Herstellungsprozess und wichtige Punkte für transparente PET-Folien

Es gibt viele Arten von Kunststoffplatten und sie sind weit verbreitet. Derzeit sind die wichtigsten Typen Polyvinylchlorid, Polystyrol und Polyester (PET). Unter diesen weisen PET-Platten eine gute Leistung auf, erfüllen die nationalen Hygieneindexanforderungen für Formprodukte und internationale Umweltschutzanforderungen und sind umweltfreundliche Platten.

Rohstoffe für PET-Platten

Wie bei anderen Kunststoffen hängt die Leistung von PET-Platten eng mit dem Molekulargewicht zusammen, das durch die intrinsische Viskosität bestimmt wird. Je höher die intrinsische Viskosität, desto besser die physikalischen und chemischen Eigenschaften, desto schlechter jedoch die Fließfähigkeit, was die Formgebung erschwert. Je niedriger die intrinsische Viskosität, desto schlechter die physikalischen und chemischen Eigenschaften und desto geringer die Schlagzähigkeit. Daher sollte die intrinsische Viskosität von transparenten PET-Platten zwischen 0.8 dl/g und 0.9 dl/g liegen.

PET-Herstellungsprozess

Die wichtigsten Produktionsanlagen für transparente PET-Folien sind: Kristallisationsturm, Trockenturm, Extruder, Düsenkopf, Dreiwalzenkalander und Wickler.

Der Produktionsprozess ist: Rohstoffkristallisation → Trocknen → Extrusionsplastifizierung → Extrusionsformen → Kalandrieren und Formen → Wickelprodukte.

Der erste Schritt ist die Kristallisation

Die PET-Scheiben werden in einem Kristallisationsturm erhitzt und kristallisiert, um die Moleküle auszurichten. Anschließend wird die Glasübergangstemperatur der Scheiben erhöht, um ein Anhaften während des Trocknungsprozesses und eine Verstopfung des Trichters zu verhindern.

Die Kristallisation ist im Allgemeinen ein unverzichtbarer Schritt, der 30 bis 90 Minuten dauert und bei dem die Temperatur unter 149 °C liegt.

Schritt 2: Trocknen

Bei hohen Temperaturen kann Wasser dazu führen, dass PET hydrolysiert und abgebaut wird, was zu einer Verringerung seiner charakteristischen Haftung führt. Seine physikalischen Eigenschaften, insbesondere die Schlagzähigkeit, nehmen mit abnehmendem Molekulargewicht ab. Daher muss PET vor der Schmelzextrusion getrocknet werden, um den Feuchtigkeitsgehalt zu reduzieren. Der Feuchtigkeitsgehalt sollte unter 0.005 % liegen.

Zum Trocknen wird ein Entfeuchtungstrockner verwendet. Da PET-Material hygroskopisch ist, dringt Wasser in die Oberfläche der Scheibe ein und bildet molekulare Bindungen. Ein anderer Teil des Wassers befindet sich tief im Inneren der Scheibe, was das Trocknen erschwert. Daher kann herkömmliche Heißluft nicht verwendet werden.

Der Taupunkt der Heißluft muss unter -40 °C liegen und die Heißluft wird zur kontinuierlichen Trocknung durch einen geschlossenen Kreislauf in den Trocknungstrichter geleitet.

Der dritte Schritt ist das Extrusionsformen

Nach der Kristallisation und Trocknung verwandelt sich PET in ein Polymer mit einem bestimmten Schmelzpunkt. Die Formtemperatur des Polymers ist hoch und der Temperaturregelbereich eng.

Eine speziell für Polyester vorgesehene Barriereschnecke dient zur Trennung der ungeschmolzenen Pellets von der Schmelze, was einen längeren Scherprozess ermöglicht und die Leistung des Extruders erhöht.

Es wird ein flexibler Düsenkopf mit stromlinienförmiger Strömungsbarriere verwendet. Der Düsenkopf ist spitz zulaufend, und der stromlinienförmige Strömungskanal und die kratzfreie Düsenlippe sollten eine gute Oberflächengüte aufweisen. Die Heizung des Düsenkopfes dient zum Entleeren und Reinigen. Der Düsenspalt des Düsenkopfes sollte eine gute Gleichmäßigkeit gewährleisten. Der gleichmäßige Düsenspalt des Düsenkopfes beeinflusst direkt die Querdickenabweichung und die Kalandrierplanheit der Folie.

