خطوط تولید چرم PU چگونه تولید می شود؟

خطوط تولید چرم PU با ادغام مجموعه‌ای از ماشین‌های تخصصی - ایستگاه‌های پوشش، کوره‌های خشک‌کن، واحدهای لمینیت، پرس‌های برجسته و سیستم‌های سیم‌پیچ - در یک فرآیند پیوسته خطی که یک بستر پارچه‌ای یا نبافته را به یک محصول ساخته شده از چرم مصنوعی پلی‌اورتان تبدیل می‌کند، تولید می‌شوند. توالی ساخت هسته شامل اعمال یک یا چند لایه از رزین پلی یورتان بر روی یک بستر پایه، پخت پوشش در کوره های کنترل شده با درجه حرارت، لمینیت لایه های اضافی در صورت نیاز، و سپس اعمال عملیات سطحی مانند برجسته سازی، چاپ، یا تکمیل برای دستیابی به خواص زیبایی شناختی و عملکردی مورد نظر است. خطوط تولید به‌عنوان سیستم‌های یکپارچه به‌جای ماشین‌های منفرد مهندسی می‌شوند و کل خط در محدوده محصول خاص، سرعت خروجی و روش پوشش مورد نیاز سازنده طراحی شده است.

دو فرآیند تولید اولیه در تولید چرم پلی اتیلن استفاده می شود: فرآیند خشک (که روش پوشش انتقال نیز نامیده می شود) و فرآیند مرطوب (همچنین روش پوشش مستقیم یا انعقاد نیز نامیده می شود). هر یک نیاز به یک خط تولید با پیکربندی متفاوت با تجهیزات متمایز، تنظیمات فر و سیستم های پردازش شیمیایی دارد. اکثر کارخانه های مدرن چرم پلی اتیلن یا به طور انحصاری از یک نوع خط استفاده می کنند یا خطوط جداگانه ای را برای هر فرآیند نصب می کنند تا به بخش های مختلف محصول خدمات ارائه دهند. درک اینکه این خطوط تولید چگونه ساخته می شوند و هر جزء اصلی چه کاری انجام می دهد برای هر کسی که مشخصات خط را ارزیابی می کند، طراحی یک مرکز تولید یا ارزیابی پتانسیل کیفیت یک مجموعه تولیدی معین ضروری است.

دو روش تولید: فرآیند خشک در مقابل فرآیند مرطوب

قبل از بررسی اجزای منفرد یک خط تولید چرم PU، مهم است که دو رویکرد تولید اساساً متفاوت را درک کنید، زیرا آنها پیکربندی تجهیزات کاملاً متفاوتی را هدایت می کنند.

فرآیند خشک (روش پوشش انتقال)

در فرآیند خشک، رزین PU ابتدا روی یک کاغذ آزاد سیلیکونی یا فیلم رهاسازی پوشانده می‌شود که بافت سطح و الگوی آن را به محصول نهایی چرمی منتقل می‌کند. کاغذ رهاسازی پوشش داده شده از یک اجاق خشک می گذرد که در آن حلال تبخیر می شود و فیلم PU جامد می شود. سپس یک لایه چسب روی فیلم PU پخته شده اعمال می شود و زیرلایه پارچه یا غیر بافته شده بر روی چسب تحت فشار لمینت می شود. پس از عمل آوری، کاغذ رهاسازی کنده می شود و سطح PU - کامل با بافت برجسته از کاغذ آزاد - به زیرلایه پارچه منتقل می شود. کاغذ رهاسازی برای استفاده مجدد در بسیاری از چرخه‌های تولید دوباره گرد می‌شود.

فرآیند خشک برای اکثر چرم های PU مد با کیفیت بالا برای کفش، کیف های دستی، اثاثه یا لوازم داخلی مبلمان و فضای داخلی خودرو استفاده می شود. این امکان کنترل دقیق ظاهر سطح، ضخامت لایه و بافت را فراهم می کند. یک خط استاندارد چرمی PU فرآیند خشک با سرعت 8 تا 25 متر در دقیقه کار می کند بسته به ضخامت پوشش و طول فر.

فرآیند مرطوب (روش انعقاد)

در فرآیند مرطوب، رزین PU حل شده در حلال دی متیل فرمامید (DMF) مستقیماً روی یک بستر پارچه پوشانده می شود و سپس از یک حمام آب حاوی مخلوط DMF-آب عبور می کند. همانطور که پارچه پوشش داده شده از داخل حمام عبور می کند، آب DMF را در پوشش جابجا می کند و باعث می شود PU به یک ساختار متخلخل و اسفنج مانند با بافتی شبیه ساختار دانه داخلی چرم طبیعی منعقد شود. سپس پارچه از مخازن شستشوی آب عبور می کند تا باقیمانده DMF را حذف کند، سپس در کوره های خشک کردن برای حذف آب و در نهایت از مرحله تصفیه سطح عبور می کند.

