तीन महाद्वीपों में एक्सट्रूज़न लाइनें स्थापित करने के चार दशकों के बाद, मैं आपको एक बात निश्चितता के साथ बता सकता हूं: अनाकार पॉलीथीन टेरेफ्थेलेट (एपीईटी) ने पिछले पचास वर्षों में पेश किए गए लगभग किसी भी अन्य पॉलिमर की तुलना में स्पष्ट पैकेजिंग उद्योग को अधिक गहराई से नया आकार दिया है। यदि आप इसे पढ़ रहे हैं, तो संभावना है कि आप अपने संयंत्र के लिए एपीईटी शीट एक्सट्रूज़न मशीन का मूल्यांकन कर रहे हैं , या आप पहले से ही एक चला रहे हैं और इससे बेहतर प्रदर्शन प्राप्त करना चाहते हैं। किसी भी तरह से, यह लेख आपको उन इंजीनियरिंग विवरणों के बारे में बताता है जो अधिकांश बिक्री ब्रोशर छोड़ देते हैं।
एपीईटी को अन्य पैकेजिंग पॉलिमर से क्या अलग बनाता है
इससे पहले कि हम मशीनरी के बारे में बात करें, हमें सामग्री को समझने की जरूरत है। एपीईटी पीईटी का अनाकार - गैर-क्रिस्टलीकृत - रूप है। सीपीईटी के विपरीत, जो ओवन के तापमान को संभालने के लिए द्वितीयक क्रिस्टलीकरण चरण से गुजरता है, एपीईटी पूरी तरह से पारदर्शी रहता है। यह उत्कृष्ट स्पष्टता, नमी और गैसों के खिलाफ एक प्राकृतिक बाधा और इसके वजन के सापेक्ष उत्कृष्ट प्रभाव शक्ति प्रदान करता है।
व्यावहारिक रूप से, एक एपीईटी शीट एक्सट्रूज़न मशीन बिना किसी क्रिस्टलीकरण ओवन के सुखाने, पिघलने, शीट बनाने और ठंडा करने के चरणों के माध्यम से कुंवारी पीईटी राल (या उच्च गुणवत्ता वाले आरपीईटी फ्लेक्स) को संसाधित करती है। हालाँकि, वह सरलता भ्रामक है। यह प्रक्रिया मेरे द्वारा शुरू की गई लगभग किसी भी अन्य शीट लाइन की तुलना में सख्त तापमान नियंत्रण की मांग करती है।
मेरे अनुभव से, नए ऑपरेटरों द्वारा की जाने वाली सबसे बड़ी गलती सुखाने के चरण को कम आंकना है। पीईटी हीड्रोस्कोपिक है - यह स्पंज की तरह वायुमंडलीय नमी को अवशोषित करता है। यदि रेज़िन 50 पीपीएम पानी के साथ भी एक्सट्रूडर में प्रवेश करता है, तो हाइड्रोलिसिस पॉलिमर श्रृंखलाओं को ख़राब कर देता है, और आपकी शीट धुंधली, भंगुर या जेल कणों से भरी हुई निकलती है।
APET शीट एक्सट्रूज़न मशीन के मुख्य घटक
हॉपर और डीह्यूमिडिफाइंग ड्रायर
प्रत्येक APET लाइन एक डीह्यूमिडिफाइंग ड्रायर से शुरू होती है जो नमी की मात्रा को 40 पीपीएम से कम, आदर्श रूप से 25 पीपीएम से कम करने में सक्षम है। मानक कॉन्फ़िगरेशन -40 डिग्री सेल्सियस ओस बिंदु पर रेटेड एक डिसीकैंट-बेड ड्रायर का उपयोग करता है। 300-800 किग्रा/घंटा के विशिष्ट थ्रूपुट के लिए, आपको एक सुखाने वाले हॉपर की आवश्यकता होती है जो पर्याप्त निवास समय की गारंटी के लिए कम से कम चार घंटे का राल रखता है।
