آلة تقطيع أغشية البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) تعالج الخدوش: تحويل مجموعة بكرات مقاومة للخدش

يُعدّ التقطيع عمليةً أساسيةً في إنتاج ومعالجة أغشية البولي إيثيلين تيريفثالات (PET). وتؤثر جودة التقطيع بشكلٍ مباشر على معدل إنتاجية الغشاء عند استخدامه لاحقًا، وتُعتبر الخدوش السطحية من أكثر عيوب الجودة شيوعًا وإزعاجًا في عملية التقطيع. خاصةً بالنسبة لأغشية PET ذات القيمة المضافة العالية، مثل أغشية PET البصرية والإلكترونية، قد يؤدي خدش بسيط إلى تلف اللفة بأكملها. ولذلك، بدأت العديد من الشركات بتطوير المكونات الرئيسية لآلة التقطيع - مجموعة اللفائف - لتكون مقاومة للخدوش، مما يقلل من خطر حدوثها من جذورها.

1. الأسباب الرئيسية للخدوش أثناء تقطيع أغشية البولي إيثيلين تيريفثالات

قبل تحليل خطة التجديد، من الضروري توضيح الأسباب الشائعة للخدوش:

1. صلابة مفرطة أو سطح خشن لسطح الأسطوانةإذا لم يكن سطح البكرات المعدنية التقليدية (مثل بكرات الصلب وبكرات الألومنيوم) أملسًا بما فيه الكفاية، أو إذا تآكل وصدأ بعد الاستخدام طويل الأمد، فسوف يخدش الفيلم مباشرة.

2. عدم تطابق السرعة بين اللفات: هناك اختلافات في السرعة الخطية بين البكرات، مما يتسبب في تمدد الفيلم أو احتكاكه، مما يؤدي إلى حدوث خدوش.

3. وجود جسم غريب: يلتصق الغبار أو الحطام أو الجزيئات الصلبة بسطح الأسطوانة أو سطح الفيلم، مما يؤدي إلى تكوين خدوش تحت الضغط.

4. تراكم الكهرباء الساكنة:P أغشية البولي إيثيلين تيريفثالات عرضة للكهرباء الساكنة، وامتصاص الغبار، وقد يترك التفريغ الكهروستاتيكي آثارًا على سطح الغشاء.

5. التحكم غير السليم في الشديؤدي التوتر المفرط إلى التصاق الفيلم بسطح الأسطوانة، مما يزيد من احتمالية حدوث تلف ناتج عن الاحتكاك.

ومن بين هذه العوامل، يُعدّ نمط التلامس بين مجموعة البكرات والفيلم العامل الأكثر مباشرة وقابلية للتحكم. ولذلك، أصبح تطوير مجموعات بكرات مقاومة للخدش الوسيلة الأساسية لحل هذه المشكلة.

2. الفكرة الأساسية لتحويل مجموعة بكرات منع الخدش

يهدف تعديل مجموعة بكرات مقاومة الخدش إلى تقليل مخاطر التلف الميكانيكي لسطح البكرة على سطح الفيلم، مع ضمان انسيابية حركة الفيلم ودقة قصه. ويمكن أن يبدأ هذا التعديل من الجوانب التالية:

1. ترقية مادة سطح الأسطوانة: من "التلامس الصلب" إلى "التلامس الناعم"

• أسطوانة مصفحةتُغلّف طبقة من البولي يوريثان (PU) أو السيليكون، ذات صلابة معينة، الجزء الخارجي من الأسطوانة المعدنية. يتميز البولي يوريثان بمقاومته للتآكل ومرونته، بينما يتميز السيليكون بانخفاض التصاقه وخصائصه المضادة للكهرباء الساكنة. تعمل الطبقة المطاطية على تخفيف الاحتكاك المباشر بين الغشاء وسطح الأسطوانة، مما يقلل الخدوش بشكل ملحوظ.

• بكرات مطلية بالتفلون (PTFE)رشّ طبقة من التفلون على سطح اللفة لتقليل معامل الاحتكاك السطحي، مما يسمح للفيلم بالانزلاق بسلاسة دون خدش. كما يتميز التفلون بخصائص مضادة للالتصاق، مما يقلل من التصاق المواد الغريبة.

• بكرات سيراميك: بالنسبة لمتطلبات السرعة العالية ومقاومة التآكل العالية، يمكن استخدام بكرات السيراميك المطحونة بدقة، مع تشطيب سطح يصل إلى مستوى المرآة، وصلابة عالية للغاية، وليس من السهل إتلافها، ولكن بتكلفة عالية نسبيًا.

2. تحسين بنية سطح الأسطوانة: تقليل مساحة التلامس والضغط

• بكرات مجزأة: تقسيم البكرات الطويلة إلى عدة أجزاء بكرات قصيرة تدور بشكل مستقل، والتي يمكنها التكيف مع اختلاف الشد في اتجاه عرض الفيلم وتجنب الخدوش الناتجة عن الطيات أو الإزاحات الموضعية.

• بكرات مشقوقة أو حلزونيةتم تصميم أخاديد أو حلزونات دقيقة على سطح اللفة لتقليل مساحة التلامس المستمر مع الفيلم مع تسهيل إزالة الهواء والغبار المحتبس.

