Выбрать экструзионную машину для производства листов ETFE — это решение, которое вознаграждает за подготовку и наказывает за небрежность. Этилен-тетрафторэтилен — это фторполимер, из которого изготовлены полупрозрачные подушки на стадионах, ботанических куполах и терминалах аэропортов по всему миру, и это один из самых требовательных материалов, которые мы обрабатываем в JWELL. Расплав липкий, окно обработки узкое, а если нагреть ствол на несколько градусов слишком сильно, смола разложится до фтористого водорода, который приведет к повреждению стандартного винта за недели, а не годы.
Что отличает экструзионную машину для производства листов ETFE
Линия, предназначенная для работы с ETFE, имеет тот же каркас, что и любая экструзионная система с плоской матрицей: экструдер, устройство смены сит, Т-образная матрица, пакет валков, намоточное устройство. Его отличает металлургия и дисциплина теплового контроля. Расплав ЭТФЭ при разложении выделяет газообразный фтористый водород. ВЧ разрушает обычные стволы из азотированной стали, хромированные винты и даже некоторые марки нержавеющей стали. Пропустите ETFE через линию товарного полиолефина, и вы увидите коррозию шнеков еще до окончания первого квартала.
Вот почему в машинах для экструзии листов ETFE используются цилиндры из сплава на основе никеля или с футеровкой из хастеллоя, шнеки с наплавкой из коррозионностойких накладок и матрицы, изготовленные из материалов, устойчивых к кислотному воздействию. Если вы когда-либо указывали Экструзионная машина для изготовления листов ПВДФ , логика коррозии аналогична, но ETFE более термочувствителен, а толщина пленки обычно тоньше, что ужесточает все допуски.
Другим отличием является геометрия продукта. ETFE для архитектурного применения почти всегда представляет собой тонкую пленку толщиной от 50 до 250 микрон, а не толстый жесткий лист. Это приближает эту линию по духу к Экструзионная машина для производства прозрачных листов с ПК или ПММА оптического класса, чем на строительной линии большой толщины.
Этилен-тетрафторэтилен и возможности переработки фторполимеров
ЭТФЭ представляет собой полукристаллический сополимер этилена и тетрафторэтилена. Температура плавления кристаллов составляет около 260°C, а практическое окно обработки составляет от 290 до 330°C на головке. При температуре ниже 290°C вязкость расплава слишком высока для образования чистой пленки, и возникают линии матрицы и вибрация калибра. При температуре выше 340°C вы попадаете в зону деградации. Расплав темнеет, прочность на разрыв падает, и начинает образовываться HF.
Интервал между хорошей обработкой и разрушительной деградацией составляет примерно от 40 до 50 градусов. Это кажется осуществимым, пока вы не учтете сдвиговый нагрев в шнеке, время пребывания в коллекторе матрицы и термическую задержку в зонах цилиндра. Плохо настроенная линия может показывать холод на термопаре, но при этом нагреваться на расплаве, разрушая инструмент прежде, чем кто-либо это заметит.
Смола ETFE также требует высыхания. Он поставляется с поверхностной влажностью, а прохождение влажной смолы через горячий цилиндр вызывает гидролитическую деградацию и образование пузырьков. В стандартную комплектацию входит бункер-осушитель с осушителем, в котором смола выдерживается при температуре от 120 до 130°C в течение трех-четырех часов. Пропустите этот шаг, и вы будете гоняться за пузырьками неделями.
Основные компоненты экструзионной машины для листового проката JWELL ETFE
Экструдер. Одношнековый экструдер с соотношением L/D от 28:1 до 30:1 — это рабочая лошадка. Шнек представляет собой дозирующую конструкцию с секцией Мэддока или барьерного смешивания, но ключевой деталью является металлургия. Мы изготавливаем ствол с коррозионностойкой биметаллической гильзой и наносим на шнеки наплавку из никель-хром-бора. Подающее отверстие имеет водяное охлаждение для предотвращения закупорки смолы.
Сменщик экрана. Устройство смены сит непрерывного или болтового типа с разделительными пластинами из хастеллоя удаляет загрязнения, которые проявляются в виде гелей на прозрачной пленке. Поверхности уплотнений должны быть устойчивы к коррозии, так как стандартная инструментальная сталь при эксплуатации из ETFE будет образовывать трещины и протекать.