فرآیند مرطوب، چرم PU را با قابلیت تنفس عالی، نرمی، و حس طبیعی چرمی‌مانند دست تولید می‌کند – که باعث می‌شود برای آستر کفش‌های گران‌قیمت، دستکش‌های ورزشی و برخی کاربردهای مبلمان ترجیح داده شود. با این حال، به سیستم‌های بازیابی DMF گسترده‌ای برای انطباق با محیط‌زیست نیاز دارد، که خط فرآیند مرطوب را به طور قابل‌توجهی پیچیده‌تر و سرمایه‌برتر از معادل فرآیند خشک می‌کند. خطوط فرآیند مرطوب به واحدهای بازیابی DMF نیاز دارند که قادر به بازیابی بیش از 95٪ DMF استفاده شده باشند. برای برآورده کردن استانداردهای تخلیه زیست محیطی در اکثر حوزه های تولیدی.

ایستگاه های اصلی تجهیزات در یک خط چرمی PU با فرآیند خشک

یک خط تولید کامل چرم PU با فرآیند خشک، چندین ایستگاه تخصصی را در یک جریان تولید مداوم یکپارچه می کند. خط معمولاً گسترش می یابد طول کل 60 تا 150 متر بسته به تعداد ایستگاه های پوشش، طول فر و واحدهای تکمیل اختیاری شامل. هر ایستگاه عملکرد خاصی را انجام می دهد که محصول نهایی را لایه به لایه می سازد.

ایستگاه باز کردن کاغذ را آزاد کنید

توالی تولید از پایه باز کردن کاغذ رهاسازی شروع می‌شود، جایی که رول‌های بزرگ کاغذ آزاد با روکش سیلیکونی - معمولاً 500 تا 2000 متر در هر رول - بارگذاری می‌شوند و با کشش کنترل‌شده در مسیر اصلی تولید باز می‌شوند. کاغذ آزاد، بافت سطحی را برای چرم PU تمام شده فراهم می کند: کاغذهای آزاد کننده مختلف دارای الگوهای دانه های برجسته متفاوتی هستند (دانه طبیعی، دانه سنگریزه، صاف، کروکودیل، و غیره) که به طور دائم در طول فرآیند پوشش و لمینیت به سطح PU منتقل می شوند. ایستگاه باز کردن دارای یک سیستم کنترل کشش است تا کشش کاغذ آزاد را ثابت نگه دارد، زیرا قطر رول در حین باز کردن کاهش می یابد، و از چین و چروک یا ثبت نادرست که باعث نقص سطح روی چرم تمام شده می شود، جلوگیری می کند.

اولین ایستگاه پوشش (لایه سطحی / پوشش بالایی)

کاغذ آزاد از زیر اولین سر پوشش عبور می کند، جایی که ضخامت دقیق رزین پلی اورتان - پوشش سطح - اعمال می شود. بسته به ویسکوزیته فرمول PU و یکنواختی ضخامت مورد نیاز، سر پوشش معمولاً یک روکش با کاما (که به آن روکش چاقو روی رول نیز گفته می شود) یا رول رول رول است. هندسه نوار کاما با حفظ شکاف دقیق بین نوار پوشش و سطح کاغذ آزاد، یک ضخامت فیلم یکنواخت و کنترل شده را ایجاد می کند. ضخامت پوشش سطحی معمولاً 0.05 تا 0.15 میلی متر است ، در یک گذر از فرمول رزین PU که به طور خاص برای سختی سطح، مقاومت شیمیایی و رنگ پذیری مهندسی شده است، اعمال می شود. رزین حاوی مواد رنگی، پیوندهای متقاطع و افزودنی های کاربردی (تثبیت کننده های UV، عوامل ضد خش، ترکیبات ضد کپک) است که قبل از پوشش دهی مخلوط شده اند.

