पीईटी शीट एक्सट्रूज़न लाइन कैसे काम करती है? प्रक्रिया समझाई गई

यदि आपने कभी एक सुव्यवस्थित पीईटी शीट एक्सट्रूज़न लाइन को कार्य करते हुए देखा है, तो आप जानते हैं कि यह प्लास्टिक निर्माण में अधिक संतोषजनक प्रक्रियाओं में से एक है: सूखे पीईटी छर्रे हॉपर में प्रवेश करते हैं, और कुछ ही मिनटों के बाद, एक दोषरहित, क्रिस्टल-स्पष्ट शीट 20 मीटर प्रति मिनट की गति से वाइन्डर से लुढ़क जाती है। लेकिन उन दो बिंदुओं के बीच सटीक रूप से नियंत्रित थर्मल और यांत्रिक चरणों का एक क्रम होता है। उनमें से किसी एक को भी मिस करें, और लाइन से बाहर आने वाली शीट धुंधलेपन, धारियाँ, गेज भिन्नता, या इससे भी बदतर के रूप में पूरी कहानी बता देगी।

पांच महाद्वीपों में इन लाइनों को चालू करने, डिबगिंग और अनुकूलित करने के चार दशकों के बाद, मैं आपको पूरी प्रक्रिया - चरण दर चरण - उस विवरण के साथ बताना चाहता हूं जो ऑपरेटरों, प्रक्रिया इंजीनियरों और इस उपकरण को निर्दिष्ट करने में शामिल किसी भी व्यक्ति के लिए मायने रखता है।

चरण 1: कच्चा माल तैयार करना और सुखाना

रेजिन के एक्सट्रूडर को छूने से पहले ही सब कुछ शुरू हो जाता है। पीईटी छर्रे हीड्रोस्कोपिक होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे वायुमंडलीय नमी को उस दर से अवशोषित करते हैं जो पॉलिमर से अपरिचित किसी को भी चौंका देगा। विशिष्ट फैक्ट्री आर्द्रता स्तर (50-60% आरएच) पर, पीईटी खुले भंडारण के कुछ ही घंटों में वजन के अनुसार 0.3-0.5% नमी को अवशोषित कर सकता है। यह नगण्य लग सकता है, लेकिन पिघल में 0.05% अवशिष्ट नमी हाइड्रोलिसिस को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त है - एक रासायनिक प्रतिक्रिया जो सचमुच बहुलक श्रृंखलाओं को तोड़ देती है, आंतरिक चिपचिपाहट और यांत्रिक गुणों को नष्ट कर देती है।

एक उचित पीईटी शीट एक्सट्रूज़न मशीन को हमेशा डीह्यूमिडिफाइंग हॉपर ड्रायर के साथ जोड़ा जाता है। पीईटी के लिए मानक सुखाने का विनिर्देश 4-6 घंटों के लिए 160-170 डिग्री सेल्सियस है, जिससे शुष्क हवा में -40 डिग्री सेल्सियस या उससे कम का ओस बिंदु प्राप्त होता है और अंतिम नमी सामग्री 50 पीपीएम (0.005%) से नीचे होती है। ड्रायर एक निरंतर लूप में पुनर्नवीनीकरण सुखाने वाली हवा से नमी को अलग करने के लिए डिसिकैंट बेड - आमतौर पर आणविक छलनी या सक्रिय एल्यूमिना का उपयोग करता है।

एक विवरण जिसे बहुत से लोग नज़रअंदाज कर देते हैं: ड्रायर आउटलेट और एक्सट्रूडर हॉपर के बीच स्थानांतरण पथ को भी गर्म और सील किया जाना चाहिए। मैंने ऐसे पौधे देखे हैं जहां 2 मीटर की बिना गर्म की गई ट्रांसफर ट्यूब सूखे राल को फ़ीड गले तक पहुंचने से पहले फिर से संतृप्त करने के लिए पर्याप्त थी। फ़ीड क्षेत्र में निवास समय के दौरान गोली तापमान बनाए रखने के लिए हॉपर में स्वयं एक गर्म जैकेट होना चाहिए।

चरण 2: खिलाना और पिघलाना

सूखे छर्रे एक्सट्रूडर फ़ीड गले में प्रवेश करते हैं, जहां घूमने वाला पेंच उन्हें गर्म बैरल में आगे भेजना शुरू कर देता है। बैरल को कई तापमान क्षेत्रों में विभाजित किया गया है - आमतौर पर एक एक्सट्रूडर के लिए 5 से 7 - प्रत्येक को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित किया जाता है। पीईटी शीट के लिए तापमान प्रोफ़ाइल आम तौर पर फ़ीड अंत पर कम तापमान (लगभग 240 डिग्री सेल्सियस) से लेकर डाई अंत पर उच्च तापमान (270-285 डिग्री सेल्सियस) तक एक ढाल का अनुसरण करती है।

