فرآیند تولید ورق شفاف PET و نکات کلیدی

انواع مختلفی از ورق‌های پلاستیکی وجود دارد و به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. در حال حاضر، انواع اصلی آن عبارتند از پلی وینیل کلراید، پلی استایرن و پلی استر (PET)در میان آنها، ورق‌های PET عملکرد خوبی دارند، الزامات شاخص بهداشت ملی برای محصولات قالب‌گیری شده و الزامات بین‌المللی حفاظت از محیط زیست را برآورده می‌کنند و ورق‌های سازگار با محیط زیست هستند.

مواد اولیه ورق‌های PET

مانند سایر پلاستیک‌ها، عملکرد ورق‌های PET ارتباط نزدیکی با وزن مولکولی دارد و ویسکوزیته ذاتی، وزن مولکولی را تعیین می‌کند. هرچه ویسکوزیته ذاتی بزرگتر باشد، خواص فیزیکی و شیمیایی بهتر است، اما سیالیت ضعیفی دارد که قالب‌گیری را دشوار می‌کند. هرچه ویسکوزیته ذاتی کمتر باشد، خواص فیزیکی و شیمیایی ضعیف‌تر و مقاومت ضربه ضعیف‌تر است. بنابراین، ویسکوزیته ذاتی ورق‌های شفاف PET باید از 0.8dl/g تا 0.9dl/g انتخاب شود.

فرآیند تولید پت

تجهیزات اصلی تولید ورق‌های شفاف PET عبارتند از: برج تبلور، برج خشک‌کن، اکسترودر، دای هد، کلندر سه غلتکی و وایندر.

فرآیند تولید عبارت است از: تبلور مواد اولیه → خشک کردن → پلاستیک سازی اکستروژن → قالب گیری اکستروژن → کلندرینگ و شکل دهی → محصولات سیم پیچی.

مرحله اول کریستالیزاسیون است

برش‌های PET در یک برج تبلور حرارت داده شده و متبلور می‌شوند تا مولکول‌ها همسو شوند و سپس دمای انتقال شیشه‌ای برش‌ها افزایش می‌یابد تا از چسبندگی در طول فرآیند خشک شدن و انسداد قیف جلوگیری شود.

تبلور عموماً یک مرحله ضروری است که 30 تا 90 دقیقه طول می‌کشد و دمای آن کمتر از 149 درجه سانتیگراد است.

مرحله 2: خشک کردن

در شرایط دمای بالا، آب می‌تواند باعث هیدرولیز و تخریب PET شود و در نتیجه چسبندگی مشخصه آن کاهش یابد. خواص فیزیکی آن، به ویژه مقاومت در برابر ضربه، با کاهش وزن مولکولی کاهش می‌یابد. بنابراین، PET باید قبل از اکستروژن مذاب خشک شود تا رطوبت آن کاهش یابد و رطوبت آن باید کمتر از 0.005٪ باشد.

برای خشک کردن از خشک‌کن رطوبت‌گیر استفاده می‌شود. از آنجایی که ماده PET جاذب رطوبت است، آب به سطح برش نفوذ می‌کند تا پیوندهای مولکولی تشکیل دهد و بخش دیگری از آب در اعماق برش باقی می‌ماند که خشک کردن را دشوار می‌کند. بنابراین، نمی‌توان از هوای گرم معمولی استفاده کرد.

نقطه شبنم هوای گرم باید زیر -40 درجه سانتیگراد باشد و هوای گرم از طریق یک حلقه بسته برای خشک کردن مداوم به قیف خشک کن منتقل می شود.

مرحله سوم قالب‌گیری اکستروژن است

پس از تبلور و خشک شدن، PET به پلیمری با نقطه ذوب مشخص تبدیل می‌شود. دمای قالب‌گیری پلیمر بالا و محدوده کنترل دما محدود است.

یک مارپیچ مانع مخصوص پلی‌استر برای جداسازی گلوله‌های ذوب‌نشده و مذاب استفاده می‌شود که منجر به حفظ فرآیند برش طولانی‌تر و افزایش خروجی اکسترودر می‌شود.

از یک سر قالب با لبه انعطاف‌پذیر و میله مانع جریان ساده استفاده می‌شود. سر قالب یک مخروط نوک‌تیز است و کانال جریان ساده و لبه قالب بدون خراش باید سطح پرداخت خوبی داشته باشند. گرم‌کن سر قالب دارای عملکرد تخلیه و تمیز کردن است. شکاف لبه قالب سر قالب باید یکنواختی خوبی را تضمین کند. شکاف لبه قالب یکنواخت سر قالب مستقیماً بر انحراف ضخامت عرضی و صافی ورق در حین کالندرینگ تأثیر می‌گذارد.

