Как производятся линии по производству искусственной кожи?

Линии по производству искусственной кожи производятся путем объединения ряда специализированных машин — станций нанесения покрытия, сушильных печей, ламинаторов, прессов для тиснения и систем намотки — в непрерывный поточный процесс, который превращает тканевую или нетканую подложку в готовое изделие из полиуретановой синтетической кожи. Последовательность изготовления сердцевины включает нанесение одного или нескольких слоев полиуретановой смолы на базовую основу, отверждение покрытия в печах с контролируемой температурой, ламинирование дополнительных слоев, где это необходимо, а затем применение поверхностной обработки, такой как тиснение, печать или отделка, для достижения желаемых эстетических и функциональных свойств. Производственные линии проектируются как интегрированные системы, а не как отдельные машины, при этом вся линия спроектирована с учетом конкретного ассортимента продукции, скорости выпуска и метода нанесения покрытия, требуемых производителем.

При производстве искусственной кожи используются два основных производственных процесса: сухой процесс (также называемый методом трансферного покрытия) и мокрый процесс (также называемый методом прямого покрытия или коагуляции). Для каждого из них требуется своя производственная линия с разной конфигурацией, различным оборудованием, конфигурациями печей и системами химической обработки. Большинство современных заводов по производству искусственной кожи используют либо исключительно один тип линий, либо устанавливают отдельные линии для каждого процесса для обслуживания разных сегментов продукции. Понимание того, как устроены эти производственные линии и что делает каждый основной компонент, важно для любого, кто оценивает характеристики линий, проектирует производственный объект или оценивает потенциал качества данной производственной установки.

Два метода производства: сухой процесс и мокрый процесс

Прежде чем рассматривать отдельные компоненты линии по производству искусственной кожи, важно понять два принципиально разных подхода к производству, поскольку они приводят к совершенно разным конфигурациям оборудования.

Сухой процесс (метод трансферного покрытия)

В сухом процессе полиуретановая смола сначала наносится на силиконовую антиадгезионную бумагу или антиадгезивную пленку, которая передает текстуру и рисунок поверхности, которые передаются на конечное кожаное изделие. Антиадгезионная бумага с покрытием проходит через сушильную печь, где растворитель испаряется и полиуретановая пленка затвердевает. Затем на отвержденную полиуретановую пленку наносится клеевой слой, а тканевая или нетканая подложка ламинируется на клей под давлением. После отверждения антиадгезионная бумага отделяется, перенося поверхность полиуретана вместе с тисненой текстурой антиадгезионной бумаги на тканевую подложку. Релизная бумага перематывается для повторного использования в течение многих производственных циклов.

Сухой процесс используется для изготовления большей части высококачественной модной искусственной кожи для обуви, сумок, мебельной обивки и автомобильных салонов. Это позволяет точно контролировать внешний вид поверхности, толщину слоя и текстуру. Стандартная линия по производству искусственной кожи сухим способом работает со скоростью от 8 до 25 метров в минуту. в зависимости от толщины покрытия и длины духовки.

Мокрый процесс (метод коагуляции)

При мокром способе полиуретановую смолу, растворенную в растворителе диметилформамиде (ДМФ), наносят непосредственно на тканевую основу, а затем пропускают через водяную баню, содержащую смесь ДМФ и воды. Когда ткань с покрытием проходит через ванну, вода вытесняет ДМФ в покрытии, вызывая коагуляцию ПУ в пористую, губчатую микроструктуру с текстурой, напоминающей внутреннюю структуру волокон натуральной кожи. Затем ткань проходит через резервуары для промывки водой для удаления остатков ДМФ, затем через сушильные печи для удаления воды и, наконец, через этап обработки поверхности.

Мокрый процесс позволяет получить искусственную кожу с превосходной воздухопроницаемостью, мягкостью и ощущением на ощупь, напоминающим натуральную кожу, что делает ее предпочтительной для подкладок высококачественной обуви, спортивных перчаток и некоторых видов мебели. Однако для соблюдения экологических требований требуются обширные системы рекуперации ДМФ, что делает линию мокрого процесса значительно более сложной и капиталоемкой, чем эквивалент сухого процесса. Для линий мокрого производства требуются установки для регенерации ДМФ, способные регенерировать более 95% использованного ДМФ. соответствовать стандартам выбросов в окружающую среду в большинстве производственных юрисдикций.

