plastik film ekstruzyonunda sorun, neden ve önlem yolları
Transkript
plastik film ekstruzyonunda sorun, neden ve önlem yolları
YYPE FİLM EKSTRUZYONUNDA KARŞILAŞILAN SORUNLAR, NEDENLERİ VE ÖNLEMLERİ Feridun ŞENOL / PETKİM Petrokimya Holding A.Ş. Plastik hammadde ve plastik işleme teknolojisindeki gelişmelere paralel olarak ülkemizde de, özellikle son 10 yılda şişirmeyle film ekstruzyonu alanında üretim yapan firmaların, AYPE’nin yerine alternatif olarak YYPE (Yüksek Yoğunluklu Polietilen) kullanmaya başladıkları görülmüştür. YYPE’nin flexible ambalaj üretiminde hammadde olarak kullanılmasının ana nedenlerinin başında YYPE filminin yüksek mekanik özelliklere sahip olması gelmektedir. Bu sayede daha düşük kalınlıkta (yaklaşık 10-20 mikron) üretilen filmle aynı amaca uygun ambalaj üretilebilmektedir. Bunun sonucunda, kullanıcı firmalar ambalaj maliyetinde YYPE ile sağladıkları tasarruftan dolayı, YYPE kökenli ambalajı daha SORUN fazla tercih eder hale gelmiştir. YYPE üstün mekanik özelliklerinin yanı sıra, sahip olduğu düşük geçirgenlik katsayısı sayesinde gaz, su buharı, koku geçirgenliği v.b. bariyer özellikleriyle de AYPE’ye göre daha üstündür. En çok kullanıldığı alanlar market poşetleri, buzdolabı poşetleri, çöp poşetleri ve gıda ambalajı olarak sıralanabilir. YYPE film ekstruzyonunda kullanılan ekstruder genelde spiral mandrel kafaya sahip olup vidasının L/D oranı çoğunlukla 18:1 ile 24:1 arasında değişmektedir. Filmin Şişirme oranının (BUR) 3.5 ile 5.0 arasında, balonun boyun yüksekliğinin ise kafa çapının yaklaşık 10 katı olması tavsiye edilmektedir. Balonun sabit kalması için içten balon sabitleştirici ve içten balon MUHTEMEL SEBEP soğutma sistemine sahip ekipmanlar tercih edilmektedir. Film üretiminde genelde, Erime Akış Hızı 0,05 g/10dk ve Yoğunluğu(23°C) 0,955 g/cm3 civarında olan Yüksek Molekül Ağırlıklı YYPE (HMW HDPE) kullanılmaktadır. Film ekstruzyonunda meydana gelen sorunların üç temel nedeni vardır: 1) Kullanılan hammadde ve yardımcı maddeler 2) İşleme koşulları (işleme sıcaklıkları, soğutma, basınç, vida devri, sarma hızı, v.b.) 3) Kullanılan ekipman (ekstruder ve yardımcı ekipmanlar) YYPE’nin şişirme (blow) yöntemiyle film ekstruzyonunda en sık karşılaşılan sorunların muhtemel sebepleri ve kısaca özetlenmiş olası çözüm yolları aşağıdaki tabloda verilmiştir. OLASI ÇÖZÜM VE ÖNLEM 1. Çalışma hızı düşük 1. Vida devrini ve sarma hızını arttır 2. İşleme sıcaklığı aşırı yüksek 2. İşleme sıcaklığını düşür 3.1. Balonun çevresini hava akımlarına karşı 3. Ortamdaki hava akımı (cereyanı) ciddi koruyacak şekilde kuşat boyutlarda yüksek 3.2. Çalışma ortamında bulunan açık kapı ve pencereleri kapat BALON ZIPLAMASI 4. Soğutma havası düzensiz 4.1. Hava halkası açıklığının çevresi boyunca eşit olmasını sağla 4.2. Soğutma havasının sürekli eşit hızda üflenmesini sağla 5. Katlama çerçevelerinin konumu hatalı 5. Katlama çerçevelerinin konumunu ayarla 6. Ekstruder veya kule titreşimlerinin balona iletilmesi/taşınması 6. Titreşimlerin yalıtımı için gerekli önlemleri al 7. Şişirme oranı uygun değil 7. Optimum Şişirme oranı, hava (soğutma) halkası ve film kalınlığına bağlıdır 1 SORUN MUHTEMEL SEBEP OLASI ÇÖZÜM VE ÖNLEM 1.1. Film kalınlığının homojen olması için gerekli kafa ayarını yap 1. Balonda şekil bozukluğu 1.2. Kafa sıcaklığını eriyik polimer sıcaklığına eşitle 1.3. Soğutma halkasını temizle 2.1. Film kalınlığı eşit olacak şekilde kafa ayarını yap 2. Film kalınlığı değişken 2.2. Kafa sıcaklığını eriyik polimer sıcaklığına eşitle 2.3. Sıcaklık