Машина для производства прозрачных PET упаковочных листов

Когда говорят о машине для производства прозрачных PET упаковочных листов, многие сразу представляют стандартный экструдер с парой валов. Это в корне неверно. Прозрачность, особенно пищевого уровня, и стабильность размеров листа — это целая система, где сам экструдер — лишь часть головоломки. За годы работы в Qingdao RuiHang Plastic machinery я видел, как клиенты фокусируются на мощности двигателя, забывая о системе фильтрации расплава или о точности калибровки трехвалковой каландровой группы. Именно эти ?мелочи? и определяют, будет ли конечный продукт — тот самый безупречно прозрачный PET-лист — конкурентоспособным на рынке упаковки для кондитерских изделий, блистеров или технических окон.

Сердце системы: экструдер и его нюансы

Да, начнем с основы. В нашем случае для PET критичен двухшнековый экструдер конического типа. Почему не параллельный? Вопрос сырья. PET, особенно вторичный или с высокой скоростью кристаллизации, требует более мягкого и контролируемого градиента плавления. Конические шнеки обеспечивают лучшее уплотнение и вытеснение расплава без перегрева. Перегрев же для PET — это начало конца: желтизна, падение вязкости, нестабильность вытяжки. В наших линиях, которые мы поставляем, например, в Восточную Европу, мы используем именно такие конфигурации. Не самый дешевый вариант, но иначе о стабильности процесса можно забыть.

Здесь часто возникает практический спор по длине шнека (L/D). Для чистого первичного PET хватает и 30:1. Но если линия рассчитана на работу со смесями, с добавлением определенного процента регранулята — а так сейчас работает большинство производителей для снижения себестоимости — то нужно закладывать 34:1 или даже 36:1. Это дает больше зон для дегазации. Влажность и летучие компоненты в PET — злейшие враги прозрачности. На одной из первых наших поставок в Россию недооценили этот момент, и клиент долго мучился с пузырьками в листе, пока не доработали систему вакуумной дегазации на приемном бункере.

И еще один момент, который не пишут в красивых каталогах: материал цилиндра и шнеков. Для PET, который обладает определенной абразивностью и коррозионной активностью (особенно при переработке бутылочного флека), банальная легированная сталь 38CrMoAlA — это минимум. Лучше — биметаллические вставки. Мы в RuiHang перешли на них лет пять назад для всех линий под PET. Да, дороже на 15-20%, но срок службы до капитального ремонта вырастает в разы. Клиент может не понять этой разницы при заказе, но через два года непрерывной работы он скажет спасибо.

Ключ к прозрачности: фильтрация и каландр

Если экструдер подготовил хороший расплав, то его главная задача — не испортить его дальше. Самый критичный узел после мундштука — это фильтр. Сетчатые пакеты — это прошлый век для качественного PET. Автоматические рукавные фильтры с непрерывной или импульсной продувкой — must have. Почему? Любая остановка для замены сетки ведет к перегреву стоячего расплава в адаптере. А это, как я уже говорил, деградация полимера. На наших линиях мы ставим гидравлические фильтры с перепадом давления не более 80 бар. Это позволяет улавливать частицы размером от 150 микрон, что для тонких упаковочных листов критически важно.

А теперь о том, где рождается сам лист — о трехвалковом каландре. Здесь догма: вертикальная или L-образная конфигурация с полированными хромированными валами. Горизонтальные каландры для PET не годятся из-за гравитационного провисания полотна. Температурный контроль каждого вала с точностью до ±1°C — это не прихоть, а необходимость. Средний вал обычно холоднее верхнего и нижнего. Настройка зазоров — это уже искусство оператора. Малейший перекос — и получится лист с разной толщиной по ширине, который в дальнейшем при термоформовке будет вести себя непредсказуемо.

Вспоминается случай на заводе в Казахстане. Они купили у конкурентов линию, где каландр был с обычным паровым обогревом. Температура ?плавала? на 5-7 градусов. В итоге лист имел мутные полосы и волнистость кромки. Проблему решили только после модернизации на термомасляную систему с точными PID-регуляторами, которую мы и предложили. С тех пор они заказывают только такое оснащение. Вывод: на каландре экономить — себе дороже.