Т-умереть. Матрица вешалок с гибкой кромкой обеспечивает необходимую для контроля толщины тонкую фторполимерную пленку. Каналы потока отполированы и хромированы или никелированы, а корпус матрицы сохраняет температурную однородность в пределах плюс-минус 2°C по ширине. Мертвые зоны в коллекторе вызывают полосы испорченного материала, поэтому путь потока обтекаемый, без углублений.
Измерение толщины и намотка. Бета-метр или лазерный сканер после первого охлаждающего вала предоставляет данные о толщине в режиме реального времени. На такой тонкой пленке виден дрейф в 2 микрона, поэтому обратная связь с обратной связью к регуляторам кромки матрицы является стандартной. Центральная намоточная машина с конусным натяжением справляется с легкими рулонами, поскольку низкая поверхностная энергия ETFE вызывает проскальзывание на поверхностной намоточной машине.
Проектирование штампов и каландрирование для тонкой пленки
Штамп и комплект валков определяют качество пленки. Пленка ETFE для архитектурных мембран обычно имеет толщину от 50 до 250 микрон. При этих размерах геометрия кромки матрицы, длина контактной площадки и баланс коллектора определяют, получите ли вы плоскую, однородную пленку или лист с большим центром толщины и утончением кромок.
Мы используем коллектор для вешалок с ограничителем перед гибкой кромкой. Ограничительная планка обеспечивает грубое распределение потока, а гибкая кромка обеспечивает точную регулировку. Этот двухступенчатый подход обеспечивает лучший контроль толщины, чем только гибкая кромка, при ширине от 1500 до 2200 мм.
Пакет охлаждающих валков представляет собой конфигурацию с двумя или тремя валками с полированными хромированными поверхностями. Температура валков варьируется от 60 до 100°C в зависимости от толщины и скорости линии. Слишком холодно, и пленка несет внутреннее напряжение и скручивается на намотке. Слишком жарко, и липкий расплав прилипнет к рулету, оставив полосы. Индивидуальные температурные контуры на каждом валке с замкнутым контуром управления являются стандартными, а не дополнительными.
Светопропускание, самоочистка и стандарты архитектурных мембран
Причина, по которой архитекторы выбирают ETFE, заключается в наборе его свойств. Светопропускание прозрачной пленки ETFE превышает 90 процентов во всем видимом спектре, поэтому ею можно покрыть ботанические сады и транспортные узлы, где дневное освещение имеет большое значение. Материал составляет примерно один процент от веса стекла при эквивалентном покрытии и сроке службы на открытом воздухе от 25 до 35 лет.
Самоочистка — это собственность, которая продает ETFE для крупномасштабных кровельных работ. Поверхность фторполимера имеет очень низкую поверхностную энергию, поэтому грязь и загрязняющие вещества не прилипают сильно. Дождевая вода смывает и уносит частицы, сохраняя мембрану чистой без мытья вручную. Это свойство должно пережить процесс экструзии. Если охлаждающий вал загрязнен или если технологические добавки налетают на поверхность пленки, низкоэнергетическая поверхность оказывается под угрозой и ухудшается способность к самоочистке.
Покупатели проверяют прочность на разрыв, удлинение, сопротивление разрыву и светопроницаемость в соответствии с методами ASTM или EN. Для систем подушек на пленку наносится рисунок фритты для защиты от солнечного света и приваривается к надутым подушкам. Линия должна производить свариваемую пленку, пригодную для печати, поэтому в стандартную комплектацию линий JWELL ETFE входит станция обработки коронным разрядом или пламенем.
Если вы также запустите Экструзионная машина для производства строительных листов для более тяжелых строительных изделий, имейте в виду, что производство мембран из ETFE — это другая дисциплина. Допуски жестче, материал дороже, а конечный заказчик — архитектурная фирма со спецификацией, а не дистрибьютор, покупающий тоннами.
Определение размеров линии по производству мембран и подушек
Определение размеров машины начинается с целевых квадратных метров в год и ассортимента продукции. Линия с экструдером диаметром 90 мм, производительностью от 120 до 180 кг/ч и головкой размером 1600 мм, производит примерно от 4 до 6 миллионов квадратных метров 100-микронной пленки в год при 80-процентной бесперебойной работе.
