PANORAMICA
L'estrusione di fogli trasforma i materiali TP in rotoli o fogli attraverso una combinazione di calore e pressione. L'estrusore plastifica la plastica e la pompa attraverso una matrice e continua a valle nella linea di fogli. I termini foglio o rivestimento normalmente descrivono una plastica piatta
prodotto con uno spessore pari o superiore a {{0}}.25mm. Alcune industrie utilizzano 0.l0mm come linea di demarcazione tra pellicola e foglio. Le larghezze possono arrivare fino ad almeno 3m (loft).
La tecnologia di estrusione dei fogli consente di realizzare sia prodotti monostrato che prodotti coestrusi o multistrato più complessi.
Una linea di estrusione di fogli è costituita da un sistema opportunamente controllato
estrusore, stampo per fogli, temperatura controllata (individualmente
riscaldato o raffreddato) lucidatura pila a tre rulli (supporto), attrezzatura per asporto [come monitor di misura e controlli, rifilatori di bordi, dispositivi antistatici, refrigeratori d'aria, tunnel di raffreddamento, trasportatori, taglierine, rulli di trazione o di schiacciamento, rulli di tensione e/o dispositivi di taglio trasversale] e un'attrezzatura di avvolgimento o impilamento (a torretta). Le capacità di produzione per queste linee possono arrivare ad almeno 400-1100 kg/h.
MATERIALI PLASTICI
Molti diversi termoplastici flessibili o rigidi possono essere estrusi in fogli trasparenti o colorati. Tra questi ci sono ABS, AN, PA, PET, PETG, PMMA, PC, PE, PP, PS, PUR e PVC.
Lavorazione PET
Far passare una plastica PET (polietilene tereftalato) attraverso una linea di estrusione di fogli non richiede sostanzialmente un alto grado di sofisticazione. La maggior parte delle linee di fogli PET può essere regolata da dispositivi di controllo discreti standard.
La temperatura lungo tutta la linea deve essere mantenuta al di sopra del punto di fusione della plastica. Con il PET si usa un profilo di calore inverso. Il massimo dalla gola di alimentazione dell'estrusore all'estremità del cilindro potrebbe essere di 316-260 gradi (600-500 gradi F). che vengono eseguiti sulle prime due zone di riscaldamento per ottenere una fusione rapida. L'uscita della matrice varia da 300-260 gradi (570-500 gradi F). Se le prime due zone non sono sufficientemente calde, il risultato sarà un'ondata. Una temperatura di fusione troppo alta provoca la degradazione dell'IV.
Il PET non è difficile da estrudere su apparecchiature di estrusione di fogli convenzionali, a condizione che sia stato pre-essiccato con molta attenzione. Questo perché una piccola quantità di umidità in esso contenuta reagisce con la plastica fusa, con conseguente perdita di peso molecolare e di proprietà fisiche. L'essiccazione del PET può essere piuttosto complessa e costosa.
Lavorazione del PVC
Il poli(cloruro di vinile) PVC presenta vantaggi rispetto ai materiali convenzionali grazie alla sua tenacità e flessibilità. Il PVC è anche un materiale facilmente lavorabile e poco costoso. Durante la lavorazione, il PVC richiede materiale relativamente costoso. Durante la lavorazione, il PVC richiede relativamente meno energia rispetto alla produzione, ad esempio, di carta e metallo. Le sue proprietà fisiche e di resistenza rendono il PVC un sostituto per molte applicazioni. Per alcuni prodotti in PVC, le proprietà meccaniche come la resistenza e la tenacità sono inadeguate.
La stabilità termica del PVC dipende esclusivamente dalla temperatura e dal tempo di residenza in un estrusore. I composti di PVC solitamente richiedono una temperatura di fusione di 190-195 gradi. La temperatura di fusione è necessaria per sviluppare eccellenti proprietà fisiche nei prodotti in PVC. Le apparecchiature semplificate forniscono una lunga durata senza interrompere il processo. Un piccolo aumento della temperatura fornirà una migliore resa e uniformità di fusione. Una temperatura di lavorazione più elevata senza stabilità e lubrificanti adeguati può portare a una degradazione precoce.
