Anwendung von Kunststoff-Extrusionslinien in Platten

Bei der Plattenextrusion werden TP-Materialien durch eine Kombination aus Hitze und Druck in Rollen- oder Plattenware umgewandelt. Der Extruder plastifiziert den Kunststoff und pumpt ihn durch eine Düse, von wo aus er weiter in die Plattenlinie gelangt. Die Begriffe Platte oder Plattenmaterial beschreiben normalerweise einen flachen Kunststoff.

Produkt mit einer Dicke von {{0}},25 mm oder mehr. In manchen Branchen wird 0,10 mm als Trennlinie zwischen Folie und Blatt verwendet. Die Breite kann bis zu mindestens 3 m (Loft) betragen.

Mithilfe der Plattenextrusionstechnologie lassen sich sowohl einschichtige Produkte als auch komplexere coextrudierte oder mehrschichtige technische Produkte herstellen.

Eine Extrusionsfolienanlage besteht aus einer gut gesteuerten

Extruder, Breitschlitzdüse, Temperatur geregelt (einzeln

beheizter oder gekühlter Polier-Dreiwalzenstapel (Ständer), Abtransportgeräte [wie z. B. Messgeräte- und -steuerungs-Kantenschneider, Antistatikgeräte, Luftkühler, Kühltunnel, Förderbänder, Schneidemaschinen, Zug- oder Quetschwalzen, Spannwalzen und/oder Querschneidegeräte] und entweder eine (Turm-)Aufwickel- oder Stapelvorrichtung. Die Durchsatzkapazitäten für diese Linien können mindestens 400-1100kg/h betragen.

Viele verschiedene flexible bis starre Thermoplaste können zu transparenten oder farbigen Platten extrudiert werden. Dazu gehören ABS, AN, PA, PET, PETG, PMMA, PC, PE, PP, PS, PUR und PVC.

Das Durchlaufen einer Extruderfolie aus PET (Polyethylenterephthalat) erfordert im Grunde keinen hohen technischen Aufwand. Die meisten PET-Folienfolien können mit standardmäßigen diskreten Steuergeräten geregelt werden.

Die Temperatur in der gesamten Linie muss über dem Schmelzpunkt des Kunststoffs gehalten werden. Bei PET wird ein umgekehrtes Wärmeprofil verwendet. Die höchste Temperatur zwischen der Einfüllöffnung des Extruders und dem Zylinderende kann 316-260 Grad (600-500 Grad F) betragen. Diese wird in den ersten beiden Heizzonen erreicht, um ein schnelles Schmelzen zu erreichen. Der Düsenausgang reicht von 300-260 Grad (570-500 Grad F). Wenn die ersten beiden Zonen nicht heiß genug sind, kommt es zu Schwankungen. Eine zu hohe Schmelztemperatur führt zu IV-Abbau.

PET lässt sich auf herkömmlichen Folienextrusionsanlagen problemlos extrudieren, vorausgesetzt, es wurde sehr sorgfältig vorgetrocknet. Denn eine kleine Menge der darin enthaltenen Feuchtigkeit reagiert mit dem geschmolzenen Kunststoff, was zu einem Verlust des Molekulargewichts und der physikalischen Eigenschaften führt. Das Trocknen von PET kann recht komplex und kostspielig sein.

Polyvinylchlorid (PVC) hat gegenüber herkömmlichen Materialien Vorteile aufgrund seiner Zähigkeit und Flexibilität. PVC ist außerdem ein leicht verarbeitbares und kostengünstiges Material. Bei der Verarbeitung von PVC wird vergleichsweise teures Material benötigt. Bei der Verarbeitung von PVC wird vergleichsweise weniger Energie verbraucht als bei der Herstellung von beispielsweise Papier und Metall. Seine physikalischen und Widerstandseigenschaften machen PVC zu einem Ersatz für viele Anwendungen. Bei einigen PVC-Produkten sind die mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit und Zähigkeit unzureichend.

Die thermische Stabilität von PVC hängt ausschließlich von der Temperatur und der Verweilzeit im Extruder ab. PVC-Verbindungen erfordern normalerweise eine Schmelztemperatur von 190–195 Grad. Die Schmelztemperatur ist erforderlich, um hervorragende physikalische Eigenschaften in PVC-Produkten zu entwickeln. Optimierte Geräte ermöglichen einen langen Betrieb ohne Unterbrechung des Prozesses. Eine geringe Temperaturerhöhung sorgt für eine bessere Leistung und Gleichmäßigkeit der Schmelze. Eine höhere Verarbeitungstemperatur ohne entsprechende Stabilität und Schmiermittel kann zu einem früheren Abbau führen.