Станции основного оборудования на линии по производству искусственной кожи сухим способом

Полная линия по производству искусственной кожи сухим способом объединяет несколько специализированных станций в единый непрерывный производственный поток. Линия обычно простирается Общая длина от 60 до 150 метров в зависимости от количества станций нанесения покрытия, длины печи и дополнительных устройств окончательной обработки, входящих в комплект поставки. Каждая станция выполняет определенную функцию, послойно формируя конечный продукт.

Станция размотки бумаги Release

Производственный процесс начинается на стенде для размотки антиадгезионной бумаги, где большие рулоны антиадгезионной бумаги — обычно от 500 до 2000 метров на рулон — загружаются и разматываются с контролируемым натяжением на основной производственный путь. Антиадгезионная бумага обеспечивает текстуру поверхности готовой искусственной кожи: разные антиадгезионные бумаги имеют различные тисненые рисунки (натуральное зерно, галечное зерно, гладкая, крокодиловая кожа и т. д.), которые навсегда передаются на поверхность полиуретана в процессе нанесения покрытия и ламинирования. Станция размотки оснащена системой контроля натяжения, которая поддерживает постоянное натяжение бумаги при уменьшении диаметра рулона во время размотки, предотвращая образование складок или несовмещение, которые могут вызвать дефекты поверхности готовой кожи.

Станция первого нанесения покрытия (поверхностный слой/верхний слой)

Антиадгезионная бумага проходит под первой головкой для нанесения покрытия, где наносится полиуретановая смола точной толщины — поверхностное покрытие. Головка для нанесения покрытия обычно представляет собой устройство для нанесения покрытий с запятой (также называемое устройством для нанесения покрытия с ножевым вальцем) или устройство для нанесения покрытия с помощью валков глубокой печати, в зависимости от вязкости состава ПУ и требуемой однородности толщины. Геометрия запятой обеспечивает равномерную контролируемую толщину пленки за счет поддержания точного зазора между лакировочной планкой и поверхностью антиадгезионной бумаги. Толщина поверхностного слоя обычно составляет от 0,05 до 0,15 мм. , наносится за один проход из состава полиуретановой смолы, специально разработанного для обеспечения твердости поверхности, химической стойкости и окрашиваемости. Смола содержит краситель, сшивающие агенты и функциональные добавки (УФ-стабилизаторы, средства против царапин, соединения против плесени), смешанные перед нанесением покрытия.

Первая сушильная печь

После первой станции нанесения покрытия антиадгезионная бумага с покрытием поступает в первую сушильную печь — многозонную печь с принудительной вентиляцией, которая удаляет растворитель (обычно ДМФ, МЭК, толуол или растворитель на водной основе в зависимости от смоляной системы) и отверждает полиуретановую пленку. Духовка разделена на температурные зоны — обычно от трех до пяти зон в диапазоне от 80°C до 150°C — постепенное увеличение температуры от входа к выходу. Этот градуированный температурный профиль имеет решающее значение: если температура повышается слишком быстро, растворитель, попавший внутрь влажного покрытия, закипает и создает пузырьки или поры в отвержденной пленке. Длина печи рассчитывается на основе скорости линии и времени, необходимого для полного испарения растворителя и образования пленки — типичная длина первой печи составляет от 15 до 30 метров. Отработанный воздух из печи, содержащий растворители, собирается и обрабатывается через установку регенерации растворителя или каталитический окислитель перед выбросом в атмосферу в соответствии с нормами выбросов летучих органических соединений.

Вторая (и опционально третья) станция нанесения покрытия — средний слой

После первой печи отвержденный поверхностный слой возвращается к температуре окружающей среды через секцию охлаждения, а затем проходит под вторую головку для нанесения покрытия, где наносится средний слой полиуретановой смолы — обычно вспененного или более мягкого состава, который придает готовой коже объем, мягкость и плотность. Некоторые производственные линии включают в себя третью станцию ​​нанесения второго среднего слоя или клеящего вспенивающегося слоя. Средний слой обычно толще поверхностного. обычно от 0,1 до 0,3 мм на слой и может включать механическое или химическое вспенивание для создания ячеистой структуры, которая улучшает амортизирующие и тактильные свойства готового продукта. За каждой дополнительной станцией нанесения покрытия следует собственная сушильная печь соответствующей длины и температурного профиля.