اولین کوره خشک کن

پس از اولین ایستگاه پوشش، کاغذ رهاسازی پوشش داده شده وارد اولین کوره خشک‌کن می‌شود - یک کوره هوای اجباری چند ناحیه‌ای که حلال (معمولاً DMF، MEK، تولوئن یا حلال مبتنی بر آب بسته به سیستم رزینی) را حذف می‌کند و فیلم PU را پخت می‌کند. فر به مناطق درجه حرارت تقسیم می شود - معمولا سه تا پنج منطقه از 80 درجه سانتیگراد تا 150 درجه سانتیگراد - افزایش تدریجی دما از ورودی به خروجی. این مشخصات درجه حرارت درجه بندی شده بسیار مهم است: اگر دما خیلی سریع افزایش یابد، حلال محبوس شده در پوشش مرطوب می جوشد و حباب ها یا سوراخ هایی در فیلم پخت ایجاد می کند. طول فر بر اساس سرعت خط و زمان مورد نیاز برای تبخیر کامل حلال و تشکیل فیلم محاسبه می‌شود - طول معمولی کوره اول 15 تا 30 متر است. هوای خروجی مملو از حلال از اجاق از طریق یک واحد بازیابی حلال یا اکسید کننده کاتالیزوری قبل از تخلیه به اتمسفر، مطابق با مقررات انتشار VOC، جمع‌آوری و تصفیه می‌شود.

ایستگاه پوشش دوم (و اختیاری سوم) - لایه میانی

پس از اولین کوره، لایه سطحی پخته شده از طریق یک بخش خنک کننده به دمای محیط باز می گردد و سپس از زیر سر پوشش دوم عبور می کند که در آن لایه میانی رزین PU اعمال می شود - معمولاً فرمولاسیون فوم یا نرم تری که به حجیم، نرمی و بدنه به چرم نهایی کمک می کند. برخی از خطوط تولید شامل یک ایستگاه پوشش سوم برای لایه میانی دوم یا یک لایه فوم چسب است. لایه میانی معمولاً ضخیم‌تر از پوشش سطحی است. معمولاً 0.1 تا 0.3 میلی متر در هر لایه و ممکن است از فوم مکانیکی یا شیمیایی برای ایجاد یک ساختار سلولی استفاده کند که خواص بالشتکی و لمسی محصول نهایی را بهبود می بخشد. هر ایستگاه پوشش اضافی توسط کوره خشک کن خود با طول و مشخصات دمای مناسب دنبال می شود.

ایستگاه پوشش چسب

قبل از چسباندن بستر پارچه به لایه‌های PU بر روی کاغذ آزاد، یک پوشش چسب اعمال می‌شود - بسته به طراحی فرآیند، یا در پشت پشته فیلم PU یا روی سطح پارچه. این چسب یک رزین باندینگ مبتنی بر PU است که برای سازگاری با پوشش PU و زیرلایه پارچه فرموله شده است. باید در ضخامت دقیق و یکنواخت اعمال شود - معمولاً 0.02 تا 0.08 میلی متر است - و تا حدی پخته شده (به حالت چسبنده و نه کاملاً تنظیم شده) در یک بخش خشک کردن کوتاه به طوری که چسبندگی کافی برای چسبندگی قوی در هنگام اعمال فشار ورقه ورقه حفظ شود. طراحی ایستگاه پوشش چسب برای قوام استحکام پوسته شدن بسیار مهم است - تغییر وزن پوشش چسب یکی از دلایل اصلی شکست لایه لایه شدن در چرم PU تمام شده است.

ایستگاه لمینیت بستر پارچه

زیرلایه پارچه یا نبافته - که از یک پایه باز کردن پارچه جداگانه باز می شود - با پشته فیلم PU پوشانده شده با چسب در ایستگاه لمینیت تماس پیدا می کند. یک جفت غلتک لمینیت فشار کنترل شده ای را اعمال می کند تا پارچه را محکم به فیلم PU بچسباند. فشار نوک، دمای رول و سرعت خط در این نقطه پارامترهای مهمی هستند که استحکام باند، صافی سطح و پایداری ابعادی مواد نهایی را تعیین می‌کنند. فشار غلتک لمینیت معمولاً بین 0.2 تا 0.8 مگاپاسکال است بسته به وزن و ضخامت پارچه، و سطوح غلتکی ممکن است تا 80 تا 120 درجه سانتیگراد گرم شوند تا به فعال شدن چسب کمک کنند. کامپوزیت ترکیبی - کاغذ آزاد / لایه‌های PU / چسب / پارچه - از طریق یک کوره پس از لمینیت برای پخت نهایی چسب قبل از جدا شدن کاغذ آزاد ادامه می‌یابد.

