Под принципом самоокрашивання мы подразумеваем следующее:
- заказчик покупает неокрашенный материал
- заказчик покупает "краситель"
- неокрашенный материал и краситель смешиваются.
Таким образом, желаемые цвет и прозрачность готового изделия достигаются с
помощью более гибкой и экономичной системы.
| Рис. 1.
Две концепции окраски материала.
- "Натуральный" полимер;
- Окраска всей партии полимера;
- Приготовление суперконцентрата из части партии;
- Переработка полимера, окрашенного в заводских условиях;
- Переработка "натурального" полимера с добавкой суперконцентрата (окрашивание в момент переработки).
|
2. Достоинства и недостатки материалов, окрашенных в заводских условиях.
| Достоинства: | Недостатки: |
|---|
- оптимальное распределение
- не требуется дополнительное оборудование
|
- дороговизна
- проблемы с материально-производственными запасами
- минимальный объем заказа
- время выполнения заказа
- остатки устаревших красителей
|
3. Экономические преимущества и недостатки Самоокрашивания.
| Преимущества: | Недостатки: |
|---|
- уменьшение товарно-материальных запасов
- сокращение длительности производственного цикла для натуральных материалов
- отсутствие отходов окрашенного материала
- увеличение производительности благодаря сокращению длительности производственного цикла при смене окраски
- меньшее количество удаляемых отходов
- закупка натуральных материалов навалом
- меньшие трудозатраты (отсутствует выгрузка из мешков)
- меньшие затраты на оборудование в результате централизованной сушки натуральных материалов
- отсутствие потерь продукта (оставшегося в мешках)
|
- часто необходимы дополнительные капитальные затраты на оборудование,
такое как дозирующие и измеритеельные устройства, центральная сушилка
или бункер
|
4. Технические достоинства и недостатки Самоокрашивания.
| Достоинства: | Недостатки: |
|---|
- большая гибкость
- уменьшение длительности термического воздействия на полимер
- централизованная сушка
- меньший риск загрязнения
- более простая и быстрая смена цветов
|
- для получения необходимого качества смешения требуется использование шнекового смесителя
- обслуживающий персонал должен быть обучен (большая техническая поддержка)
|
5. Требования к материалам.
Для получения соответствуюшиим образом окрашенных конечных продуктов:
- полимер должен иметь соответствующий фоновый цвет и быть термически устойчивым в широком диапазоне технологических параметров
- светлый фоновый цвет полимера дает преимущества при окрашивании, но наличие такого цвета не является обязательным
- необходим соответствующий краситель
- необходимы соответствующие размеры гранул как для загружаемого натурального полимера, так и для концентрированного красителя
В результате процесса полимеризации,
разработанного фирмой Dow, производятся полимеры АБС, отвечающие
требованиям к самоокрашиванию, осуществляемому заказчиком.
6. Основные результаты.
- Снижение суммарных затрат на материалы
- Повышение гибкости
- Увеличение производительности
- Сокращение товарно-материальных запасов
- Отсутствие остатков материалов с устаревшей окраской
- Уменьшение длительности термического воздействия на полимер
- Быстрая подгонка оттенка и поставка (DOW и третьими сторонами)
- Предварительная сушка материала навалом
Прибыль на инвестированный капитал (ROI) для дополнительного оборудования обычно лежит в пределах 50 - 150%.
II. Методы Самоокрашивания.
1. Окрашивание Опудриванием.
Наиболее простой и наименее точный способ.
| Достоинства: | Недостатки: |
|---|
- минимальные затраты на установку
- умеренные затраты на окрашивание
- низкие капитальные затраты
- для хранения требуются весьма небольшие площади
- простота установки
|
- невозможность подгонки оттенков
- низкая точность дозировки
- высокий риск загрязнения
- ограниченная гибкость
- влияние концентрации пигмента на вязкость расплава
|
2. Окрашивание СуперКонцентратами.
Универсальные Концентрированные красители (СуперКонцентраты):
- могут использоваться для стиреновьх полимеров компании Dow
- дозировка обычно составляет 1-2%
- представляют интерес для заказчиков, перерабатывающих и окрашивающих
различные типы полимеров (например, полистирол, АБС, ударопрочный
полистирол, полиэтилен, полипропилен и т.д.),
но:
- неправильная форма частиц концентрированного красителя обуславливает менее точную дозировку
- несовместимый носитель может отрицательно повлиять на физические свойства
3. Окрашивание Жидкими красителями.