Beim Extrudieren zu Platten betragen die entsprechenden Temperaturen des vorderen Körperbereichs, des mittleren Körperbereichs, des hinteren Körperbereichs, des Siebwechslers und der Düse jeweils 240°C–260°C, 265°C–275°C, 260°C–265°C, 260°C–265°C und 255°C–265°C.

Schritt 4: Abkühlen und fest werden lassen

Nachdem die Schmelze die Düse verlassen hat, gelangt sie direkt zum Kalandrieren und Abkühlen in den Dreiwalzenkalander. Der Abstand zwischen Dreiwalzenkalander und Düse beträgt in der Regel ca. 8 cm. Ist der Abstand zu groß, kann die Folie leicht durchhängen und knittern, was zu einer schlechten Folienqualität führt. Zudem sind Wärmeableitung und Abkühlung aufgrund des großen Abstands zu langsam, was zu Kristallisation und Weißfärbung führt, was dem Kalandrieren abträglich ist.

Der Dreiwalzenkalander besteht aus drei Walzen: einer oberen, einer mittleren und einer unteren. Die Achse der mittleren Walze ist feststehend. Während des Kühlens und Kalandrierens beträgt die Temperatur der Walzenoberfläche 40–50 °C, und die Achsen der oberen und unteren Walzen können auf und ab bewegt werden. Der Walzenspalt wird durch Auf- und Abbewegen der Achse eingestellt. Die Temperaturen der oberen und unteren Walzen betragen 30–60 °C bzw. 52–68 °C. Die drei Walzen sollten eine Geschwindigkeitssynchronisation gewährleisten, wobei die Geschwindigkeit über der Extrusionsgeschwindigkeit liegen sollte. Ziel ist es, die Ausdehnung des Materials beim Verlassen der Düse auszugleichen und die innere Spannung der Folie zu reduzieren, sodass Falten verschwinden.

PET kristallisiert im Temperaturbereich von 100 °C bis 250 °C. Die schnellste Kristallisationsrate liegt bei 140 °C bis 180 °C, sodass die Kristallisation in wenigen Sekunden abgeschlossen sein kann. PET muss diese Kristallisationstemperaturzone schnell durchlaufen, und die Temperatur der drei Walzen muss streng kontrolliert werden.

Der fünfte Schritt ist das Ziehen und Wickeln

Das Blatt passiert die Kalanderwalze und gelangt über die Führungswalze in die Zugvorrichtung. Die Zugvorrichtung besteht aus einer aktiven und einer passiven Gummiwalze. Der Luftdruck presst die beiden Walzen fest zusammen, um zu verhindern, dass das Blatt von der Kalanderwalze abgeflacht wird, wenn es die beiden Walzen passiert und zur Wickelvorrichtung gezogen wird.

Verfahren zur Herstellung von PET-Folien

(1) Die wichtigsten Bedingungen für die Herstellung transparenter PET-Folien sind die Trocknungszeit und die Kontrolle des Heißlufttaupunkts. Der Trocknungseffekt bestimmt direkt die physikalischen und mechanischen Eigenschaften sowie die Produktion der Folie.
Beim Trocknen ist auf die Einhaltung von Trocknungstemperatur und -zeit zu achten. Trocknungstemperatur und -zeit sollten weder zu hoch noch zu niedrig sein. Kann der Taupunkt nicht gesenkt werden, sollte der Zustand des Molekularsiebs überprüft werden. Das gealterte Molekularsieb kann keine Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen und erfüllt daher nicht den Zweck des Trocknens und Schneidens. In diesem Fall sollte das Molekularsieb ausgetauscht werden.

(2) Übersteigt die Temperatur der Schmelze 280°C, so PET-Folie Die Schmelztemperatur sollte daher unter 280 °C gehalten werden.

(3) Der Abstand zwischen den Düsenlippen des Düsenkopfes bestimmt die Ebenheit und Dickengleichmäßigkeit der Folie. Die Temperatur der drei Walzen spielt eine entscheidende Rolle für die Transparenz und Oberflächenbeschaffenheit der Folie. Die PET-Schmelze muss den Temperaturbereich mit der höchsten Kristallisationsrate schnellstmöglich umgehen und augenblicklich von der Schmelztemperatur unter die Kristallisationstemperatur absinken. Daher ist der Abstand zwischen Düsenkopf und Kalanderwalze besonders wichtig.