การอบแห้งพลาสติกและการลดความชื้นก่อนการอัดขึ้นรูป: เหตุใดจึงสำคัญ

การลดความชื้นแบบแห้งด้วยพลาสติก ไม่ใช่ทางเลือกสำหรับส่วนสำคัญของเรซินอัดขึ้นรูปแผ่น แต่เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นของกระบวนการ โพลีเมอร์ดูดความชื้นดูดซับความชื้นในบรรยากาศระหว่างการเก็บรักษาและการจัดการ และไอน้ำจะกลายเป็นไอน้ำที่อุณหภูมิกระบวนการอัดขึ้นรูป ผลลัพธ์ที่ได้ได้แก่ ฟองอากาศ รอยสะเก็ด ริ้วสีเงินที่พื้นผิว คุณสมบัติเชิงกลลดลง และในกรณีที่รุนแรง อาจเกิดการย่อยสลายแบบไฮโดรไลติกซึ่งจะทำลายสายโซ่โพลีเมอร์อย่างถาวร เลขที่ เทคโนโลยีการอัดรีดแผ่น สามารถผลิตแผ่นที่ยอมรับได้จากวัสดุเปียก โดยไม่คำนึงว่าเครื่องอัดรีด แม่พิมพ์ และอุปกรณ์ปลายน้ำจะดูแลรักษาได้ดีเพียงใด สำหรับการใช้งานที่ใช้ PET, PC, ABS หรือไนลอน การอบแห้งที่เหมาะสมเป็นรากฐานที่ทุกสิ่งทุกอย่างต้องพึ่งพา

โพลีเมอร์ชนิดใดที่ต้องทำให้แห้งก่อนการอัดขึ้นรูป

โพลีเมอร์แบ่งออกเป็นสองประเภทเกี่ยวกับการดูดซับความชื้น โพลิโอเลฟินส์ —PP, PE, HDPE—ไม่ดูดความชื้นและดูดซับความชื้นได้น้อยมาก ซึ่งหมายความว่าโดยทั่วไปสามารถอัดขึ้นรูปโดยตรงจากไซโลได้ ในทางตรงกันข้าม โพลีเมอร์ดูดความชื้นจะดูดซับน้ำในระดับที่ทำให้เกิดข้อบกพร่องในกระบวนการผลิต

เรซินดูดความชื้นที่พบมากที่สุดในการอัดขึ้นรูปแผ่น ได้แก่:

• PET —ต้องการให้แห้งโดยมีความชื้นต่ำกว่า 0.005% (50 ppm)

• โพลีคาร์บอเนต (PC) —ความชื้นสูงสุด 0.02% ก่อนการอัดขึ้นรูป

• ABS —ต้องทำให้แห้งต่ำกว่า 0.04% เพื่อป้องกันไม่ให้พื้นผิวกระเด็น

• ไนลอน (PA6, PA66) — ดูดความชื้นสูง ต้องการการอัดขึ้นรูปต่ำกว่า 0.1%

• PMMA (อะคริลิก) —.04% ความชื้นสูงสุด

โพลีเมอร์แต่ละตัวมีปริมาณความชื้นสมดุลเฉพาะ นั่นคือปริมาณน้ำที่ดูดซับได้ที่ความชื้นสัมพัทธ์ที่กำหนด PET ที่ความชื้นสัมพัทธ์ 50% และ 25°C ดูดซับความชื้นประมาณ 0.3% โดยน้ำหนัก ตัวเลขดังกล่าวเป็น 60 เท่าของขีดจำกัดการประมวลผลที่ยอมรับได้ ซึ่งอธิบายว่าทำไมความต้องการการอบแห้ง PET จึงเข้มงวดมาก

