Die Entscheidung für eine ETFE-Plattenextrusionsmaschine ist eine Entscheidung, die Vorbereitung belohnt und Abkürzungen bestraft. Ethylen-Tetrafluorethylen ist das Fluorpolymer hinter den durchscheinenden Kissen in Stadien, botanischen Kuppeln und Flughafenterminals weltweit und eines der anspruchsvollsten Materialien, die wir bei JWELL verarbeiten. Die Schmelze ist klebrig, das Verarbeitungsfenster ist eng, und wenn der Zylinder ein paar Grad zu heiß wird, zersetzt sich das Harz zu Fluorwasserstoff, der eine Standardschnecke innerhalb von Wochen und nicht Jahren beschädigt.
Was eine ETFE-Plattenextrusionsmaschine auszeichnet
Eine für den Betrieb von ETFE gebaute Linie hat das gleiche Grundgerüst wie jedes Flachdüsen-Extrusionssystem: Extruder, Siebwechsler, T-Düse, Walzenstapel, Wickler. Was es unterscheidet, ist die Disziplin Metallurgie und Wärmekontrolle. Bei der Zersetzung von ETFE-Schmelze wird Fluorwasserstoffgas freigesetzt. HF greift herkömmliche nitrierte Stahlfässer, verchromte Schnecken und sogar einige Edelstahlsorten an. Wenn Sie ETFE durch eine handelsübliche Polyolefin-Leitung laufen lassen, werden Sie noch vor Ende des ersten Quartals Korrosion an den Schneckengängen feststellen.
Aus diesem Grund verwendet eine ETFE-Plattenextrusionsmaschine Zylinder mit Nickelbasislegierung oder Hastelloy-Auskleidung, Schnecken, die mit korrosionsbeständigen Überzügen beschichtet sind, und Matrizen, die aus säurebeständigen Materialien gefertigt sind. Wenn Sie jemals eine angegeben haben Bei einer PVDF-Plattenextrusionsmaschine ist die Korrosionslogik ähnlich, ETFE ist jedoch thermisch empfindlicher und die Folienstärken sind normalerweise dünner, wodurch alle Toleranzen enger werden.
Der andere Unterschied ist die Produktgeometrie. Bei ETFE für architektonische Zwecke handelt es sich fast immer um einen dünnen Film mit einer Dicke von 50 bis 250 Mikrometern und nicht um eine dicke starre Folie. Das bringt diese Zeile im Geiste näher an a Extrusionsmaschine für transparente Folien, auf der PC oder PMMA in optischer Qualität läuft, statt auf eine Hochleistungsbaulinie.
Ethylen-Tetrafluorethylen und das Fluorpolymer-Verarbeitungsfenster
ETFE ist ein teilkristallines Copolymer aus Ethylen und Tetrafluorethylen. Sein kristalliner Schmelzpunkt liegt bei etwa 260 °C, und das praktische Verarbeitungsfenster liegt an der Düse bei 290 bis 330 °C. Unterhalb von 290 °C ist die Schmelzviskosität für eine saubere Filmbildung zu hoch, und es kommt zu Düsenlinien und Manometerflattern. Oberhalb von 340°C gelangt man in die Zersetzungszone. Die Schmelze verdunkelt sich, die Zugfestigkeit sinkt und es beginnt sich HF zu bilden.
Das Fenster zwischen guter Verarbeitung und zerstörendem Abbau beträgt etwa 40 bis 50 Grad. Das klingt machbar, bis man die Schererwärmung in der Schnecke, die Verweilzeit im Düsenverteiler und die thermische Verzögerung in den Zylinderzonen berücksichtigt. Eine schlecht abgestimmte Leitung kann am Thermoelement Kälte anzeigen, während die Schmelze heiß läuft, wodurch das Werkzeug zerstört wird, bevor es irgendjemand bemerkt.
