Реферат: Целлофан
Формовочная и отделочная части целлофановой машины являются проходным аппаратом, состоящим из ряда барок, оборудованных системой направляющих роликов, по которым пленка проходит внутри барок, и передаточными и отжимными валами, передающими пленку из одной барки в другую и отжимающими жидкость во избежание переноса ее в другие барки.
Вискозная пленка формуется однованным способом в ванне, содержащей серную кислоту и сульфат натрия.
Иногда для улучшения качества целлофана в осадительную ванну добавляют третий компонент - сульфат аммония, который увеличивает набухание пленки, что облегчает крашение и процесс получения более толстого целлофана.
Примерный состав осадительной ванны для формования пленки толщиной 15-20 мк из вискозы со зрелостью 5-6 по NH4 Cl приведен ниже в таблице 2.
Свежую кислоту добавляют только в первую барку. Состав ванны во второй и третьей барках определяется уносом кислоты пленкой из предыдущей барки. Интенсивный подогрев жидкости паром в первой барке ведут только в начале процесса, так как выделяющегося при формовании тепла (вследствие экзотермической реакции нейтрализации NaOH) достаточно для поддержания нужной температуры ванны.
Процесс формования пленки может быть ускорен путем повышения температуры или кислотности ванны, а также еще большим увеличением зрелости вискозы.
Отделка пленки
При отделке пленки применяются операции: промывка, десульфурация, отбелка и кисловка с промежуточными и окончательными промывками, а также пластификацию пленки.
Для упрощения технологического процесса из числа отделочных операций часто исключают процесс отбелки, иногда и кисловки.
Пластифицированная пленка более эластична и имеет повышенную прочность на изгиб.
В первой группе барок пленка промывается водой с целью удаления кислоты и солей, а также для частичного вымывания из нее серы. Во второй группе барок производится десульфурация. По выходе из осадительной ванны свежесформованная пленка содержит до 1% серы. Часть серы смывается с пленки теплой промывной водой. Окончательно сера удаляется обработкой раствором NaOH. Обычно применяют разбавленные растворы едкого натра (3-4 г/л) при высокой температуре (95°С). После обработки пленка содержит около 0,07% серы.
В десульфурационной ванне пленка сильно набухает, прочность ее резко понижается, вследствие чего обрывы происходят большей частью именно на этой стадии процесса.
После десульфурации и последующей промывки пленка хотя и прозрачна, но еще обладает серовато-желтоватым оттенком. Чтобы сделать пленку совершенно бесцветной, ее иногда отбеливают раствором гипохлорита натрия, содержащим около 2-3 г/л активного хлора. Процесс отбелки ведут при температуре 20-25°С. Далее пленка поступает на промывку водой и на кисловку раствором серной кислоты (2,5 г/л) для разложения оставшегося в пленке гипохлорита.
При отсутствии отбелки кисловка служит для дополнительного удаления с пленки следов железа, которое придает ей слабо-желтоватую окраску. Иногда исключают также и кислову.
Ускоренный режим формования и отделки целлофана приведен в таблице 2.
Таблица 2. Ускоренный режим формования и отделки целлофана
| Состав ванны | ||||
| Барки | Операции | компоненты | концентрация % | температура ванны °С |
| 1 | Формование | H2 SO4 Na2 SO4 | 12 19 | 46 |
| 2, 3 | Дополнительное восстановление | H2 SO4 Na2 SO4 | 2,5-2,75 не нормируется | 75 |
| 4, 5 | Промывка | H2 SO4 | 0,18 | 92,5 |
| 6 | Десульфурация | NaOH | 0,35 | 95 |
| 7, 8 | Промывка | Умягченная вода | — | 35 |
| 9-11 | Промывка | Вода из 12-й и 13-й барок | — | 30 |
| 12, 13 | Промывка | Свежая умягченная вода | — | 35 |
| 14 | Пластификация | Глицерин | 5-6 | 35-45 |
В качестве пластификатора наиболее широко применяется глицерин. Для пластификации целлофана могут быть использованы также двухатомные и многоатомные спирты (например, маннит, сорбит).
Обычно целлофан, употребляемый для упаковки, содержит 12-16% глицерина. Для некоторых специальных целей, когда требуется повышенная эластичность, выпускается целлофан с увеличенным количеством глицерина (до 30%). При этом применяют пластификационную ванну, содержащую повышенное количество глицерина.
Данные, характеризующие зависимость физико-механических свойств целлофана от содержания в нем глицерина и воды, приведены в таблице 3.
Таблица 3. Зависимость физико-механических свойств целлофана от содержания глицерина и воды
| Содержание, % | Физико-механические свойства | ||
| глицерина | воды | прочность в продольном направлении кгс/мм2 | удлинение % |
| 7,7 10,5 13,0 21,9 37,8 45,9 | 12,5 13,4 13,6 13,9 17,7 18,5 | 6,19 5,71 4,01 2,93 1,65 1,15 | 13,4 16,4 23,4 33,4 45,4 57,6 |
Из таблицы 3 видно, что с увеличением содержания глицерина прочность пленки снижается, но значительно увеличивается ее эластичность.
Если требуется цветная пленка, ее окрашивают в процессе изготовления на целлофановой машине растворами субстантивных красителей при температуре красильной ванны 60-80°С. При получении пленок, окрашенных в темные цвета, концентрация красителя составляет от 1 до 3 г/л. Под красильную ванну занимают барки, которые обычно служат для промывки пленок.
Сушка и намотка пленки в рулоны
По выходе из барки, в которой производится пластификация глицерином, целлофан поступает в сушильную часть машины, состоящую из двух рядов сушильных барабанов (верхних и нижних), обогреваемых изнутри горячей водой.
Пленка, поступающая в сушильную часть машины, содержит около 350% влаги (от веса сухой целлюлозы), а высушенная - 6-13%.
В процессе формования, отделки и сушки вискозная пленка подвергается усадке - укорачивается. Величина усадки зависит от состава и зрелости вискозы, условий формования (состава и температуры осадительной ванны), толщины пленки и ряда других факторов.
При мокрых обработках (осадительные ванны, промывка, десульфурация, отбелка и кисловка) пленка усаживается на 34,7%, а во время сушки - на 9,9%. Это необходимо учитывать при технологических расчетах.
По выходе из сушилки пленка наматывается на бумажную гильзу, надетую на деревянную палку или на деревянную бобину длиной 1,2-1,3 м. Вес рулона составляет 200-300 кг. При толщине целлофана 35 г/м2 и ширине 1,25 м длина пленки в таком рулоне достигает примерно 4600-7000 погонных метров.
Модификация целлофановой пленки
Одним из самых существенных недостатков целлофана является его большая водопроницаемость и высокая гигроскопичность. При погружении в воду целлофан через 24 ч поглощает равный себе объем воды, теряет прозрачность и механическую прочность (на 65-70%). Во влажной атмосфере целлофан деформируется, что портит внешний вид упаковки.
В результате модификации получают пленки, которые обладают пониженной паро- и влагопроницаемостью, хорошо перерабатываются в изделия методом тепловой сварки, не слипаются при хранении в рулонах. Применяют следующие методы модифицирования целлофановой пленки: дублирование с пленкой из полиэтилена или других полимеров, лакирование, обработка так называемым антиблоком (водной суспензией меламино-формальдегидной смолы).