Mantenere l'uniformità dello spessore del foglio è molto importante. Lo spessore del foglio è controllato regolando il flusso dalla matrice o regolando lo spazio tra i rulli. La temperatura dei rulli deve essere bilanciata per avere la migliore superficie e un raffreddamento rapido. i rulli devono essere bilanciati per avere la migliore superficie e un raffreddamento rapido. stress residuo. Le temperature dei rulli utilizzate sono 50-90 gradi.
Componenti di linea
Diversi e importanti componenti delle linee di estrusione di fogli seguono le matrici. Proprio come un'attrezzatura di movimentazione dei materiali non idonea all'inizio (a monte) della linea può limitare o danneggiare il funzionamento della linea, lo stesso vale per l'attrezzatura a valle. Sono necessari diversi componenti dell'attrezzatura che siano correttamente allineati e interfacciati tra loro.
La massa fusa calda da una matrice a fessura viene solitamente indirizzata a una pila di tre rulli dotati di sganciatori di sicurezza ad azione rapida, dove lo spazio tra i rulli si apre in caso di emergenza. Quando l'estruso esce dalla matrice, deve essere supportato in quanto è caldo e in uno stato semifuso. Il supporto è fornito quasi immediatamente dal supporto rulli. Vengono utilizzati rulli di lucidatura di diametro diverso, ad esempio 20-76 cm (8-30 pollici)]; i rulli più grandi offrono vantaggi di lavorazione con velocità di produzione più elevate.
I rulli possono essere goffrati per conferire una finitura superficiale al foglio. Possono fornire motivi o texture specifici, come prismatici per l'industria dell'illuminazione, superfici granulose per bagagli, pannellature e rivestimenti decorativi, ecc. La goffratura può essere eseguita in modo continuo durante l'estrusione del foglio (anche profili, ecc.) con una diminuzione minima o nulla della produzione. A seconda del motivo e della plastica utilizzata, vengono utilizzate temperature del rullo più fredde delle solite, come 50 gradi (125 gradi F) sul rullo di goffratura, per impedire il recupero delle impronte superficiali. La qualità del foglio è direttamente correlata alla qualità superficiale dei rulli impilati. Pertanto, i rulli cromati
i rulli che sono stati rettificati fino a una superficie di 76-15Onm (3-6μin) sono solitamente desiderati per una buona lucentezza.
Il volume di acqua e olio che passa attraverso i rulli a doppia parete è un fattore importante da considerare per il raffreddamento e il controllo della temperatura.
La capacità di raffreddamento del supporto a rulli deve essere dimensionata in base alla velocità di uscita del materiale estruso dall'estrusore.
La temperatura di stock, lo spessore del foglio e la velocità di spostamento lineare sono importanti per ottimizzare il diametro del rotolo. Ad esempio, quando si elabora ABS a 365 kg/h (8001b/h) utilizzando una linea di estrusione a vite da 11,4 cm (4,5 pollici), sarebbe sufficiente utilizzare rotoli da 30 cm (12 pollici) di diametro. A velocità superiori a 910 kg/h (20001b/h), i rotoli potrebbero variare da 60 a 70 cm (da 24 a 30 pollici) di diametro. Di solito avere rotoli troppo grandi non è un problema poiché le temperature dei rotoli possono essere elevate.
I tre supporti per rulli possono essere posizionati in posizioni diverse per soddisfare i diversi requisiti dei materiali plastici e le finiture superficiali desiderate.
È possibile estrudere materiale coestruso o laminato utilizzando molti strati diversi. A sua volta, la massa fusa coestrusa può essere indirizzata nella pila a tre rulli per produrre fogli.
I prodotti laminati in fogli possono anche essere realizzati utilizzando le tre pile di rulli. In questo caso, una pellicola o qualsiasi materiale a nastro viene svolto da un rullo (stazione di srotolamento) supportato sopra la pila (Fig. 9.19 e 9.20). La pellicola viene alimentata nella presa insieme al nastro fuso che è uscito dalla matrice dell'estrusore. La pellicola si lega al foglio e trasferisce le sue speciali proprietà superficiali
Tirare il rotolo
Un set di rulli di trazione (solitamente ricoperti di gomma) lungo la linea sposta il foglio dal rullo di raffreddamento finale e lungo il trasportatore di raffreddamento
dal rullo di raffreddamento finale e lungo il trasportatore di raffreddamento
rispetto ai rulli di trazione. Queste regolazioni della velocità sono fondamentali durante l'impostazione. Questa azione mantiene il foglio piatto e teso durante il processo di raffreddamento. I rulli di trazione mantengono il foglio in movimento e lo alimentano fino alla fine della linea. Non forniscono raffreddamento o sagomatura.
