فرآیند تولید ورق PET

(1) مواد اولیه ورق‌های PET

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

(2) فرآیند تولید.

تجهیزات اصلی تولید ورق شفاف PET عبارتند از: برج تبلور، برج خشک کن، اکسترودر، هد دستگاه، کلندر سه غلتکی و کویلر.

جریان فرآیند تولید عبارت است از: تبلور مواد اولیه - خشک کردن - اکستروژن - پلاستیک سازی - اکستروژن - قالب گیری - کلندرینگ و شکل دهی - محصولات پیچشی.

مرحله اول تبلور است. برش‌های PET در برج تبلور حرارت داده شده و تبلور می‌یابند تا مولکول‌ها به ترتیب مرتب شوند و سپس دمای انتقال شیشه‌ای برش‌ها افزایش می‌یابد. هدف از این کار جلوگیری از چسبندگی در طول فرآیند خشک کردن و انسداد قیف است. تبلور عموماً یک مرحله ضروری است. تبلور 30 ​​تا 90 دقیقه طول می‌کشد و دمای آن کمتر از 149 درجه سانتیگراد است.

مرحله دوم خشک کردن است. زیرا در شرایط دمای بالا، آب می‌تواند باعث تخریب هیدرولیتیک PET شود و در نتیجه چسبندگی مشخصه آن کاهش یابد و خواص فیزیکی آن، به ویژه مقاومت در برابر ضربه، با کاهش وزن مولکولی کاهش می‌یابد. بنابراین، PET باید قبل از ذوب و اکسترود کردن خشک شود تا میزان رطوبت آن کاهش یابد. میزان رطوبت آن باید کمتر از 0.005٪ باشد. برای خشک کردن از یک خشک‌کن رطوبت‌گیر استفاده می‌شود. از آنجایی که ماده PET جاذب رطوبت است، رطوبت هنگام نفوذ به عمق سطح برش‌ها، پیوندهای مولکولی تشکیل می‌دهد. بخش دیگری از رطوبت در اعماق برش‌ها وجود خواهد داشت و 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 خشک‌کن هدایت می‌شود.

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 باریک است. از یک پیچ مانع که مخصوص پلی‌استر طراحی شده است، برای جداسازی گلوله‌های ذوب نشده و مذاب استفاده می‌شود که برای حفظ فرآیند برش طولانی‌تر و افزایش خروجی اکسترودر مفید است. از یک سر دستگاه با لبه قالب انعطاف‌پذیر با میله مسدودکننده جریان ساده استفاده کنید. سر دستگاه دارای شکل مخروطی نوک‌تیز است. کانال جریان ساده و لبه قالب بدون خراش باید سطح پرداخت خوبی داشته باشند. گرم‌کن سر دستگاه دارای عملکرد تخلیه و تمیز کردن است. شکاف لبه قالب باید یکنواختی خوبی را تضمین کند. شکاف یکنواخت لبه قالب سر دستگاه مستقیماً بر انحراف ضخامت جانبی ورق و صافی غلتک تأثیر می‌گذارد. هنگام اکسترود کردن به صورت ورق، دمای مربوط به ناحیه جلویی بدنه، ناحیه میانی بدنه، ناحیه عقب بدنه، تعویض‌کننده صفحه و هد دستگاه به ترتیب ۲۴۰ تا ۲۶۰ درجه سانتیگراد، ۲۶۵ تا ۲۷۵ درجه سانتیگراد و ۲۶۰ تا ۲۶۵ درجه سانتیگراد، ۲۶۰ تا ۲۶۵ درجه سانتیگراد و ۲۵۵ تا ۲۶۵ درجه سانتیگراد است.

مرحله چهارم خنک کردن و تثبیت است. پس از اینکه مذاب از سر دستگاه خارج شد، مستقیماً برای غلتک‌زنی و خنک‌سازی وارد غلتک‌زنی سه غلتکی می‌شود. فاصله بین غلتک‌زنی سه غلتکی و سر دستگاه معمولاً حدود ۸ سانتی‌متر نگه داشته می‌شود، زیرا اگر فاصله خیلی زیاد باشد، ورق به راحتی خم شده و چروک می‌شود و در نتیجه پرداخت نهایی ورق ضعیف می‌شود. علاوه بر این، به دلیل فاصله زیاد، اتلاف گرما و خنک‌سازی خیلی کند است و کریستال‌ها سفید می‌شوند که برای غلتک‌زنی مناسب نیست. دستگاه غلتک‌زنی سه غلتکی از غلتک‌های بالایی، میانی و پایینی تشکیل شده است. محور غلتک میانی ثابت است. در حین خنک‌سازی و غلتک‌زنی، دمای سطح غلتک ۴۰ تا ۵۰ درجه سانتی‌گراد است. محور غلتک‌های بالایی و پایینی می‌توانند به بالا و پایین حرکت کنند. حرکت بالا و پایین محور، فاصله غلتک‌ها را تنظیم می‌کند. 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 مواد هنگام خروج از قالب است که تنش داخلی ورق را تضعیف می‌کند و باعث از بین رفتن چین و چروک‌ها می‌شود. PET در محدوده دمایی ۱۰۰ تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد متبلور می‌شود و سرعت تبلور در دمای ۱۴۰ تا ۱۸۰ درجه سانتیگراد سریع‌تر است، بنابراین تکمیل تبلور فقط چند ثانیه طول می‌کشد. PET باید به سرعت از این منطقه دمای تبلور عبور کند و دمای سه غلتک باید به شدت کنترل شود.