هنگام اکسترود کردن به صورت ورق، دمای مربوط به ناحیه جلویی بدنه، ناحیه میانی بدنه، ناحیه پشتی بدنه، تعویض‌کننده توری و قالب به ترتیب ۲۴۰ تا ۲۶۰ درجه سانتیگراد، ۲۶۵ تا ۲۷۵ درجه سانتیگراد، ۲۶۰ تا ۲۶۵ درجه سانتیگراد، ۲۶۰ تا ۲۶۵ درجه سانتیگراد و ۲۵۵ تا ۲۶۵ درجه سانتیگراد است.

مرحله ۴: خنک کردن و تنظیم کردن

پس از خروج مذاب از قالب، مستقیماً برای کلندرینگ و خنک‌کاری وارد کلندر سه غلتکی می‌شود. فاصله بین کلندر سه غلتکی و قالب معمولاً حدود ۸ سانتی‌متر نگه داشته می‌شود. اگر این فاصله خیلی زیاد باشد، ورق به راحتی خم و چروک می‌شود و در نتیجه پرداخت نهایی ضعیفی خواهد داشت. علاوه بر این، به دلیل فاصله زیاد، اتلاف گرما و خنک‌کاری خیلی کند است و در نتیجه کریستالیزاسیون و سفید شدن رخ می‌دهد که برای کلندرینگ مناسب نیست.

کلندر سه غلتکی از سه غلتک تشکیل شده است: بالایی، میانی و پایینی. محور غلتک میانی ثابت است. در حین خنک شدن و کلندر کردن، دمای سطح غلتک ۴۰ تا ۵۰ درجه سانتیگراد است و محور غلتک‌های بالایی و پایینی می‌توانند به بالا و پایین حرکت کنند. فاصله غلتک‌ها با حرکت دادن محور به بالا و پایین تنظیم می‌شود. دمای غلتک‌های بالایی و پایینی به ترتیب ۳۰ تا ۶۰ درجه سانتیگراد و ۵۲ تا ۶۸ درجه سانتیگراد است. سه غلتک باید هماهنگی سرعت را تضمین کنند و سرعت باید بالاتر از سرعت اکستروژن باشد. هدف، جبران انبساط ماده هنگام خروج از قالب و کاهش تنش داخلی ورق است، به طوری که چین و چروک‌ها از بین بروند.

PET در محدوده دمایی ۱۰۰ تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد متبلور می‌شود و سریع‌ترین نرخ تبلور ۱۴۰ تا ۱۸۰ درجه سانتیگراد است، بنابراین تبلور می‌تواند تنها در عرض چند ثانیه تکمیل شود. PET باید به سرعت از این منطقه دمایی تبلور عبور کند و دمای سه غلتک باید به شدت کنترل شود.

مرحله پنجم کشیدن و پیچاندن است

ورق از غلتک کلندر عبور کرده و از طریق غلتک راهنما وارد دستگاه کشش می شود. دستگاه کشش شامل یک غلتک لاستیکی فعال و یک غلتک لاستیکی غیرفعال است. فشار هوا دو غلتک را محکم فشار می دهد تا از صاف شدن ورق توسط غلتک کلندر هنگام عبور ورق از بین دو غلتک و کشیده شدن به دستگاه پیچش جلوگیری شود.

فرآیند تولید ورق PET

(1) شرایط اولیه برای تولید ورق‌های شفاف PET، زمان خشک شدن و کنترل نقطه شبنم هوای گرم است. اثر خشک شدن مستقیماً خواص فیزیکی و مکانیکی و تولید ورق را تعیین می‌کند.
در حین خشک کردن، باید به کنترل دما و زمان خشک کردن توجه شود. دما و زمان خشک کردن نباید خیلی زیاد یا خیلی کم باشد. اگر نقطه شبنم قابل کاهش نباشد، باید وضعیت غربال مولکولی بررسی شود. غربال مولکولی کهنه نمی‌تواند رطوبت هوا را جذب کند و هدف خشک کردن و برش محقق نمی‌شود. در این زمان، غربال مولکولی باید تعویض شود.

(2) اگر دمای مذاب از 280 درجه سانتیگراد بیشتر شود، ورق PET تغییر رنگ داده یا تجزیه می‌شود. بنابراین، دمای مذاب باید زیر ۲۸۰ درجه سانتیگراد کنترل شود.

(3) فاصله بین لبه قالب سر قالب، صافی و یکنواختی ضخامت ورق را تعیین می‌کند. دمای سه غلتک نقش کلیدی در شفافیت و سطح نهایی ورق دارد. مذاب PET باید به سرعت از منطقه دمایی با سریع‌ترین نرخ تبلور اجتناب کند و فوراً از دمای ذوب به زیر دمای تبلور کاهش یابد. بنابراین، فاصله بین سر قالب و غلتک غلتکی غلتکی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.