PET 시트 생산 공정

(1) PET 시트의 원료

다른 플라스틱과 마찬가지로 성능은 다음과 같습니다. PET 시트 고유 점도는 분자량과 밀접한 관련이 있습니다. 고유 점도는 분자량을 결정하는 중요한 요소입니다. 고유 점도가 높을수록 물리적, 화학적 특성은 우수하지만 유동성이 떨어져 성형이 어려워집니다. 반대로 고유 점도가 낮을수록 물리적, 화학적 특성과 충격 강도가 저하됩니다. 따라서 PET 투명 시트의 고유 점도는 0.8dl/g ~ 0.9dl/g 범위 내에서 선택하는 것이 적절합니다.

(2) 생산 공정.

PET 투명 시트의 주요 생산 설비는 결정화탑, 건조탑, 압출기, 기계 헤드, 3롤러 캘린더 및 코일러입니다.

생산 공정 흐름은 원료 결정화-건조-압출 가소화-압출 성형-캘린더링 및 성형-와인딩 제품입니다.

첫 번째 단계는 결정화입니다. PET 조각을 결정화탑에서 가열 및 결정화하여 분자 구조를 규칙적으로 배열하고, 유리전이온도를 높입니다. 이는 건조 과정 중 조각 간의 접착 및 호퍼 막힘을 방지하기 위한 것입니다. 결정화는 일반적으로 필수적인 단계입니다. 결정화 시간은 30분에서 90분 사이이며, 온도는 149°C 미만입니다.

두 번째 단계는 건조입니다. 고온 조건에서 수분은 PET의 가수분해를 일으켜 특유의 접착력을 저하시키고, 분자량 감소에 따라 물리적 특성, 특히 충격 강도가 저하됩니다. 따라서 PET는 용융 및 압출 전에 수분 함량을 줄이기 위해 건조해야 합니다. 수분 함량은 0.005% 미만이어야 합니다. 건조에는 제습 건조기가 사용됩니다. PET 소재는 흡습성이 있어 수분이 슬라이스 표면 깊숙이 침투하면 분자 결합을 형성합니다. 또한, 슬라이스 내부 깊숙이 수분이 존재하게 되어 건조가 어려워집니다. 따라서 일반적인 열풍은 사용할 수 없습니다. 열풍의 이슬점은 -40℃ 이하이어야 하며, 밀폐된 루프를 통해 건조 호퍼로 열풍을 연속적으로 공급하여 건조합니다.

세 번째 단계는 압출 성형입니다. 결정화 및 건조 과정을 거치면 PET는 뚜렷한 용융점을 가진 고분자로 변환됩니다. 이 고분자의 성형 온도는 높고 온도 제어 범위는 좁습니다. 폴리에스터 전용으로 설계된 배리어 스크류를 사용하여 용융되지 않은 펠릿과 용융물을 분리하는데, 이는 전단 공정 시간을 연장하고 압출기의 생산량을 증가시키는 데 도움이 됩니다. 유선형 유동 차단봉이 있는 유연한 다이 립 머신 헤드를 사용합니다. 머신 헤드는 뾰족한 원뿔형입니다. 유선형 유동 채널과 흠집 없는 금형 립은 표면 조도가 우수해야 합니다. 머신 헤드의 히터는 배수 및 세척 기능을 갖추고 있습니다. 다이 립 간격은 균일해야 합니다. 머신 헤드의 균일한 다이 립 간격은 시트의 측면 두께 편차와 캘린더링 평탄도에 직접적인 영향을 미칩니다. 판재 압출 시 동체 전면부, 동체 중간부, 동체 후면부, 스크린 체인저 및 머신 헤드의 해당 온도는 각각 240°C-260°C, 265°C-275°C, 260°C-265°C, 255°C-265°C입니다.

네 번째 단계는 냉각 및 경화입니다. 용융된 재료가 기계 헤드에서 나오면 바로 3롤러 캘린더로 들어가 캘린더링 및 냉각 과정을 거칩니다. 3롤러 캘린더와 기계 헤드 사이의 거리는 일반적으로 약 8cm로 유지됩니다. 거리가 너무 멀면 판재가 쉽게 처지거나 주름이 생겨 판재 표면 마감이 불량해지기 때문입니다. 또한, 거리가 너무 멀면 열 방출 및 냉각 속도가 느려져 결정이 백화 현상이 발생하여 캘린더링에 불리합니다. 3롤러 캘린더링 기계는 상부, 중간, 하부 롤러로 구성됩니다. 중간 롤러의 축은 고정되어 있으며, 냉각 및 캘린더링 과정에서 롤러 표면 온도는 40~50°C로 유지됩니다. 상부 및 하부 롤러의 축은 상하로 움직일 수 있으며, 이 축의 상하 움직임을 통해 롤 간격을 조절합니다. 상부 롤러와 하부 롤러의 온도는 각각 30~60°C와 52~68°C입니다. 세 개의 롤러는 속도 동기화를 유지해야 하며, 속도는 압출 속도보다 빨라야 합니다. 이는 다이를 빠져나갈 때 재료의 팽창을 상쇄하여 시트의 내부 응력을 약화시키고 주름을 없애기 위함입니다. PET는 100~250°C 범위에서 결정화되며, 140~180°C에서 결정화 속도가 가장 빠르기 때문에 결정화가 단 몇 초 만에 완료됩니다. PET는 이 결정화 온도 영역을 빠르게 통과해야 하므로 세 롤러의 온도를 엄격하게 제어해야 합니다.

