การทำความเข้าใจ วิธีการทำงานของการอัดขึ้นรูปแผ่น PET ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับผู้ผลิตที่ผลิตแผ่นโพลีเอสเตอร์คุณภาพสูงสำหรับการขึ้นรูปด้วยความร้อน บรรจุภัณฑ์ และการใช้งานในอุตสาหกรรม กระบวนการอัดรีดแผ่น PET นี้จะเปลี่ยนเรซินโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตให้เป็นแผ่นเรียบสม่ำเสมอโดยผ่านการดำเนินการทางความร้อนและทางกลอย่างต่อเนื่อง เครื่องอัดรีด PET ที่สมบูรณ์รวมฟังก์ชันการทำให้แห้ง การหลอม การสร้างรูปร่าง และการม้วนเข้าไว้ในสายการผลิตที่ซิงโครไนซ์เพียงสายเดียว วิศวกรและทีมจัดซื้อกำลังประเมิน การกำหนดค่า เครื่องอัดรีดแผ่น ควรเข้าใจแต่ละขั้นตอนเพื่อปรับปรุงคุณภาพผลผลิตและประสิทธิภาพการดำเนินงานให้เหมาะสม
วิธีการทำงานของการอัดรีดแผ่น PET: กระบวนการที่สมบูรณ์
ลำดับการผลิตแผ่น PET เป็นไปตามขั้นตอนการทำงานด้านความร้อนและกลไกที่เข้มงวด แต่ละขั้นตอนส่งผลโดยตรงต่อความชัดเจนของแผ่น ความสม่ำเสมอของความหนา และคุณสมบัติทางกล
การเตรียมวัตถุดิบและการอบแห้ง
เม็ดพลาสติก PET มีคุณสมบัติดูดความชื้นสูง ปริมาณความชื้นที่เกิน 0.02% ทำให้เกิดการย่อยสลายแบบไฮโดรไลติกในระหว่างการหลอมละลาย ลดน้ำหนักโมเลกุลและทำให้เกิดฟองหรือเส้นสีเงิน ระบบอบแห้งเฉพาะจะช่วยลดความชื้นให้ต่ำกว่า 50 ppm ก่อนที่เรซินจะเข้าสู่เครื่องอัดรีด
พารามิเตอร์การอบแห้งโดยทั่วไปได้แก่:
อุณหภูมิการอบแห้ง: 160掳C ถึง 180掳C
จุดน้ำค้าง: -40掳C ถึง -50掳C (ควรใช้เครื่องลดความชื้นแบบดูดความชื้น)
เวลาในการแห้ง: 4 ถึง 6 ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาคเรซินและความชื้นเริ่มต้น
อัตราการไหลของอากาศ: เพียงพอที่จะทำให้ฟลูอิดไดซ์ของเรซินเบดสม่ำเสมอ
โดยทั่วไปค่า Virgin PET pellet IV (ความหนืดภายใน) จะอยู่ระหว่าง 0.76 ถึง 0.84 dL/g การอบแห้งที่เหมาะสมจะรักษาค่า IV นี้ไว้ โดยรักษาความหนืดของของเหลวที่หลอมละลายภายในหน้าต่างการประมวลผล และป้องกันการเปราะของแผ่นงาน
การหลอมและการอัดขึ้นรูป
เม็ดพลาสติก PET แห้งจะถูกป้อนเข้าไปในเครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวผ่านหน่วยจ่ายสารแบบกราวิเมตริกหรือแบบปริมาตร รูปทรงของสกรูต้องรองรับช่วงการประมวลผลที่แคบของโพลีเอสเตอร์และความไวต่อแรงเฉือน
