PET-lehtede tootmisprotsess

(1) PET-lehtede toorained

Nagu teiste plastide puhul, on ka selle toimivus PET-lehed on tihedalt seotud molekulmassiga. Sisemine viskoossus määrab molekulmassi. Mida suurem on sisemine viskoossus, seda paremad on füüsikalised ja keemilised omadused, kuid halb voolavus raskendab vormimist. Mida madalam on sisemine viskoossus, seda halvemad on selle füüsikalised ja keemilised omadused ning halb löögikindlus. Seetõttu tuleks PET-läbipaistvate lehtede sisemine viskoossus valida vahemikus 0.8 dl/g kuni 0.9 dl/g.

(2) Tootmisprotsess.

PET-läbipaistva lehe peamised tootmisseadmed on: kristalliseerimistorn, kuivatustorn, ekstruuder, masinapea, kolmerulliline kalender ja kerimismasin.

Tootmisprotsessi voog on järgmine: tooraine kristalliseerimine-kuivatamine-ekstrusioon-plastiseerimine-ekstrusioonvormimine-kalandreerimine ja vormimine-mähkimine.

Esimene samm on kristalliseerimine. PET-lõike kuumutatakse ja kristalliseeritakse kristalliseerimistornis, et molekulid järjestatuksid, ning seejärel tõstetakse lõikude klaasistumistemperatuuri. Selle eesmärk on vältida adhesiooni kuivatamisprotsessi ajal ja punkri ummistumist. Kristalliseerimine on üldiselt hädavajalik samm. Kristalliseerimine võtab aega 30–90 minutit ja temperatuur on alla 149 °C.

Teine etapp on kuivatamine. Kuna kõrge temperatuuri tingimustes võib vesi põhjustada PET-i hüdrolüütilist lagunemist, mille tulemuseks on selle iseloomuliku adhesiooni vähenemine, ja selle füüsikalised omadused, eriti löögikindlus, vähenevad molekulmassi vähenemisega. Seetõttu tuleb PET-i enne sulatamist ja ekstrudeerimist kuivatada, et vähendada niiskusesisaldust. Selle niiskusesisaldus peaks olema alla 0.005%. Kuivatamiseks kasutatakse õhukuivatit. Kuna PET-materjal on hügroskoopne, moodustab niiskus molekulaarseid sidemeid, kui see tungib sügavale viilude pinnale. Teine osa niiskusest asub sügaval viilude sees, mis raskendab kuivatamist. Seetõttu ei saa tavalist kuuma õhku kasutada. Kuuma õhu kastepunkt peab olema alla -40 °C ja kuum õhk suunatakse kuivatuspunkrisse suletud ahela kaudu pidevaks kuivatamiseks.

Kolmas etapp on ekstrusioonvormimine. Pärast kristalliseerimist ja kuivatamist muudetakse PET polümeeriks, millel on ilmne sulamistemperatuur. Polümeeri vormimistemperatuur on kõrge ja temperatuuri reguleerimisvahemik kitsas. Sulamata graanulite ja sulatise eraldamiseks kasutatakse spetsiaalselt polüestri jaoks loodud tõkkekruvi, mis on kasulik pikema nihkeprotsessi säilitamiseks ja ekstruuderi väljundi suurendamiseks. Kasutage painduvat stantsvormipead voolujoonelise voolu blokeerimisvardaga. Masinapea on terava koonuse kujuga. Voolujooneline voolukanal ja kriimustusvaba vormipea peaksid olema hea pinnaviimistlusega. Masinapea küttekeha täidab äravoolu- ja puhastusfunktsiooni. Stantsipea vahe peaks tagama hea ühtluse. Masinapea ühtlane stantsvormipea vahe mõjutab otseselt lehe külgmist paksuse hälvet ja kalandreerimise tasasust. Lehtedeks ekstrudeerimisel on kere esiosa, kere keskmise osa, kere tagumise osa, sõelavahetaja ja masinapea vastavad temperatuurid vastavalt 240–260 °C, 265–275 °C ja 260–265 °C, 260–265 °C ja 255–265 °C.

Neljas samm on jahutamine ja tardumine. Pärast sulami väljumist masinapeast siseneb see otse kolmerullilisse kalandreerimis- ja jahutuskalenderdamismasinasse. Kolmerullilise kalandri ja masinapea vaheline kaugus hoitakse üldiselt umbes 8 cm juures, sest kui kaugus on liiga suur, siis leht kergesti vajub ja kortsub, mille tulemuseks on halb lehe viimistlus. Lisaks on liigse kauguse tõttu soojuse hajumine ja jahutamine liiga aeglane ning kristallid muutuvad valgeks, mis ei soodusta kalandreerimist. Kolmerulliline kalandreerimismasin koosneb ülemisest, keskmisest ja alumisest rullist. Keskmise rulli telg on fikseeritud. Jahutamise ja kalandreerimise ajal on rulli pinna temperatuur 40–50 °C. Ülemise ja alumise rulli telg saab liikuda üles ja alla. Telje üles-alla liikumine reguleerib rullide vahet. Ülemise ja alumise rulli temperatuur on vastavalt 30–60 °C ja 52–68 °C. Kolm rulli peaksid tagama kiiruse sünkroniseerimise ja kiirus peaks olema suurem kui ekstrusioonikiirus. Eesmärk on kompenseerida materjali paisumist vormist väljumisel, mis nõrgestab lehe sisemist pinget ja põhjustab kortsude kadumist. PET kristalliseerub temperatuurivahemikus 100 °C–250 °C ja kristalliseerumiskiirus on kiirem temperatuurivahemikus 140 °C–180 °C, seega kristalliseerumine võtab vaid paar sekundit. PET peab sellest kristalliseerumistemperatuuri piirkonnast kiiresti läbi minema ja kolme rulli temperatuuri tuleb rangelt kontrollida.