เครื่องดูดความชื้น: การควบคุมจุดน้ำค้างและอุณหภูมิอากาศ

เครื่องอบแห้งแบบฮอปเปอร์ที่ใช้สารดูดความชื้นเป็นโซลูชั่นมาตรฐานสำหรับขจัดความชื้นออกจากโพลีเมอร์ดูดความชื้น ระบบจะหมุนเวียนอากาศร้อนและปราศจากความชื้นผ่านฮอปเปอร์ที่บรรจุเรซิน ลมร้อนแห้งสัมผัสกับเม็ดโพลีเมอร์ ดูดซับความชื้นที่พื้นผิว และพัดพาออกไป อากาศจะกลับคืนสู่เครื่องทำลมแห้ง ผ่านแผ่นดูดความชื้นที่จะดึงความชื้นที่ดูดซับออก อุ่นซ้ำ และกลับเข้าสู่ถังพักอีกครั้งในวงจรปิดอย่างต่อเนื่อง

พารามิเตอร์สองตัวกำหนดประสิทธิภาพของเครื่องทำลมแห้ง: อุณหภูมิอากาศและจุดน้ำค้าง

อุณหภูมิในการทำให้แห้ง ต้องสูงพอที่จะขับความชื้นออกจากโพลีเมอร์ในอัตราการใช้งานจริง แต่ต้องต่ำกว่าจุดอ่อนตัวของโพลีเมอร์เพื่อป้องกันการรวมตัวกันของเม็ด PET แห้งที่อุณหภูมิ 160-170°C พีซีต้องใช้อุณหภูมิ 120°C ABS จะถูกทำให้แห้งที่อุณหภูมิ 80-85°C อุณหภูมิที่สูงเกินที่แนะนำอาจเสี่ยงต่อการหลอมเม็ดเข้าด้วยกันในถัง ขัดขวางการไหลของวัสดุ และอาจสร้างความเสียหายให้กับเครื่องอบผ้าได้

จุดน้ำค้าง วัดปริมาณความชื้นของอากาศหมุนเวียน สำหรับโพลีเมอร์ดูดความชื้นส่วนใหญ่ จุดน้ำค้างที่ -40°C คือระดับต่ำสุดที่ยอมรับได้ ความต้องการ PET -50°C หรือต่ำกว่า สารดูดความชื้นเบด - โดยทั่วไปคือตะแกรงโมเลกุลหรืออลูมินาที่เปิดใช้งาน - จะต้องสร้างใหม่อย่างต่อเนื่องหรือตามกำหนดเวลาเพื่อรักษาระดับนี้ ระบบเตียงคู่สลับกันระหว่างรอบการอบแห้งและรอบการงอกใหม่ เพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานจะไม่หยุดชะงัก

ที่ ระบบ อัดรีดปริมาตรแบบกราวิเมตริก ที่ปลายน้ำของเครื่องทำแห้งจะต้องได้รับวัสดุที่ตรงตามข้อกำหนดด้านความชื้นแล้ว หากท่อถ่ายโอนระหว่างเครื่องเป่าถึงเครื่องอัดรีดไม่ได้รับการปิดผนึกและเป็นฉนวน เรซินแห้งสามารถดูดซับความชื้นโดยรอบกลับคืนมาได้ในระหว่างการลำเลียง ซึ่งจะทำให้กระบวนการอบแห้งทั้งหมดเสียหาย ระบบถ่ายโอนแบบวงปิดที่มีการไล่อากาศแห้งช่วยป้องกันปัญหาการดูดซึมกลับนี้

การตรวจสอบจุดน้ำค้างและการสร้างสารดูดความชื้นใหม่

เซ็นเซอร์จุดน้ำค้างแบบอินไลน์ช่วยให้มองเห็นประสิทธิภาพของเครื่องเป่าได้อย่างต่อเนื่อง เมื่อฐานดูดความชื้นเข้าใกล้ความอิ่มตัว จุดน้ำค้างจะเพิ่มขึ้น—บ่อยครั้งจาก -40°C ถึง -20°C หรือสูงกว่าภายในไม่กี่นาทีหากการฟื้นฟูล้มเหลว การสลับอัตโนมัติระหว่างเตียงอบแห้งและเตียงฟื้นฟูเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรักษาความสามารถในการกำจัดความชื้นที่สม่ำเสมอ