Die Aufrechterhaltung der Gleichmäßigkeit der Blechdicke ist sehr wichtig. Die Blechdicke wird durch Einstellen des Durchflusses aus der Düse oder durch Einstellen des Abstands zwischen den Walzen gesteuert. Die Temperatur der Walzen muss ausgeglichen sein, um die beste Oberfläche und eine schnelle Abkühlung zu gewährleisten. Die Walzen müssen ausgeglichen sein, um die beste Oberfläche und eine schnelle Abkühlung zu gewährleisten. Die verwendeten Walzentemperaturen liegen bei 50–90 Grad

Den Düsen folgen verschiedene wichtige Komponenten der Plattenextrusionsanlagen. Ungeeignete Materialhandhabungsgeräte am Anfang (vor der Anlage) können den Betrieb der Anlage einschränken oder beschädigen. Dasselbe gilt für die nachgelagerten Geräte. Es sind verschiedene Gerätekomponenten erforderlich, die richtig ausgerichtet und miteinander verbunden sind.

Die heiße Schmelze aus einer Schlitzdüse wird normalerweise zu einem Dreiwalzenstapel geleitet, der mit schnell wirkenden Sicherheitsauslösern ausgestattet ist, mit denen sich der Spalt zwischen den Walzen im Notfall öffnen lässt. Wenn das Extrudat die Düse verlässt, muss es gestützt werden, da es heiß und in einem halbgeschmolzenen Zustand ist. Die Stützung erfolgt fast sofort durch den Walzenständer. Es werden Polierwalzen mit unterschiedlichem Durchmesser, z. B. 20-76 cm (8-30 Zoll), verwendet. Die größeren Walzen bieten Verarbeitungsvorteile mit höheren Ausstoßraten.

Rollen können geprägt werden, um dem Blech eine Oberflächenbeschaffenheit zu verleihen. Sie können bestimmte Muster oder Texturen erzeugen, wie z. B. Prismen für die Beleuchtungsindustrie, genarbte Oberflächen für Gepäck, Verkleidungen und dekorative Überzüge usw. Das Prägen kann während der Extrusion von Blechen (auch Profilen usw.) kontinuierlich erfolgen, ohne dass die Leistung abnimmt oder nur geringfügig abnimmt. Je nach Muster und verwendetem Kunststoff werden kältere als die üblichen Walzentemperaturen verwendet, z. B. 50 Grad (125 Grad F) auf der Prägerolle, um eine Wiederherstellung der Oberflächenabdrücke zu verhindern. Die Qualität des Blechs hängt direkt von der Oberflächenqualität der gestapelten Rollen ab. Daher werden verchromte

Für einen guten Glanz werden üblicherweise Walzen gewünscht, die auf eine Oberfläche von 76-15Onm (3-6μin) geschliffen wurden.

Die Wasser- und Ölmenge, die durch die Doppelmantelwalzen fließt, ist für die Kühlung und Temperaturregelung von entscheidender Bedeutung.

Die Kühlleistung des Walzenständers muss auf die Extrudat-Austrittsrate des Extruders abgestimmt sein.

Materialtemperatur, Plattendicke und lineare Bewegungsgeschwindigkeit sind wichtig für die Optimierung des Rollendurchmessers. Wenn beispielsweise ABS mit 365 kg/h (8001b/h) in einer 11,4 cm (4,5 Zoll) großen Schneckenextruder-Plattenanlage verarbeitet wird, wäre es ausreichend, Rollen mit 30 cm (12 Zoll) Durchmesser zu verwenden. Bei Geschwindigkeiten über 910 kg/h (20001b/h) könnten die Rollen Durchmesser von 60 bis 70 cm (24 bis 30 Zoll) haben. Normalerweise sind zu große Rollen kein Problem, da die Rollentemperatur erhöht werden kann.

Die drei Walzenständer können in verschiedenen Positionen angebracht werden, um den unterschiedlichen Anforderungen an Kunststoffmaterialien und gewünschten Oberflächenbeschaffenheiten gerecht zu werden.

Es kann coextrudiertes oder laminiertes Material mit vielen verschiedenen Aufbauten extrudiert werden. Die coextrudierte Schmelze kann wiederum in den Dreiwalzenstapel geleitet werden, um Platten herzustellen.

Mit den drei Rollenstapeln können auch laminierte Plattenprodukte hergestellt werden. In diesem Fall wird eine Folie oder ein beliebiges Bahnmaterial von einer Rolle (Abwickelstation) abgewickelt, die über dem Stapel angebracht ist (Abb. 9.19 und 9.20). Die Folie wird zusammen mit der geschmolzenen Bahn, die aus der Extruderdüse austritt, in den Walzenspalt eingeführt. Die Folie verbindet sich mit der Platte und überträgt ihre besonderen Oberflächeneigenschaften.

