Verfahren zur Herstellung von PET-Folien

(1) Rohstoffe für PET-Folien

Wie bei anderen Kunststoffen ist die Leistung von PET-Platten ist eng mit dem Molekulargewicht verbunden. Die Eigenviskosität bestimmt das Molekulargewicht. Je höher die Eigenviskosität, desto besser die physikalischen und chemischen Eigenschaften, aber die schlechte Fließfähigkeit erschwert das Formen. Je niedriger die Eigenviskosität, desto schlechter die physikalischen und chemischen Eigenschaften und desto schlechter die Schlagfestigkeit. Daher sollte die Eigenviskosität von transparenten PET-Folien zwischen 0.8 dl/g und 0.9 dl/g liegen.

(2) Herstellungsverfahren.

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

Der Produktionsablauf ist wie folgt: Kristallisation der Rohstoffe – Trocknen – Extrusionsplastifizierung – Extrusionsformen – Kalandrieren und Formen – Wickeln der Produkte.

Der erste Schritt ist die Kristallisation. Die PET-Scheiben werden im Kristallisationsturm erhitzt und kristallisiert, um die Moleküle in der richtigen Reihenfolge anzuordnen. Anschließend wird die Glasübergangstemperatur der Scheiben erhöht. Ziel ist es, ein Anhaften während des Trocknungsprozesses und ein Verstopfen des Trichters zu verhindern. Die Kristallisation ist im Allgemeinen ein unverzichtbarer Schritt. Die Kristallisation dauert 30 bis 90 Minuten und die Temperatur liegt unter 149 °C.

Der zweite Schritt ist das Trocknen. Denn unter hohen Temperaturen kann Wasser eine hydrolytische Zersetzung von PET verursachen, was zu einer Verringerung seiner charakteristischen Haftung führt und seine physikalischen Eigenschaften, insbesondere die Schlagfestigkeit, mit der Abnahme des Molekulargewichts abnehmen. Daher muss PET vor dem Schmelzen und Extrudieren getrocknet werden, um den Feuchtigkeitsgehalt zu reduzieren. Sein Feuchtigkeitsgehalt sollte weniger als 0.005 % betragen. Zum Trocknen wird ein Entfeuchtungstrockner verwendet. Da das PET-Material hygroskopisch ist, bildet Feuchtigkeit molekulare Bindungen, wenn sie tief in die Oberfläche der Scheiben eindringt. Ein anderer Teil der Feuchtigkeit befindet sich tief im Inneren der Scheiben, was das Trocknen erschwert. Daher kann keine normale Heißluft 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 wird PET in ein Polymer mit einem offensichtlichen Schmelzpunkt umgewandelt. Die Formtemperatur des Polymers ist hoch und der Temperaturregelbereich ist eng. Eine speziell für Polyester entwickelte Barriereschnecke wird verwendet, um ungeschmolzene Pellets und Schmelze zu trennen, was für einen längeren Scherprozess und eine höhere Leistung des Extruders von Vorteil ist. Verwenden Sie einen flexiblen Matrizenlippen-Maschinenkopf mit einer stromlinienförmigen Strömungsblockierstange. Der Maschinenkopf hat eine spitze Kegelform. Der stromlinienförmige Strömungskanal und die kratzfreie Formlippe sollten eine gute Oberflächenbeschaffenheit aufweisen. Die Heizung des Maschinenkopfs hat eine Entleerungs- und Reinigungsfunktion. Der Matrizenlippenspalt sollte eine gute Gleichmäßigkeit gewährleisten. Der gleichmäßige Matrizenlippenspalt des Maschinenkopfs wirkt sich direkt auf die seitliche Dickenabweichung des Blatts und die Kalandrierungsplanheit aus. Beim Extrudieren zu Platten betragen die entsprechenden Temperaturen des vorderen Rumpfbereichs, des mittleren Rumpfbereichs, des hinteren Rumpfbereichs, des Siebwechslers und des Maschinenkopfes 240°C–260°C, 265°C–275°C bzw. 260°C–265°C, 260°C–265°C, 255°C–265°C.