다섯 번째 단계는 견인 및 권취 과정입니다. 용지는 캘린더 롤러를 통과하여 가이드 롤러를 거쳐 견인 장치로 들어갑니다. 견인 장치는 능동형 고무 롤러와 수동형 고무 롤러로 구성됩니다. 공기압이 두 롤러를 압축하여 용지가 권취 장치로 당겨지는 과정에서 캘린더 롤러의 재질로 인해 용지가 눌리는 것을 방지합니다.

PET 투명 시트 생산에서 흔히 발생하는 품질 문제와 해결책

(1) 시트에 결정점 불순물이 발생합니다. 그 원인은 원료와 잔여물입니다. PET 슬라이스 자체는 결정점 불순물을 발생시키지 않습니다. 그러나 가공 과정에서 건조 문제, 첨가된 잔여물, 불량한 환경으로 인해 유입된 불순물 또는 저품질 원료 등으로 인해 문제가 발생합니다. 이는 시트 성형 공정에서 제거할 수 없습니다.

(2) 수평선 및 물결무늬(오렌지 껍질 무늬). 물결무늬는 압출기 다이 헤드에서 나오는 재료 흐름이 캘린더 롤러 사이에 재료가 남아 있지 않아 캘린더 롤러로 유입될 때 시트가 압축되지 않아 발생하는 현상입니다. 이로 인해 시트 표면 마감이 오렌지 껍질처럼 불량해집니다. 해결책은 캘린더 롤러 사이에 눈에 보이는 재료가 남아 있어야 하고, 이 재료가 고르게 회전해야 한다는 것입니다. 수평선은 캘린더링 방법의 물결무늬와 마찬가지로 압출 방식의 공정 결함입니다. 이러한 자국은 두 캘린더 롤러 사이의 속도 차이로 인해 발생합니다. 해결책은 3롤러 캘린더의 세 롤러를 모두 사용하는 것입니다. 롤러 속도 제어의 정확도를 높이고 동기화 정확도를 향상시켜야 수평선을 줄일 수 있습니다.

(3) 시트에 황변, 흑반 또는 불순물, 유선, 불균일한 캘린더링 등이 나타나는 경우. 시트에 기포가 발생하는 주된 이유는 펠릿이 완전히 건조되지 않아 수분 함량이 0.005%를 초과하기 때문입니다. 수분이 완전히 건조되지 않으면 슬라이스 내부로 깊숙이 침투하여 분자 결합을 형성하거나 슬라이스 내부에 남아 있게 됩니다. 건조 온도가 너무 낮거나 건조 시간이 너무 짧으면 건조 효과가 저하됩니다. 시트에 기포가 발생하면 건조 온도와 시간을 즉시 조정해야 합니다. 시트가 황변하는 주된 이유는 건조 온도가 너무 높거나 건조 시간이 너무 길기 때문입니다. 이때 주요 조치는 건조 온도를 낮추고 건조 시간을 줄이는 것입니다. 시트가 황변하는 또 다른 이유는 용융 온도가 너무 높기 때문입니다. 이 경우 용융 온도를 신속하게 낮춰야 합니다. 시트에 흑반 및 불순물이 나타나는 주된 이유는 필터 균열 또는 압출기 내 잔류 PET 분해 물질 때문입니다.

PET 투명 시트 생산 지점

(1) PET 투명 시트 생산의 주요 조건은 건조 시간 및 열풍 이슬점 제어입니다. 건조 효과는 시트의 물리적, 기계적 특성 및 생산에 직접적인 영향을 미칩니다. 건조 시 건조 온도와 시간 제어에 주의를 기울여야 합니다. 건조 온도와 시간은 너무 높거나 너무 낮아서는 안 됩니다. 이슬점이 낮아지지 않으면 분자체를 점검해야 합니다. 노화된 분자체는 공기 중의 수분을 흡수하지 못하여 시트 건조 목적을 달성할 수 없습니다. 이 경우 분자체를 교체해야 합니다.

(2) 용융 온도가 280C를 초과하면 PET 시트가 변색되거나 분해되므로 용융 온도는 280C 이하로 제어해야 합니다.

(3) 기계 헤드의 다이 립 사이의 간격은 시트의 평탄도와 두께 균일성을 결정합니다. 세 롤러의 온도는 시트의 투명도와 마감에 중요한 역할을 합니다. PET 용융물은 결정화 속도가 가장 빠른 온도 영역을 빠르게 피해야 합니다. 용융 온도에서 결정화 온도 이하까지 다이와 캘린더 롤러 사이의 거리가 특히 중요해집니다.

PET 투명 시트의 주요 장점은 투명한 외관, 우수한 가스 차단성, 뛰어난 보호성, 인성 및 신축성입니다. PET 투명 시트는 안정제나 가소제를 함유하지 않고 유해 원소도 포함하지 않으며 가격 경쟁력이 뛰어나 소비자들에게 인기가 높습니다. 또한 생산, 운송 및 사용 과정에서 재활용이 가능하여 활용 가치가 높습니다. PET 생산 공정에서는 생산 공정 요구사항을 엄격히 준수해야 하며, 건조 공정 및 열풍의 이슬점을 정밀하게 관리하고, 캘린더 롤러 간격과 후속 공정의 견인 속도 비율을 잘 제어하여 생산 품질을 향상시켜야 합니다.