เวลาในการทำให้แห้ง: ข้อพิจารณาเกี่ยวกับที่พักอาศัยและปริมาณงาน

การกำจัดความชื้นไม่ได้เกิดขึ้นทันที เวลาที่เรซินใช้ในถังอบแห้ง — เวลาพักหรือเวลาพัก — จะต้องเพียงพอสำหรับความร้อนที่จะทะลุผ่านแกนเม็ดและขับไล่ความชื้นที่ดูดซับออกไป เวลาในการอบแห้งที่แนะนำจะแตกต่างกันไปตามโพลีเมอร์และขนาดเม็ด:

• PET: 4-6 ชั่วโมงที่ 160-170°C

• PC: 3-4 ชั่วโมงที่ 120°C

• ABS: 2-4 ชั่วโมงที่ 80-85°C

• ไนลอน: 4-6 ชั่วโมงที่ 80°C

• PMMA: 2-3 ชั่วโมงที่ 80°C

เวลาเหล่านี้ใช้ขนาดเม็ดมาตรฐาน 3-4 มม. การบดซ้ำด้วยขนาดอนุภาคที่เล็กกว่าจะแห้งเร็วกว่า แต่มีแนวโน้มที่จะเกิดค่าปรับที่ทำให้เกิดปัญหาในการป้อนมากกว่า เม็ดหรือเกล็ดรูปแบบขนาดใหญ่ต้องใช้เวลาในการคงตัวนานขึ้น —บางครั้งก็เป็นสองเท่าของคำแนะนำมาตรฐาน

การกำหนดขนาดฮอปเปอร์ต้องคำนึงถึงระยะเวลาในการทำให้แห้งนานที่สุดที่อัตราปริมาณงานสูงสุดของสายการผลิต หากสายการผลิต PET 500 กก./ชม. ซึ่งต้องใช้เวลาทำให้แห้ง 5 ชั่วโมง ถังจะต้องรับน้ำหนักได้อย่างน้อย 2,500 กก. เพื่อให้แน่ใจว่าทุกเม็ดมีเวลาพักเต็ม

ข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้องกับความชื้นและวิธีการวัด

เมื่อการอบแห้งไม่เพียงพอ ข้อบกพร่องจะมองเห็นได้ชัดเจนและเป็นผลสืบเนื่องทางกลไก การกระเด็นของพื้นผิว — เส้นสีเงินวิ่งไปในทิศทางของเครื่องจักร — เกิดขึ้นเมื่อความชื้นระเหยไปที่ขอบแม่พิมพ์และติดอยู่ระหว่างแผ่นงานและม้วนปฏิทิน ฟองอากาศ เกิดขึ้นเมื่อความเข้มข้นของความชื้นสร้างช่องก๊าซที่มองเห็นได้ภายในตัวแผ่น การไฮโดรไลซิส ใน PET และ PC จะทำลายสายโซ่โพลีเมอร์ ส่งผลให้ความหนืดภายในลดลง และทำให้ความแข็งแรงเชิงกลลดลง ซึ่งเป็นความเสียหายที่ไม่สามารถย้อนกลับได้

วิธีการตรวจสอบประกอบด้วยเครื่องวัดความชื้นที่สูญเสียเมื่อทำให้แห้ง การไทเทรตแบบ Karl Fischer เพื่อความแม่นยำในห้องปฏิบัติการ และเซ็นเซอร์ความชื้นแบบอินไลน์ที่การปล่อยเครื่องเป่าเพื่อการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ เซ็นเซอร์อินไลน์จำเป็นต้องมีการสอบเทียบการวัดในห้องปฏิบัติการเป็นระยะๆ เพื่อรักษาความแม่นยำ

ที่ การตั้งค่า กระบอกควบคุมอุณหภูมิการอัดรีด จะโต้ตอบกับปริมาณความชื้นที่ตกค้าง อุณหภูมิถังที่สูงขึ้นจะเร่งการระเหยของความชื้นที่เหลืออยู่ ส่งผลให้ข้อบกพร่องที่พื้นผิวรุนแรงยิ่งขึ้น บางครั้งผู้ปฏิบัติงานจะลดอุณหภูมิลำกล้องลงเพื่อระงับการยื่นออกมา แต่นี่คือการรักษาตามอาการ ไม่ใช่การรักษา สาเหตุที่แท้จริงคือการทำให้แห้งไม่เพียงพอ และการลดอุณหภูมิหลอมละลายเพียงแต่ซ่อนหลักฐานที่มองเห็นได้ ในขณะที่โพลีเมอร์อาจยังคงประสบกับการย่อยสลายที่ซ่อนอยู่

