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如何选择合适的塑料干燥方式?(组图)
来源:中国德富塑料网转载
时间: 2015-11-10
专题: 展会

中国德富塑料网最新资讯:大多数塑料的吸湿性直接影响制品质量,因此,要生产高质量的塑料制品,必须先注意选择干燥方式。本文分析市场上几种常见干燥方式带来的优缺点。

大多数塑料都具有吸湿性,当塑料粒自防潮密封的包装袋取出曝露在大气中时,即开始吸收空气中的湿气受曝露的时间长短而影响。含水率过高的塑料经由融溶后会产生水解(Hydolyses)反应,这种反应将使制品的机械性能与外观质量显著降低,水解反应也会使得塑料动性急速升高,导致过量充填而造成制品与浅道黏膜或出毛边,在这种状况下产生出的不良品,性能极差。

 工程塑料制品都具有非常杰出的抗温性、耐候性、收缩率小、尺寸稳定、强韧耐磨,抗电性佳等优点,但唯一的困扰就是加工的条件要求较高,若在生产前没有将塑料干燥做好,则上述的优越性将无法达成,如尼龙塑料含水率过高时,很容易在制品的外观上发现银花与气泡,而PET含水率过高时,其制品表面上并不会产生银花,但其耐冲性能、延伸性与抗拉强度均明显降低。因此,要生产高质量的塑料制品,必须要先注意生产设备选择,除湿干燥机是塑料干燥的最佳利器。

 干燥效率四要素

 一个良好的干燥效率决定因素有以下四点:干燥温度(Drying Temperature)、干燥时间(Residence time)、风量(Air flow)、露点(Dew point)。这四个因素环环相扣,任何一个条件的改变都会影响干燥效果。

干燥温度是指进入干燥桶的空气温度,每一种原料因其物性,例如分子结构、比重、比热、含水率等因素,干燥时温度均有一定的限制,温度太高时会使原料中的部分添加物挥发变质或结块,太低又会使某些结晶性原料不能达到所需干燥条件,例如:PC/120℃,ABS/80-95℃。另外在干桶选择上需要绝缘保温,以避免干燥温度漏失,造成干燥温度不足或能源的浪费。   

 干燥时间是指原料成型前预干燥的时间,干燥时间太长会造成原料变质或结块或浪费能源,干燥时间太短会造成含水率过高的现象。例如:PC/3-4小时,ABS/3-4小时。    

 风是带走原料中水分的唯一媒介,风量大小会影响除湿效果的好坏。风量太大会造成回风温度过高,造成过热现象而影响露点的稳定性,风量太小则无法将原料中的水分完全带走,风量也是代表除湿干燥机的除湿能力。   

 露点温度是指当气体冷却到将含有的湿气凝结成水珠的温度,是一种计测气体干燥(潮湿)程度的单位。气体中的湿气愈少,露点温度就愈低。良好的除湿干燥机露点要能达到-40℃的露点温度。

 随着工程塑料广泛地被使用,除湿型干燥机已渐渐取代传统的热风烘干机(烤箱)。

 使用除湿干燥机具有以下四大效益:1、可将塑料原料中的水分带走,以消除气泡的产生,使产品达到理想的机械性、电气性、尺寸稳定性与外观平整美观。2、防止不良品的产生与退货损失,大大降低废料的产生。3,因为除湿干燥机是利用非常干燥的空气来进行除湿工作,故可以缩短烘料时间,节省工时。4,除湿干燥机的空气管路都采用密封循环系统,并装有过滤器,因此不受外界气候影响,以及可以防止粉尘在厂内造成污染,改善工作环境。

 干燥机的选择与使用

 使用时机

 塑料原料干燥效果要达到200PPM以下就需要选择除湿干燥机,同时搭配热风干燥(筒)箱使用,它是塑料干燥的最佳利器,要生产高质量的塑料制品,必须先注意到生产设备的选择,塑料干燥过程的规则。

 生产制品或材料如下列所述,务必配合除湿干燥机:1、使用吸湿性较强的塑料原料,如PET、PBT、PC、PA、PMMA等。2、生产透明制品时,如PMMA、PC等。3、制作的产品有抗拉强度、冲击强度等性能要求时。4、产品如LCD背光板、光碟片、光学镜片等导光零件。

 类型比较

 目前市场上的产品,从结构形式上大致可分成以下几大类型:

 双筒切换式:是目前使用最广泛的形式,它主要由两个分子筛筒、双四通切换阀、冷却器、干燥风机、再生风机、加热器、PLC控制系统或全功能的微电脑控制系统、过滤器及其它配件等组成。小型机的干燥能力一般在 50-120kg/hr,大型机的干燥能力一般在 120 kg/hr以上。(以PET塑料原料为计算依据)

 子母除湿转动轮式:它取代了双分子筛筒及双四通切换阀,主要形式是在母转动轮筒内含数个子分子筛筒,使其能连续不断地完成分子筛的再生加热排湿、冷却、吸湿等过程,使其能源源不断地输送干燥风,其露点温度始终稳定在 -40℃以下。