Вспомогательное оборудование: то, без чего не обойтись

Многие заказчики, просчитывая бюджет, начинают резать именно по вспомогательному оборудованию. Мол, тянущие валки, обрезные кромкорезы, намотчик — это все можно взять попроще. Фатальная ошибка. Возьмем систему намотки. Для тонких PET-листов, особенно прозрачных, неприемлема даже малейшая рябь или напряжение внутри рулона. Нужен намотчик с центральным приводом и системой контроля натяжения с тензодатчиками. Простые фрикционные намотчики будут создавать переменное натяжение, что приведет к деформации листа при хранении и последующей нестабильности в термоформе.

Система охлаждения валов каландра — еще один пункт. Она должна быть рассчитана на пиковые нагрузки. Летом, при температуре в цехе +30°C и выше, чиллеры должны стабильно держать температуру охлаждающей воды. Мы всегда рекомендуем закладывать запас по холодопроизводительности минимум 20%. Один наш клиент в Узбекистане этого не сделал, и в жаркие месяцы ему приходилось снижать скорость экструзии на 30%, чтобы не потерять прозрачность из-за недостаточного охлаждения. Производительность линии упала катастрофически.

И, конечно, обрезка кромки. PET — материал хрупкий, и место реза должно быть идеально чистым, без заусенцев и сколов. Некачественные дисковые ножи или неправильный угол заточки приведут к образованию микротрещин, которые при растяжении в термоформе превратятся в полноценный разрыв. Мы комплектуем линии пневматическими гильотинными резаками с алмазным напылением на лезвиях. Мелочь? Да. Но именно из таких мелочей складывается качество готового рулона.

Сырье и настройка процесса: где теория встречается с практикой

Можно иметь самую совершенную машину для производства прозрачных PET упаковочных листов, но засыпать в нее некондиционное или неподготовленное сырье. PET гигроскопичен. Сушка — обязательный этап. Причем не просто сушка, а сушка с точным контролем точки росы (не выше -40°C) и времени выдержки (4-6 часов при 160-180°C). Частая ошибка — экономия на объеме бункера сушилки. Если бункер рассчитан на два часа работы экструдера, а цикл сушки четыре часа, оператор будет вынужден загружать недосушенный материал. Результат — пузыри и матовость листа.

Настройка температурных профилей по зонам экструдера — это уже опыт. Универсальных рецептов нет. Для разных марок PET (например, от разных поставщиков) профиль будет отличаться. Обычно начинают с классического прогрева от зоны загрузки к головке, но потом, в процессе, могут опускать температуру в зоне дозирования, чтобы увеличить давление и улучшить гомогенизацию. Это чувствуется только на практике. Наши сервис-инженеры, монтируя оборудование, всегда проводят пусконаладку на том сырье, которое будет использовать заказчик, а не на идеальном лабораторном образце.

И последнее — контроль качества. Он должен быть in-line. Просто смотреть на лист на выходе из каландра недостаточно. Нужен как минимум лазерный измеритель толщины, который строит карту поперечного профиля листа в реальном времени. И ультразвуковой дефектоскоп для выявления внутренних включений или пустот. Инвестиция в такое оборудование окупается за счет сокращения брака и рекламаций от конечных покупателей упаковки. В наших проектах для крупных производителей мы всегда закладываем такую систему мониторинга, интегрированную в общий щит управления.

Вместо заключения: мысль о надежности

Работая в Qingdao RuiHang Plastic machinery и наблюдая за более чем 300 нашими линиями по всему миру, я пришел к простому выводу. Надежность машины определяется не только качеством сборки на заводе, но и тем, насколько глубоко производитель понимает технологию переработки конкретного материала. PET — не PP и не PS. У него своя химия, своя реология. Делая ставку на стандартные решения, можно получить работающий аппарат, но не эффективную производственную систему для конкурентоспособного продукта.

Поэтому когда к нам приходят с запросом на машину для производства прозрачных PET упаковочных листов, первый разговор всегда о сырье, о требуемых характеристиках листа и о том, в каких условиях будет работать линия. Без этого диалога любое предложение — просто продажа железа. А наша задача, как я ее понимаю, — продать стабильный, предсказуемый процесс. Именно это и позволяет нашим клиентам из более чем 50 стран годами работать без серьезных сбоев, выпуская тот самый чистый, как стекло, PET-лист, который требует рынок.

Иногда кажется, что все уже придумано. Но потом появляется новый тип добавки, улучшающей скольжение, или ужесточаются санитарные нормы для пищевой упаковки. И снова приходится возвращаться к чертежам, к настройкам, к диалогу с технологами на производстве. В этом, наверное, и есть суть работы — не в сборке машины, а в постоянной адаптации под меняющиеся требования к конечному продукту. И PET-лист здесь — отличный и очень требовательный пример.