dengesizlikleri olup olmadığını kontrol et FİLMDE KIRIŞIKLIKLAR 2.4. Soğutma halkasını temizle 3. Kafa seviye ayarı bozuk 3. Kafaya seviye ayarı yap 4. Sıkıştırma merdaneleri seviye ayarı bozuk 4. Sıkıştırma merdanelerine seviye ayarı yap 5.1. Soğutma halkasını ayarla 5. Balon kararsız 5.2. Balonu dıştan mekanik aletlerle destekle (iris v.b.) 6. Kafa ile sıkıştırma merdaneleri arasında uyumsuzluk 6. Sıkıştırma merdanelerini birbiriyle paralel ve kafayla aynı düzlemde olmasını sağla 7. Sarma gerginliği uygun değil 7. Sarma gerginliğini ayarla 8. Balon çapını sınırlama merdaneleri üzerinde pislikler 8. Merdaneleri temizle 1. Hammaddede harici kirlilik mevcut yada hammadde kalitesi düşük 1. Uygun hammadde kullan 2. İşleme sıcaklığı çok yüksek 2. Uygun işleme sıcaklığını ayarla 3.1. Mevcut vidayı, mümkünse, daha iyi karıştırma özelliğine sahip vida ile değiştir ERİMEYEN 3. Karıştırma yetersiz TANECİKLER (JEL) VEYA SİYAH BENEKLER 3.2. Vida-kovan arası mesafeyi kontrol et, gerekirse vidayı kaplat veya yenisi ile değiştir 3.3. Filtrede delinme olup olmadığını kontrol et ve gerekirse yenisi ile değiştir 3.4. Filtre setini daha küçük gözenekli (yüksek mesh) filtre seti ile değiştir 4.1. Kafada birikenleri temizle 4. Kafa/ekstrüder kirli 4.2. Vidayı çıkart, kafayı aç ve tüm parçaları temizle 5. Çalışmayan ekstruderin uzun süre yüksek sıcaklıkta bekletilmesi 5. Çalışmayan ekstruderi uzun süre yüksek sıcaklıkta bekletme 6. Filtre setinin yırtılması 6. Yeni filtre seti ile değiştir 2 SORUN MUHTEMEL SEBEP OLASI ÇÖZÜM VE ÖNLEM 1. Şişirme Oranı (BUR) düşük 1. Şişirme Oranını arttır 2. Filmde çizgiler 2. Ekstruderin kafa dudaklarını temizle 3. Donma çizgisi çok alçak 3. Donma çizgisini yükselt YIRTILMA MUKAVEMETİ 4. Çalışma sıcaklığı çok yüksek ZAYIF 4. Çalışma sıcaklığını tavsiye edilen alt sınıra kadar düşür 5.1. Hammaddeyi kirlilikten uzak tut 5. Erimeyen tanecikler (jel oluşumu) 5.2. Aşırı ısınan bölgeleri kontrol et 5.3. Vidayı ve elek setini kontrol et BALON PATLAMASI 1. Kirlenmiş (homojenliği bozulmuş) hammadde 1. Hammaddeyi kirlilikten uzak tut 2. Hammadde erimeyen tanecikler (jel) içermektedir 2. Kaliteli hammadde kullan 3. Karıştırma zayıf KABA FİLM YÜZEYİ 3.2. Filtre setini daha küçük gözenekli (yüksek mesh) filtre seti ile değiştir 4. Vida ve kafa kirliliği 4. Vidayı çıkart, kafayı sök ve tüm parçaları temizle 1. Kafada birikmiş yanık parçacıklar 1. Kafayı temizle 2. Kafa basıncı aşırı yüksek FİLMDE ÇİZGİLER 3.1. Mevcut vidayı, mümkünse, daha iyi karıştırma özelliklerine sahip vida ile değiştir 2.1. Çalışma sıcaklıklarını yükselt 2.2. Vida devrini düşür 3. Eriyik polimer sıcaklığı düşük 3. Bölge (zone) sıcaklıklarını arttırarak eriyik polimerin sıcaklığını yükselt 4. Katlama çerçevesi üzerinde pürüzlü uçlar 4. Filmin sürtündüğü tüm yüzeyleri zımparala 5. Sıkıştırma merdanesi yüzeyleri hasarlı 5. Merdane yüzeylerindeki hasarları gider ve parlat 1. Eriyik polimer sıcaklığı düşük 1. İşleme sıcaklığını/kafa sıcaklığını arttır 2. Vida devri yüksek 2. Vida devrini düşür 3. Kafa dudakları zedelenmiş 3. Kafa dudaklarını düzgün hale getir veya yenisi ile değiştir 1. Kirlilik 1. Film yüzeyini başka işlemlerden mümkün olduğunca koru ve bobinleri temiz, kuru ortamda sakla ISIL YAPIŞMA 2. Isıl yapışma koşulları uygun değil ZAYIF 3. Film yüzeyi koronalı 2. Hammaddenin Erime Noktasını kontrol et ve Yapıştırma süresinin azalması oranında Yapıştırma sıcaklığını arttır 3. Isıl yapışmaya tabi tutulacak yüzeylere kesinlikle korona v.b. yüzey işlemleri uygulama 3