Postopek izdelave PET plošč

(1) Surovine za PET plošče

Tako kot pri drugih plastikah je tudi delovanje PET plošče je tesno povezana z molekulsko maso. Intrinzična viskoznost določa molekulsko maso. Večja kot je intrinzična viskoznost, boljše so fizikalne in kemijske lastnosti, vendar slabša tekočnost otežuje oblikovanje. Nižja kot je intrinzična viskoznost, slabše so fizikalne in kemijske lastnosti ter slabša udarna trdnost. Zato je treba intrinzično viskoznost prozornih PET plošč izbrati med 0.8 dl/g in 0.9 dl/g.

(2) Proizvodni proces.

Glavna proizvodna oprema za prozorno PET folijo je: kristalizacijski stolp, sušilni stolp, ekstruder, glava stroja, trivaljni kalandar in navijalec.

Proizvodni proces je naslednji: kristalizacija surovin, sušenje, ekstruzija, plastifikacija, ekstruzijsko brizganje, kalandriranje in oblikovanje, navijanje izdelkov.

Prvi korak je kristalizacija. Rezine PET se segrejejo in kristalizirajo v kristalizacijskem stolpu, da se molekule razporedijo po vrsti, nato pa se zviša temperatura steklastega prehoda rezin. Namen je preprečiti oprijem med postopkom sušenja in blokado lijaka. Kristalizacija je na splošno nepogrešljiv korak. Kristalizacija traja od 30 do 90 minut, temperatura pa je nižja od 149 °C.

Drugi korak je sušenje. Ker lahko voda pri visokih temperaturah povzroči hidrolitično razgradnjo PET-a, kar zmanjša njegovo značilno adhezijo, se njegove fizikalne lastnosti, zlasti udarna trdnost, zmanjšajo z zmanjšanjem molekulske mase. Zato je treba PET pred taljenjem in ekstrudiranjem posušiti, da se zmanjša vsebnost vlage. Njegova vsebnost vlage mora biti manjša od 0.005 %. Za sušenje se uporablja sušilnik z razvlaževalnikom. Ker je material PET higroskopičen, bo vlaga, ko prodre globoko v površino rezin, tvorila molekularne vezi. Drugi del vlage bo prisoten globoko v notranjosti rezin, kar bo otežilo sušenje. Zato ni mogoče uporabiti običajnega vročega zraka. Rosišče vročega zraka mora biti pod -40 °C, vroč zrak pa se skozi zaprto zanko usmerja v sušilni lijak za neprekinjeno sušenje.

Tretji korak je ekstruzijsko brizganje. Po kristalizaciji in sušenju se PET pretvori v polimer z očitnim tališčem. Temperatura brizganja polimera je visoka, območje regulacije temperature pa ozko. Za ločevanje nestaljenih peletov in taline se uporablja pregradni vijak, posebej zasnovan za poliester, kar je koristno za vzdrževanje daljšega strižnega procesa in povečanje zmogljivosti ekstruderja. Uporabite glavo stroja s fleksibilno ustnico in poenostavljeno palico za blokiranje pretoka. Glava stroja ima obliko koničastega stožca. Poenostavljen kanal pretoka in ustnica kalupa brez prask morata imeti dobro površinsko obdelavo. Grelec glave stroja ima funkcijo odvajanja in čiščenja. Reža ustnice matrice mora zagotavljati dobro enakomernost. Enakomerna reža ustnice glave stroja neposredno vpliva na prečno odstopanje debeline pločevine in ravnost kalandriranja. Pri ekstrudiranju v plošče so ustrezne temperature sprednjega dela trupa, srednjega dela trupa, zadnjega dela trupa, izmenjevalnika zaslonke in glave stroja 240–260 °C, 265–275 °C in 260–265 °C, 260–265 °C in 255–265 °C.

Četrti korak je hlajenje in strjevanje. Ko talina pride iz glave stroja, gre neposredno v trivaljni kalandr za kalandriranje in hlajenje. Razdalja med trivaljnim kalandrom in glavo stroja je običajno približno 8 cm, saj se bo plošča, če je prevelika, zlahka povesila in nagubala, kar bo povzročilo slabo končno obdelavo plošče. Poleg tega sta zaradi prevelike razdalje odvajanje toplote in hlajenje prepočasna, kristali pa bodo postali beli, kar ni ugodno za kalandriranje. Trivaljni kalandr je sestavljen iz zgornjega, srednjega in spodnjega valja. Os srednjega valja je fiksna. Med hlajenjem in kalandriranjem je temperatura površine valja 40 °C–50 °C. Os zgornjega in spodnjega valja se lahko premikata gor in dol. Gibanje osi gor in dol prilagaja režo med valji. Temperature zgornjega in spodnjega valja so 30 °C–60 °C oziroma 52 °C–68 °C. Trije valji morajo zagotavljati sinhronizacijo hitrosti, hitrost pa mora biti višja od hitrosti ekstrudiranja. Namen je izravnati raztezanje materiala, ko zapusti matrico, kar oslabi notranjo napetost plošče in povzroči izginotje gub. PET kristalizira v območju od 100 °C do 250 °C, hitrost kristalizacije pa je višja pri 140 °C do 180 °C, zato kristalizacija traja le nekaj sekund. PET mora hitro preiti skozi to območje temperature kristalizacije, temperaturo treh valjev pa je treba strogo nadzorovati.