Der vierte Schritt ist das Abkühlen und Aushärten. Nachdem die Schmelze aus dem Maschinenkopf austritt, gelangt sie direkt zum Kalandrieren und Abkühlen in den Dreiwalzenkalander. Der Abstand zwischen dem Dreiwalzenkalander und dem Maschinenkopf beträgt im Allgemeinen etwa 8 cm, da die Folie bei einem zu großen Abstand leicht durchhängt und knittert, was zu einer schlechten Folienoberfläche führt. Darüber hinaus sind die Wärmeableitung und die Abkühlung aufgrund des zu großen Abstands zu langsam und die Kristalle werden weiß, was dem Kalandrieren nicht förderlich ist. Die Dreiwalzenkalandermaschine besteht aus oberen, mittleren und unteren Walzen. Die Achse der mittleren Walze ist fest. Während des Abkühlens und Kalandrierens beträgt die Temperatur der Walzenoberfläche 40 °C–50 °C. Die Achsen der oberen und unteren Walzen können auf und ab bewegt werden. Die Auf- und Abbewegung der Achse passt den Walzenspalt an. Die Temperaturen der oberen und unteren Walzen betragen 30 °C–60 °C bzw. 52 °C–68 °C. Die drei Walzen sollten eine Geschwindigkeitssynchronisation gewährleisten und die Geschwindigkeit sollte über der Extrusionsgeschwindigkeit liegen. Der Zweck besteht darin, die Ausdehnung des Materials beim Verlassen der Düse auszugleichen, wodurch die innere Spannung des Blattes geschwächt wird und Falten verschwinden. PET kristallisiert im Bereich von 100 °C bis 250 °C und die Kristallisationsrate ist bei 140 °C bis 180 °C schneller, sodass die Kristallisation nur wenige Sekunden dauert. PET muss diesen Kristallisationstemperaturbereich schnell durchlaufen und die Temperatur der drei Walzen muss streng kontrolliert werden.

Der fünfte Schritt besteht im Ziehen und Aufwickeln. Das Blatt kommt durch die Kalanderwalze heraus und gelangt durch die Führungswalze in die Zugvorrichtung. Die Zugvorrichtung besteht aus einer aktiven Gummiwalze und einer passiven Gummiwalze. Der Luftdruck komprimiert die beiden Walzen hauptsächlich, um zu verhindern, dass das Blatt während des Ziehens des Blatts durch die beiden Walzen zur Wickelvorrichtung durch Material an der Kalanderwalze abgeflacht wird.

Häufige Qualitätsprobleme bei der Herstellung transparenter PET-Folien und ihre Lösungen

(1) Die Folie weist Kristallpunktverunreinigungen auf. Die Ursachen sind unter anderem Rohstoffe und Materialreste. PET-Scheiben selbst weisen keine Kristallpunktverunreinigungen auf. Während des Verarbeitungsprozesses können jedoch aufgrund von Trocknungsproblemen und mehr oder weniger hinzugefügten Materialresten, Verunreinigungen oder minderwertigen Rohstoffen, die aufgrund schlechter Umgebungsbedingungen eingeführt werden, Probleme auftreten. Diese können während des Folienherstellungsprozesses nicht beseitigt werden.

(2) Horizontale Linien und Wasserlinien (Orangenhautlinien). Wasserflecken entstehen dadurch, dass der Materialfluss vom Extruderkopf in die Kalanderwalze gelangt, da zwischen den Kalanderwalzen kein Restmaterial vorhanden ist, wodurch die Folie nicht verdichtet wird. Die Oberflächenbeschaffenheit der Folie ist so schlecht wie eine Orangenhaut. Die Lösung besteht darin, dass zwischen den Kalanderwalzen sichtbares Restmaterial vorhanden sein muss und das Restmaterial gleichmäßig rotieren muss. Horizontale Linien sind ein Prozessfehler des Extrusionsverfahrens, genau wie die Wasserwellen des Kalanderverfahrens. Die Einkerbungen entstehen durch den Geschwindigkeitsunterschied zwischen den beiden Kalanderwalzen. Die Lösung besteht darin, die drei Walzen des Dreiwalzenkalanders zu benötigen. Die Genauigkeit der Walzengeschwindigkeitssteuerung wird verbessert, und die Synchronisationsgenauigkeit muss ebenfalls verbessert werden, um horizontale Linien zu reduzieren.