Станция нанесения клея

Прежде чем тканевая подложка приклеится к слоям полиуретана на антиадгезионной бумаге, наносится клеевой слой — либо на обратную сторону стопки полиуретановой пленки, либо на поверхность ткани, в зависимости от схемы процесса. Клей представляет собой связующую смолу на основе полиуретана, разработанную для совместимости как с полиуретановым покрытием, так и с тканевой основой. Его необходимо наносить точной и равномерной толщины. обычно от 0,02 до 0,08 мм - и частично отвержденным (до липкого, а не полностью затвердевшего состояния) в течение короткого периода сушки, чтобы он сохранял достаточную липкость для прочного сцепления при приложении давления ламинирования. Конструкция станции нанесения клеевого покрытия имеет решающее значение для обеспечения постоянства прочности на отслаивание — изменение веса клеевого слоя является основной причиной нарушения расслоения готовой искусственной кожи.

Станция ламинирования тканевой подложки

Тканевая или нетканая подложка, размотанная с отдельной стойки для размотки ткани, приводится в контакт со стопкой полиуретановой пленки с клейким покрытием на станции ламинирования. Пара роликов для ламинирования оказывает контролируемое давление, чтобы прочно приклеить ткань к полиуретановой пленке. Давление зажима, температура валков и скорость линии на этом этапе являются критическими параметрами, которые определяют прочность сцепления, гладкость поверхности и стабильность размеров готового материала. Давление ламинирующих роликов обычно составляет от 0,2 до 0,8 МПа. В зависимости от веса и толщины ткани поверхность валиков можно нагреть до 80–120°C, чтобы активировать клей. Комбинированный композит — антиадгезионная бумага/слой полиуретана/клей/ткань – проходит через печь после ламинирования для окончательного отверждения клея перед отделением антиадгезионной бумаги.

Разделение бумаги и перемотка

После полного отверждения клея композит проходит через разделительный валик, где антиадгезионная бумага отделяется от поверхности искусственной кожи. Это разделение впервые показывает готовую поверхность полиуретана — с текстурой, уровнем блеска и цветом, определяемыми антиадгезионной бумагой и нанесенными составами полиуретановой смолы. Защитная бумага перематывается на катушку для повторного использования в последующих производственных циклах; высококачественную силиконовую бумагу, как правило, можно использовать повторно. от 20 до 80 раз прежде чем антиадгезионное покрытие испортится и бумагу придется заменить. Теперь обнаженная искусственная кожа — на подложке и с обработанной поверхностью вверх — переходит в раздел обработки поверхности и отделки линии.

Станции обработки поверхности и отделки

После того, как полиуретановая пленка переносится с антиадгезионной бумаги на тканевую подложку, основная ПУ-кожа проходит через ряд станций обработки поверхности, которые придают окончательный цвет, текстуру, блеск и функциональные свойства. Эти операции отделки превращают базовый композит в готовую к продаже искусственную кожу со специфическим внешним видом и эксплуатационными характеристиками, требуемыми конечным применением.

Поверхностная печать и цветокоррекция

Валики глубокой печати или станции флексографской печати наносят на поверхность полиуретана цветные покрытия, декоративные узоры или цветокорректирующие слои. Глубокая печать обеспечивает точное и воспроизводимое нанесение цвета тонкими слоями. обычно от 5 до 30 микрон за проход цвета - и способен воспроизводить сложные узоры, текстуру древесины, эффекты камня или абстрактные рисунки на поверхности ПУ. Линии многокрасочной печати могут включать от трех до шести последовательных печатных станций с короткими участками сушки или УФ-отверждения между каждой из них для предотвращения растекания цвета.

Пресс для тиснения

Для искусственной кожи, для которой требуется определенная трехмерная текстура поверхности — рисунок зерна, штриховка, перфорация или другая геометрия поверхности — в линию встроена станция тиснения. Пресс для тиснения состоит из нагретого валика для тиснения (или плоского пресса для некоторых применений), на котором выгравирован желаемый рисунок поверхности, который прижимает нагретую поверхность полиуретана для постоянного придания текстуры. Температура валика для тиснения обычно варьируется от 100°C до 180°C. , при этом точная температура определяется температурой размягчения конкретного используемого состава ПУ. Для искусственной кожи, произведенной сухим способом, тиснение иногда используется для усиления или обострения текстуры, уже перенесенной с антиадгезионной бумаги, или для создания совершенно другой текстуры на поверхности изделия путем переопределения рисунка антиадгезионной бумаги.

