OVERZICHT
Met plaatextrusie worden TP-materialen omgezet in rollen of platen door een combinatie van hitte en druk. De extruder plastificeert het plastic en pompt het door een matrijs, waarna het verder gaat in de plaatlijn. De termen plaat of plaatmateriaal beschrijven normaal gesproken een plat plastic
product dat {{0}}.25mm of dikker is. Sommige industrieën gebruiken 0.10mm als de scheidingslijn tussen film en plaat. Breedtes kunnen oplopen tot minimaal 3m (loft).
Met plaatextrusietechnologie worden zowel enkellaagse producten als complexere gecoëxtrudeerde of meerlaagse technische producten geproduceerd.
Een extrusieplaatlijn bestaat uit een goed aangestuurde
extruder, plaatmatrijs, temperatuurgecontroleerd (individueel)
verwarmd of gekoeld) polijsten drie rollen stapel (standaard), afhaalapparatuur [zoals metermonitoren en -besturingen kantentrimmers, antistatische apparaten, luchtkoelers, koeltunnels, transportbanden, slitters, trek- of knijprollen, spanrollen en/of dwarssnij-apparaten], en ofwel een (toren)opwind- of stapelapparatuur. De doorvoercapaciteit voor deze lijnen kan oplopen tot ten minste 400-1100 kg/u.
PLASTIC MATERIALEN
Veel verschillende flexibele tot stijve thermoplasten kunnen worden geëxtrudeerd tot transparante of gekleurde platen. Deze omvatten ABS, AN, PA, PET, PETG, PMMA, PC, PE, PP, PS, PUR en PVC.
Verwerking van PET
Het laten lopen van een PET (polyethyleentereftalaat) plastic door een extruder sheet lijn vereist in principe geen hoge mate van verfijning. De meeste PET sheet lijnen kunnen worden gereguleerd door standaard discrete controle apparaten.
De temperatuur in de hele lijn moet boven het smeltpunt van het plastic worden gehouden. Een omgekeerd warmteprofiel wordt gebruikt met PET. De hoogste temperatuur van de toevoerhals van de extruder tot het uiteinde van de cilinder kan 316-260 graden (600-500 graden F) zijn. Deze worden op de eerste twee verwarmingszones gebruikt om snel smelten te verkrijgen. De uitgang van de matrijs varieert van 300-260 graden (570-500 graden F). Als de eerste twee zones niet voldoende heet zijn, zal het resultaat een piek zijn. Een te hoge smelttemperatuur resulteert in IV-degradatie.
PET is niet moeilijk te extruderen op conventionele plaatextrusieapparatuur, mits het zeer zorgvuldig is voorgedroogd. Dit komt doordat een kleine hoeveelheid vocht die het bevat reageert met het gesmolten plastic, wat resulteert in het verlies van moleculair gewicht en in fysieke eigenschappen. Het drogen van PET kan vrij complex en kostbaar zijn.
PVC verwerken
Poly(vinylchloride) PVC heeft voordelen ten opzichte van conventionele materialen vanwege zijn taaiheid en flexibiliteit. PVC is ook een gemakkelijk verwerkbaar en goedkoop materiaal. Tijdens de verwerking vereist PVC relatief duur materiaal. Tijdens de verwerking vereist PVC relatief minder energie vergeleken met de productie van bijvoorbeeld papier en metaal. De fysieke en weerstandseigenschappen maken PVC een vervanger voor veel toepassingen. Voor sommige PVC-producten zijn mechanische eigenschappen zoals sterkte en taaiheid onvoldoende.
De thermische stabiliteit van PVC is puur afhankelijk van de temperatuur en de verblijftijd in een extruder. PVC-verbindingen vereisen doorgaans een smelttemperatuur van 190-195 graden. De smelttemperatuur is nodig om uitstekende fysieke eigenschappen in PVC-producten te ontwikkelen. Gestroomlijnde apparatuur biedt een lange run zonder het proces te onderbreken. Een kleine temperatuurstijging zorgt voor een betere output en smeltuniformiteit. Een hogere verwerkingstemperatuur zonder geschikte stabiliteit en smeermiddelen kan leiden tot eerdere degradatie.