(3) Das Blatt weist Vergilbungen, schwarze Flecken oder Verunreinigungen, Stromlinien, ungleichmäßige Kalandrierung usw. auf. Der Hauptgrund für das Auftreten von Blasen im Blatt ist, dass die Pellets nicht vollständig getrocknet sind und der Feuchtigkeitsgehalt 0 % übersteigt. Wenn die Feuchtigkeit nicht vollständig getrocknet ist, dringt sie tief in die Scheiben ein und bildet molekulare Bindungen oder bleibt tief in den Scheiben. Wenn die Trocknungstemperatur zu niedrig oder die Zeit zu kurz ist, wird der Trocknungseffekt beeinträchtigt. Wenn Blasen auf dem Blatt erscheinen, sollten die Trocknungstemperatur und -zeit sofort angepasst werden. Der Hauptgrund für das Vergilben des Blattes ist, dass die Trocknungstemperatur zu hoch oder die Trocknungszeit zu lang ist. Die wichtigsten Maßnahmen zu diesem Zeitpunkt sind, die Trocknungstemperatur zu senken und die Trocknungszeit zu verkürzen. Ein weiterer Grund, warum das Blatt gelb wird, ist, dass die Schmelztemperatur zu hoch ist. Zu diesem Zeitpunkt sollte die Schmelztemperatur schnell gesenkt werden. Die Hauptgründe für das Auftreten von schwarzen Flecken und Verunreinigungen im Blatt sind gerissene Filter oder Reste von PET-Zersetzungsmaterialien im Extruder.

Produktionspunkte für transparente PET-Folien

(1) Die wichtigsten Bedingungen für die Herstellung von transparenten PET-Folien sind die Kontrolle der Trocknungszeit und des Heißlufttaupunkts. Der Trocknungseffekt bestimmt direkt die physikalischen und mechanischen Eigenschaften und die Produktion der Folie. Beim Trocknen sollte auf die Kontrolle der Trocknungstemperatur und -zeit geachtet werden. Die Trocknungstemperatur und -zeit sollten weder zu hoch noch zu niedrig sein. Wenn der Taupunkt nicht sinken kann, muss das Molekularsieb überprüft werden. Das gealterte Molekularsieb kann keine Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen und kann den Zweck des Trocknens der Scheiben nicht erfüllen. Zu diesem Zeitpunkt muss das Molekularsieb ausgetauscht werden.

(2) Wenn die Schmelztemperatur 280 °C überschreitet, verfärbt sich die PET-Folie oder zersetzt sich. Daher sollte die Schmelztemperatur auf unter 280 °C gehalten werden.

(3) Der Abstand zwischen den Düsenlippen des Maschinenkopfes bestimmt die Ebenheit und die Gleichmäßigkeit der Dicke des Blattes. Die Temperatur der drei Walzen spielt eine Schlüsselrolle für die Transparenz und das Finish des Blattes. Die PET-Schmelze muss die Temperaturzone mit der höchsten Kristallisationsrate schnell vermeiden. Von der Schmelztemperatur bis unter die Kristallisationstemperatur wird der Abstand zwischen Düse und Kalanderwalze besonders wichtig.

Die Hauptvorteile von transparenten PET-Folien sind ihr kristallklares Aussehen, ihre gute Gasbarriere-Eigenschaften, ihre guten Schutzeigenschaften, ihre Robustheit und Dehnbarkeit. Transparente PET-Folien enthalten keine Stabilisatoren und Weichmacher, keine schädlichen Elemente und sind günstig, weshalb sie von den Verbrauchern bevorzugt werden. Transparente PET-Folien können während der Produktion, des Transports und der Verwendung recycelt werden. Daher haben transparente PET-Folien einen hohen Gebrauchswert. Im PET-Herstellungsprozess müssen die Anforderungen des Produktionsprozesses strikt eingehalten werden, der Trocknungsprozess und der Taupunkt der Heißluft müssen beherrscht werden, der Spalt der Kalanderwalze und das Zuggeschwindigkeitsverhältnis der nachfolgenden Einheit müssen gut kontrolliert werden, um die Produktionsqualität zu verbessern.