मैं हमेशा ड्रायर हॉपर से एक्सट्रूडर फ़ीड गले तक बंद-लूप परिवहन को निर्दिष्ट करता हूं। खुला संवहन सूखे राल को परिवेशी आर्द्रता के लिए पुनः उजागर करता है, और आपकी जलवायु के आधार पर, वह अकेले ही नमी को खतरे की सीमा से ऊपर धकेल सकता है।
एक्सट्रूडर और स्क्रू डिज़ाइन
अधिकांश एपीईटी शीट लाइनें 30:1 से 33:1 के एल/डी अनुपात के साथ सिंगल-स्क्रू एक्सट्रूडर का उपयोग करती हैं। स्क्रू प्रोफाइल बहुत मायने रखता है। एक पारंपरिक तीन-ज़ोन स्क्रू बुनियादी अनुप्रयोगों के लिए काम करता है, लेकिन उच्च-स्पष्टता शीट के लिए, मैं टिप के पास मिश्रण अनुभाग के साथ एक बाधा-प्रकार का स्क्रू पसंद करता हूं। बैरियर डिज़ाइन ठोस बिस्तर को जल्दी पिघलने से अलग करता है, थर्मल इतिहास को कम करता है और क्षरण को कम करता है।
बैरल तापमान एक ढाल पैटर्न का पालन करता है। मेरे द्वारा ट्यून की गई अधिकांश पीईटी शीट लाइनों पर, फ़ीड ज़ोन 200-210 डिग्री सेल्सियस के आसपास बैठता है, संक्रमण क्षेत्र 255-265 डिग्री सेल्सियस पर चढ़ता है, और मीटरिंग ज़ोन 265-275 डिग्री सेल्सियस पर रहता है। हालाँकि, ये मान रेजिन IV (आंतरिक चिपचिपाहट), रिग्राइंड प्रतिशत और आपके द्वारा लक्षित शीट की मोटाई के आधार पर बदलते हैं। पतले गेज थोड़े अधिक पिघले तापमान को सहन करते हैं क्योंकि डाउनस्ट्रीम चिल रोल गर्मी को तेजी से बाहर खींचता है।
डाई और लिप समायोजन
एक कोट-हैंगर या टी-स्टाइल डाई पूरी शीट की चौड़ाई में पिघल को वितरित करती है। एपीईटी के लिए, डाई लिप समायोजन महत्वपूर्ण है। चौड़ाई में केवल 0.02 मिमी का अंतर मोटाई में उतार-चढ़ाव का कारण बन सकता है जो कि कैलिब्रेटर और चिल रोल के माध्यम से मिश्रित होता है, जो अंततः डाउनस्ट्रीम थर्मोफॉर्मिंग उपज को बर्बाद कर देता है।
आधुनिक लाइनें स्वचालित डाई बोल्ट का उपयोग करती हैं - पीएलसी को वापस फीड करने वाली शीट-मोटाई स्कैनिंग गेज द्वारा नियंत्रित मोटर चालित लिप समायोजक। यदि आपका बजट इसकी अनुमति देता है, तो इस सुविधा पर जोर दें। मैन्युअल लिप समायोजन 800 मिमी से कम की संकीर्ण चौड़ाई के लिए व्यावहारिक है, लेकिन इससे अधिक, स्वचालित नियंत्रण पहले वर्ष के भीतर ही भुगतान कर देता है।
कैलिब्रेटर और चिल रोल स्टैक
तीन-रोल ऊर्ध्वाधर या झुका हुआ अंशशोधक वह जगह है जहां शीट को अंतिम गेजिंग और सतह फिनिश मिलती है। एपीईटी अनाकार संरचना में लॉक करने के लिए तेजी से शमन की मांग करता है। चिल रोल तापमान आमतौर पर 15°C और 25°C के बीच चलता है। यदि रोल बहुत गर्म हो जाते हैं, तो शीट पर हल्की धुंध पैदा हो जाती है। यदि वे बहुत ठंडे हो जाते हैं, तो आप अवरुद्ध होने का जोखिम उठाते हैं - शीट रोल की सतह पर चिपक जाती है।
