PL217450B1 - Linia wytwarzania taśmy do pakowania z politereftalanu etylenu pochodzącego z recyklingu i sposób jej wytwarzania - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest linia wytwarzania taśmy do pakowania z politereftalanu etylenu pochodzącego z recyklingu i sposób jej wytwarzania.

Znana linia wytwarzania taśmy do pakowania składająca się z ciągu urządzeń kolejno z sobą współpracujących zawiera krystalizator, wytłaczarkę z filtrami i z głowicą wytłaczającą, wannę pierwszego chłodzenia, zespół pierwszy wałków, piec rozciągowy pierwszy, zespół drugi wałków, piec rozciągowy drugi, zespół trzeci wałków, wałki gofrujące powierzchnię, zespół wałków stabilizujących, wannę końcowego chłodzenia, następny zespół wałków stabilizujących oraz zespół końcowy zwijarek, który ustawiony jest na końcu linii wytwarzania taśmy.

W znanym sposobie wytwarzania taśmy do pakowania, surowiec w postaci płatków pochodzących z recyklingu, ładuje się do zbiornika z którego przemieszczany jest do krystalizatora, gdzie płatki poddaje się krystalizacji i suszeniu gorącym powietrzem. Następnie płatki podawane są do wytłaczarki, gdzie po ich uplastycznieniu i stopieniu, płynny polimer po przetłoczeniu go przez układ filtrów, tłoczy się do głowicy wytłaczarki i formuje się taśmę wstępnie uformowaną o odpowiedniej szerokości i grubości. Z głowicy wytłaczarki taśmę wprowadza się do wanny pierwszego chłodzenia z wodą o temperaturze 5°C do 10°C, w której tę taśmę wstępnie uformowaną przetacza się ze stałą prędkością po rolkach. Niskie schłodzenie powinno zapewnić powstanie struktury amorficznej. Po odsączeniu i osuszeniu z wody, taśmę wstępnie uformowaną podaje się najpierw do zespołu pierwszego wałków, o temperaturze 80°C do 120°C a następnie taśmę wprowadza się do pieca rozciągowego pierwszego o temperaturze wewnątrz wynoszącej 140°C do 160°C, gdzie taśmę poddaje się jednoosiowemu rozciąganiu, a z którego po wyjściu taśma przechodzi dalej przez zespół drugi wałków przy temperaturze 120°C do 140°C i wchodzi do pieca rozciągowego drugiego z temperaturą wewnątrz 140°C do 160°C, gdzie taśmę ponownie poddaje się jednoosiowemu rozciąganiu. Z pieca rozciągowego drugiego taśma przechodzi przez zespół trzeci wałków o temperaturze 40°C do 60°C, po czym przechodzi między walkami gofrującymi powierzchnię oraz przechodzi przez zespół wałków stabilizujących, po czym taśma poddawana jest chłodzeniu w wannie końcowego chłodzenie z wodą o temperaturze 20°C do 25°C, następnie taśma przechodzi przez kolejny zespół wałków stabilizujących, który przenosi taśmę gotową do zespołu końcowego nawijarek, gdzie następuje zwijanie taśmy gotowej na nawoje wyrobu gotowego.

Taśma pod wpływem temperatury w piecu rozciągowym pierwszym i różnicy prędkości liniowej taśmy nadawanej jej przez zespół pierwszy wałków względem zespołu drugiego wałków oraz podobnie taśma pod wypływem temperatury w piecu rozciągowym drugim i różnicy prędkości liniowej taśmy nadawanej jej przez zespół drugi wałków względem zespołu trzeciego wałków, zostaje poddawana rozciąganiu o założony stopień procentowy, przez co stopniowo zmianie ulega jej szerokość i grubość. Szybkie chłodzenie w wannie pierwszego chłodzenia taśmy surowej powinno zapewnić powstanie struktury amorficznej. Jednak dla tworzywa PET pochodzącego z recyklingu, taśma surowa może zawierać niewielką część struktury krystalicznej, zwłaszcza gdy taśma surowa ma większe wymiary. Ta niewielka część struktury krystalicznej utrudnia następnie prawidłową orientację struktury podczas rozciągania i może być powodem obniżenia parametrów użytkowych taśmy gotowej w zakresie wskaźnika wytrzymałości na zerwanie i wydłużenia przy zrywaniu. Równocześnie w znanym sposobie, prędkości liniowe przebiegu taśmy przez poszczególne urządzenia w całej linii wytwarzania taśmy, są ściśle warunkowane prędkością liniową utrzymywaną w procesie formowania wytwarzanej taśmy. Znaczącą niedogodnością jest szczególnie to, że proces rozciągania jest ściśle powiązany z procesem formowania taśmy, przez co ograniczone są prędkości i stosunki rozciągania w trakcie wykańczania taśmy. Te wymienione niedogodności nie gwarantują pełnej powtarzalnej wysokiej jakości taśmy gotowej, na całej jej długości.