 除湿干燥机是一台能源源不断地输送干燥风的塑料行业专用设备。它主要是将吸入的潮湿风经过分子筛的干燥作用输出干燥的风。而分子筛的特点就是低温吸湿、高温排湿,也就是说,先将吸入的潮湿风进行冷却处理,而后其内的水分被分子筛(低温状态)吸附,而分子筛吸入的水分,再对它进行高温处理,使其内的水排至大气,进而不断循环工作。

 蜂窝巢转动轮式:它是在母子除湿转动轮式的基础上,更进一步地优化改进的新一代产品,蜂窝巢转轮的主体采用了日本的最新工艺及技术,利用陶瓷纤维为基材,再利用化学合成方法,且无需分子筛,但制作成本较大。

 优点:风阻系数较小,结构较简单。

 缺点:对含油量大的材料,当蜂巢孔内部被油附着时,清除不易,若更换蜂巢轮时,费用较分子筛昂贵。

 巨塔双筒式:此机型属双筒切换式,属大型、外露式结构,控制系统较简单,干燥能力一般在500 kg/hr以上。机体结构较耐用,但耗电量较其它机型约多40%以上。

 原料除湿系统

 当成型条件更为苛刻之原料,如PET等,要求其原料成型前含水率需降至25~80ppm时,除了干燥系统选用外,更应加入除湿系统,以提供干燥机一个相当低露点值的干燥空气。常见的除湿系统依循环流程区分,可分为开放式系统空气和内循环式空气。

 开放式系统空气

 开放式系统空气之动作流程如下:外气→过滤(进风过滤器)→冷凝(冷凝系统)→水气分离(水气分离槽)→水分吸附(分子筛)→供给干燥机→过滤(排风过滤器)→排回大气

 优点:较合用于超大型干燥机设备。

 缺点:a、能源耗费过大,因其需处理外气所含之水份,因此总能源将近60%均耗费于冷凝系统上,且鼓风机及再生电热之消耗电量也需很大。b、所需装填之干燥剂(分子筛)量大,成本大幅增加。c、设备建置成本高,所占空间大且无法因应厂房设置改变而迁移。d、建设装机工程旷日费时,且日后之维护保养成本高昂。

 内循环式空气

 内循环式空气之动作流程如下:干燥机及管路内空气→过滤(进风过滤器)→冷凝(冷凝系统)→水分吸附(分子筛)→过滤(排风过滤器)→供给干燥机(密闭回路循环)

 优点:a、适用于中小型干燥机设备。b、能源可有效利用,空气可不需冰水冷凝。c、分子筛因不与外气杂质污染,故寿命长。d、适用于光学产品(如奇美、辅祥导光板厂)。e、小型除湿机可任意迁移,机动性高。f、施工简易,小型机种最短约一个工作天即可运转使用。g、采用模组化机构及电控设计,维修更换简易。

 缺点:各厂家之机种及功能均有差异,初期选购时应多注意。

 真空式除湿干燥机

 专利的真空式除湿干燥机在干燥时不用任何化学药剂就可防止材料酸化、劣化、变黄等问题,不会污染筒内原料并容易清理。小批量、连续的干燥更可以保证原料的干燥效果,并防止原料对水份再吸收的可能性。运用真空方式达到快速干燥效果,缩短干燥时间、提高产能、节省能源为本机的优点,是新一代光学产品不可或缺的最佳设备。同时,轻巧的料筒设计,换料省时又省力,对于接单少量多样的业者而言,是生产一大利器。

 使用本设备干燥塑料,不用再搭配料斗干燥机,而使用一般型除湿干燥机需再搭配料斗干燥机才能发挥功效。同时,以使用PMMA原料厂商为例,从开始到投入生产需4小时,为避免缺料状况发生,在购置设备时,容量需买四倍大的设备才可以确保生产顺畅,若使用此设备,创新的干燥方式、专利小批量、连续式的干燥设计,容量毋需再加大,依每小时处理量计算即可。

 同时,具有以下优势:(1)缩短工时:处理同量PMMA塑料,真空式除湿干燥机可节省75~83%的工时。(2)节省空间:真空式与一般型须搭配料斗干燥机相较,可节省50%的面积。(3)降低耗能:电热管部份即可降低59%的耗电量,再加计省时所带来的节能,可达60%以上。(4)低排碳量:处理同量1200kg的PMMA塑料,减碳效能约达70%。(5)提高产品透光度。(6)产能提升,以使用PMMA原料生产2mm厚小尺寸导光板为例,每小时可生产200片成品,24小时不间断生产,整体产能可提升15%,同时因塑料干燥不完全导致之不良率可降低30%。(7)免耗材更换。利用真空原理快速除湿干燥,不用更换除湿轮及分子筛,免用冷却水,进而达到环保减废效应。(8)提高获利,使用本设备,可从工时、电费、耗材、不良率及产能多方面看到利润提升的成果。以台湾电费为例,全年度可省下约新台币17万。

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