جداسازی و پیچیدن کاغذ را آزاد کنید

پس از خشک شدن کامل چسب، کامپوزیت از اطراف یک غلتک جداکننده عبور می کند که در آن کاغذ رهاسازی از سطح چرم PU جدا می شود. این جداسازی سطح نهایی PU را - با بافت، سطح براقیت و رنگ تعیین شده توسط کاغذ رهاسازی و فرمولاسیون رزین PU - برای اولین بار نشان می دهد. کاغذ رهاسازی بر روی یک قرقره برای استفاده مجدد در دوره های تولید بعدی باز می گردد. کاغذهای آزاد کننده سیلیکونی با کیفیت بالا معمولاً قابل استفاده مجدد هستند 20 تا 80 بار قبل از اینکه روکش آزاد کننده تحلیل رود و کاغذ باید تعویض شود. چرم PU که اکنون در معرض دید قرار گرفته است - با پشتی بستر و با سطح تمام شده رو به بالا - تا قسمت عملیات سطح و تکمیل خط ادامه می یابد.

ایستگاه های تصفیه و تکمیل سطح

پس از اینکه فیلم PU از کاغذ رهاسازی به زیرلایه پارچه منتقل شد، چرم PU پایه از یک سری ایستگاه های تصفیه سطح عبور می کند که رنگ، بافت، براقیت و ویژگی های عملکردی نهایی را اعمال می کند. این عملیات تکمیلی، کامپوزیت پایه را به یک چرم PU آماده بازار با ویژگی های ظاهری و عملکرد خاص مورد نیاز برنامه نهایی تبدیل می کند.

چاپ سطحی و تصحیح رنگ

غلتک های چاپ گراور یا ایستگاه های چاپ فلکسوگرافی، پوشش های رنگی سطح، الگوهای تزئینی یا لایه های اصلاح کننده رنگ را روی سطح PU اعمال می کنند. چاپ گراور امکان اعمال رنگ دقیق و قابل تکرار را در لایه های نازک می دهد - معمولاً 5 تا 30 میکرون در هر پاس رنگ - و قادر به بازتولید الگوهای پیچیده، دانه های چوب، جلوه های سنگی یا طرح های انتزاعی بر روی سطح PU است. خطوط چاپ چند رنگ ممکن است سه تا شش ایستگاه چاپ را به ترتیب با یک بخش خشک کردن کوتاه یا خشک کردن UV بین هر کدام برای جلوگیری از خونریزی رنگ ترکیب کنند.

پرس برجسته

برای چرم PU که به یک بافت سطح سه بعدی خاص نیاز دارد - الگوی دانه، دریچه متقاطع، سوراخ‌ها، یا سایر هندسه‌های سطحی - یک ایستگاه برجسته در خط گنجانده شده است. پرس برجسته متشکل از یک غلتک برجسته گرم شده (یا پرس تخت برای برخی کاربردها) است که با الگوی سطح مورد نظر حک شده است، که سطح PU گرم شده را فشار می دهد تا بافت را به طور دائمی پخش کند. دمای غلتک برجسته معمولاً از 100 درجه سانتیگراد تا 180 درجه سانتیگراد متغیر است ، با دمای دقیق تعیین شده توسط نقطه نرم شدن فرمول PU خاص مورد استفاده. برای چرم PU تولید شده توسط فرآیند خشک، گاهی اوقات از نقش برجسته برای تقویت یا تیز کردن بافتی که قبلاً از کاغذ آزاد منتقل شده است یا برای ایجاد بافت کاملاً متفاوت روی سطح محصول با نادیده گرفتن الگوی کاغذ آزاد استفاده می شود.

کاربرد تاپ کوت و تکمیل سطح

در ایستگاه تصفیه سطح نهایی، روکش بالایی اعمال می شود - یک فرمول پلی یورتان پلی یورتان نازک و بسیار بادوام که از لایه های چاپی و رنگی زیرین محافظت می کند و سطح براقیت سطح نهایی (مات، نیمه براق یا براق بالا) را تعیین می کند. پوشش رویی همچنین ممکن است دارای افزودنی‌های کاربردی مانند ترکیبات ضد خش، عوامل آبگریز، پوشش‌های ضد مه برای کاربردهای خودرو، یا درمان‌های ضد میکروبی برای کاربردهای بهداشتی یا کالاهای ورزشی باشد. کاربرد تاپ کوت معمولاً توسط غلتک گراور یا پوشش اسپری، با ضخامت فیلم خشک 5 تا 20 میکرون - به اندازه کافی نازک برای حفظ شفافیت بافت سطح و در عین حال محافظت از سطح بادوام.