Auch ETFE-Harz erfordert eine Trocknung. Es wird mit Oberflächenfeuchtigkeit transportiert und das Laufenlassen von nassem Harz durch ein heißes Fass führt zu hydrolytischem Abbau und Blasenfehlern. Standardmäßig ist ein Adsorptionstrichter-Trockner eingebaut, der das Harz drei bis vier Stunden lang bei 120 bis 130 °C hält. Wenn Sie diesen Schritt überspringen, werden Sie wochenlang den Blasen nachjagen.
Kernkomponenten einer JWELL ETFE-Plattenextrusionsmaschine
Extruder. Ein Einschneckenextruder mit einem L/D-Verhältnis von 28:1 bis 30:1 ist die Arbeitspferdkonfiguration. Bei der Schnecke handelt es sich um eine Dosierkonstruktion mit einem Maddock- oder Barriere-Mischabschnitt, das entscheidende Detail ist jedoch die Metallurgie. Wir bauen den Lauf mit einer korrosionsbeständigen Bimetallauskleidung und versehen die Schneckenflügel mit einer Nickel-Chrom-Bor-Auflage. Der Einfüllstutzen ist wassergekühlt, um eine Bildung von Harzbrücken zu verhindern.
Bildschirmwechsler. Ein kontinuierlicher oder Bolzen-Siebwechsler mit Hastelloy-Brecherplatten entfernt Verunreinigungen, die als Gele in der Klarsichtfolie sichtbar wären. Dichtungsflächen müssen korrosionsbeständig sein, da Standard-Werkzeugstahl bei ETFE-Einsatz Löcher bildet und ausläuft.
T-sterben. Eine Kleiderbügeldüse mit flexibler Lippe sorgt für die Dickenkontrolle, die ein dünner Fluorpolymerfilm erfordert. Die Strömungskanäle sind poliert und verchromt oder vernickelt, und der Düsenkörper behält über seine Breite eine thermische Gleichmäßigkeit von plus oder minus 2 °C bei. Tote Stellen im Verteiler verursachen Streifen von beschädigtem Material, so dass der Strömungsweg stromlinienförmig ist und keine vertieften Taschen vorhanden sind.
Dickenmessung und Wickler. Ein Beta-Messgerät oder ein Laserscanner nach der ersten Kühlwalze liefert Echtzeitdaten zur Dicke. Auf einem so dünnen Film ist eine Drift von 2 Mikrometern sichtbar, daher ist eine geschlossene Rückkopplung zu den Düsenlippenverstellern Standard. Ein Zentralwickler mit Taper-Spannung verarbeitet die leichten Rollen, da die geringe Oberflächenenergie von ETFE bei einem Oberflächenwickler zu Schlupf führt.
Düsendesign und Kalandrierung für Dünnschichtfolien
Der Würfel- und Rollenstapel entscheidet über die Filmqualität. ETFE-Folien für Architekturmembrananwendungen haben typischerweise eine Dicke von 50 bis 250 Mikrometern. Bei diesen Stärken bestimmen die Geometrie der Düsenlippe, die Steglänge und die Ausgewogenheit des Verteilers, ob Sie eine flache, gleichmäßige Folie oder eine Platte mit dicker Mittenstärke und Kantenverdünnung erhalten.
Wir verwenden einen Kleiderbügelverteiler mit einer Drosselleiste vor der flexiblen Lippe. Die Drosselstange übernimmt die grobe Durchflussverteilung und die flexible Lippe übernimmt die Feineinstellung. Dieser zweistufige Ansatz ermöglicht bei Breiten von 1.500 bis 2.200 mm eine bessere Kontrolle der Dicke als eine flexible Lippe allein.
Der Kühlwalzenstapel besteht aus zwei oder drei Walzen mit hochglanzpolierten, verchromten Oberflächen. Die Rollentemperatur beträgt je nach Dicke und Liniengeschwindigkeit 60 bis 100 °C. Zu kalt und die Folie trägt innere Spannungen und wellt sich auf dem Wickler. Zu heiß und die klebrige Schmelze klebt an der Rolle und zieht Streifen. Individuelle Temperaturkreisläufe an jeder Walze mit geschlossenem Regelkreis sind Standard und nicht optional.