Het is erg belangrijk om de uniformiteit van de dikte van het vel te behouden. De dikte van het vel wordt geregeld door de stroming van de matrijs aan te passen of de opening tussen de rollen aan te passen. De temperatuur van de rollen moet in evenwicht zijn om het beste oppervlak en snelle koeling te hebben. De rollen moeten in evenwicht zijn om het beste oppervlak en snelle koeling te hebben. Restspanning. De gebruikte roltemperaturen zijn 50-90 graden
Lijncomponenten
Verschillende en belangrijke componenten van de sheet extrusion lines volgen de matrijzen. Net zoals onjuiste materiaalbehandelingsapparatuur in het begin (up-stream) van de lijn de werking van de lijn kan beperken of beschadigen, geldt hetzelfde voor de down-stream apparatuur. Verschillende apparatuurcomponenten zijn vereist die goed zijn uitgelijnd en met elkaar zijn verbonden.
Rolstapel
De smeltlijm van een spleetmatrijs wordt meestal naar een stapel van drie rollen geleid die zijn uitgerust met snelwerkende veiligheidsontgrendelingen waarbij de opening tussen de rollen in noodgevallen opengaat. Wanneer het extrudaat de matrijs verlaat, moet het worden ondersteund omdat het heet is en zich in een halfgesmolten toestand bevindt. Ondersteuning wordt bijna onmiddellijk geboden door de rolstandaard. Polijstrollen met verschillende diameters, zoals 20-76 cm (8-30in)], worden gebruikt; de grotere rollen bieden verwerkingsvoordelen met hogere outputsnelheden.
Rollen kunnen worden geëmbosseerd om een oppervlakteafwerking op het vel te geven. Ze kunnen specifieke patronen of texturen bieden, zoals prisma's voor de verlichtingsindustrie, gekorrelde oppervlakken voor bagage, panelen en decoratieve overlays, enz. Embossing kan continu worden gedaan tijdens het extruderen van het vel (ook profielen, enz.) met weinig of geen afname in output. Afhankelijk van het gebruikte patroon en plastic, worden koudere dan de gebruikelijke roltemperaturen gebruikt, zoals 50 graden (125 graden F) op de embossingrol, om herstel van de oppervlakte-indrukken te voorkomen. De kwaliteit van het vel is direct gerelateerd aan de oppervlaktekwaliteit van de gestapelde rollen. Daarom is verchroomd
Rollen die zijn geslepen tot een oppervlak van 76-15Onm (3-6μin) zijn meestal gewenst voor een goede glans.
De hoeveelheid water en olie die door de rollen met dubbele mantel stroomt, is van groot belang voor de koeling en temperatuurregeling.
De koelcapaciteit van het rolstatief moet worden afgestemd op de snelheid waarmee het extrudaat uit de extruder komt.
De voorraadtemperatuur, plaatdikte en lineaire verplaatsingssnelheid zijn belangrijk voor het optimaliseren van de roldiameter. Bijvoorbeeld, bij het verwerken van ABS met 365 kg/u (8001b/u) met behulp van een 11,4 cm (4,5 inch) schroefextruderplaatlijn, zou het voldoende zijn om rollen met een diameter van 30 cm (12 inch) te gebruiken. Bij snelheden boven 910 kg/u (20001b/u) kunnen rollen variëren van 60 tot 70 cm (24 tot 30 inch) in diameter. Meestal is het geen probleem om rollen te groot te hebben, omdat de roltemperaturen kunnen worden verhoogd.
De drie rolstandaards kunnen in verschillende posities worden geplaatst om te voldoen aan verschillende eisen op het gebied van kunststofmaterialen en gewenste oppervlakteafwerkingen.
Gecoëxtrudeerde en gelamineerde platen
gecoëxtrudeerd of gelamineerd materiaal met behulp van veel verschillende lay-ups kan worden geëxtrudeerd. Op zijn beurt kan de gecoëxtrudeerde smelt naar de stapel met drie rollen worden geleid om platen te produceren.