การอบแห้งที่ไม่เพียงพอยังคงเป็นหนึ่งในสามสาเหตุหลักของข้อบกพร่องด้านคุณภาพในการอัดขึ้นรูปแผ่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโพลีเมอร์ดูดความชื้น เช่น PET, PC และ ABS JWELL ผสานรวมเครื่องทำแห้งแบบฮอปเปอร์แบบลดความชื้นเข้ากับไลน์การอัดรีดแผ่นเป็นอุปกรณ์มาตรฐานสำหรับวัสดุที่ไวต่อความชื้น โดยมีเตียงดูดความชื้นที่มีจุดน้ำค้างต่ำกว่า -50°C เซ็นเซอร์ความชื้นแบบเรียลไทม์ที่เครื่องปล่อยเครื่องเป่า และระบบลำเลียงแบบวงปิดที่ป้องกันการดูดซึมความชื้นซ้ำระหว่างเครื่องทำแห้งและช่องป้อนอาหารของเครื่องอัดรีด

คำถามที่พบบ่อย

PET สามารถอัดขึ้นรูปโดยไม่ใช้เครื่องทำแห้งที่ใช้สารดูดความชื้นได้หรือไม่

ไม่ PET ดูดความชื้นได้มากและจะทำให้เกิดการหลุดร่อน ฟองอากาศ และการย่อยสลายของน้ำหนักโมเลกุลอย่างรุนแรง หากถูกอัดด้วยความชื้นมากกว่า 0.005% เครื่องทำลมแห้งแบบอัดอากาศหรือถังเก็บความร้อนที่ไม่มีการลดความชื้นแบบแอคทีฟนั้นไม่เพียงพอสำหรับ PET และจะผลิตแผ่นที่ชำรุดอย่างต่อเนื่อง

คุณจะตรวจสอบได้อย่างไรว่าเรซินแห้งเพียงพอ?

วิธีการที่เชื่อถือได้มากที่สุดคือเครื่องวัดความชื้นแบบสูญเสียเมื่อทำให้แห้ง ซึ่งจะให้ความร้อนแก่ตัวอย่างและวัดการสูญเสียน้ำหนัก การไตเตรทแบบ Karl Fischer ให้ความแม่นยำสูงกว่าสำหรับระดับความชื้นที่ต่ำมาก เซ็นเซอร์ความชื้นแบบอินไลน์ที่เครื่องเป่าแห้งให้การตรวจสอบแบบเรียลไทม์ แต่ต้องมีการสอบเทียบเป็นระยะกับการวัดในห้องปฏิบัติการ

จะเกิดอะไรขึ้นหากเตียงดูดความชื้นหมด?

จุดน้ำค้างเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว—บ่อยครั้งตั้งแต่ -40°C ถึง -20°C หรือสูงกว่าภายในไม่กี่นาที อากาศแห้งไม่สามารถดูดซับความชื้นได้เพียงพออีกต่อไป และความชื้นของเม็ดก็จะเพิ่มขึ้น เครื่องทำลมแห้งสมัยใหม่ส่วนใหญ่มีการตรวจสอบจุดน้ำค้างอัตโนมัติและการสลับการสร้างเบดใหม่ แต่เครื่องรุ่นเก่าอาจอาศัยตัวจับเวลาที่ไม่คำนึงถึงความผันผวนของความชื้นโดยรอบ

การบดซ้ำต้องใช้พารามิเตอร์การอบแห้งที่แตกต่างจากเรซินบริสุทธิ์หรือไม่

การบดแห้งเร็วขึ้นเนื่องจากขนาดอนุภาคเล็กลงและพื้นที่ผิวที่สูงขึ้น แต่ยังดูดซับความชื้นกลับคืนเร็วขึ้นหลังจากออกจากเครื่องอบผ้า ข้อกังวลหลักคือระบบถ่ายโอนระหว่างเครื่องอบแห้งและเครื่องอัดรีด การสัมผัสกับอากาศแวดล้อมจะทำให้ปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว