잘 조정된 을 본 적이 있다면 PET 시트 압출 라인이 작동하는 모습 이것이 플라스틱 제조에서 가장 만족스러운 공정 중 하나라는 것을 아실 것입니다. 건조된 PET 펠릿이 호퍼에 들어가고 몇 분 후에 흠집 하나 없고 수정처럼 투명한 시트가 분당 20미터의 속도로 와인더에서 굴러 나옵니다. 그러나 이 두 지점 사이에는 정밀하게 제어되는 일련의 열 및 기계적 단계가 있습니다. 그 중 하나라도 놓치면 라인에서 나오는 시트가 흐릿함, 줄무늬, 게이지 변화 또는 더 나쁜 형태로 전체 내용을 알려줍니다. 좀 더 폭넓은 관점을 위해 플라스틱 시트 압출 기계 기술에 대한 자세한 내용은 당사의 최종 가이드를 참조하세요.
40년 동안 5개 대륙에 걸쳐 이 라인을 시운전, 디버깅 및 최적화한 결과, 저는 운영자, 프로세스 엔지니어 및 이 장비 지정과 관련된 모든 사람에게 중요한 세부 정보를 통해 전체 프로세스를 단계별로 안내하고 싶습니다.
1단계: 원료 준비 및 건조
수지가 압출기에 닿기도 전에 모든 것이 시작됩니다. PET 펠릿은 흡습성이 있습니다. 즉, 폴리머에 익숙하지 않은 사람에게는 충격을 줄 수 있는 속도로 대기 수분을 흡수합니다. 일반적인 공장 습도 수준(50-60% RH)에서 PET는 단 몇 시간의 개방 보관만으로 중량 기준으로 0.3-0.5%의 수분을 흡수할 수 있습니다. 무시할 수 있는 것처럼 들릴 수도 있지만 용융물에 0.05%의 잔류 수분만 있어도 가수분해를 촉발할 수 있습니다. 가수분해는 말 그대로 폴리머 사슬을 끊어 고유 점도와 기계적 특성을 파괴하는 화학 반응입니다.
적절한 PET 시트 압출기는 항상 제습 호퍼 건조기와 쌍을 이룹니다. PET의 표준 건조 사양은 160~170°C, 4~6시간이며, 건조 공기의 이슬점은 -40°C 이하, 최종 수분 함량은 50ppm(0.005%) 미만입니다. 건조기는 건조제 베드(일반적으로 분자체 또는 활성 알루미나)를 사용하여 연속 루프에서 재활용된 건조 공기에서 수분을 제거합니다.
많은 사람들이 간과하는 한 가지 세부 사항은 건조기 배출구와 압출기 호퍼 사이의 이동 경로도 가열되고 밀봉되어야 한다는 것입니다. 나는 2미터 길이의 가열되지 않은 이송 튜브가 공급 목에 도달하기 전에 건조된 수지를 다시 포화시키기에 충분한 공장을 본 적이 있습니다. 호퍼 자체에는 공급 구역에 체류하는 동안 펠릿 온도를 유지하기 위한 가열 재킷이 있어야 합니다.
2단계: 공급 및 녹이기
건조된 펠릿은 압출기 투입구로 들어가고, 여기서 회전하는 스크류가 이를 가열된 배럴로 전달하기 시작합니다. 배럴은 여러 온도 구역(일반적으로 단일 압출기의 경우 5~7개)으로 나누어져 있으며 각각 독립적으로 제어됩니다. PET 시트의 온도 프로파일은 일반적으로 공급 끝의 낮은 온도(약 240°C)에서 다이 끝의 높은 온도(270~285°C)까지의 기울기를 따릅니다.
나사는 여기서 실제 작업을 수행합니다. 적절하게 설계된 PET 스크류에서 공급 구역은 최소한의 압축으로 펠릿을 앞으로 전달합니다. 압축 구역(또는 전이 구역)은 채널 깊이를 점차적으로 감소시켜 용융 중합체를 압축하고 배럴 벽으로부터의 열 전달을 향상시킵니다. 계량 구역은 다이에 일관되고 균질화된 용융 흐름을 제공합니다.
투명도가 높은 시트 적용 분야의 경우 배리어 스크류 설계는 고체층을 용융 풀에서 분리하여 모든 재료가 혼합 섹션에 도달하기 전에 완전히 녹는 좁은 틈새를 통과하도록 합니다. 스크류 팁의 Maddock 또는 고정된 혼합 요소는 남은 온도 또는 점도 변화를 분해하여 열적으로 균일한 용융물을 다이에 전달합니다.