Standards für Lichtdurchlässigkeit, Selbstreinigung und architektonische Membranen
Der Grund, warum Architekten ETFE spezifizieren, ist sein Eigenschaftssatz. Die Lichtdurchlässigkeit einer transparenten ETFE-Folie übersteigt 90 Prozent im gesamten sichtbaren Spektrum, weshalb sie auch botanische Gärten und Verkehrsknotenpunkte abdeckt, wo Tageslicht wichtig ist. Das Material hat etwa ein Prozent des Gewichts von Glas bei gleichwertiger Abdeckung und einer Lebensdauer im Freien von 25 bis 35 Jahren.
Selbstreinigend ist die Immobilie, die ETFE für großflächige Dacheindeckungen verkauft. Die Fluorpolymer-Oberfläche weist eine sehr niedrige Oberflächenenergie auf, sodass Schmutz und Schadstoffe nicht stark haften. Regenwasser wird abgeschieden und Partikel mitgerissen, so dass die Membran ohne manuelle Reinigung frei bleibt. Diese Eigenschaft muss den Extrusionsprozess überstehen. Wenn die Kühlwalze verunreinigt ist oder Prozesshilfsmittel auf der Folienoberfläche ausblühen, wird die Niedrigenergieoberfläche beeinträchtigt und das Selbstreinigungsverhalten verschlechtert sich.
Käufer testen Zugfestigkeit, Dehnung, Reißfestigkeit und Lichtdurchlässigkeit nach ASTM- oder EN-Methoden. Bei Kissensystemen wird die Folie zum Sonnenschutz mit Frittenmustern bedruckt und in aufgeblasene Kissen eingeschweißt. Die Linie muss schweißbare, bedruckbare Folie liefern, weshalb eine Inline-Corona- oder Flammenbehandlungsstation bei JWELL ETFE-Linien Standard ist.
Wenn Sie auch a ausführen Bei der Herstellung einer Extrusionsmaschine für Bauplatten für schwerere Bauprodukte sollten Sie bedenken, dass die Herstellung von ETFE-Membranen eine andere Disziplin ist. Die Toleranzen sind enger, das Material teurer und der Endkunde ist ein Architekturbüro mit Lastenheft und kein Händler, der tonnenweise einkauft.
Dimensionierung der Linie für die Membran- und Kissenproduktion
Die Maschinendimensionierung beginnt mit den angestrebten Jahresquadratmetern und dem Produktmix. Eine Linie, die einen 90-mm-Extruder mit 120 bis 180 kg/h auf einer 1.600-mm-Düse betreibt, produziert etwa 4 bis 6 Millionen Quadratmeter 100-Mikron-Folie pro Jahr bei einer Betriebszeit von 80 Prozent.
Mehrere Entscheidungen interagieren. Breitere Düsen erhöhen den Durchsatz, erfordern jedoch einen größeren Kalander und sind thermisch schwieriger auszugleichen. Eine höhere Liniengeschwindigkeit verkürzt die Verweilzeit der Matrize, belastet jedoch die Kontrolle der Dicke und die Spannung des Wicklers. Dünnere Messgeräte lassen sich schwerer flach halten.
Käufer sollten außerdem sicherstellen, dass die Anlage für Co-Extrusion geeignet ist. Mehrschichtige ETFE-Folien mit einer UV-absorbierenden Schicht oder einer druckaufnehmenden Oberfläche über einem Kern sind in hochwertigen Architekturanwendungen üblich. Dafür sind ein Co-Extrusions-Einspeiseblock oder eine Multiverteilerdüse und ein zweiter oder dritter Extruder erforderlich. JWELL konfiguriert den Linienrahmen im Voraus mit Montage- und Antriebskapazität für zusätzliche Extruder, auch wenn das Co-Extrusionspaket später geliefert wird.
Korrosionsschutz, Wartung und Gesamtbetriebskosten
Die geschäftlichen Argumente für eine ETFE-Linie sind überzeugend, aber die Wartungsdisziplin schützt sie. ETFE-Harz kostet je nach Sorte 12 bis 25 US-Dollar pro Kilogramm, und fertige Architekturfolien kosten einen Aufpreis. Eine 150-kg/h-Linie generiert eine gesunde Marge, aber ein einziger schlechter Durchlauf verschwendet Tausende von Harzen und birgt das Risiko von Werkzeugschäden.