Нанесение верхнего слоя и отделки поверхности

На станции окончательной обработки поверхности наносится верхний слой — тонкий, очень прочный состав из полиуретана или полиуретана на водной основе, который защищает нижележащие слои печати и цвета и определяет окончательный уровень блеска поверхности (матовый, полуглянцевый или высокий глянец). Верхнее покрытие может также включать функциональные добавки, такие как соединения, защищающие от царапин, гидрофобные агенты, покрытия против запотевания для автомобильной промышленности или противомикробные средства для применения в сфере здравоохранения или спортивных товаров. Нанесение верхнего слоя обычно осуществляется валиком глубокой печати или методом распыления. толщина сухой пленки от 5 до 20 микрон — достаточно тонкий, чтобы сохранить четкость текстуры поверхности, обеспечивая при этом надежную защиту поверхности.

Секция охлаждения и кондиционирования

После прохождения последней секции печи отделочной линии искусственную кожу перед намоткой необходимо охладить до температуры окружающей среды. Секция охлаждения — либо ряд валков с водяным охлаждением, либо туннель с воздушным охлаждением — быстро снижает температуру материала с 80–140°C до ниже 40°C. Этот этап охлаждения не просто практическое удобство — он важен для стабильности размеров. Намотанная полиуретановая кожа, пока она еще горячая, будет иметь необратимую деформацию, поскольку материал сжимается во время охлаждения в рулоне, вызывая искажение поверхности, изменение натяжения и трудности в последующих операциях обработки, таких как резка и ламинирование.

Системы намотки, контроля и контроля качества

В конце производственной линии готовая искусственная кожа проверяется, измеряется и сматывается в рулоны для отправки или дальнейшей переработки. Системы намотки и контроля, встроенные в современную линию по производству искусственной кожи, значительно сложнее, чем простые намоточные устройства.

Онлайн-системы обнаружения дефектов

Высокоскоростные системы камер, установленные над производственным маршрутом, непрерывно сканируют всю ширину движущейся поверхности искусственной кожи на наличие дефектов — точечных отверстий, пропусков покрытия, отклонений цвета, загрязнения поверхности, нарушений тиснения или пузырей при ламинировании. Система камер обрабатывает изображения со скоростью линии, используя программное обеспечение для автоматического анализа изображений, которое сравнивает каждый кадр с эталонными стандартами качества, отмечая и отмечая любые дефектные зоны струйной или клейкой этикеткой. Эта автоматическая проверка позволяет оператору намотки вырезать дефектные участки или отделять рулоны низкого качества, не замедляя работу основной производственной линии. Современные системы оптического контроля способны обнаруживать поверхностные дефекты диаметром до 0,5 мм. при скорости линии до 30 метров в минуту.

Измерение толщины и ширины

Линейные толщиномеры — обычно лазерная триангуляция или датчики бета-излучения — непрерывно измеряют общую толщину готовой искусственной кожи по всей ее ширине и записывают данные в зависимости от положения и времени. Эти данные записываются в систему управления производством и используются для проверки соответствия толщины покрытия техническим характеристикам, для обнаружения отклонения процесса, требующего коррекции, и для создания записей отслеживания для каждого производственного рулона. Датчики обнаружения кромок одновременно измеряют и записывают конечную ширину каждого рулона, гарантируя соответствие спецификациям клиента и позволяя автоматически предупреждать, если обрезка кромки работает неправильно.

Намоточная станция с контролем натяжения

Готовая искусственная кожа наматывается на картонные или металлические стержни с точно контролируемым натяжением, которое уменьшается по мере увеличения диаметра рулона — профиль намотки, называемый конусным контролем натяжения. Намотка с постоянным натяжением приведет к тому, что внутренние слои большого рулона будут намотаны туже, чем внешние слои, создавая градиенты внутренних напряжений, которые заставят рулон выдвигаться, разрушаться или образовывать постоянные следы натяжения во время хранения. Контроль натяжения конуса обеспечивает равномерное напряжение намотки по всему рулону, благодаря чему рулоны разматываются чисто и без искажений в последующих процессах переработки. Готовые рулоны из искусственной кожи обычно весят от 200 до 800 кг. и содержат от 50 до 300 погонных метров материала на рулон в зависимости от толщины и веса ткани.

Ключевые характеристики оборудования для комплексной линии по производству искусственной кожи

В следующей таблице приведены основные станции оборудования линии по производству искусственной кожи сухим способом, их основные характеристики и критические параметры, определяющие качество продукции на каждом этапе.