पेंच यहाँ असली काम करता है. उचित रूप से डिज़ाइन किए गए पीईटी स्क्रू में, फ़ीड ज़ोन न्यूनतम संपीड़न के साथ छर्रों को आगे बढ़ाता है। संपीड़न क्षेत्र (या संक्रमण क्षेत्र) धीरे-धीरे चैनल की गहराई को कम करता है, पिघलने वाले बहुलक को संकुचित करता है और बैरल दीवार से गर्मी हस्तांतरण में सुधार करता है। पैमाइश क्षेत्र डाई को एक सुसंगत, समरूप पिघला हुआ प्रवाह प्रदान करता है।

उच्च-स्पष्टता शीट अनुप्रयोगों के लिए, एक बैरियर स्क्रू डिज़ाइन ठोस बिस्तर को पिघले पूल से अलग करता है, जिससे सभी सामग्री को एक संकीर्ण अंतराल के माध्यम से मजबूर किया जाता है जहां यह मिश्रण अनुभाग तक पहुंचने से पहले पूरी तरह से पिघल जाता है। स्क्रू टिप पर एक मैडॉक या पिन किया हुआ मिश्रण तत्व किसी भी शेष तापमान या चिपचिपाहट भिन्नता को तोड़ देता है, जिससे डाई को एक थर्मल रूप से समान पिघल मिलता है।

चरण 3: निस्पंदन

एक्सट्रूडर और डाई के बीच, पिघल स्क्रीन चेंजर में रखे स्क्रीन पैक से होकर गुजरता है। वर्जिन पीईटी के लिए, अपेक्षाकृत मोटा स्क्रीन पैक (60/80 जाल) पर्याप्त हो सकता है। पुनर्चक्रित पीईटी या उच्च संदूषण स्तर वाले मिश्रणों के लिए, महीन मल्टी-स्टेज पैक (40/80/120 या यहां तक ​​कि 40/100/150 जाल) ट्रैप जैल, अनमेल्टेड कण, पेपर फाइबर और अन्य विदेशी सामग्री।

निरंतर स्क्रीन परिवर्तक लाइन को रोके बिना स्क्रीन पैक प्रतिस्थापन की अनुमति देते हैं - 24 घंटे के उत्पादन के लिए एक महत्वपूर्ण सुविधा। हाइड्रोलिक स्लाइड-प्लेट या रोटरी डिज़ाइन सबसे आम हैं। स्क्रीन पैक में दबाव अंतर की निगरानी की जाती है; जब यह एक निर्धारित सीमा (आमतौर पर 150-250 बार) से अधिक हो जाता है, तो एक अलार्म ऑपरेटर को स्क्रीन परिवर्तन शुरू करने का संकेत देता है।

चरण 4: मरना

फ्लैट डाई - जिसे कभी-कभी टी-डाई या कोट हैंगर डाई भी कहा जाता है - वह घटक है जो एक्सट्रूडर से बेलनाकार पिघल प्रवाह को पॉलिमर के चौड़े, पतले पर्दे में बदल देता है। डाई के अंदर, सावधानीपूर्वक डिज़ाइन किया गया मैनिफोल्ड पिघल को केंद्र से दोनों किनारों तक समान रूप से वितरित करता है। एडजस्टेबल डाई लिप बोल्ट (आमतौर पर चौड़ाई में 30-50) ऑपरेटरों को स्थानीय प्रवाह प्रतिरोध को ठीक करने और किसी भी मोटाई प्रोफ़ाइल विचलन को ठीक करने की अनुमति देते हैं।

आधुनिक लाइनों में अक्सर डाउनस्ट्रीम मोटाई गेज से जुड़ी एक स्वचालित डाई समायोजन प्रणाली शामिल होती है। बंद-लूप प्रणाली वास्तविक समय में विशिष्ट डाई बोल्ट के लिए सूक्ष्म समायोजन करती है, जिससे पूरी शीट की चौड़ाई में ±2-3% के भीतर गेज एकरूपता बनी रहती है।

डाई को अत्यंत समान तापमान भी बनाए रखना चाहिए। स्वतंत्र पीआईडी ​​नियंत्रकों के साथ आंतरिक कार्ट्रिज हीटर डाई बॉडी को उसकी पूरी चौड़ाई में ±1°C के भीतर रखते हैं। तापमान भिन्नता सीधे चिपचिपाहट भिन्नता में बदल जाती है, जो मोटाई की समस्याओं में बदल जाती है।