Gelamineerde plaatproducten kunnen ook worden gemaakt met behulp van de drie rollenstapels. In dit geval wordt een film of een webmateriaal afgewikkeld van een rol (afwikkelstation) die boven de stapel wordt ondersteund (Fig. 9.19 en 9.20). De film wordt samen met het gesmolten web dat de extrudermatrijs verliet in de nip gevoerd. De film hecht zich aan het vel en draagt zijn speciale oppervlakte-eigenschappen over
Trekrol
Een set trekrollen (meestal bekleed met rubber) verplaatst het vel langs de lijn van de laatste koelrol en langs de koeltransportband
van de laatste koelrol en langs de koelband
dan de trekrollen. Deze snelheidsaanpassingen zijn cruciaal tijdens het opzetten. Deze actie houdt het vel plat en strak tijdens het koelproces. De trekrollen houden het vel in beweging en voeren het naar het einde van de lijn. Ze zorgen niet voor koeling of vormgeving.
Trimmen en snijden
Stroomopwaarts van de trekrollen worden trimmessen gebruikt. Deze bieden de mogelijkheid om beide kanten van het vel te trimmen en indien nodig het vel in meerdere breedtes te snijden met behulp van speciaal ontworpen scheermesjes.
Procesbeheersing
Een centrale microprocessorbesturing voor de complete lijn kan worden gebruikt. Er is software beschikbaar die is voorgeprogrammeerd en die nauwkeurige, herhaalbare, centrale besturing van de sheet extrusion-lijn biedt. Het controledisplay zou de informatie verschaffen die nodig is om de apparatuur in de lijn in te stellen en nauwkeurig af te stellen. Het biedt een eenvoudige benadering om de instellingen van elke bewerking te variëren en ze met elkaar in verband te brengen.
snee-off
Aan het einde van de lijn kunnen dikke platen op lengte worden gesneden met behulp van apparatuur op wielen om in het aftaktraject te passen. Er zijn verschillende soorten snijders om de verscheidenheid aan verschillende plastic platen te verwerken, van bros tot niet-bros. Ze zijn ontworpen om de plaat gelijkmatig te snijden en trillingsmarkeringen in de plaat te voorkomen. Diktes tot 8 mm (0.30in) worden meestal geknipt, maar dit is afhankelijk van de snij-eigenschappen van het plastic.
SNIJMESSEN
De voor de hand liggende functie van de matrijs is om de vorm van het extrudaat te regelen. Het sleutelwoord is controle. Om deze actie uit te voeren, moet de extruder gesmolten materiaal aan de matrijs leveren met een constante temperatuur, druk en outputsnelheid.
De keuze van de matrijs wordt beïnvloed door de kwaliteit van het gewenste plaatmateriaal.
Als voorbeeld, bij het verwerken van PS, kan de smelt door matrijzen worden geleid die een constante diameter of taps toelopende verdeelstukken hebben. Bij ABS worden de gestroomlijnde verdeelstukken gebruikt, zoals de kleerhangers met flexibele lippen en minimale verblijftijd. Omdat ABS viskeuzer is dan PS, moet de ABS-matrijs worden geconstrueerd om te werken bij een druk van {{0}}MPa (1500-32OOpsi) voor een 120mm (4,5 inch) extruder. Lagere drukken worden gebruikt bij PS. Bij de kunststoffen met een hogere viscositeit, zoals PC, vereisen de interne drukken dat de matrijzen sterker zijn, zodat er geen matrijsdoorbuiging optreedt tijdens de verwerking. De matrijzen voor PC moeten bestand zijn tegen drukken van 28-42MPa (4000-6OOOppsi). Zelfs hogere drukken kunnen worden gegenereerd wanneer dunne platen worden verwerkt. De matrijzen vereisen zeer smalle matrijsopeningsinstellingen van mogelijk minder dan 0,8 mm (0,030 inch).
TOEPASSINGEN
De verschillende constructies van deze platen bieden verschillende prestatievoordelen voor de verschillende producten. Prestaties omvatten:
(1) een hoogglans dure laag over een minder dure, niet-glanzende ondergrond;
(2) een dunne, weerbestendige, meestal dure laag over een stevig, goedkoper, niet-weerbestendig substraat;
(3) een laag met een lage glans over een stevig, goedkoper substraat;
(4) dunne, dure decoratieve laag (houtnerf, marmer, enz.) over een stevig, minder duur substraat;
(5) dampremmende laag over een taaie en sterke ondergrond;
(6) chemische resistente laag over een goedkoper substraat;
(7) zachte laag over een kosteneffectief, stevig substraat;
(8) correct gekleurde kap over een niet-gekleurd, goedkoper substraat;
(9) plaat met een kern van gerecycled plastic met verschillende overlays;en
(10) anderen.
