APERÇU
L'extrusion de feuilles transforme les matériaux TP en rouleaux ou en feuilles grâce à une combinaison de chaleur et de pression. L'extrudeuse plastifie le plastique et le pompe à travers une filière et il continue en aval dans la ligne de feuilles. Les termes feuille ou feuilletage décrivent normalement un plastique plat
produit dont l'épaisseur est de {{0}},25 mm ou plus. Certaines industries utilisent 0,10 mm comme ligne de démarcation entre le film et la feuille. Les largeurs peuvent atteindre au moins 3 m (loft).
La technologie d'extrusion de feuilles permet de produire des produits monocouches ainsi que des produits techniques coextrudés ou multicouches plus complexes.
Une ligne d'extrusion de feuilles se compose d'un
extrudeuse, filière à feuille, température contrôlée (individuellement
(chauffage ou refroidissement) d'une pile de trois rouleaux de polissage (support), d'équipements de prélèvement [tels que des moniteurs de jauge et des commandes de coupe-bordures, des dispositifs antistatiques, des refroidisseurs d'air, des tunnels de refroidissement, des convoyeurs, des découpeuses, des rouleaux de traction ou de pincement, des rouleaux de tension et/ou des dispositifs de coupe transversale] et soit un équipement d'enroulement ou d'empilage (à tourelle). Les capacités de débit de ces lignes peuvent atteindre au moins 400-1100 kg/h.
MATIÈRES PLASTIQUES
De nombreux thermoplastiques flexibles et rigides peuvent être extrudés en feuilles transparentes ou colorées. Ils comprennent l'ABS, l'AN, le PA, le PET, le PETG, le PMMA, le PC, le PE, le PP, le PS, le PUR et le PVC.
Traitement du PET
Le passage d'un plastique PET (polyéthylène téréphtalate) dans une ligne d'extrusion de feuilles ne nécessite pas un niveau de sophistication élevé. La plupart des lignes de production de feuilles PET peuvent être régulées par des dispositifs de contrôle discrets standard.
La température tout au long de la ligne doit être maintenue au-dessus du point de fusion du plastique. Un profil thermique inversé est utilisé avec le PET. La température la plus élevée entre la gorge d'alimentation de l'extrudeuse et l'extrémité du cylindre peut être de 316-260 degrés (600-500 degrés Fahrenheit) qui sont exécutés sur les deux premières zones de chauffage pour obtenir une fusion rapide. La sortie de la matrice varie de 300-260 degrés (570-500 degrés Fahrenheit). Si les deux premières zones ne sont pas suffisamment chaudes, le résultat sera une surchauffe. Une température de fusion trop élevée entraîne une dégradation de l'IV.
Le PET n'est pas difficile à extruder sur un équipement d'extrusion de feuilles conventionnel, à condition qu'il ait été soigneusement séché au préalable. En effet, une petite quantité d'humidité qu'il contient réagit avec le plastique fondu, ce qui entraîne une perte de poids moléculaire et de propriétés physiques. Le séchage du PET peut être assez complexe et coûteux.
Traitement du PVC
Le PVC poly(chlorure de vinyle) présente des avantages par rapport aux matériaux conventionnels en raison de sa solidité et de sa flexibilité. Le PVC est également un matériau facile à traiter et peu coûteux. Lors de sa transformation, le PVC nécessite un matériau relativement coûteux. Lors de sa transformation, le PVC nécessite comparativement moins d'énergie que la fabrication, par exemple, du papier et du métal. Ses propriétés physiques et de résistance font du PVC un substitut pour de nombreuses applications. Pour certains produits en PVC, les propriétés mécaniques telles que la résistance et la ténacité sont insuffisantes.
La stabilité thermique du PVC dépend uniquement de la température et du temps de séjour dans une extrudeuse. Les composés de PVC nécessitent généralement une température de fusion de 190 à 195 degrés. La température de fusion est nécessaire pour développer d'excellentes propriétés physiques dans les produits en PVC. Un équipement rationalisé permet un fonctionnement sur le long terme sans interruption du processus. Une petite augmentation de la température permettra d'obtenir un meilleur rendement et une meilleure uniformité de la fusion. Une température de traitement plus élevée sans stabilité et lubrifiants appropriés peut entraîner une dégradation plus précoce.
