты производственных помещений начинают уже с разработки технологического процесса и проектирования зданий. Заранее обусловливаются наиболее удобные пути доставки полуфабрикатов и передвижения обслуживающего персонала. Пред­ почтительно проектировать квадратные помещения, так как в них пыль поднимается меньше. Подача воздуха в помещение может быть осуществлена как горизонтальным, так и вертикальным способом. Однако в последнем случае обеспечивается оседание пыли на пол, откуда она может быть легко удалена без опасности образования пылевых завихрений. Большое значение в обеспечении чистоты производственного помещения имеет материал его внутренней от­ делки. Стены отделывают пластиковыми или кафельными плитками, хорошо устойчивыми к истиранию и плотно пригнанными друг к другу во избежание образования промежутков, в которых могла бы концентрироваться пыль. Потолок в таких помещениях целесооб­ разно делать подвесным. Наиболее подвержен истиранию пол. По­ этому его следует выполнять гладким, без швов, используя в каче­ стве покрытия эпоксидные смолы, синтетические каучуки или другие материалы, устойчивые к истиранию. Передовые предприятия, производящие магнитные ленты, затрачивают значительные суммы на обеспечение технологической гигиены как при строительстве заводов, так и при их эксплуатации. Эти затраты быстро окупают себя высо­ ким качеством выпускаемой продукции.

Рассмотрим некоторые мероприятия, имеющие целью создание режима особой чистоты при осуществлении отдельных стадий тех­ нологического процесса производства магнитных лент.

При архитектурно-строительной планировке предприятия вы­ деляют так называемую «белую зону», включающую помещения, в которых выполняют следующие технологические операции: полу­ чение основы, хранение рулонов ленты после нанесения на основу суспензии магнитного порошка, каландрование, резку и упаковку готовой продукции. К помещениям белой зоны относится также цеховая лаборатория. Все технологическое оборудование белой зоны целесообразно размещать во втором этаже. Исключением являются каландры, работа которых вызывает сильную вибрацию,

335

а установка требует усиленных фундаментов. Каландры обычно устанавливают в первом этаже; участок каландрования сообщается с другими помещениями белой зоны при помощи грузового лифта и является ее неотъемлемой частью. Очень важно свести к минимуму число коммуникаций, расположенных в помещениях белой зоны, на поверхности которых может скапливаться пыль. Для этого над цехами или отделениями с особо чистым режимом располагают спе­ циальные технические этажи, а потолки этих помещений выполняют гладкими. Стены и полы не должны иметь выступающих частей. Белую зону обычно размещают в зданиях с глухими стенами.

Значительные поверхности воздуховодов поливных машин обусло­ вливают накопление на них пыли. Поэтому целесообразно вынести сушильный короб, шкаф досушки и воздуховоды поливной машины через междуэтажное перекрытие в технический этаж. Естественно, что такое расположение короба связано с некоторой реконструк­ цией поливной машины.

На передовых предприятиях производства магнитных лент техно­ логическая гигиена обеспечивается следующим образом.

Отделение приготовления суспензии магнитного порошка отде­ ляют от помещения поливных машин, где ее наносят на основу. Отделения полива, отделки, а также испытания свойств готовых магнитных лент размещают в зданиях с глухими стенами. Отсутствие окон намного уменьшает вероятность попадания пыли в помещение.

Сразу же после входной двери в отделение особой гигиены обслу­ живающий персонал снимает верхнюю одежду и обувь. В специаль­ ной обуви рабочие проходят к внутрицеховой раздевалке, где раз­ деваются до белья и надевают специальную производственную одежду из плотной ткани без ворса. Обшлага стягиваются резинками, все застежки делаются на молниях. Перед входом в рабочее помеще­ ние располагается шлюзовая камера, в которой входящих подвер­ гают обдуванию теплым воздухом. Затем входящий наступает на специальный коврик, пропитанный клеевым составом, с тем чтобы очистить подошвы обуви. Все рабочее помещение разделяют гладкими перегородками так, чтобы поливные машины, каландры, резательные машины, перемоточные установки, отделения контроля и упаковки располагались в отдельных секциях. Кондиционирован­ ный воздух, содержание пыли в котором не должно превышать 1*106 частиц величиной 1—1,5 мкм в 1 м3, подают в секции через шлюзы, равномерно размещенные в подвесном потолке.

Основу, перед нанесением на нее суспензии порошка, промывают в смеси этилового спирта с водой (50 : 50) для удаления жировых загрязнений и заусениц, образующихся при резке. В конце поливной машины размещают телевизионную установку, позволяющую кон­ тролировать работу машины без лишних перемещений обслу­ живающего персонала.

Кроме указанных мероприятий по обеспечению чистоты предпри­ ятия во всех помещениях белой зоны следует создать избыточное давление воздуха, при котором частички пыли быстрее оседают на пол.

336

Весьма полезно капсулировать отдельные узлы машин и аппара­ тов, т. е. ограждать их прозрачными колпаками. В связи с тем что в начале смены в белую зону проходит большое число людей, а во время смены могут входить отдельные люди, предусматривают два вида устройств для обеспыливания: устройство для обеспыливания потока людей в начале смены и устройство для индивидуального обеспыливания.