Linia wytwarzania taśmy do pakowania z politereftalanu etylenu pochodzącego z recyklingu, według wynalazku, składająca się z krystalizatora, wytłaczarki z filtrami, głowicy wytłaczającej, wanny pierwszego chłodzenia, zespołu pierwszego wałków, pieca rozciągowego pierwszego, zespołu drugiego wałków, pieca rozciągowego drugiego, zespołu trzeciego wałków, wałków gofrujących powierzchnie, zespołu wałków stabilizujących, wanny końcowego chłodzenia, zespołu wałków stabilizujących i zespołu końcowego nawijarek, charakteryzuje się tym, że wyposażona jest w nawijarkę taśmy surowej ustawionej bezpośrednio za wanną pierwszego chłodzenia, stanowiąc koniec ciągu urządzeń formujących, natomiast oddzielony ciąg urządzeń wykańczających na początku wyposażony jest w odwijarkę taśmy surowej ustawionej bezpośrednio przed zespołem pierwszym wałków.

PL 217 450 B1

Rozdzielenie linii wytwarzania taśmy do pakowania, na ciąg urządzeń formujących i oddzielny ciąg urządzeń wykańczających pozwoliło na stosowanie w każdym z nich niezależnych prędkości przebiegu taśmy w procesie wytwarzania oraz umożliwiło tym samym odpowiednie dostosowanie prędkości liniowej przebiegu taśmy w procesie wykańczania, do prędkości warunkującej najkorzystniejszy przebieg operacji dwukrotnego rozciągania jednoosiowego taśmy, realizowanym w ciągu urządzeń wykańczających.

Sposób wytwarzania taśmy do pakowania, według wynalazku, w którym płatki z politereftalanu etylenu pochodzące recyklingu, poddaje się kolejno krystalizacji, suszeniu, uplastycznieniu, stopieniu, po czym po wytłoczeniu i niskim schłodzeniu taśmę wstępnie uformowaną poddaje się dwukrotnemu podgrzewaniu i dwukrotnemu jednoosiowemu rozciąganiu oraz gofrowaniu powierzchni, następnie taśmę poddaje się stabilizacji, oraz końcowemu schłodzeniu a po powtórnej stabilizacji taśma gotowa zwijana w zwoje wyrobu gotowego, charakteryzuje się tym, że taśmę wstępnie uformowaną 6 zwija się w nawoje 7 na nawijarce taśmy surowej 1, do której wchodzi taśma wstępnie uformowana 6 podawana z wanny pierwszego chłodzenia 2, po czym nawoje 7 zdjęte z nawijarki taśmy surowej 1 przemieszcza się i zakłada do odwijarki taśmy surowej 3, ustawionej na początku ciągu urządzeń wykańczających przed zespołem pierwszym wałków 4, do którego następnie po odwinięciu z nawoju 7 taśma wstępnie uformowana 6 jest wprowadzana.

W rozdzielonym procesie wytwarzania taśmy do pakowania, na ciąg operacji formujących taśmę wstępnie uformowaną i oddzielny ciąg operacji wykańczających (w tym rozciąganie taśmy wstępnie uformowanej), operacje rozciągania taśmy nie są już powiązane z procesem formowania taśmy, przez co nie są ograniczone prędkości i stosunki rozciągania w trakcie wykańczania taśmy. Rozdzielenie procesu wytwarzania umożliwiło uzyskanie wyższych parametrów wytrzymałości na rozciąganie i zmniejszenie wydłużenia przy zerwaniu taśmy, przez co otrzymuje się wyrób gotowy o podwyższonej jakości. Wzrost parametrów wytrzymałościowych w procesie dwuetapowym możliwy jest w wyniku procesu orientacji (rozciągania) i krystalizacji, czyli uporządkowania łańcuchów makrocząsteczek polimeru pod wpływem ponownego ogrzewania wcześniej schłodzonej surowej taśmy, wytworzonej w ciągu operacji formujących, na pierwszym etapie procesu.