रोलों के बीच का निप दबाव शीट की सतह की चमक को निर्धारित करता है। शीर्ष रोल पर उच्च निप दबाव एक चमकदार ऊपरी सतह और एक मैट निचली सतह का निर्माण करता है। ब्लिस्टर पैक चलाने वाले कई ग्राहक दो चमकदार पक्ष चाहते हैं, जिसके लिए या तो दूसरे पास या विशेष रूप से पॉलिश किए गए निचले रोल की आवश्यकता होती है।
मोटाई माप और वाइन्डर
बीटा या लेजर गेज लगातार शीट की मोटाई को स्कैन करते हैं। APET पैकेजिंग के लिए, विशिष्ट गेज 0.15 मिमी से 1.0 मिमी तक होते हैं। यदि आप ट्विन-शीट आउटपुट का उत्पादन करने की योजना बना रहे हैं, तो वाइन्डर को सिंगल-शीट और डुअल-शीट दोनों तरह की वाइंडिंग को समायोजित करना चाहिए - जो कि कई उच्च-मात्रा वाले फल-बॉक्स कन्वर्टर्स पसंद करते हैं।
प्रमुख उत्पादन पैरामीटर
नई एपीईटी शीट एक्सट्रूज़न मशीन को चालू करते समय मैं बेसलाइन नंबरों का उपयोग करता हूं:
पैरामीटर |
विशिष्ट रेंज |
सुखाने का तापमान |
160-175°से |
सुखाने का समय (न्यूनतम) |
4-6 घंटे |
पिघलने का तापमान |
265-280°से |
रोल तापमान को ठंडा करें |
15-25 डिग्री सेल्सियस |
लाइन गति (0.3 मिमी शीट) |
15-40 मीटर/मिनट |
सूखने के बाद नमी का लक्ष्य रखें |
<25 पीपीएम |
ये शुरुआती बिंदु हैं. प्रत्येक पंक्ति का अपना व्यक्तित्व होता है, और आपको अपने विशिष्ट राल ग्रेड, परिवेश स्थितियों और डाउनस्ट्रीम आवश्यकताओं के आधार पर इन मूल्यों को ठीक करने की आवश्यकता होगी।
एपीईटी शीट के सामान्य अनुप्रयोग
APET शीट कई प्रमुख अंतिम-उपयोग बाज़ारों में फ़ीड करती है:
थर्मोफॉर्म्ड ट्रे और क्लैमशेल । ताजा उपज, बेक किए गए सामान और कन्फेक्शनरी के लिए स्पष्टता उपभोक्ताओं को पैकेज खोले बिना उत्पादों का निरीक्षण करने की अनुमति देती है।
फार्मास्यूटिकल्स और छोटे उपभोक्ता सामानों के लिए ब्लिस्टर पैकेजिंग , जहां पारदर्शिता और पंचर प्रतिरोध का संयोजन आवश्यक है।
पॉइंट-ऑफ-सेल डिस्प्ले और साइन फेस, जहां ऑप्टिकल गुणवत्ता और मुद्रण क्षमता संरचनात्मक मांगों से अधिक मायने रखती है।
खाद्य-संपर्क कप और ढक्कन , अक्सर दो सेकंड से कम समय में चक्र चलाने वाले उच्च गति वाले थर्मोफॉर्मर द्वारा निर्मित होते हैं।
इनमें से कई एप्लिकेशन व्यापक चर्चा में शामिल हैं प्लास्टिक शीट एक्सट्रूज़न मशीन तकनीक, लेकिन एपीईटी एक अलग स्थान रखता है क्योंकि यह लागत प्रभावी पीएस और प्रीमियम पीईटीजी के बीच अंतर को पाटता है।
समस्या निवारण: समस्याएँ जो मुझे बार-बार दिखाई देती हैं
चालीस से अधिक वर्षों के फील्डवर्क में, उत्पादन के पहले हफ्तों के दौरान लगभग हर नई एपीईटी लाइन पर कुछ मुद्दे सामने आते हैं।
जेल कण या मछली की आंखें. लगभग हमेशा सूखने की समस्या रहती है। अपने ड्रायर पर ओस बिंदु रीडिंग जांचें। यदि ओस बिंदु -35°C से ऊपर है, तो शुष्कक बिस्तर को पुनर्जनन की आवश्यकता होती है। मैंने ऐसे मामले भी देखे हैं जहां ड्रायर हॉपर को थ्रूपुट के लिए छोटा कर दिया गया था, जिससे निवास का समय तीन घंटे से कम हो गया था। पर्याप्त नहीं।