ข้อมูลจำเพาะของเครื่องอัดรีดที่สำคัญ:
อัตราส่วนสกรู L/D: 30:1 ถึง 33:1
อัตราการบีบอัด: 2.5:1 ถึง 3.5:1
การออกแบบสกรูกั้นพร้อมส่วนผสม Maddock เพื่อการหลอมที่เป็นเนื้อเดียวกัน
โปรไฟล์อุณหภูมิบาร์เรล: 270掳C (โซนป้อน) ถึง 290掳C (โซนวัดแสง)
ขณะที่เรซินเคลื่อนที่ไปตามสกรูที่กำลังหมุน การให้ความร้อนแบบนำไฟฟ้าและแบบเฉือนจะเพิ่มอุณหภูมิจนกว่าโพลีเมอร์จะมีสถานะหลอมเหลวเต็มที่ โดยทั่วไปแรงดันหลอมเหลวที่ปลายสกรูจะวัดได้ที่ 150 ถึง 250 บาร์ โดยมีการตรวจสอบโดยทรานสดิวเซอร์แรงดันเพื่อป้องกันการโอเวอร์โหลดและรับประกันปริมาณงานที่มั่นคง
PET หลอมเหลวออกจากเครื่องอัดรีดผ่านเครื่องเปลี่ยนตะแกรงและปั๊มหลอมเหลว จากนั้นจึงไหลเข้าสู่ T-die ชนิดไม้แขวนเสื้อ T-die กระจายโพลีเมอร์ไปตามความกว้างของแผ่นทั้งหมดด้วยความเร็วและอุณหภูมิสม่ำเสมอ โบลต์ปรับขอบดายช่วยให้สามารถปรับโปรไฟล์ความหนาของแผ่นได้อย่างละเอียดทั่วทั้งแผ่น
ด้านล่างของแม่พิมพ์ทันที แผ่นหลอมเหลวจะเคลื่อนผ่านระหว่างม้วนปฏิทินขัดเงา โดยทั่วไปจะเป็นแนวตั้งสามม้วนหรือปึกลาดเอียง อุณหภูมิของลูกกลิ้งเป็นตัวกำหนดผิวสำเร็จและความตกผลึก:
ลูกกลิ้งแช่เย็นจะดับวัสดุอย่างรวดเร็ว ทำให้โพลีเมอร์แข็งตัวในสถานะสัณฐาน ขั้นตอนนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการความโปร่งใสและความสามารถในการขึ้นรูปด้วยความร้อนสูง เช่น ถาดบรรจุภัณฑ์อาหารและบรรจุภัณฑ์พลาสติก
การควบคุมความหนาและการม้วน
หลังจากเย็นตัวลง เกจวัดความหนาเบตาเรย์หรืออินฟราเรดจะสแกนแผ่นจากขอบจรดขอบ ระบบควบคุมจะปรับสลักปาก T-die หรือช่องว่างม้วนปฏิทินแบบเรียลไทม์เพื่อรักษาความทนทานต่อความหนา — โดยทั่วไป —% สำหรับเกรดมาตรฐานและ —% สำหรับเกรดแสง
แผ่นต่อเนื่องจะผ่านอุปกรณ์ตัดแต่งที่ขอบรางจนถึงความกว้างสุดท้าย การตัดขอบจะถูกลำเลียงกลับไปยังคอฟีดของเครื่องอัดรีดเพื่อนำไปแปรรูปใหม่ ในที่สุด เครื่องม้วนที่ควบคุมความตึงจะม้วนแผ่นลงบนแกน ความตึงของขดลวดจะต้องคงที่เพื่อป้องกันการเหลื่อมหรือรอยยับ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับ PET ที่มีขนาดบางต่ำกว่า 0.3 มม.
คุณสมบัติที่สำคัญของเครื่องอัดรีดแผ่น PET
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้ โปรดดูที่ เครื่องรีดแผ่นสัตว์เลี้ยง.