Eine Reihe von Zugwalzen (normalerweise mit Gummibeschichtung) entlang der Linie bewegt das Blatt von der letzten Kühlwalze und entlang des Kühlförderbands

von der letzten Kühlwalze und entlang des Kühlförderbandes

als die Zugwalzen. Diese Geschwindigkeitsanpassungen sind während der Einrichtung entscheidend. Diese Aktion hält das Blech während des Abkühlvorgangs flach und straff. Die Zugwalzen halten das Blech in Bewegung und führen es zum Ende der Linie. Sie sorgen weder für Kühlung noch für Formgebung.

Vor den Zugwalzen werden Schneidemesser verwendet. Sie ermöglichen das Beschneiden beider Seiten des Bogens und können ihn bei Bedarf auch mit speziell entwickelten Messerschneidemaschinen in mehrere Breiten schneiden.

Prozesssteuerung

Für die gesamte Linie kann eine zentrale Mikroprozessorsteuerung verwendet werden. Es ist vorprogrammierte Software erhältlich, die eine präzise, ​​wiederholbare, zentrale Steuerung der Folienextrusionslinie ermöglicht. Die Kontrollanzeige liefert die erforderlichen Informationen zum Einstellen und Feinabstimmen der Geräte in der Linie. Sie bietet eine einfache Möglichkeit, die Einstellungen jedes Vorgangs zu variieren und sie miteinander in Beziehung zu setzen.

Am Ende der Linie können dicke Platten mithilfe von Geräten auf Rollen auf die Länge zugeschnitten werden, die zum Abtransport passt. Es gibt verschiedene Arten von Schneidemaschinen, um die Vielfalt verschiedener Kunststoffplatten zu verarbeiten, die von spröde bis nicht spröde reichen. Sie sind so konzipiert, dass sie die Platte gleichmäßig schneiden und Rattermarken in der Platte verhindern. Normalerweise werden Platten mit einer Dicke von bis zu 8 mm (0,30 Zoll) geschnitten, aber es hängt von den Schneideigenschaften des Kunststoffs ab.

Die offensichtliche Funktion der Düse besteht darin, die Form des Extrudats zu steuern. Das Schlüsselwort lautet Steuerung. Um diese Aufgabe zu erfüllen, muss der Extruder geschmolzenes Material bei konstanter Temperatur, konstantem Druck und konstanter Ausstoßrate an die Düse liefern.

Die Wahl der Matrize wird durch die erforderliche Blechqualität beeinflusst.

Beispielsweise kann bei der Verarbeitung von PS die Schmelze durch Düsen mit konstantem Durchmesser oder konischen Verteilern geleitet werden. Bei ABS werden stromlinienförmige Verteilerdüsen verwendet, wie etwa Kleiderbügel mit flexiblen Lippen und minimaler Verweilzeit. Da ABS zähflüssiger als PS ist, sollte die ABS-Düse für einen Druck von {{0}}MPa (1500-32OOpsi) für einen 120mm (4,5 Zoll) großen Extruder konstruiert sein. Bei PS werden niedrigere Drücke verwendet. Bei Kunststoffen mit höherer Viskosität, wie etwa PC, erfordern die Innendrücke stärkere Düsen, damit während der Verarbeitung keine Düsendurchbiegung auftritt. Die Düsen für PC müssen Drücken von 28-42MPa (4000-6OOOpsi) standhalten. Bei der Verarbeitung dünner Platten können sogar noch höhere Drücke entstehen. Die Düsen erfordern sehr enge Düsenspalteinstellungen von möglicherweise weniger als 0,8 mm (0,030 Zoll).

Die unterschiedlichen Konstruktionen dieser Platten bieten unterschiedliche Leistungsvorteile für die verschiedenen Produkte. Zu den Leistungen gehören:

(1) hochglänzende teure Schicht über einem robusten, nicht glänzenden, weniger teuren Substrat;

(2) eine dünne, wetterbeständige und in der Regel teure Schicht über einem robusten, weniger teuren und nicht wetterbeständigen Substrat;

(3) eine schwach glänzende Schicht über einem robusten und kostengünstigeren Substrat;

(4) dünne, teure Dekorschicht (Holzmaserung, Marmor usw.) über einem robusten, weniger teuren Substrat;

(5) Dampfsperre über einem robusten und festen Untergrund;

(6) eine chemisch beständige Schicht über einem weniger teuren Substrat;

(7) eine Soft-Touch-Schicht über einem kostengünstigen, widerstandsfähigen Substrat;

(8) eine Kappe mit korrekter Farbe über einem ungefärbten, weniger teuren Substrat;

(9) Platten mit einem Kern aus Recycling-Kunststoff mit verschiedenen Deckschichten; und

(10) Sonstiges.

Extrusionslinie für PVC-Dachplatten

PC-Hohlplatten-Extrusionsanlage

Extrusionsanlage für PET-Folien

Extrusionsanlage für PE-Platten

PP-Hohlplatten-Extrusionslinie

SPC-Marmorplatten-Extrusionslinie