शीट हेजिंग. अनेक कारण. सबसे पहले, जांचें कि क्या पिघला हुआ तापमान 285 डिग्री सेल्सियस से ऊपर चला गया है - थर्मल गिरावट के कारण सूक्ष्म-क्रिस्टलाइट्स होते हैं जो प्रकाश बिखेरते हैं। दूसरा, सत्यापित करें कि चिल रोल तापमान सीमा में है। तीसरा, पुष्टि करें कि आप गलती से एपीईटी के बजाय सीपीईटी रेजिन नहीं चला रहे हैं; गोली के रूप में दोनों एक जैसे दिखते हैं।
खराब थर्मोफॉर्मिंग प्रदर्शन। यदि आपका डाउनस्ट्रीम थर्मोफॉर्मर असमान खिंचाव या विभाजन की रिपोर्ट करता है, तो शीट में असमान शीतलन से अवशिष्ट तनाव हो सकता है। जांचें कि तीनों चिल रोल अपनी चौड़ाई में समान तापमान पर हैं। मैंने एक बार एक लाइन का निदान किया था जहां शीर्ष रोल के एक तरफ ठंडा पानी का प्रवाह प्रतिबंधित था, जिससे 5°C का ग्रेडिएंट बन गया था जिस पर ऑपरेटर ने कभी ध्यान नहीं दिया था।
किनारे की बुनाई. शीट के किनारों के साथ पार्श्व मोटाई में भिन्नता आमतौर पर डाई लिप सेटिंग्स या डाई भूमि पर अपर्याप्त पिघल दबाव के कारण होती है। यदि स्वचालित डाई बोल्ट लगे हैं, तो स्कैनिंग गेज अंशांकन की पुष्टि करें। यदि नहीं, तो फीलर गेज और धैर्य के साथ कुछ घंटे बिताने की योजना बनाएं।
फर्श से उत्पादन युक्तियाँ
एक समायोजन जो लगातार आउटपुट गुणवत्ता में सुधार करता है, वह है रिग्राइंड प्रतिशत को एक साथ बढ़ाने के बजाय धीरे-धीरे बढ़ाना। अधिकांश एपीईटी लाइनें 25-30% स्वच्छ रिग्राइंड को संभाल सकती हैं, लेकिन 0% से 30% तक सीधे कूदने से थर्मल संतुलन को झटका लगेगा। कई घंटों में 5% वृद्धि में रीग्राइंड जोड़ें और प्रत्येक चरण पर पिघले दबाव और शीट की स्पष्टता की निगरानी करें।
एक और व्यावहारिक युक्ति: एक अच्छे मेल्ट पंप में निवेश करें। एक्सट्रूडर और डाई के बीच एक गियर पंप वृद्धि को समाप्त करता है - स्पंदित आउटपुट जो एकल स्क्रू स्वाभाविक रूप से उत्पन्न होता है। 0.3 मिमी से कम पतली-गेज एपीईटी शीट के लिए, मेरी पुस्तक में पिघला हुआ पंप वैकल्पिक नहीं है। यह 8% से ऊपर की सुसंगत गेज और स्क्रैप दरों के बीच का अंतर है।
अंत में, इसे नज़रअंदाज़ न करें पेट शीट एक्सट्रूज़न तापमान प्रोफ़ाइल। यद्यपि पीईटी शीट तापमान सेटिंग्स एपीईटी के साथ समानताएं साझा करती हैं, सटीक मान भिन्न होते हैं क्योंकि एपीईटी पूरी तरह से अनाकार रहने के लिए सख्त नियंत्रण की मांग करता है। उचित तापमान गाइड का संदर्भ स्टार्टअप के दौरान महंगे परीक्षण और त्रुटि को रोकता है।
पीईटी परिवार: एपीईटी कैसे फिट बैठता है