Il est très important de maintenir l'uniformité de l'épaisseur de la tôle. L'épaisseur de la tôle est contrôlée en ajustant le débit de la matrice ou en ajustant l'écart entre les rouleaux. La température des rouleaux doit être équilibrée pour avoir la meilleure surface et un refroidissement rapide. Les rouleaux doivent être équilibrés pour avoir la meilleure surface et un refroidissement rapide. Les températures des rouleaux utilisées sont de 50 à 90 degrés.
Composants de la ligne
Différents composants importants des lignes d'extrusion de feuilles suivent les filières. Tout comme un équipement de manutention inapproprié au début (en amont) de la ligne peut limiter ou endommager le fonctionnement de la ligne, il en va de même pour l'équipement en aval. Différents composants d'équipement sont nécessaires, correctement alignés et interfacés les uns avec les autres.
La matière thermofusible provenant d'une matrice fendue est généralement dirigée vers une pile de trois rouleaux équipés de dispositifs de sécurité à action rapide, où l'espace entre les rouleaux s'ouvre en cas d'urgence. Lorsque l'extrudat sort de la matrice, il doit être soutenu car il est chaud et dans un état semi-fondu. Le support du rouleau fournit un soutien presque immédiat. Des rouleaux de polissage de différents diamètres tels que 20-76 cm (8-30in)] sont utilisés ; les rouleaux plus grands offrent des avantages de traitement avec des taux de production plus élevés.
Les rouleaux peuvent être gaufrés pour donner une finition de surface à la feuille. Ils peuvent fournir des motifs ou des textures spécifiques, tels que des prismatiques pour l'industrie de l'éclairage, des surfaces granuleuses pour les bagages, les panneaux et les superpositions décoratives, etc. Le gaufrage peut être effectué en continu pendant l'extrusion de la feuille (également des profils, etc.) avec une diminution minime ou nulle du rendement. Selon le motif et le plastique utilisés, des températures de rouleau plus froides que la normale sont utilisées, par exemple 50 degrés (125 degrés F) sur le rouleau de gaufrage, pour empêcher la récupération des impressions de surface. La qualité de la feuille est directement liée à la qualité de surface des rouleaux empilés. Par conséquent, le chromage
les rouleaux qui ont été meulés à une surface de 76-15Onm (3-6μin) sont généralement souhaités pour une bonne brillance.
Le volume d’eau et d’huile traversant les rouleaux à double coque est une considération majeure pour le refroidissement et le contrôle de la température.
La capacité de refroidissement du support de laminoir doit être dimensionnée en fonction du taux de sortie de l'extrudat de l'extrudeuse.
La température de la matière première, l'épaisseur de la feuille et la vitesse de déplacement linéaire sont des facteurs importants pour optimiser le diamètre du rouleau. Par exemple, lors du traitement de l'ABS à 365 kg/h (8 001 b/h) à l'aide d'une ligne de feuille d'extrusion à vis de 11,4 cm (4,5 pouces), il suffirait d'utiliser des rouleaux de 30 cm (12 pouces) de diamètre. À des débits supérieurs à 910 kg/h (20 001 b/h), les rouleaux peuvent avoir un diamètre compris entre 60 et 70 cm (24 à 30 pouces). En général, avoir des rouleaux trop grands ne pose pas de problème car les températures des rouleaux peuvent être élevées.
Les trois supports de rouleaux peuvent être dans différentes positions pour répondre aux différentes exigences en matière de matières plastiques et aux finitions de surface souhaitées.
Des matériaux coextrudés ou laminés utilisant de nombreuses configurations différentes peuvent être extrudés. À son tour, la masse fondue coextrudée peut être dirigée vers la pile de trois rouleaux pour produire des feuilles.
Les produits en feuilles laminées peuvent également être fabriqués à l'aide des trois piles de rouleaux. Dans ce cas, un film ou tout matériau en bande est déroulé à partir d'un rouleau (station de déroulement) soutenu au-dessus de la pile (Fig. 9.19 et 9.20). Le film est introduit dans le pincement avec la bande fondue qui sort de la filière de l'extrudeuse. Le film se lie à la feuille et transfère ses propriétés de surface spéciales
Rouleau de traction
Un ensemble de rouleaux de traction (généralement recouverts de caoutchouc) le long de la ligne déplace la feuille du rouleau de refroidissement final vers le convoyeur de refroidissement.
hors du rouleau de refroidissement final et le long du convoyeur de refroidissement
que les rouleaux de traction. Ces réglages de vitesse sont essentiels lors de la mise en place. Cette action permet de maintenir la feuille à plat et tendue pendant le processus de refroidissement. Les rouleaux de traction maintiennent la feuille en mouvement et l'alimentent jusqu'à la fin de la ligne. Ils n'assurent ni refroidissement ni mise en forme.