• بكرات عائمة نشطة: بكرات عائمة تعمل بالهواء المضغوط أو بنابض، تقوم تلقائيًا بضبط ضغط التلامس وفقًا لتغير سمك الفيلم لتجنب الخدوش الناتجة عن الضغط الزائد.

3. إضافة أجهزة توجيه بدون تلامس

بالنسبة للأسطح الفيلمية شديدة الحساسية (مثل أفلام البولي إيثيلين تيريفثالات ذات الطلاءات الوظيفية)، يُنصح باستبدال بكرات التلامس التقليدية ببكرات هوائية أو مغناطيسية. تعمل بكرة التعويم الهوائية على تثبيت الفيلم من خلال طبقة هواء مضغوطة لتحقيق نقل خالٍ من التلامس تمامًا، مما يمنع الخدوش نهائيًا.

4. تحويل النظام المساعد التعاوني

• جهاز إزالة الشحنات الساكنة:يتم تركيب قضبان إزالة الشحنات الساكنة (من نوع التأين بالتيار المتردد أو نوع التيار المستمر النبضي) قبل وبعد مجموعة البكرات لتقليل خدوش الغبار الناتجة عن الامتصاص الكهروستاتيكي.

• بكرات تنظيف مدمجة:قم بتركيب بكرات الغبار اللاصقة أو بكرات الفرشاة لإزالة الجزيئات المتراكمة بانتظام على منطقة البكرة.

• التحكم في التوتر ذو الحلقة المغلقة: بالتزامن مع التعديل، تم ترقية مستشعر الشد ونظام التحكم لضمان تزامن السرعة بين كل بكرة، والتخلص من التآكل الناتج عن اختلاف السرعة.

3. حالة تحويل نموذجية: خط إنتاج أغشية PET البصرية

تُنتج إحدى الشركات أغشية PET بصرية للمستقطبات بسماكة 50 ميكرومتر، خالية من الخدوش الظاهرة على سطحها. تستخدم آلة التقطيع الأصلية بكرات فولاذية مطلية بالكروم، وتصل نسبة عيوب الخدوش فيها إلى 3.2%. وفيما يلي إجراءات التحديث:

1. استبدل جميع بكرات التوجيه وبكرات الجر المتصلة بالفيلم ببكرات طلاء السيليكون (صلابة Shore A 60±5)، مع خشونة سطح Ra≤0.4μm.

2. أضف مجموعة من بكرات الغبار اللاصقة النشطة قبل وبعد عملية التقطيع، وستقوم بالتنظيف تلقائيًا مرتين في اليوم.

3. قم بتركيب قضيب إزالة الشحنات الساكنة عالي التردد للتيار المتردد، وقم بتركيبه على مسافة حوالي 20 مم من سطح الفيلم.

4. تحسين إعداد الشد، وتغيير التحكم الأصلي في الشد الثابت إلى التحكم في الشد المخروطي، ويقل شد اللف مع زيادة قطر الملف.

نتائج التحول: انخفض معدل عيوب الخدش من 3.2% إلى أقل من 0.15%، وزادت سرعة تشغيل المعدات بنسبة 15%، وتم توفير تكلفة النفايات السنوية بحوالي 860,000 يوان.

4. احتياطات التجديد واقتراحات الصيانة

• اختيار المواد وتكييفهايجب أن تكون مادة الطلاء متوافقة مع أغشية البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) لتجنب التلوث بالرواسب. كما يجب تجنب تعريض بكرات السيليكون للبيئات الزيتية لفترات طويلة، ويجب تجنب تعريض بكرات البولي يوريثان للأشعة فوق البنفسجية المباشرة.

• الطحن المنتظم:سيتآكل سطح أسطوانة الطلاء أو يتصلب بعد فترة من الاستخدام، ومن الضروري إعادتها إلى المصنع لإجراء عملية طحن منتظمة لاستعادة جودة السطح.

• أنظمة التنظيف: وضع إجراءات تنظيف يومية لسطح الأسطوانة، واستخدام الأقمشة غير المنسوجة ومواد التنظيف الخاصة، ومنع الأجسام الصلبة من خدش سطح الأسطوانة.

• آلية بكرة احتياطيةيوصى بتكوين مجموعة بكرات احتياطية للاستبدال السريع أثناء الطحن أو الإصلاح، مما يقلل من خسائر وقت التوقف.

5. الخاتمة

تكمن مشكلة الخدوش أثناء تقطيع أغشية البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) في الاحتكاك. ولا يقتصر تطوير مجموعة بكرات منع الخدوش على مجرد استبدال بكرة، بل هو مشروع متكامل يشمل المواد، والهيكل، والتحكم، والتنظيف. ومن خلال الاختيار العلمي والتكوين الأمثل، يمكن تحقيق عملية تقطيع منخفضة الاحتكاك وخالية من الخدوش وذات استقرار عالٍ. بالنسبة للشركات التي تسعى لإنتاج أغشية عالية الجودة، يُعد هذا التطوير استثمارًا مُجديًا للغاية، ووسيلة فعّالة لتعزيز القدرة التنافسية للمنتجات.