ग्राहक अक्सर पूछते हैं कि APET या PETG बेहतर विकल्प है या नहीं। उत्तर पूरी तरह से अंतिम उपयोग पर निर्भर करता है। एपीईटी कम सामग्री लागत पर उच्च कठोरता और बेहतर अवरोधक गुण प्रदान करता है, जो इसे स्पष्ट खाद्य पैकेजिंग का वर्कहॉर्स बनाता है। पीईटीजी अधिक प्रभाव प्रतिरोध और डीप-ड्रॉ भागों को आसानी से बनाने की सुविधा प्रदान करता है, लेकिन प्रीमियम पर। विस्तृत तुलना के लिए, हमारा विश्लेषण देखें पेट बनाम पेटग शीट एक्सट्रूज़न अनुप्रयोग।
इसी तरह, यदि आपको ऐसी सामग्री की आवश्यकता है जो 220°C तक पारंपरिक ओवन तापमान का सामना कर सके, तो APET काम नहीं करेगा - आपको इसके बजाय Cpet शीट एक्सट्रूज़न मशीन तकनीक की आवश्यकता है। अपने प्रोजेक्ट की शुरुआत में ही इन अंतरों को समझने से भारी मात्रा में समय और पूंजी की बचत होती है।
शीट एक्सट्रूज़न तकनीक के व्यापक अवलोकन के लिए, हमारी कठोर पीवीसी शीट एक्सट्रूज़न मशीन गाइड देखें।
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अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
एपीईटी शीट एक्सट्रूज़न मशीन का विशिष्ट आउटपुट क्या है? उत्पादन दर संकीर्ण प्रयोगशाला-स्केल लाइनों के लिए 300 किग्रा/घंटा से लेकर उच्च-मात्रा वाले औद्योगिक प्रतिष्ठानों के लिए 1,500+ किग्रा/घंटा तक होती है। थ्रूपुट स्क्रू व्यास, शीट की चौड़ाई और गेज पर निर्भर करता है।
क्या मैं APET शीट लाइन में पुनर्चक्रित PET (rPET) का उपयोग कर सकता हूँ? हां, बशर्ते कि आरपीईटी फ्लेक्स को अच्छी तरह से धोया जाए, 25 पीपीएम से कम नमी तक सुखाया जाए और दूषित पदार्थों के लिए फ़िल्टर किया जाए। अधिकांश व्यावसायिक लाइनें बिना किसी समस्या के 25-30% rPET चलाती हैं। उच्च प्रतिशत के लिए अधिक परिष्कृत निस्पंदन और IV स्थिरीकरण की आवश्यकता होती है।
मेरी एपीईटी शीट में बुलबुले क्यों हैं? बुलबुले आमतौर पर राल में नमी का संकेत देते हैं। यहां तक कि नमी का अंश भी एक्सट्रूज़न तापमान पर वाष्पीकृत हो जाता है और पिघल में फंस जाता है। पुष्टि करें कि आपका ड्रायर -40 डिग्री सेल्सियस ओस बिंदु तक पहुंच रहा है और निवास का समय चार घंटे से अधिक है।
APET शीट कितनी मोटी बनाई जा सकती है? व्यावहारिक मोटाई 0.12 मिमी से लगभग 2.0 मिमी तक होती है। 2 मिमी से ऊपर, शीतलन अप्रभावी हो जाता है और शीट स्पष्टता खोते हुए क्रिस्टलीकृत होना शुरू हो सकती है। मोटी-गेज स्पष्ट शीट के लिए, इसके बजाय PETG पर विचार करें।
APET और PETG शीट में क्या अंतर है? एपीईटी सख्त है, इसमें बेहतर अवरोधक गुण हैं, और लागत कम है। पीईटीजी कठिन है, थर्मोफॉर्म को गहराई से खींचना आसान है, और प्रभाव के प्रति अधिक प्रतिरोधी है। चुनाव इस बात पर निर्भर करता है कि आपके आवेदन के लिए कठोरता या सुरूपता अधिक मायने रखती है या नहीं।