การกำหนดค่าสายการอัดรีดสมัยใหม่จะแตกต่างกันไปตามกำลังการผลิต ความกว้างของแผ่น และข้อกำหนดการใช้งานขั้นสุดท้าย ระบบย่อยหลายระบบแยกแยะความแตกต่างระหว่างเครื่องอัดรีด PET ที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะจากอุปกรณ์การอัดรีดพลาสติกสำหรับใช้งานทั่วไป
ระบบอบแห้งและลดความชื้น
เครื่องลดความชื้นแบบสแตนด์อโลนพร้อมเตียงดูดความชื้นแบบตะแกรงโมเลกุล ให้จุดน้ำค้างต่ำเป็นพิเศษซึ่งจำเป็นสำหรับการแปรรูป PET การออกแบบตึกแฝดช่วยให้สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องด้วยวงจรการฟื้นฟูอัตโนมัติ เครื่องทำแห้งแบบฮอปเปอร์จะติดตั้งเหนือคอป้อนของ Extruder โดยตรงเพื่อลดการดูดซึมความชื้นกลับคืนมาในระหว่างการลำเลียง
สายการผลิตที่มีกำลังการผลิตสูงบางสายการผลิตรวมการอบแห้งด้วยไนโตรเจนแบบวงปิดสำหรับชุดเรซินที่มีปริมาณความชื้นที่ขอบ หรือเมื่อแปรรูป PET เกรดขวด IV สูง
การออกแบบสกรูสำหรับการแปรรูป PET
โปรไฟล์สกรูของเครื่องอัดรีดจะต้องปรับสมดุลประสิทธิภาพการหลอมด้วยความร้อนเฉือนที่น้อยที่สุด PET สลายตัวอย่างรวดเร็วหากได้รับแรงเฉือนมากเกินไปหรือคงตัวเป็นเวลานานที่อุณหภูมิสูงขึ้น คุณสมบัติทั่วไปของสกรูที่ปรับให้เหมาะสมกับ PET:
ส่วนป้อนอาหารที่มีชั้นลึกสำหรับปริมาณผงหรือเม็ดในปริมาณมาก
ส่วนการเปลี่ยนผ่านจะค่อยๆ ลดความลึกของช่องลง
การเคลื่อนที่ของสิ่งกีดขวางเพื่อแยกโพลีเมอร์ที่หลอมเหลวและที่ยังไม่ละลายออกจากกัน
ส่วนการผสมสำหรับการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยความร้อนและความหนืด
ส่วนการสูบจ่ายที่มีระยะตื้นสำหรับการสร้างแรงดัน
โดยทั่วไปความเร็วของสกรูจะทำงานระหว่าง 60 ถึง 120 รอบต่อนาที ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางและเป้าหมายปริมาณงาน
โซนควบคุมอุณหภูมิ
เครื่องอัดรีดแผ่น PET ต้องการการควบคุมอุณหภูมิถังที่แม่นยำในโซนอิสระห้าถึงเจ็ดโซน ตัวควบคุม PID พร้อมด้วยเครื่องทำความร้อนแบบเซรามิคและโบลเวอร์ระบายความร้อนแบบหล่ออะลูมิเนียมจะรักษาค่าที่ตั้งไว้ภายใน —掳C T-die ยังมีโซนให้ความร้อนหลายโซน —บางครั้ง 20 หรือมากกว่าทั่วทั้งท่อร่วม —เพื่อชดเชยการสูญเสียความร้อนที่ขอบและป้องกันการเปลี่ยนแปลงของความหนาตามขวาง
อุณหภูมิหลอมละลายที่ทางออกของแม่พิมพ์โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 275掳C ถึง 285掳C อุณหภูมิที่สูงเกิน 300°C เสี่ยงต่อการเกิดอะซีตัลดีไฮด์และการเกิดสีเหลือง ในขณะที่อุณหภูมิต่ำกว่า 270°C จะทำให้อนุภาคไม่ละลายและคุณภาพพื้นผิวไม่ดี
Amorphous และ Crystalline PET ในการอัดขึ้นรูป
PET สามารถมีอยู่ได้ในสถานะของแข็งที่โดดเด่นสองสถานะ ขึ้นอยู่กับประวัติความร้อนในระหว่างกระบวนการอัดขึ้นรูป การทำความเข้าใจความแตกต่างจะเป็นแนวทางในการกำหนดค่าสายการอัดรีดและการเลือกอุณหภูมิม้วน