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony na przykładzie wykonania uwidocznionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie ciąg urządzeń formujących, a fig. 2 przedstawia schematycznie ciąg urządzeń wykańczających.

Linia wytwarzania taśmy do pakowania z politereftalanu etylenu pochodzącego z recyklingu składa się z ciągu urządzeń formujących oraz ciągu urządzeń wykańczających. W skład ciągu urządzeń formujących wchodzą kolejno ze sobą współpracujące urządzenia jak katalizator 8, wytłaczarka 9 z filtrami i głowicą wytłaczającą 10, wanna pierwszego chłodzenia 2 oraz nawijarka taśmy surowej 1, w której taśma wstępnie uformowana 6 zwijana jest w nawoje 7. W skład ciągu urządzeń wykańczających wchodzą kolejno ze sobą współpracujące urządzenia jak odwijarka taśmy surowej 3 z nawojami 7, z których odwijana jest taśma wstępnie uformowana 6, zespół pierwszy wałków 4 z wałkami odbierającymi taśmę wstępnie uformowana 6, piec rozciągowy pierwszy 5 z wałkami prowadzącymi taśmę, zespół drugi wałków 11, piec rozciągowy drugi 12 z wałkami prowadzącymi taśmę, zespół trzeci wałków 13, wałki gofrujące powierzchnię 14, zespół wałków stabilizujących 15, wanna końcowego chłodzenia 16 taśmy gotowej 17, zespół wałków stabilizujących 18 oraz zespół końcowy nawijarek 19, ze zwojami wyrobu gotowego 20.

Sposób wytwarzania taśmy do pakowania z politereftalanu etylenu (PET) pochodzącego z recyklingu polega na tym, że surowiec w postaci płatków (PET) pochodzący z recyklingu ładuje się do zbiornika magazynującego, poprzez lej załadunkowy zaopatrzony w podajnik ślimakowy. Następnie płatki podawane są przy pomocy podajnika ślimakowego do krystaIizatora 8, w którym zachodzi proces krystalizacji polegający na uporządkowaniu łańcuchów makrocząsteczek w tworzywie a ponadto suszy się tam płatki w strumieniu gorącego powietrza o temperaturze 130°C do 170°C. Po krystalizacji i wysuszeniu płatki trafiają do strefy załadunkowej wytłaczarki 9. W wytłaczarce 9 płatki ulegają uplastycznieniu a następnie stopieniu w strefie grzejnej o temperaturze 270°C do 280°C. W dalszej kolejności stopione tworzywo przechodzi przez dwutłokowy filtr, gdzie na metalowych sitach w temperaturze 275°C do 285°C oddzielane są zanieczyszczenia w postaci stałej, jak drobiny metalu, drewna, szkła itp. Oczyszczony polimer w stanie płynnym następnie przechodzi przez głowicę wytłaczającą 10 o temperaturze ustnika 270°C do 275°C, która formuje taśmę o żądanych wstępnie wymiarach. Wytłoczona taśma po wyjściu z głowicy wytłaczającej 10 jest schładzana w wannie pierwszego chłodzenia 2 z wodą o temperaturze od 5°C do 10°C, skąd za pomocą rolek wyciągowych utrzymujących stałą