مرحله پنجم، انجام کشش و کلاف‌بندی است. ورق از طریق غلتک کلندر خارج شده و از طریق غلتک راهنما وارد دستگاه کشش می‌شود. دستگاه کشش شامل یک غلتک لاستیکی فعال و یک غلتک لاستیکی غیرفعال است. فشار هوا، دو غلتک را عمدتاً فشرده می‌کند تا از صاف شدن ورق به دلیل مواد موجود در غلتک کلندر در حین فرآیند کشیده شدن ورق توسط دو غلتک به دستگاه پیچش جلوگیری شود.

مشکلات کیفی رایج در تولید ورق شفاف PET و راه حل های آنها

(1) ورق ناخالصی‌های نقطه‌ای کریستالی تولید می‌کند. علل آن شامل مواد اولیه و مواد باقیمانده است. خود برش‌های PET ناخالصی‌های نقطه‌ای کریستالی تولید نمی‌کنند. با این حال، در طول فرآیند پردازش، به دلیل مشکلات خشک شدن و کم و بیش مواد باقیمانده اضافه شده، ناخالصی‌ها یا مواد اولیه بی‌کیفیت که به دلیل محیط نامناسب وارد می‌شوند، باعث ایجاد مشکل می‌شوند. این مشکل را نمی‌توان در طول فرآیند شکل‌دهی ورق از بین برد.

(2) خطوط افقی و خطوط آب (خطوط پوست پرتقالی). لکه‌های آب به این دلیل ایجاد می‌شوند که جریان مواد از سر قالب اکسترودر وارد غلتک کلندر می‌شود زیرا هیچ ماده باقی مانده‌ای بین غلتک‌های کلندر وجود ندارد و باعث می‌شود ورق فشرده نشود. پرداخت سطح ورق به اندازه بافت پوست پرتقالی ضعیف است. راه حل این است که باید مواد باقی مانده قابل مشاهده‌ای بین غلتک‌های کلندر وجود داشته باشد و مواد باقی مانده باید به طور یکنواخت بچرخند. خطوط افقی یک نقص فرآیندی در روش اکستروژن هستند، درست مانند موج‌های آب در روش کلندرینگ. فرورفتگی‌ها در اثر اختلاف سرعت بین دو غلتک کلندر ایجاد می‌شوند. راه حل این است که به سه غلتک کلندر سه غلتکی نیاز باشد. دقت کنترل سرعت غلتک بهبود می‌یابد و دقت همگام‌سازی نیز باید بهبود یابد تا خطوط افقی کاهش یابد.

(3) ورق دارای زردی، لکه‌های سیاه یا ناخالصی، خطوط جریان، غلتک‌خوردگی ناهموار و غیره است. دلیل اصلی بروز حباب در ورق این است که گلوله‌ها کاملاً خشک نشده‌اند و رطوبت آنها از 0.005٪ بیشتر است. اگر رطوبت کاملاً خشک نشود، به عمق برش‌ها نفوذ می‌کند تا پیوندهای مولکولی تشکیل دهد یا در اعماق برش‌ها باقی بماند. اگر دمای خشک کردن خیلی پایین یا زمان خیلی کوتاه باشد، اثر خشک شدن تحت تأثیر قرار می‌گیرد. اگر تاول‌هایی روی ورق ظاهر شود، دما و زمان خشک شدن باید فوراً تنظیم شود. دلیل اصلی زرد شدن ورق این است که دمای خشک شدن خیلی بالا یا زمان خشک شدن خیلی طولانی است. اقدامات اصلی در این زمان کاهش دمای خشک شدن و کاهش زمان خشک شدن است. دلیل دیگر زرد شدن ورق این است که دمای ذوب خیلی بالا است. در این زمان، دمای ذوب باید به سرعت کاهش یابد. دلایل اصلی ظهور لکه‌های سیاه و ناخالصی‌ها در ورق، فیلترهای ترک خورده یا مواد تجزیه PET باقیمانده در اکسترودر است.

نقاط تولید ورق شفاف PET

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

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

(3) فاصله بین لبه‌های قالب سر دستگاه، صافی و یکنواختی ضخامت ورق را تعیین می‌کند. دمای سه غلتک نقش کلیدی در شفافیت و پرداخت ورق دارد. مذاب PET باید به سرعت از ناحیه دمایی با سریع‌ترین نرخ تبلور اجتناب کند. از دمای ذوب تا زیر دمای تبلور، فاصله بین قالب و غلتک غلتکی غلتکی اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند.

مزایای اصلی ورق‌های شفاف PET عبارتند از ظاهر کریستالی شفاف، خواص خوب ممانعت‌کنندگی در برابر گاز، خواص محافظتی خوب، چقرمگی و قابلیت کشش. ورق‌های شفاف PET حاوی هیچ تثبیت‌کننده و نرم‌کننده‌ای نیستند، عناصر مضر ندارند و قیمت آنها مناسب است، بنابراین مورد توجه مصرف‌کنندگان قرار می‌گیرند. ورق‌های شفاف PET را می‌توان در طول تولید، حمل و نقل و استفاده بازیافت کرد. بنابراین، ورق‌های شفاف PET ارزش استفاده بالایی دارند. در فرآیند تولید PET، الزامات فرآیند تولید باید به شدت رعایت شود، فرآیند خشک کردن و نقطه شبنم هوای گرم باید کنترل شود، شکاف غلتک غلتکی و نسبت سرعت کشش واحد بعدی باید به خوبی کنترل شود تا کیفیت تولید بهبود یابد.