แผ่น PET อสัณฐาน จะเกิดขึ้นเมื่อโพลีเมอร์หลอมเหลวเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg —75掳C) โดยไม่ยอมให้เวลาสำหรับสายโซ่โมเลกุลที่จะจัดเรียงตัวในบริเวณที่เป็นผลึก ผลลัพธ์ที่ได้คือแผ่นโปร่งใสและแข็งพร้อมคุณสมบัติเทอร์โมฟอร์มที่ดีเยี่ยม การใช้งานบรรจุภัณฑ์ส่วนใหญ่ รวมถึงถาด ฝาพับ และบรรจุภัณฑ์พลาสติก ต้องใช้วัสดุที่ไม่มีรูปร่างอย่างสมบูรณ์
แผ่น PET แบบผลึก จะพัฒนาขึ้นเมื่อโพลีเมอร์ถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิระหว่าง 120掳C ถึง 180掳C เป็นเวลานานพอสมควร ซึ่งจะทำให้สเฟียรูไลต์เติบโตได้ แผ่นที่ตกผลึกจะเปลี่ยนเป็นสีทึบหรือโปร่งแสง และมีความต้านทานความร้อนได้สูงกว่า (สูงถึง 200掳C) รูปแบบนี้เหมาะกับภาชนะบรรจุอาหารที่เข้าเตาอบได้และการใช้งานทางอุตสาหกรรมซึ่งความเสถียรของขนาดที่อุณหภูมิสูงมีความสำคัญ หากต้องการทราบรายละเอียดโดยละเอียดว่าสถานะทั้งสองนี้แตกต่างกันอย่างไรในการประมวลผล โปรดดู การอัดขึ้นรูปแผ่น Pet Pp สำหรับการเปรียบเทียบวัสดุที่กว้างขึ้นซึ่งรวมถึงพฤติกรรมของโพลีโพรพีลีนควบคู่ไปกับ PET
ผู้ผลิตที่กำหนดเป้าหมายทั้งสองตลาดในบรรทัดเดียวจะต้องติดตั้งปล่องปฏิทินด้วยความสามารถในการทำความร้อนและความเย็นอย่างรวดเร็ว หรือใช้งานเตาอบตกผลึกแยกกันที่ปลายน้ำสำหรับเกรดผลิตภัณฑ์ที่คัดสรร
JWELL นำเสนอโซลูชั่นการอัดขึ้นรูปที่ครอบคลุมซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดการปฏิบัติงานที่กล่าวถึงในบทความนี้
คำถามที่พบบ่อย
กำลังการผลิตโดยทั่วไปของสายการผลิตอัดรีดแผ่น PET คือเท่าใด
เส้นสกรูเดี่ยวมาตรฐานมีตั้งแต่ 150 กก./ชม. ถึง 800 กก./ชม. ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของสกรูและความหนาของผลิตภัณฑ์ โดยทั่วไปแล้ว เครื่องอัดรีด 120 มม. ที่แปรรูปแผ่น 0.5 มม. ที่ความกว้าง 1,200 มม. จะได้ความเร็ว 400 ถึง 500 กก./ชม.
เหตุใด PET จึงต้องการการอบแห้งแบบเข้มข้นเช่นนี้เมื่อเทียบกับ PP หรือ PS
หมู่เอสเทอร์ในแกนหลักโมเลกุลของ PET ไวต่อการไฮโดรไลซิสที่อุณหภูมิการอัดขึ้นรูป แม้แต่ความชื้นเล็กน้อยก็แยกโซ่โพลีเมอร์ ทำให้ค่า IV ลดลงและทำให้คุณสมบัติทางกลลดลง โพรพิลีนและโพลีสไตรีนขาดความไวต่อไฮโดรไลติกและทนต่อระดับความชื้นที่สูงขึ้น
เกล็ด PET รีไซเคิลสามารถแปรรูปด้วยสายการอัดรีดเดียวกันได้หรือไม่
ใช่ มีการปรับเปลี่ยน เกล็ดรีไซเคิลต้องใช้การอบแห้งแบบเข้มข้นมากขึ้น —โดยมากจะใช้เวลา 6 ถึง 8 ชั่วโมง —และอาจต้องใช้เครื่องอัดรีดแบบมีรูระบายอากาศหรือการติดตั้งแบบสกรูคู่เพื่อกำจัดสารระเหย การวัดความหนืดแบบอินไลน์ช่วยชดเชยความแปรผันของ IV ระหว่างแบทช์ ผู้ผลิตหลายรายผสมผสานวัสดุรีไซเคิล 20% ถึง 50% กับเรซินบริสุทธิ์
ปัจจัยใดเป็นตัวกำหนดราคาของเครื่องอัดรีดแผ่น PET
ตัวขับเคลื่อนต้นทุนหลัก ได้แก่ เส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องอัดรีดและอัตราส่วน L/D ความกว้างของแม่พิมพ์ ระดับอัตโนมัติ (การจ่ายแบบกราวิเมตริก การปรับแม่พิมพ์อัตโนมัติ การควบคุมวงปิดความหนา) และอุปกรณ์เสริม เช่น ความสามารถในการลดความชื้นและการกำหนดค่าเครื่องหมุน