Конфигурация линии мокрой технологической обработки: ключевые различия в оборудовании

Мокрый процесс Линия по производству искусственной кожи некоторые концепции оборудования схожи с сухим процессом — головки для нанесения покрытия, сушильные печи, системы намотки — но включают несколько основных дополнительных компонентов, специфичных для химического процесса коагуляции.

Станция нанесения прямого покрытия на ткань

При влажном процессе головка для нанесения покрытия наносит раствор ПУ-ДМФ непосредственно на движущуюся тканевую подложку — обычно нетканую полиэфирную или нейлоновую ткань. Вязкость покрытия выше, чем в рецептурах, полученных сухим способом, а зазор между ножами настроен так, чтобы обеспечить конечную желаемую общую толщину покрытия за один проход. обычно общая толщина покрытия от 0,3 до 1,5 мм. для слоя, полученного мокрым способом, значительно толще, чем отдельные слои, обработанные сухим способом.

Система коагуляционной ванны

Ткань с покрытием немедленно попадает в коагуляционную ванну — резервуар, наполненный смесью ДМФ и воды, поддерживаемой при контролируемой концентрации и температуре. Когда ткань с покрытием медленно проходит через ванну, вода диффундирует в полиуретановое покрытие, а ДМФ диффундирует наружу, вызывая коагуляцию (затвердевание) ПУ с образованием его характерной пористой микроструктуры. Концентрация ванны — соотношение ДМФ и воды — является критическим параметром процесса: типичные концентрации ДМФ в коагуляционной ванне варьируются от 15% до 30% . Более высокая концентрация ДМФ обеспечивает более мелкую и плотную пористую структуру; более низкая концентрация дает более грубую и открытую структуру. Время пребывания ткани в коагуляционной ванне обычно составляет от 5 до 15 минут, что требует длинных ванн общей длиной от 30 до 80 метров при типичной скорости линии.

Баки для промывки воды

После коагуляции ткань с полиуретановым покрытием содержит значительное количество остаточного ДМФ в пористой структуре — обычно несколько процентов по весу — который необходимо удалить для производства продукта, который химически безопасен и соответствует стандартам окружающей среды и безопасности продукции. Ткань проходит через серию промывочных баков с противоточной водой — обычно от четырех до восьми баков последовательно — которые постепенно разбавляют и вымывают ДМФ. Промывная вода из баков собирается и подается в систему рекуперации ДМФ. Секция мойки должна снижать содержание остаточного ДМФ в готовой искусственной коже до уровня ниже 0,5% по весу. для удовлетворения стандартных требований к качеству продукции для большинства применений.

Система рекуперации и очистки окружающей среды ДМФ

Промывочная вода, собранная из промывочных баков, содержит разбавленный раствор ДМФ. Поскольку ДМФ является одновременно ценным растворителем и веществом, действие которого регулируется по соображениям окружающей среды и здоровья работников, его извлечение из промывочной воды является как экономической, так и нормативной необходимостью. Система рекуперации ДМФ на основе дистилляции обрабатывает промывную воду для отделения ДМФ от воды, рекуперации ДМФ для повторного использования при приготовлении смол и сброса чистой воды в соответствии со стандартами сброса сточных вод. Современные линии полиуретановой кожи, обработанные методом мокрой обработки, достигают Степень извлечения ДМФ от 95% до 99%. первоначально примененного ДМФ, что делает процесс экономически выгодным, несмотря на необходимые дополнительные инвестиции в оборудование.

Сушка и обработка поверхности

После стирки ткань с полиуретановым покрытием проходит через сушильные печи для удаления воды из пористой полиуретановой структуры. Влажный процесс сушки требует более низких температур, чем сухой процесс отверждения — обычно от 80°С до 120°С — потому что пористая структура ПУ уже сформировалась и требуется только удаление влаги, а не отверждение растворителем. После высыхания базовая искусственная кожа, обработанная мокрым способом, подвергается поверхностной обработке — полировке для выравнивания поверхности с последующими этапами печати, верхнего покрытия и тиснения, которые используются в сухом процессе, для достижения требуемого конечного внешнего вида и характеристик.

