2. Формование полотна
Формование полотна осуществляется в результате деформации пластичной композиции в межвалковом зазоре каландра. При вращении попарно расположенных валков масса за счет адгезионных сил затягивается в сужающийся межвалковый зазор, где приобретает форму бесконечного полотна. Ширина пленки или листа зависит от длины валков каландра, а толщина ее изменяется в зависимости от межвалкового зазора.
В отличие от вальцевания, при каландровании полимерный материал проходит через каждый зазор между валками только один раз. В зависимости от конструкции каландров полимерный материал последовательно движется через несколько (обычно два или три) межвалковых зазоров. По мере перехода с одной пары валков на другую зазор постепенно уменьшается, и на выходе его устанавливают в соответствии с требуемой толщиной пленки или листа.
Внешний вид пленки существенно зависит от чистоты обработки поверхности, а также от характера перехода расплава с одного валка на другой. Если расплав на выходе из зазора переходит на быстровращающийся валок, то имеет место частичное растяжение внешнего слоя, и шероховатость поверхности пленки уменьшается. В значительной степени качество пленки зависит и от температуры расплава. Температуру выбирают таким образом, чтобы в межвалковом зазоре не возникали большие давления. Однако при высокой температуре вязкость сильно снижается и затрудняется съем пленки с выходного валка. Температура валка влияет на степень ориентации, а в случае переработки кристаллизующихся полимеров и на степень кристалличности и размеры кристаллических структур. Таким образом, вязкость расплава необходимо поддерживать в определенном интервале.
3. Охлаждение полотна
Полученное полотно охлаждается при помощи валков, внутрь которых подается вода. В зависимости от конструкции устройства процесс охлаждения может быть односторонним или двухсторонним.
Температуру охлаждающих валков обычно выбирают с учетом обеспечения заданной степени кристалличности или других свойств, предъявляемых к пленке.
Длина дуги валка, охватываемой расплавом S, и число валков m рассчитывают, исходя из времени охлаждения и скорости движения пленки:
S
= 2∙tохл∙v/m
где: v – скорость движения полотна;
tохл – время охлаждения, рассчитываемое по уравнению двухсторонней нестационарной теплопередачи.
4. Намотка и разрезание полотна
Пленка наматывается в виде рулонов на трубчатые бобины. При намотке создается определенное усилие, чтобы исключить образование в рулоне гофров или складок. Перед намоточным агрегатом обычно установлены ножи, обрезающие боковые утолщенные кромки, и толщиномеры, измеряющие толщину пленки по ширине. После намотки полотна в полимере продолжают протекать релаксационные процессы, сопровождаемые изменением линейных размеров, поэтому, чтобы исключить деформацию полотна, через определенное время необходимо перемотать его на новые бобины и ослабить внутреннее напряжение полотна. Иногда эту операцию совмещают с термообработкой. В тех случаях, когда полотно поставляется в виде отдельных отрезков, его разрезают (с помощью гильотинных ножей) и укладывают в виде пакетов [6].
Таким образом, общая схема процесса каландрования, включающая вспомогательное оборудование, может быть представлена следующим образом (рис. 5.1):
Рис. 5.1 Общая схема каландровой линии:
1 – смеситель периодического действия; 2 – питательные вальцы;
3 – детектор металла; 4 – каландр; 5 – охлаждающая установка; 6 – прибор для контроля толщины листа; 7 – механизм для обрезки кромок; 8 – закаточное устройство.