3단계: 여과
압출기와 다이 사이에서 용융물은 스크린 체인저에 들어 있는 스크린 팩을 통과합니다. 순수 PET의 경우 상대적으로 거친 스크린 팩(60/80 메시)이면 충분할 수 있습니다. 오염 수준이 높은 재활용 PET 또는 혼합물의 경우 더 미세한 다단계 팩(40/80/120 또는 심지어 40/100/150 메쉬) 트랩 젤, 녹지 않은 입자, 종이 섬유 및 기타 이물질.
연속 스크린 체인저를 사용하면 라인을 중단하지 않고도 스크린 팩을 교체할 수 있습니다. 이는 24시간 생산에 중요한 기능입니다. 유압식 슬라이드 플레이트 또는 회전식 디자인이 가장 일반적입니다. 스크린 팩 전체의 압력 차이가 모니터링됩니다. 설정된 임계값(보통 150-250bar)을 초과하면 경보가 작동자에게 화면 변경을 시작하라는 신호를 보냅니다.
4단계: 주사위
T-다이 또는 옷걸이 다이라고도 불리는 플랫 다이는 압출기의 원통형 용융 흐름을 넓고 얇은 폴리머 커튼으로 변환하는 구성 요소입니다. 다이 내부에는 세심하게 설계된 매니폴드가 용융물을 중앙에서 양쪽 가장자리까지 고르게 분배합니다. 조정 가능한 다이 립 볼트(일반적으로 폭 전체에 30-50)를 사용하면 작업자가 국부 흐름 저항을 미세 조정하고 두께 프로필 편차를 수정할 수 있습니다.
최신 라인에는 다운스트림 두께 게이지에 연결된 자동 다이 조정 시스템이 포함되는 경우가 많습니다. 폐쇄 루프 시스템은 특정 다이 볼트를 실시간으로 미세 조정하여 전체 시트 폭에 걸쳐 ±2-3% 이내로 게이지 균일성을 유지합니다.
또한 다이는 매우 균일한 온도를 유지해야 합니다. 독립적인 PID 컨트롤러가 있는 내부 카트리지 히터는 다이 본체를 전체 폭에 걸쳐 ±1°C 이내로 유지합니다. 온도 변화는 점도 변화로 직접적으로 변환되어 두께 문제로 변환됩니다.
5단계: 캘린더링 및 냉각
이는 틀림없이 PET 시트 품질에 있어 가장 중요한 단계입니다. 다이에서 압출된 용융 커튼은 3롤 캘린더 스택(연마 스택 또는 냉각 롤 장치라고도 함)의 첫 번째 롤과 두 번째 롤 사이의 닙으로 들어갑니다. 세 개의 롤은 수직 스택으로 배열되거나 때로는 바닥 공간 및 시트 두께 요구 사항에 따라 경사 또는 수평 구성으로 배열됩니다.
투명한 열성형 등급에 필요한 무정형 PET 시트의 경우 롤은 매우 빠르게 열을 제거해야 합니다. PET는 약 120°C~200°C 사이에서 결정화되며, 시트가 이 범위에서 너무 많은 시간을 소비하면 구정석이 형성되어 빛을 산란시키고 흐리고 불투명한 외관을 생성합니다. 따라서 롤은 15~25°C로 냉각되며 접촉 구조는 시트가 결정화 위험 구역을 몇 분의 1초 만에 통과하도록 보장합니다.
롤 속도 동기화가 필수적입니다. 롤 간 속도 불일치가 0.1%라도 하류 열성형 중에 변형을 일으키는 내부 응력을 유발합니다. 최신 드라이브는 완벽한 동기화를 유지하기 위해 전자 캠 기능이 있는 서보 모터를 사용합니다.
롤 표면 마감에 따라 최종 시트 모양이 결정됩니다. 거울 광택 크롬 롤은 컵과 조개껍데기 용기용 고광택 시트를 생산합니다. 무광택 또는 에칭 마감은 고급 화장품 포장에 사용되는 반투명한 외관을 제공합니다. 일부 라인에는 미끄럼 방지 트레이 응용 분야에 사용되는 텍스처 시트용 교체 가능한 엠보싱 롤이 포함되어 있습니다.
6단계: 운반, 절단, 권취
캘린더 스택에서 나온 후 냉각된 시트는 일관된 웹 장력을 유지하는 운반 장치를 통과합니다. 고무 코팅된 닙 롤러는 시트를 잡고 캘린더 출력과 일치하는 속도로 앞으로 공급합니다. 정밀한 장력 제어로 늘어남(얇은 반점 발생)이나 느슨함(주름 및 모서리 굴곡 발생)을 방지합니다.