Сырье и его роль в проектировании производственной линии

Сырье, обрабатываемое на линии по производству искусственной кожи, не является пассивным ресурсом — его конкретные физические и химические свойства напрямую определяют, как должна быть настроена производственная линия, какие температуры и напряжения должно выдерживать оборудование и какие системы контроля качества потребуются. Понимание основного сырья объясняет, почему характеристики производственных линий различаются в зависимости от производителя и типа продукции.

• Полиуретановая смола: Доступен в составах на основе растворителей, на водной основе и на 100% твердых веществах. Полиуретан на основе растворителей обладает широчайшим диапазоном свойств и остается доминирующим на традиционных производственных линиях. Полиуретан на водной основе все чаще используется в экологически ориентированных линиях, но требует других характеристик печи (регулирование пара, более длительное время сушки) и дает несколько другие характеристики поверхности. Вязкость смолы при температуре нанесения определяет метод нанесения покрытия — смолы с высокой вязкостью подходят для нанесения покрытия с запятой; смолы с низкой вязкостью подходят для нанесения валками глубокой печати.
• Тканевая подложка: Основными типами подложек являются тканый полиэстер, вязаный полиэстер, нетканый полиэстер или нетканые материалы из расщепленного микроволокна. Каждый из них имеет разные характеристики удлинения, веса и текстуры поверхности, которые влияют на требования к контролю натяжения на производственной линии. Тяжелые тканые основы требуют более высокой способности разматывать ткань; эластичные трикотажные ткани требуют систем контроля плавающего натяжения для предотвращения деформации.
• Релизный документ: Антиадгезионная бумага определяет текстуру поверхности и блеск искусственной кожи, полученной сухим способом. Бумага доступна с сотнями вариантов рисунка — натуральное зерно, исправленное зерно, патентованный блеск, эффект замши — с силиконовыми антиадгезионными покрытиями различной силы отрыва. Бумага должна сохранять стабильность размеров во всем температурном диапазоне сушильных печей, что ограничивает основу материала бумаги плотной крафт-бумагой или подложками из полиэфирной пленки для высокотемпературного применения.
• Красители и добавки: Полиуретановая смола пигментируется с помощью совместимых с полимерами красителей, диспергированных в смолах-носителях. Цветовая система должна быть совместима как с химическим составом полиуретана, так и с последующим верхним слоем — просачивание цвета из-за недостаточно стабилизированных пигментов в верхний слой покрытия является недостатком качества, который может привести к несоответствию всего производственного цикла. Поглотители УФ-излучения, антиоксиданты, антигидролизные стабилизаторы и антипирены добавляются для обеспечения соответствия техническим характеристикам продукта для конкретных конечных рынков.

Автоматизация линий, системы управления и интеграция Индустрии 4.0

Современные линии по производству искусственной кожи представляют собой высокоавтоматизированные системы, в которых координация работы десятков роликов с независимым приводом, головок для нанесения покрытия, зон печи и приборов мониторинга управляется интегрированными системами управления PLC и SCADA. Архитектура автоматизации производственной линии так же важна для качества и эффективности производства, как и само механическое оборудование.

Архитектура контроля напряжения

Управление натяжением является основной задачей контроля на линии производства искусственной кожи, поскольку материал меняет свои механические свойства — жесткость, удлинение и плотность — по мере нанесения покрытия, сушки, ламинирования и обработки на каждой станции. На каждой секции линии должно поддерживаться натяжение полотна материала, соответствующее его текущему состоянию и этапу процесса, без чрезмерного растяжения подложки (что может привести к искажению длины готового продукта) или недостаточного натяжения полотна (что может вызвать складки и ошибки отслеживания). В современной линии искусственной кожи используется позонный контроль натяжения с помощью танцоров и датчиков нагрузки, обеспечивающих обратную связь по натяжению в системе привода в режиме реального времени, поддерживая натяжение внутри. ±3% от заданного значения на всех рабочих скоростях, а также во время переходных процессов ускорения и замедления.

Управление температурой духовки

Каждая зона печи независимо контролируется ПИД-регулятором температуры с обратной связью от термопары, поддерживая заданную температуру в пределах от ±2°C до ±5°C по всей ширине духовки. Однородность температуры поперек печи — разница температур между центром и краями печи в любой заданной точке по ее длине — является критически важной характеристикой, поскольку неравномерная сушка приводит к неравномерности свойств поверхности по ширине полотна. В высокопроизводительных печах используются форсунки с геометрией и конструкциями циркуляции воздуха, специально разработанными для достижения однородности температуры в печи. лучше, чем ±3°C шириной до 2000 мм.