Камеру для обеспыливания потока людей проектируют таким образом, чтобы вся смена могла пройти за 10 мин, а время обдува каждого человека составляет ~ 7 с. Для того чтобы при проходе через камеру каждый человек обдувался со всех сторон, камеру размещают узким лабиринтом так, что проходящему приходится поворачиваться то одной, то другой стороной к панели перфориро­ ванной стенки, через которую поступает воздух. Для того чтобы обдувалась вся поверхность одежды, панели устанавливают по вер­ тикали до высоты 1,4 м, а затем изгибают, с тем чтобы струи воздуха шли под углом и обдували плечи, не попадая на голову и лицо. Воздух подается со скоростью 30 м/с, отсасывается через решетку пола вентилятором и после тщательной очистки на фильтрах воз­ вращается в воздушные камеры через панели лабиринта.

Устройство для индивидуального обеспыливания людей, входя­ щих в белую зону во время работы смены, представляет собой камеру, в которой человек обдувается 7 с через панели, устройство которых было описано выше. Лабиринт в этом случае отсутствует. При входе человека в камеру автоматически включается вентилятор, работа­ ющий 7 с.

В конце смены эвакуацию людей обеспечивают специальным обводным коридором, дверь в который закрывается автоматически через 10 мин после окончания смены. В промежутках между сменами выход из белой зоны осуществляется через камеру индивидуального обдува.

Значительная стоимость мероприятий и средств обеспечения технологической гигиены требует от проектировщиков и технологов тщательного разграничения технологических операций производства магнитных лент на категории, требующие специальных условий технологической среды и не требующие их. Особое внимание тех­ нологической гигиене следует уделять в том случае, когда на тер­ ритории предприятия, производящего магнитные ленты, размещены цеха изготовления железоокисного пигмента и переработки его в магнитный порошок. Возможно создание зеленых зон или фонтанов, ограждающих здания цехов, выделяющих пыль, однако тип деревьев или кустарника, образующих такие зоны, должен быть тщательно подобран во избежание выделения зелеными насаждениями пыльцы, пуха и других включений, загрязняющих воздух.

22 З а к а з 628

ЛИТЕРАТУРА

3.Пат. СССР 3340, 1925.

4.Герм. пат. 500900, 1928.

7.Elektrotechn. Z., Nov. 1935, S. 1219—1221

8.Пат. США, 1640881, 1927.

9.Nippon Elec. Comm., Aug., 1937, S. 218—224.

10.Z. ver. deut. Ing., 1941, S. 628.

«Информационный сборник ВНИИТР», 1967, № 2.

17.Яп. пат. 5349, 1965.

18.Comput. Design, v. 6, № 8, р. 46.

19.Пат. ФРГ 1238072, 1967.

и др. Пластмассы, 1967, № 12, с. 33.

22.Шосткинский ордена Октябрьской революции химический комбинат, Про­ спект к сорокалетию комбината, Киев, «Мистецтво», 1971.

23. Ч. М и. Физика магнитной записи, М., «Энергия», 1967.

24.Каталог-справочник, «Химико-фотографическая промышленность», ч. 1, НИИТЭХИМ, 1971.

29.К о р о л ь к о в В. Г. «Труды ВНИИТР», 1966, № 4 (14).

30.Д а н и э л ь М. А. В кн.: Магнитная запись. М., «Мир», 1966.

34.Б у г р о в В. А. Основы кинотелевизионной техники. М., «Искусство», 1964.

338

35.В а с и л е в с к и й Ю. А. В кн.: Современные системы записи п вос­ произведения изображения. М., «Искусство», 1972, с. 122.

40.J u d g e j. S. Ann. N. Y. Acad. Sei., 1972, 189, с. 117—129.

41.Пат. США 610861, 1898.

42.М а л и н с к и й ІО. М. Физический энциклопедический словарь, т. IV, «Советская энциклопедия», 1964, с. 36.

л о в П. В. Там же.

53.П а п к о в С. П. Пром. орг. химии, 1939, т. 6, с. 240.

60.Fikentscher К. .Zellulosechemie, 1932, Bd. 13, S. 58.

61.П о д г о р о д е ц к и й Е. К. Технология производства пленок из высоко­

75.W h i n f i 1 1 d J. R. Nature, 1946, v. 158, p. 930.

76.Пат. США 3161710, 1964.

77.Chem. Eng. News, 1963, № 25, p. 52.

78. К p e Me p E. Б., А й з е н ш т е й и Э. M., П е т у х о в Б. В. Хпм. волокна, 1967, № 4, 50.

79.К е м к е с Дж. В кн.: Материалы Международного симпозиума по поли­ мерам 1967 года, М., «Мир», 1968, с. 235.

80.Chem. Eng. 74, № 3, 51 (1967).

81.H o u w i n k R. J. prakt. Chem., 1940, т. 157, с. 15.

p.696.

92.Chem. Eng. News, 1968, v. 46, № 51, p. 42.

340

115.A V r a m i M. J. Chem. Phys., 1939, v. 7, p. 1103; 1940, v. 8, p. 212.

116.M o r g a n L. B., Phil. Trans. Roy. Soc., 1954, v. A247, p. 21.

б и и Л. С. Пластмассы, 1970, № 10, с. 30.

121.К и т а й г о р о д с к и й А. И. ДАН СССР, 1959, т. 124, с. 861.

S.425.

131.Electron Design, 1967, v. 15, № 15, p. 36.

132.B o к и й Г. Б. Кристаллохимия. М., «Наука», 1971.

141.Чехосл. пат. 117098, 1964.

142.B e e h r e n R. A. J. SMPTE, 1958, у. 67, № И , р. 734.

143.Tonland, 1972, Bd. 9, № 1, S. 2; Bd. И.

144.R i e z e n m a n M. Electronics, 1972, v. 45, № 4, c. 97.

341