Découpe et refendage
En amont des rouleaux de traction, des couteaux de coupe sont utilisés. Ils permettent de couper les bords des deux côtés de la feuille et, si nécessaire, de couper la feuille en plusieurs largeurs à l'aide de coupeuses à lame spécialement conçues.
Contrôle de processus
Il est possible d'utiliser un microprocesseur central pour contrôler l'ensemble de la ligne. Un logiciel préprogrammé est disponible pour assurer un contrôle précis et répétable de la ligne d'extrusion de feuilles. L'écran de contrôle fournit les informations nécessaires pour régler et affiner l'équipement de la ligne. Il permet de modifier facilement les paramètres de chaque opération et de les relier entre eux.
En fin de ligne, les feuilles épaisses peuvent être coupées à la longueur souhaitée à l'aide d'un équipement sur roulettes pour s'adapter à la voie de sortie. Il existe différents types de coupeuses pour traiter la variété de feuilles de plastique différentes, allant des plus cassantes aux plus non cassantes. Elles sont conçues pour couper la feuille de manière uniforme et éviter les marques de broutage dans la feuille. Les épaisseurs allant jusqu'à 8 mm (0.30in) sont généralement cisaillées, mais cela dépend des caractéristiques de coupe du plastique.
MATRICE DE DÉCOUPE
La fonction évidente de la filière est de contrôler la forme de l'extrudat. Le mot clé est le contrôle. Pour réaliser cette action, l'extrudeuse doit fournir du matériau fondu à la filière à une température, une pression et un débit de production constants.
Le choix de la matrice est influencé par la qualité de la feuille requise.
Par exemple, lors du traitement du PS, la matière fondue peut être acheminée à travers des filières à diamètre constant ou à collecteurs coniques. Avec l'ABS, on utilise des filières à collecteurs profilés, comme les cintres à lèvres flexibles et à temps de séjour minimal. L'ABS étant plus visqueux que le PS, la filière ABS doit être construite pour fonctionner à des pressions de {{{{}}}}MPa (1500-32OOpsi) pour une extrudeuse de 120mm (4,5 pouces). Des pressions plus faibles sont utilisées avec le PS. Avec les plastiques à viscosité plus élevée, comme le PC, les pressions internes nécessitent que les filières soient plus résistantes afin qu'aucune déflexion ne se produise pendant le traitement. Les filières pour PC doivent résister à des pressions de 28-42MPa (4000-6OOOpsi). Des pressions encore plus élevées peuvent être générées lors du traitement de feuilles minces. Les filières nécessitent des réglages d'espacement de filière très étroits, éventuellement inférieurs à 0,8 mm (0,030 pouce).
APPLICATIONS
Les différentes constructions de ces feuilles offrent différents avantages en termes de performances pour les différents produits. Les performances comprennent : (1) une couche très brillante et coûteuse sur un substrat résistant, non brillant et moins coûteux ;
(2) une fine couche résistante aux intempéries, généralement coûteuse, sur un substrat résistant, moins coûteux et non résistant aux intempéries ;
(3) couche à faible brillance sur un substrat résistant et à moindre coût ;
(4) une fine couche décorative coûteuse (grain de bois, marbre, etc.) sur un substrat résistant et moins coûteux ;
(5) pare-vapeur sur un substrat dur et résistant ;
(6) couche résistive chimique sur un substrat moins coûteux ;
(7) couche douce au toucher sur un substrat résistant et économique ;
(8) capuchon de couleur correctement assorti sur un substrat moins cher non coloré ;
(9) feuille avec un noyau en plastique recyclé avec différents revêtements ; et
(10) autres.
Ligne d'extrusion de feuilles PET
Ligne d'extrusion de feuilles PE
Ligne d'extrusion de plaques creuses en PP
Ligne d'extrusion de feuilles de marbre SPC