Der Korrosionsschutz ist das zentrale Thema der Instandhaltung. Selbst bei einer korrosionsbeständigen Konstruktion ist der Fluoridangriff kumulativ. Wir empfehlen, die Schnecke und die Düse jährlich zu überprüfen und die Stabilität des Schmelzedrucks als Verschleißindikator zu überwachen. Ein langsamer Anstieg des Kopfdrucks bei konstantem Durchsatz bedeutet, dass die Düse oder das Siebpaket den Durchfluss einschränkt, was häufig auf die Ansammlung von verschlechtertem Material zurückzuführen ist. Eine geplante Spülung mit einem Fluorpolymer-kompatiblen Reinigungsmittel alle 48 Betriebsstunden hält die Matrize und den Adapter sauber.
Die Lebensdauer von Schnecke und Zylinder beträgt bei richtiger Pflege 5 bis 8 Jahre. Die Matrizenlippe wird bei jedem Produktwechsel gewartet, daher gehören Ersatzlippen und Brechplatten vom ersten Tag an zur Aufbewahrung. Der Energieverbrauch beträgt 0,4 bis 0,6 kWh pro Kilogramm und ist aufgrund der höheren Verarbeitungstemperaturen und Trocknungslast höher als bei Standardprodukten. Der ROI liegt im Bereich von 3 bis 5 Jahren, wobei die kürzere Amortisation den Verarbeitern zugute kommt, die herausragende Architekturprojekte liefern, bei denen der Preis im Vordergrund steht.
FAQ
Kann eine ETFE-Linie auch andere Fluorpolymere verarbeiten?
Mit der richtigen Metallurgie, ja. Die gleiche korrosionsbeständige Konstruktion eignet sich für PVDF und FEP, aber jedes Material hat andere Anforderungen an das Verarbeitungsfenster und die Formgestaltung. Die meisten Verarbeiter ordnen die Linie einer Harzfamilie zu, um Kontaminationen zu vermeiden.
Was ist die Mindestfilmdicke, die eine ETFE-Anlage produzieren kann?
Wir bauen Leitungen, die bis zu 50 Mikrometer zuverlässig laufen. Unterhalb dieser Grenze werden die Kontrolle der Dicke und das Aufwickeln schwierig, und die Folie ist für die meisten architektonischen Handhabungen zu zerbrechlich. Standard-Architekturfolien haben eine Stärke von 100 bis 250 Mikrometern.
Wie wird ETFE-Folie in Architekturkissen eingeschweißt?
Die Folie wird mit Frittenmustern bedruckt, nach Muster geschnitten und beim Hersteller mit Heizstäben oder Impulsschweißgeräten verschweißt. Die Aufgabe der Extrusionslinie besteht darin, eine saubere, flache Folie mit gleichbleibender Dicke zu liefern, die ohne Delaminierung verschweißt werden kann. Durch die Corona-Behandlung ist die Oberfläche aufnahmefähig für Druck und Grundierung.
Liefert JWELL die komplette Produktlinie einschließlich Trockner und Wickler?
Ja. Eine JWELL ETFE-Plattenextrusionsmaschine wird schlüsselfertig mit Trichtertrockner, Extruder, Siebwechsler, Düse, Kalander, Dickenmessgerät, Behandlungsstation, Wickler und Inbetriebnahmeunterstützung geliefert.
Was verursacht Blasenfehler in ETFE-Folien?
Die häufigste Ursache ist nasses Harz. ETFE muss vor der Extrusion getrocknet werden und ein Ausfall des Trichtertrockners macht sich sofort durch Blasen bemerkbar. Die zweite Ursache ist eingeschlossene Luft aufgrund eines niedrigen Gegendrucks in der Düse, der durch Anpassen der Siebpaketdichte und der Düsentemperatur behoben werden kann.