다운스트림 열성형 작업에 일반적으로 사용되는 롤 형태로 판매되는 시트의 경우 자동 권취기는 진공 성형 기계에 공급하기에 적합한 장력 제어 롤을 생성합니다. 길이에 맞게 절단하여 판매되는 시트의 경우 플라잉 전단기 또는 회전 절단기를 사용하여 시트를 특정 치수로 교차 절단합니다.
프로세스 전반에 걸쳐 가장자리 트림이 제거됩니다. 다듬어진 가장자리는 일반적으로 과립화되어 공급 흐름으로 다시 재활용되지만, 재도입될 수 있는 재분쇄 비율은 품질 요구 사항과 제품의 PET 시트 압출 기계 민감도에 따라 다릅니다.
7단계: 품질 보증
생산 등급 라인에서는 인라인 품질 모니터링이 지속적으로 실행됩니다. 베타 게이지 또는 비접촉식 레이저 스캐너는 웹의 여러 지점에서 시트 두께를 측정하여 자동 다이 조정 시스템에 데이터를 다시 공급하고 품질 문서화를 위해 SPC 데이터를 기록합니다. 일부 라인에는 광학 특성이 엄격하게 지정되는 응용 분야를 위한 온라인 헤이즈 측정, 광택 측정기 및 색도계도 포함됩니다.
시트 압출 기술에 대한 포괄적인 개요를 보려면 당사를 참조하십시오. 경질 PVC 시트 압출 기계 가이드.
자주 묻는 질문
PET를 압출하기 전에 건조해야 하는 이유는 무엇입니까? PET는 흡습성이 있으며 가공 온도에서 가수분해를 통해 물과 반응합니다. 이 반응은 폴리머 사슬을 끊어 분자량, 고유 점도 및 기계적 강도를 감소시킵니다. 그 결과 선명도가 떨어지는 부서지기 쉬운 시트가 생성됩니다. 수분을 50ppm 미만으로 적절하게 건조하는 것이 필수적입니다. PET 수지 건조에 대한 자세한 가이드를 참조하세요.
비정질 PET 시트와 결정질 PET 시트의 차이점은 무엇입니까? 무정형 PET 시트는 결정화 온도 범위에서 급속 냉각되어 열성형 포장에 이상적인 투명하고 유연한 소재를 생성합니다. 결정질 PET 시트는 서서히 냉각되거나 열처리되어 불투명하고 견고한 내열 소재로 가전제품 패널 및 산업용 부품에 사용됩니다. 차이는 전적으로 캘린더 스택의 냉각 속도에 의해 제어됩니다.
PET 시트 압출 라인은 얼마나 빨리 작동합니까? 라인 속도는 시트 두께와 너비에 따라 다릅니다. 두께 0.3mm, 폭 1,000mm 시트의 경우 일반적인 속도는 15~30m/min이며 생산 속도는 300~600kg/h입니다. 동일한 폭의 1.0mm 시트의 경우 속도는 5~10m/min으로 떨어집니다. 제한 요인은 일반적으로 냉각 용량입니다. 캘린더 롤은 단위 시간당 한정된 양의 열만 제거할 수 있습니다.
PET 시트 라인에서 재활용 소재를 사용할 수 있나요? 예, 대부분의 상업용 라인이 그렇습니다. 재활용 PET(rPET)는 새로운 수지와 혼합하거나 적절한 준비를 통해 100% 재활용 함량으로 실행할 수 있습니다. 여과 기능을 업그레이드하고, 건조 시간을 연장해야 하며, IV 안정성을 더욱 면밀히 모니터링해야 합니다. 재활용 PET 시트 압출용으로 설계된 라인에는 향상된 환기 및 여과 시스템이 포함됩니다.
PET 시트에 피쉬 아이(fish eye) 또는 젤 입자가 발생하는 원인은 무엇입니까? 추가적인 관점을 보려면 Abs Pmma Co 압출 기계를 참조하십시오.
젤 입자는 일반적으로 수지에 분산되지 않은 고분자량 분획, 오염된 재생재 또는 배럴의 열 분해에서 발생합니다. 솔루션에는 더 미세한 용융물 여과, 최적화된 스크류 혼합, 적절한 스크류 속도와 출력 속도 보장을 통한 배럴 내 체류 시간 감소 등이 포함됩니다.