Peti korak je vlečenje in navijanje. Plošča gre ven skozi kalandrni valj in vstopi v vlečno napravo skozi vodilni valj. Vlečna naprava je sestavljena iz aktivnega gumijastega valja in pasivnega gumijastega valja. Zračni tlak stisne oba valja, predvsem zato, da prepreči sploščenje pločevine zaradi materiala na kalandrnem valju med postopkom vlečenja pločevine s strani obeh valjev do navijalne naprave.

Pogoste težave s kakovostjo pri proizvodnji prozornih PET plošč in njihove rešitve

(1) Plošča proizvaja nečistoče v obliki kristalnih točk. Vzroki so surovine in ostanki materiala. Rezine PET same ne proizvajajo nečistoč v obliki kristalnih točk. Vendar pa med postopkom obdelave zaradi težav s sušenjem in več ali manj dodanih ostankov materiala nečistoče ali surovine nizke kakovosti, ki so bile vnesene zaradi slabega okolja, povzročajo težavo. Med postopkom oblikovanja plošče je ni mogoče odpraviti.

(2) Vodoravne črte in vodne črte (črte pomarančne lupine). Vodne sledi nastanejo zaradi dejstva, da material, ki teče iz glave ekstruderja, vstopi v valj kalandra, ker med valji kalandra ni preostalega materiala, zaradi česar se plošča ne stisne. Površinska obdelava plošče je slaba kot tekstura pomarančne lupine. Rešitev je, da mora biti med valji kalandra viden preostanek materiala, ki se mora enakomerno vrteti. Vodoravne črte so procesna napaka pri ekstruzijski metodi, tako kot valovanje vode pri metodi kalandriranja. Vdolbine nastanejo zaradi razlike v hitrosti med obema valjema kalandra. Rešitev je, da se pri trivaljnem kalandru uporabijo trije valji. Izboljša se natančnost nadzora hitrosti valjev, izboljšati pa je treba tudi natančnost sinhronizacije, da se zmanjšajo vodoravne črte.

(3) Plošča ima rumenkasto obarvanje, črne pike ali nečistoče, tokove, neenakomerno kalandriranje itd. Glavni razlog za pojav mehurčkov v plošči je, da peleti niso popolnoma posušeni in vsebnost vlage presega 0,005 %. Če vlaga ni popolnoma posušena, bo prodrla globoko v rezine in tvorila molekularne vezi ali ostala globoko v rezinah. Če je temperatura sušenja prenizka ali je čas prekratek, bo to vplivalo na učinek sušenja. Če se na plošči pojavijo mehurčki, je treba takoj prilagoditi temperaturo in čas sušenja. Glavni razlog za rumenkasto obarvanje plošče je, da je temperatura sušenja previsoka ali je čas sušenja predolg. Glavna ukrepa v tem času sta znižanje temperature sušenja in skrajšanje časa sušenja. Drug razlog, zakaj plošča porumeni, je previsoka temperatura taline. V tem času je treba temperaturo taline hitro znižati. Glavna razloga za pojav črnih pik in nečistoč v plošči so razpokani filtri ali ostanki razgradnih materialov PET v ekstruderju.

Proizvodne točke prozornih PET folij

(1) Primarni pogoji za proizvodnjo prozornih PET plošč so nadzor časa sušenja in rosišča vročega zraka. Učinek sušenja neposredno določa fizikalne in mehanske lastnosti ter proizvodnjo plošče. Pri sušenju je treba pozornost nameniti nadzoru temperature in časa sušenja. Temperatura in čas sušenja ne smeta biti ne previsoka ne prenizka. Če rosišča ni mogoče znižati, je treba preveriti molekularno sito. Staro molekularno sito ne more več absorbirati vlage iz zraka in ne more doseči namena sušenja rezin. V tem primeru je treba molekularno sito zamenjati.

(2) Če temperatura taline preseže 280 °C, se bo PET folija razbarvala ali razgradila, zato je treba temperaturo taline nadzorovati pod 280 °C.

(3) Razdalja med ustnicami matrice na glavi stroja določa ravnost in enakomernost debeline pločevine. Temperatura treh valjev igra ključno vlogo pri prosojnosti in končni obdelavi pločevine. Talina PET se mora hitro izogniti temperaturnemu območju z najhitrejšo hitrostjo kristalizacije. Od temperature taljenja do temperature pod temperaturo kristalizacije je razdalja med matrico in valjem kalandra še posebej pomembna.

Glavne prednosti prozornih PET plošč so kristalno čist videz, dobre lastnosti plinske pregrade, dobre zaščitne lastnosti, žilavost in raztegljivost. Prozorne PET plošče ne vsebujejo stabilizatorjev in mehčalcev, ne vsebujejo škodljivih elementov in so cenovno ugodne, zato jih potrošniki cenijo. Prozorne PET plošče je mogoče reciklirati med proizvodnjo, transportom in uporabo. Zato imajo prozorne PET plošče visoko uporabno vrednost. V proizvodnem procesu PET je treba strogo upoštevati zahteve proizvodnega procesa, obvladati postopek sušenja in rosišče vročega zraka ter dobro nadzorovati režo kalandrnega valja in razmerje hitrosti vleke naslednje enote, da se izboljša kakovost proizvodnje.