Высокая концентрация пигмента в носителе. Распределяются на входе в литьевую машину при типичной концентрации 0,5 - 2%.
| Достоинства: | Недостатки: |
|---|
- небольшие затраты на установку
- умеренные затраты на окрашивание
- низкие капитальные затраты
- оптимальная подгонка оттенков
- для хранения требуются весьма небольшие площади
- низкий риск загрязнения
- простота установки
- точность дозировки
- могут влиять на вязкость расплава
|
- трудность обработки жидкости
- одна установка на машину
- ограниченная гибкость
- необходимость дополнительных измерений для повторного измельчения
- могут вызывать проскальзывание шнека. отрицательно влияющее на качество продукта на выходе из экструдера
- могут уменьшать VSP
|
4. Системы окрашивания.
На приведенной ниже блок-схеме
представлен обзор возможных методов самоокрашивания. Компания Dow
гарантирует окончательный цвет как для окрашиваемого в заводских
условиях материала Magnum* ABS, так и для натурального материала Magnum +
концентрированный краситель Magnum только, если:
- соблюдаются нормативные условия обработки (см. "Руководство по распределительному перемешиванию", раздел III.);
- дозировка концентрированного красителя соответствует заданной (на упаковочном мешке);
- не используются другие материалы или добавки (загрязнения, другие концентрированные красители и т.д.).
III. Оборудование для дозирования и смешения.
Ниже будет обсуждено оборудование трех типов:
- барабанные смесители
- интегральные смесители
- насосы-дозаторы для жидкости
1. Барабанные смесители.
| Достоинства: | Недостатки: |
|---|
- низкие капитальные вложения
- простота механического оборудования
- гибкость
|
- трудоемкость
- периодический процесс
- ручное предварительное взвешивание
- возможность загрязнения при обработке материалов
|
2. Интегральные смесители.
Смесители этого типа могут использоваться непосредственно на машинах, но также централизованно
| Достоинства: | Недостатки: |
|---|
- полная автоматизация
- малый риск загрязнения
- простота регулировки
- могут работать с разными материалами (полимерами, повторно измельченными материалами и т. д.)
- очень низкие затраты на рабочую силу
|
- высокие капитальные затраты
- для установки смесителей некоторых моделей требуется много места
- один смеситель на одну литьевую машину
|
Наиболее распространенные системы:
Шнековый смеситель.
Концентрированный краситель подается в
бункер шнековым питателем. Эта система имеет приемлемую точность, но ее
использование не рекомендуется.
В смесительном бункере природный
материал смешивается с концентрированным красителем перед поступлением в
цилиндр экструдера. Очевидно, что такое решение улучшает распределение
красителя.
Дисковая система подачи.
Врашаюшийся диск обеспечивает
периодическую подачу концентрированного красителя в смесительный бункер
путем падения строго определенными порциями. В бункере краситель
смешивается со свободнотекущим натуральным материалом. Система
обеспечивает высокую точность дозировки.
Система с поворотным питателем.
В этой системе для подачи концентрированного красителя строго
определенными порциями используется поворотный питатель (в виде ролика
или барабана). Система обеспечивает точность подачи от хорошей до весьма
высокой.
Насосы-дозаторы для жидкости.
Дозированная подача жидких красителей
может осуществляться в смесительный бункер. желательно, непосредственно
над шнеком. Это техническое решение также обеспечит улучшение
распределения жидкого красителя вследствие вращательного движения шнека.
Система обеспечивает высокую точность дозировки.
IV. Рекомендации и минимальные требования.
- Точность более 2% (относительное стандартное отклонение).
- Бункер с правильно спроектированными смесительными лопастями,
содержащий более 5 порций предварительно перемешанной смеси. Для
поддержания необходимых значений КР при колебаниях выходных параметров
литьевые машины должны оснащаться одной дозирующей установкой, а
экструзионные технологические линии - двумя. При желании обеспечения
максимальной гибкости следует предусмотреть возможность дополнительной
дозированной подачи для быстрой смены цветов, добавки концентрированного
красителя и т.д. (это решение неприменимо при использовании жидких
красителей).
- Простой, но в достаточном объеме контроль расходов подаваемых материалов (градуировка).
- Устройство загрузки натурального полимера в бункер.
- Замкнутую конвейерную систему для транспортировки натуральных материалов во избежание их загрязнения от окружавшей среды.
Информацию о дозирующем и смесительном оборудовании, имеющемся у
различных поставщиков, можно получить в Отделе технического обслуживания
и развития.
| 