Некоторые решения взаимодействуют. Более широкие матрицы повышают производительность, но требуют большего каландра и их сложнее термически сбалансировать. Более высокая скорость линии сокращает время пребывания матрицы, но требует контроля толщины и натяжения намоточного устройства. Более тонкие калибры сложнее удерживать ровно.
Покупатели также должны подтвердить, что линия может работать с совместной экструзией. Многослойная пленка ETFE со слоем, поглощающим УФ-излучение, или поверхностью, восприимчивой к печати, на сердцевине широко распространена в архитектурных применениях премиум-класса. Для этого требуется блок подачи для совместной экструзии или многоманифолдная матрица, а также второй или третий экструдер. JWELL заранее настраивает раму линии с возможностью крепления и привода для дополнительных экструдеров, даже если пакет для совместной экструзии будет поставлен позже.
Контроль коррозии, техническое обслуживание и общая стоимость владения
Экономическое обоснование линии ETFE является сильным, но ее защищает дисциплина обслуживания. Смола ETFE стоит от 12 до 25 долларов за килограмм в зависимости от марки, а готовая архитектурная пленка стоит дороже. Линия производительностью 150 кг/ч обеспечивает хорошую рентабельность, но один-единственный прогон с ухудшенными качествами приводит к потере тысяч смолы и риску повреждения инструмента.
Борьба с коррозией является центральной темой технического обслуживания. Даже если конструкция устойчива к коррозии, воздействие фтора носит кумулятивный характер. Мы рекомендуем ежегодно проверять шнек и матрицу и отслеживать стабильность давления расплава в качестве индикатора износа. Медленное повышение давления напора при постоянной производительности означает, что матрица или фильтрующий блок ограничивают поток, часто из-за скопления разложившегося материала. Плановая промывка чистящим составом, совместимым с фторполимерами, каждые 48 часов работы обеспечивает чистоту матрицы и адаптера.
Срок службы винта и ствола составляет от 5 до 8 лет при правильном уходе. Кромка матрицы обслуживается при каждой смене продукта, поэтому запасные кромки и пластины прерывателя всегда лежат на полке с первого дня. Потребление энергии составляет от 0,4 до 0,6 кВтч на килограмм, что выше, чем у товарных линий, из-за повышенных температур обработки и нагрузки при сушке. Окупаемость инвестиций приходится на период от 3 до 5 лет, причем более короткий срок окупаемости приходится на переработчиков, поставляющих архитектурные проекты, где цены имеют премиальное значение.
Часто задаваемые вопросы
Может ли линия ETFE работать с другими фторполимерами?
При правильной металлургии да. Одна и та же коррозионностойкая конструкция подходит для ПВДФ и ФЭП, но для каждого материала существуют разные окна обработки и требования к конструкции штампа. Большинство переработчиков выделяют линию для производства смол одного семейства, чтобы избежать загрязнения.
Какую минимальную толщину пленки может производить линия ETFE?
Мы создаем линии, которые надежно работают при толщине до 50 микрон. Ниже этого уровня контроль толщины и намотка становятся затруднительными, а пленка становится слишком хрупкой для большинства архитектурных операций. Стандартная архитектурная пленка имеет толщину от 100 до 250 микрон.
Как пленка ETFE приваривается к архитектурным подушкам?
На пленку наносят рисунок фритты, разрезают по шаблону и сваривают нагретыми стержнями или импульсными сварочными аппаратами на заводе-изготовителе. Задача экструзионной линии — производить чистую, плоскую, равномерную по толщине пленку, которая сваривается без расслаивания. Обработка коронным разрядом гарантирует, что поверхность будет восприимчива к печати и грунтовке.
Поставляет ли JWELL полную линию, включая сушилку и намотчик?
Да. Экструзионная машина для листового проката JWELL ETFE поставляется под ключ с бункерной сушилкой, экструдером, сменщиком сит, матрицей, каландром, толщиномером, станцией обработки, намоточным устройством и поддержкой при вводе в эксплуатацию.
Что вызывает пузырьковые дефекты в пленке ETFE?
Наиболее распространенной причиной является влажная смола. Перед экструзией ЭТФЭ необходимо высушить, а неисправность бункерной сушилки сразу же проявляется в виде пузырьков. Вторая причина — захваченный воздух из-за низкого противодавления в матрице. Эту проблему можно устранить путем регулировки плотности сетчатого пакета и температуры матрицы.