Rifilatura e taglio
A monte dei rulli di trazione vengono utilizzati i coltelli di rifilatura. Essi forniscono i mezzi per rifilare entrambi i lati del foglio e, quando necessario, tagliare il foglio in più larghezze utilizzando delle taglierine a rasoio appositamente progettate.
Controllo di processo
È possibile utilizzare un controllo centrale a microprocessore per l'intera linea. È disponibile un software preprogrammato che fornisce un controllo centrale preciso e ripetibile della linea di estrusione dei fogli. Il display di controllo fornisce le informazioni necessarie per impostare e mettere a punto l'attrezzatura nella linea. Fornisce un approccio semplice per variare le impostazioni di ogni operazione e interrelazionarle.
Alla fine della linea, i fogli spessi possono essere tagliati a misura utilizzando attrezzature su rotelle per adattarsi al tratto di decollo. Esistono diversi tipi di taglierine per gestire la varietà di fogli di plastica diversi che vanno da fragili a non fragili. Sono progettati per tagliare il foglio in modo uniforme ed evitare segni di vibrazione nel foglio. Spessori fino a 8 mm (0.30 pollici) vengono solitamente tagliati, ma dipende dalle caratteristiche di taglio della plastica.
TAGLIO FUSTELLATO
La funzione ovvia della matrice è controllare la forma dell'estruso. La parola chiave è controllo. Per compiere questa azione, l'estrusore deve erogare materiale fuso alla matrice a temperatura, pressione e velocità di uscita costanti.
La scelta della matrice è influenzata dalla qualità della lamiera richiesta.
Ad esempio, quando si lavora il PS, la fusione potrebbe essere fatta passare attraverso matrici che hanno un diametro costante o collettori conici. Con l'ABS, vengono utilizzate le matrici collettori aerodinamiche, come le grucce con labbra flessibili e tempo di permanenza minimo. Poiché l'ABS è più viscoso del PS, la matrice ABS dovrebbe essere costruita per funzionare a pressioni di {{0}}MPa (1500-32OOpsi) per estrusore da 120mm (4,5 pollici). Con il PS vengono utilizzate pressioni inferiori. Con le plastiche a viscosità più elevata, come il PC, le pressioni interne richiedono che le matrici siano più resistenti in modo che non si verifichi alcuna flessione della matrice durante la lavorazione. Le matrici per il PC devono resistere a pressioni di 28-42MPa (4000-6OOOpsi). È possibile generare pressioni ancora più elevate quando vengono lavorati fogli sottili. Le matrici richiedono impostazioni di intercapedine delle matrici molto strette, possibilmente inferiori a 0,8 mm (0,030 pollici).
APPLICAZIONI
Le diverse costruzioni di questi fogli forniscono diversi vantaggi prestazionali per i diversi prodotti. Le prestazioni includono: (1)strato costoso ad alta lucentezza su substrato meno costoso non lucido e resistente;
(2) strato sottile, solitamente costoso e resistente alle intemperie, su un substrato resistente, meno costoso e non resistente alle intemperie;
(3) strato poco lucido su un substrato resistente e meno costoso;
(4) sottile strato decorativo costoso (effetto legno, marmo, ecc.) su un substrato resistente e meno costoso;
(5) barriera al vapore su un substrato resistente e robusto;
(6) strato di resistenza chimica su un substrato meno costoso;
(7) strato morbido al tatto su un substrato resistente ed economico;
(8) tappo abbinato correttamente al colore su un substrato meno costoso e non colorato;
(9) foglio con un'anima di plastica riciclata con diverse sovrapposizioni; e
(10) altri.
Linea di estrusione di fogli di PET
Linea di estrusione di fogli PE
Linea di estrusione di fogli cavi in PP
Linea di estrusione di lastre di marmo SPC