चरण 5: कैलेंडरिंग और कूलिंग

पीईटी शीट की गुणवत्ता के लिए यह यकीनन सबसे महत्वपूर्ण चरण है। डाई से निकाला गया पिघला हुआ पर्दा तीन-रोल कैलेंडर स्टैक (जिसे पॉलिशिंग स्टैक या चिल रोल यूनिट भी कहा जाता है) के पहले और दूसरे रोल के बीच निप में प्रवेश करता है। तीन रोलों को एक ऊर्ध्वाधर स्टैक में व्यवस्थित किया जाता है, या कभी-कभी फर्श की जगह और शीट की मोटाई की आवश्यकताओं के आधार पर एक झुके हुए या क्षैतिज विन्यास में व्यवस्थित किया जाता है।

अनाकार पीईटी शीट के लिए - जो कि आप पारदर्शी थर्मोफॉर्मिंग ग्रेड के लिए चाहते हैं - रोल को असाधारण रूप से तेजी से गर्मी को दूर करना चाहिए। पीईटी लगभग 120 डिग्री सेल्सियस और 200 डिग्री सेल्सियस के बीच क्रिस्टलीकृत होता है, और यदि शीट इस सीमा में बहुत अधिक समय बिताती है, तो स्फेरुलाइट्स प्रकाश बिखेरते हैं और एक बादल, अपारदर्शी उपस्थिति पैदा करते हैं। इसलिए रोल को 15-25 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा किया जाता है, और संपर्क ज्यामिति यह सुनिश्चित करती है कि शीट एक सेकंड के एक अंश में क्रिस्टलीकरण खतरे वाले क्षेत्र से गुजर जाए।

रोल स्पीड सिंक्रोनाइज़ेशन आवश्यक है। यहां तक ​​कि रोल के बीच 0.1% गति का बेमेल भी आंतरिक तनाव उत्पन्न करता है जो डाउनस्ट्रीम थर्मोफॉर्मिंग के दौरान युद्ध का कारण बनता है। आधुनिक ड्राइव सही सिंक्रनाइज़ेशन बनाए रखने के लिए इलेक्ट्रॉनिक कैमिंग के साथ सर्वो मोटर्स का उपयोग करते हैं।

रोल सतह की फिनिश अंतिम शीट की उपस्थिति को निर्धारित करती है। मिरर-पॉलिश क्रोम रोल कप और क्लैमशेल कंटेनरों के लिए उच्च चमक वाली शीट का उत्पादन करते हैं। मैट या नक़्क़ाशीदार फ़िनिश प्रीमियम कॉस्मेटिक पैकेजिंग के लिए उपयोग की जाने वाली फ्रॉस्टेड उपस्थिति देती है। कुछ पंक्तियों में नॉन-स्लिप ट्रे अनुप्रयोगों में उपयोग की जाने वाली बनावट वाली शीट के लिए विनिमेय एम्बॉसिंग रोल शामिल हैं।

चरण 6: ढोना, काटना और लपेटना

कैलेंडर स्टैक से बाहर निकलने के बाद, ठंडी शीट एक हॉल-ऑफ इकाई से होकर गुजरती है जो लगातार वेब तनाव बनाए रखती है। रबर-लेपित निप रोलर्स शीट को पकड़ते हैं और इसे कैलेंडर आउटपुट से मेल खाने वाली गति से आगे बढ़ाते हैं। सटीक तनाव नियंत्रण खिंचाव (जो पतले धब्बों का कारण बनता है) या ढीलापन (जिसके कारण झुर्रियाँ और किनारा लहराता है) को रोकता है।

शीट के लिए जिसे रोल फॉर्म में बेचा जाएगा - डाउनस्ट्रीम थर्मोफॉर्मिंग ऑपरेशंस के लिए विशिष्ट - एक स्वचालित वाइन्डर वैक्यूम बनाने वाली मशीनों में फीडिंग के लिए उपयुक्त तनाव-नियंत्रित रोल बनाता है। कट-टू-लेंथ फॉर्म में बेची जाने वाली शीट के लिए, एक फ्लाइंग शीयर या रोटरी कटर शीट को विशिष्ट आयामों में क्रॉस-कट करता है।

पूरी प्रक्रिया के दौरान एज ट्रिम को हटा दिया जाता है। छंटे हुए किनारों को आम तौर पर दानेदार बनाया जाता है और फ़ीड स्ट्रीम में वापस पुनर्चक्रित किया जाता है, हालांकि पुन: प्रस्तुत किए जाने वाले रिग्राइंड का प्रतिशत आपकी गुणवत्ता आवश्यकताओं और पर निर्भर करता है। पीईटी शीट एक्सट्रूज़न तापमान संवेदनशीलता। आपके उत्पाद की