Viies samm on veojõu ja kerimismehhanismi teostamine. Leht väljub kalandrirullilt ja siseneb juhtrulli kaudu veojõuseadmesse. Veojõuseade koosneb aktiivsest kummirullist ja passiivsest kummirullist. Õhurõhk surub kahte rulli kokku peamiselt selleks, et vältida lehe lamenemist kalandrirulli juures oleva materjali tõttu lehe kahe rulliga kerimisseadmesse tõmbamise ajal.

PET-läbipaistvate lehtede tootmisel esinevad levinud kvaliteediprobleemid ja nende lahendused

(1) Lehtmaterjal tekitab kristallpunktlisandeid. Põhjusteks on toorained ja ülejäänud materjalid. PET-viilud ise kristallpunktlisandeid ei tekita. Töötlemisprotsessi käigus põhjustavad aga kuivamisprobleemide ja enam-vähem lisatud jääkide tõttu lisandid või halva keskkonna tõttu sattunud madala kvaliteediga toorained probleemi. Seda ei saa lehtmaterjali vormimise käigus kõrvaldada.

(2) Horisontaaljooned ja veejooned (apelsinikoorejooned). Veejäljed tekivad seetõttu, et ekstruuderi stantspea materjalivoog siseneb kalandrirulli, kuna kalandrirullide vahel pole materjalijääke, mistõttu leht ei tihendu. Lehe pinnaviimistlus on sama halb kui apelsinikoore tekstuur. Lahendus seisneb selles, et kalandrirullide vahel peab olema nähtav materjalijääk ja see peab ühtlaselt pöörlema. Horisontaaljooned on ekstrusioonimeetodi protsessivead, nagu ka kalandrimeetodi veelahe. Mõlgid tekivad kahe kalandrirulli kiiruse erinevuse tõttu. Lahendus seisneb kolmerullilise kalandri kolme rulli nõudmises. Rullide kiiruse juhtimise täpsus paraneb ja horisontaaljoonte vähendamiseks tuleb parandada ka sünkroniseerimistäpsust.

(3) Lehel on kollasus, mustad laigud või lisandid, voolujoonelisus, ebaühtlane kalandreerimine jne. Peamine põhjus, miks lehel mullid tekivad, on see, et graanulid ei ole täielikult kuivanud ja niiskusesisaldus ületab 0,005%. Kui niiskus ei ole täielikult kuivanud, tungib see sügavale viiludesse, moodustades molekulaarseid sidemeid, või jääb sügavale viilude sisse. Kui kuivamistemperatuur on liiga madal või aeg on liiga lühike, mõjutab see kuivamisefekti. Kui lehele tekivad mullid, tuleks kuivamistemperatuuri ja -aega kohe reguleerida. Lehe kollasuse peamine põhjus on liiga kõrge kuivamistemperatuur või liiga pikk kuivamisaeg. Peamised meetmed sel ajal on kuivamistemperatuuri alandamine ja kuivamisaja lühendamine. Teine põhjus, miks leht kollaseks muutub, on liiga kõrge sulamistemperatuur. Sel ajal tuleks sulamistemperatuuri kiiresti alandada. Peamised põhjused, miks lehel mustad laigud ja lisandid tekivad, on pragunenud filtrid või ekstruuderis olevad PET-i lagunemisjäägid.

PET läbipaistvate lehtede tootmispunktid

(1) PET-läbipaistvate lehtede tootmise peamised tingimused on kuivamisaja ja kuuma õhu kastepunkti kontrollimine. Kuivamisefekt määrab otseselt lehe füüsikalised ja mehaanilised omadused ning tootmise. Kuivatamisel tuleks pöörata tähelepanu kuivamistemperatuuri ja -aja kontrollimisele. Kuivamistemperatuur ja -aeg ei tohiks olla liiga kõrged ega liiga madalad. Kui kastepunkt ei saa langeda, tuleb molekulaarsõela kontrollida. Vananenud molekulaarsõel ei suuda õhust niiskust imada ja ei suuda saavutada viilude kuivatamise eesmärki. Sel ajal tuleb molekulaarsõel välja vahetada.

(2) Kui sulamistemperatuur ületab 280 °C, muutub PET-leht värvimuutuseks või laguneb, seega tuleks sulamistemperatuuri hoida alla 280 °C.

(3) Masinapea stantsi huulte vaheline kaugus määrab lehe tasasuse ja paksuse ühtluse. Kolme rulli temperatuur mängib olulist rolli lehe läbipaistvuses ja viimistluses. PET-sula peab kiiresti vältima kiireima kristalliseerumiskiirusega temperatuuritsooni. Sulamistemperatuurist kuni kristalliseerumistemperatuurist madalama temperatuurini on stantsi ja kalandrirulli vaheline kaugus eriti oluline.

PET-läbipaistvate lehtede peamised eelised on kristallselge välimus, head gaasitõkke omadused, head kaitseomadused, vastupidavus ja venivus. PET-läbipaistvad lehed ei sisalda stabilisaatoreid ega plastifikaatoreid, ei sisalda kahjulikke elemente ning nende hind on hea, mistõttu on need tarbijate seas populaarsed. PET-läbipaistvaid lehti saab tootmise, transpordi ja kasutamise ajal taaskasutada. Seetõttu on PET-läbipaistvatel lehtedel kõrge kasutusväärtus. PET-tootmisprotsessis tuleks rangelt järgida tootmisprotsessi nõudeid, hallata kuivatusprotsessi ja kuuma õhu kastepunkti, kontrollida kalandrirulli vahet ja järgneva seadme veojõu suhet, et parandada toodangu kvaliteeti.