PL 217 450 B1 prędkość, taśma wstępnie uformowana 6 o strukturze amorficznej, po odsączeniu wody i wysuszeniu przechodzi do nawijarki taśmy surowej 1, gdzie zwijana jest w nawoje 7. Wymiary taśmy wstępnie uformowanej 6 są od trzech do pięciu razy większe niż taśmy gotowej 17. Nawoje 7 taśmy wstępnie uformowanej 6 zostają przemieszczone na początek ciągu urządzeń wykańczających i załadowane do odwijarki taśmy surowej 3, z której taśma wstępnie uformowana 6 podawana jest do zespołu pierwszego wałków 4 utrzymującego temperaturę 80°C do 120°C, skąd taśma podawana jest do pieca rozciągowego pierwszego 5 z temperaturą wewnątrz wynoszącą od 140°C do 160°C. Stałe naprężenie taśmy w piecu rozciągowym pierwszym 5 zapewniają rolki prowadzące pieca. Po wyjściu z pieca rozciągowego pierwszego 5 taśma jest odbierana przez następny zespół drugi wałków 11. Pod wpływem temperatury w piecu rozciągowym pierwszym 5 oraz zadanemu stopniowi rozciągu taśma zostaje wyciągnięta o założony procent zmieniając swoje wymiary szerokości i grubości. Stopień rozciągu będący stosunkiem prędkości liniowej zespołu drugiego wałków 11 odniesionej do prędkości występujących na zespole pierwszym wałków 4 wynosi od 3 do 5. Z zespołu drugiego wałków 11 utrzymującego temperaturę od 120°C do 140°C taśma przechodzi do kolejnego pieca rozciągowego drugiego 12 z wewnętrzną temperaturą od 140°C do 160°C, gdzie stałe naprężnie taśmy również zapewniają rolki prowadzące tak jak w piecu rozciągowym pierwszym 5. Z pieca rozciągowego drugiego 12 taśma odbierana jest przez zespół trzeci wałków 13, o temperaturze taśmy na zespole trzecim wałków 13 wynoszącej od 40°C do 60°C. Pod wpływem temperatury w piecu rozciągowym drugim 12 oraz zadanemu stopniowi rozciągu taśma zostaje wyciągnięta o założony procent i zmienia swoje wymiary szerokości i grubości. Stopień rozciągu będący stosunkiem prędkości liniowej występującej na zespole trzecim wałków 13 względem prędkości na zespole drugim wałków 11 wynosi od 1.1 do 1.4. Kolejną operacją, której poddaje się rozciągniętą taśmę jest gofrowanie polegające na przejściu taśmy przez wałki gofrujące powierzchnię 14, stanowiące układ dwóch fakturowanych wałków, które pod wpływem nacisku wygniatają na gorącej jeszcze taśmie wzór. Dzięki temu wzrasta tarcie między taśmą a opakowywanym przedmiotem, co znacznie ułatwia pakowanie. W kolejnej operacji taśma po gofrowaniu przechodzi przez zespół wałków stabilizujących 15, które podają taśmę do wanny końcowego chłodzenia 16 z wodą o temperaturze utrzymywanej pomiędzy 20°C a 25°C. Kolejny zespół wałków stabilizujących 18 odbiera taśmę z wanny końcowego chłodzenia 16 i podaje w kierunku zespołu końcowego nawijarek19, gdzie taśma gotowa 17 jako wyrób gotowy zwijana jest w zwoje wyrobu gotowego 20.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Linia wytwarzania taśmy do pakowania z politereftalanu etylenu pochodzącego z recyklingu, składająca się z krystalizatora, wytłaczarki z filtrami, głowicy wytłaczającej, wanny pierwszego chłodzenia, zespołu pierwszego wałków, pieca rozciągowego pierwszego, zespołu drugiego wałków, pieca rozciągowego drugiego, zespołu trzeciego wałków, wałków gofrujących powierzchnie, zespołu rolek stabilizujących, wanny końcowego chłodzenia, zespołu rolek stabilizujących i zespołu końcowego nawijarek, znamienna tym, że wyposażona jest w nawijarkę taśmy surowej (1) ustawionej bezpośrednio za wanną pierwszego chłodzenia (2), stanowiąc koniec ciągu urządzeń formujących, natomiast oddzielony ciąg urządzeń wykańczających na początku wyposażony jest w odwijarkę taśmy surowej (3) ustawionej bezpośrednio przed zespołem pierwszym wałków (4).

2. Sposób wytwarzania taśmy do pakowania, w którym płatki z politereftalanu etylenu pochodzące recyklingu poddaje się kolejno krystalizacji, suszeniu, uplastycznieniu, stopieniu, po czym po wytłoczeniu taśmę wstępnie uformowaną poddaje się dwukrotnemu podgrzewaniu i dwukrotnemu jednoosiowemu rozciąganiu oraz gofrowaniu powierzchni, następnie taśmę poddaje się stabilizacji oraz końcowemu schłodzeniu a po powtórnej stabilizacji taśma gotowa zwijana jest w zwoje wyrobu gotowego, znamienny tym, że taśmę wstępnie uformowaną (6) zwija się w nawoje (7) na nawijarce taśmy surowej (1), do której wchodzi taśma wstępnie uformowana (6) podawana z wanny pierwszego chłodzenia (2), po czym nawoje (7) zdjęte z nawijarki taśmy surowej (1) przemieszcza się i zakłada do odwijarki taśmy surowej (3), ustawionej na początku ciągu urządzeń wykańczających przed zespołem pierwszym wałków (4), do którego następnie po odwinięciu z nawoju (7) taśma wstępnie uformowana (6) jest wprowadzana.