चरण 7: गुणवत्ता आश्वासन

उत्पादन-ग्रेड लाइन पर, इन-लाइन गुणवत्ता निगरानी लगातार चलती रहती है। एक बीटा-गेज या गैर-संपर्क लेजर स्कैनर वेब पर कई बिंदुओं पर शीट की मोटाई मापता है, डेटा को स्वचालित डाई समायोजन प्रणाली में वापस भेजता है और गुणवत्ता दस्तावेज़ीकरण के लिए एसपीसी डेटा लॉग करता है। कुछ लाइनों में उन अनुप्रयोगों के लिए ऑनलाइन धुंध माप, ग्लोस मीटर और कलरमीटर भी शामिल हैं जहां ऑप्टिकल गुणों को कसकर निर्दिष्ट किया गया है।

शीट एक्सट्रूज़न तकनीक के व्यापक अवलोकन के लिए, हमारा देखें प्लास्टिक शीट एक्सट्रूज़न मशीन गाइड।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

एक्सट्रूज़न से पहले पीईटी को सुखाने की आवश्यकता क्यों है? पीईटी हीड्रोस्कोपिक है और हाइड्रोलिसिस के माध्यम से प्रसंस्करण तापमान पर पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है। यह प्रतिक्रिया पॉलिमर श्रृंखलाओं को तोड़ती है, आणविक भार, आंतरिक चिपचिपाहट और यांत्रिक शक्ति को कम करती है। परिणाम खराब स्पष्टता वाली भंगुर शीट है। 50 पीपीएम से कम नमी तक उचित सुखाने आवश्यक है - पीईटी राल सुखाने पर हमारी विस्तृत मार्गदर्शिका देखें।

अनाकार और क्रिस्टलीय पीईटी शीट के बीच क्या अंतर है? अनाकार पीईटी शीट को क्रिस्टलीकरण तापमान सीमा के माध्यम से तेजी से ठंडा किया जाता है, जिससे थर्मोफॉर्मेड पैकेजिंग के लिए आदर्श पारदर्शी, लचीली सामग्री का उत्पादन होता है। क्रिस्टलीय पीईटी शीट को धीरे-धीरे ठंडा या एनील्ड किया जाता है, जिससे एक अपारदर्शी, कठोर, गर्मी प्रतिरोधी सामग्री का उत्पादन होता है जिसका उपयोग उपकरण पैनलों और औद्योगिक घटकों के लिए किया जाता है। अंतर पूरी तरह से कैलेंडर स्टैक में शीतलन दर द्वारा नियंत्रित होता है।

पीईटी शीट एक्सट्रूज़न लाइन कितनी तेजी से चलती है? लाइन की गति शीट की मोटाई और चौड़ाई पर निर्भर करती है। 0.3 मिमी मोटी, 1,000 मिमी चौड़ी शीट के लिए, सामान्य गति 15-30 मीटर/मिनट है, जिससे 300-600 किलोग्राम/घंटा का उत्पादन होता है। समान चौड़ाई पर 1.0 मिमी शीट के लिए, गति घटकर 5-10 मीटर/मिनट हो जाती है। सीमित कारक आमतौर पर शीतलन क्षमता है - कैलेंडर रोल प्रति यूनिट समय में केवल एक सीमित मात्रा में गर्मी निकाल सकते हैं।

क्या पीईटी शीट लाइन पुनर्चक्रित सामग्री चला सकती है? हाँ, और अधिकांश व्यावसायिक लाइनें ऐसा करती हैं। पुनर्नवीनीकरण पीईटी (आरपीईटी) को वर्जिन रेज़िन के साथ मिश्रित किया जा सकता है या उचित तैयारी के साथ 100% पुनर्नवीनीकरण सामग्री पर चलाया जा सकता है। निस्पंदन को उन्नत किया जाना चाहिए, सुखाने का समय बढ़ाने की आवश्यकता हो सकती है, और IV स्थिरता की अधिक बारीकी से निगरानी की जानी चाहिए। पुनर्नवीनीकरण पीईटी शीट एक्सट्रूज़न के लिए डिज़ाइन की गई लाइनों में उन्नत वेंटिंग और निस्पंदन सिस्टम शामिल हैं।

पीईटी शीट में मछली की आंखें या जेल कण किस कारण से होते हैं? जेल कण आम तौर पर राल में असंतुलित उच्च-आणविक-भार अंशों, दूषित रिग्राइंड, या बैरल में थर्मल गिरावट से आते हैं। समाधानों में बेहतर पिघला हुआ निस्पंदन, अनुकूलित स्क्रू मिश्रण, और उचित स्क्रू गति और आउटपुट दर सुनिश्चित करके बैरल में निवास समय को कम करना शामिल है।