Управление рецептами и отслеживание производства

Система SCADA хранит производственные рецепты — полные наборы параметров процесса для каждого типа продукта — в базе данных, доступной из HMI. Когда производство переключается с одного продукта на другой, оператор выбирает новый рецепт, и система автоматически настраивает все параметры процесса в соответствии с новыми спецификациями, включая температуру печи, зазоры между головками покрытия, давление ламинирующих валков, температуру тиснения и профили натяжения намотки. Все параметры процесса постоянно регистрируются в зависимости от времени, идентичности рулонов и производственного заказа, что обеспечивает полную отслеживаемость каждого метра произведенной искусственной кожи. Эти данные соответствуют требованиям системы управления качеством и позволяют быстро проанализировать первопричины, когда клиенты сообщают о проблемах с качеством в отношении конкретных производственных партий.

Экологические системы: контроль ЛОС, регенерация растворителей и очистка сточных вод.

Производство искусственной кожи требует использования значительных количеств растворителей и технологических химикатов, с которыми необходимо обращаться в соответствии с экологическими нормами. Экологические системы не являются второстепенным дополнением к линии по производству искусственной кожи — они являются неотъемлемыми компонентами, без которых линия не может работать на законных основаниях в большинстве производственных юрисдикций.

• Сбор и обработка выхлопных газов растворителями (сухой процесс): Все сушильные печи подключены к централизованной системе сбора выхлопных газов. Отработанный воздух, насыщенный растворителями, обрабатывается либо через установку регенерации растворителя (адсорбция активированным углем с регенерацией паром для МЭК/толуола), либо через каталитический окислитель, который преобразует летучие органические соединения в CO2 и воду. Эффективность уничтожения ЛОС каталитическими окислителями обычно превышает 98%. , что приводит к тому, что выбросы выхлопных газов находятся в нормативных пределах.
• Система рекуперации ДМФ (мокрый процесс): Установка регенерации ДМФ, основанная на дистилляции, обрабатывает промывную воду для отделения и концентрирования ДМФ до чистоты, пригодной для повторного использования при приготовлении полиуретановой смолы – обычно извлекая ДМФ при чистота более 99,5% из процесса дистилляции. Остаточный конденсат, загрязненный ДМФ, вместо сброса возвращается обратно в промывочные баки.
• Очистка сточных вод (мокрый процесс): Вода, сбрасываемая в процессе восстановления ДМФ, содержит следовые количества ДМФ и перед сбросом должна быть обработана на установке биологической очистки активного ила или в усовершенствованной системе окисления. Система очистки должна снизить концентрацию ДМФ в сточных водах ниже нормативных пределов — обычно ниже 3 мг/л ДМФ в конечном сбросе в крупных производственных юрисдикциях.
• Переход к системам ПУ на водной основе: Растущее нормативное давление на использование растворителей и ДМФ, в частности, стимулирует внедрение систем полиуретановых смол на водной основе для линий сухого процесса. Линии на водной основе требуют смол с измененным составом, различных конструкций печей (управление паром становится критическим) и, как правило, более высоких капиталовложений, но при этом устраняется необходимость в рекуперации растворителей и значительно сокращаются выбросы летучих органических соединений. Переход продолжается и, как ожидается, в течение следующего десятилетия станет доминирующей технологией в производстве искусственной кожи.

Факторы, определяющие спецификацию производственной линии и масштаб инвестиций

Спецификация Линия по производству искусственной кожи — и, следовательно, его капитальные затраты — значительно варьируются в зависимости от конкретного ассортимента продукции, которая будет производиться, требуемой производительности, а также стандартов производительности и качества, применимых к целевому рынку. Следующие факторы определяют ключевые решения по спецификации.

Базовую однолинейную систему сухой обработки кожи PU — одну или две станции нанесения покрытия, умеренную автоматизацию, узкую рабочую ширину — можно установить значительно дешевле, чем полную линию премиум-класса. Высокоскоростная линия с полной спецификацией и несколькими станциями нанесения покрытия, комплексной автоматизацией, автоматизированным контролем и комплексными системами очистки окружающей среды представляет собой значительно более крупные инвестиции, но обеспечивает производительность, гибкость продукции и стабильность качества, необходимые для конкуренции на рынках автомобилей, элитной моды и мебели премиум-класса, где стандарты качества материалов строгие, а требования аудита со стороны OEM-клиентов являются всеобъемлющими.