بخش خنک کننده و تهویه مطبوع

پس از عبور از قسمت نهایی فر از خط پایان، چرم PU باید قبل از سیم پیچی تا دمای محیط خنک شود. یک بخش خنک کننده - یک سری غلتک خنک کننده با آب یا یک تونل خنک کننده هوا - به سرعت دمای مواد را از 80 تا 140 درجه سانتیگراد به زیر 40 درجه سانتیگراد کاهش می دهد. این مرحله خنک کننده صرفاً یک راحتی عملی نیست - برای ثبات ابعادی ضروری است. زخم چرم PU در حالی که هنوز داغ است، با انقباض مواد در طول خنک شدن در رول، تغییر شکل دائمی ایجاد می کند که باعث اعوجاج سطح، تغییر کشش و مشکل در عملیات تبدیل پایین دستی مانند برش و لمینیت می شود.

سیستم های سیم پیچ، بازرسی و کنترل کیفیت

در انتهای خط تولید، چرم PU تمام شده بازرسی، اندازه گیری و برای حمل و نقل یا تبدیل بیشتر به رول پیچ می شود. سیستم های سیم پیچ و بازرسی که در خط تولید چرم PU مدرن ادغام شده اند به طور قابل توجهی پیچیده تر از سیم پیچ های ساده هستند.

سیستم های تشخیص عیب آنلاین

سیستم‌های دوربین با سرعت بالا که در بالای مسیر تولید نصب شده‌اند، به‌طور مداوم تمام عرض سطح متحرک چرم PU را برای عیوب اسکن می‌کنند - سوراخ‌ها، پرش‌های پوشش، تغییرات رنگ، آلودگی سطح، خرابی‌های برجسته یا حباب‌های لایه‌بندی. سیستم دوربین تصاویر را با سرعت خط با استفاده از نرم افزار تجزیه و تحلیل خودکار تصویر پردازش می کند که هر فریم را با استانداردهای کیفیت مرجع مقایسه می کند، هر ناحیه معیوب را با یک جت جوهر یا برچسب چسب علامت گذاری و علامت گذاری می کند. این بازرسی خودکار به اپراتور سیم پیچ اجازه می دهد تا بخش های معیوب را جدا کند یا رول های با کیفیت پایین را بدون کند کردن خط تولید اصلی جدا کند. سیستم های بازرسی نوری مدرن می توانند عیوب سطحی به قطر 0.5 میلی متر را تشخیص دهند با سرعت خط تا 30 متر در دقیقه.

اندازه گیری ضخامت و اندازه گیری عرض

ضخامت سنج های درون خطی - معمولاً مثلثی سازی لیزری یا حسگرهای پرتو بتا - به طور مداوم ضخامت کل چرم PU تمام شده را در عرض کامل اندازه گیری می کنند و داده ها را بر اساس موقعیت و زمان ثبت می کنند. این داده‌ها در سیستم مدیریت تولید ثبت می‌شوند و برای تأیید اینکه ضخامت پوشش مطابق با مشخصات است، برای تشخیص انحراف فرآیندی که نیاز به اصلاح دارد، و برای ایجاد سوابق ردیابی برای هر رول تولید استفاده می‌شود. سنسورهای تشخیص لبه به طور همزمان پهنای تمام شده هر رول را اندازه گیری و ثبت می کنند، از انطباق با مشخصات مشتری اطمینان می دهند و در صورت عدم عملکرد صحیح برش لبه، هشدار خودکار را ممکن می سازند.

ایستگاه سیم پیچ کنترل شده با تنش

چرم PU تمام شده بر روی مقوا یا هسته های فلزی با کشش دقیق کنترل شده ای پیچیده می شود که با افزایش قطر رول کاهش می یابد - پروفیل سیم پیچی به نام کنترل کشش مخروطی. سیم پیچی با کشش ثابت باعث می‌شود که لایه‌های داخلی یک رول بزرگ محکم‌تر از لایه‌های بیرونی پیچیده‌تر شود و شیب تنش داخلی ایجاد کند که باعث تلسکوپ شدن، فروپاشی یا ایجاد علائم کشش دائمی در طول ذخیره‌سازی می‌شود. کنترل کشش مخروطی تنش سیم پیچ یکنواخت را در سرتاسر رول تضمین می کند و رول هایی را تولید می کند که به طور تمیز و بدون اعوجاج در فرآیندهای تبدیل پایین دست باز می شوند. رول های ساخته شده از چرم PU معمولاً 200 تا 800 کیلوگرم وزن دارند و حاوی 50 تا 300 متر خطی مواد در هر رول بسته به ضخامت و وزن پارچه است.

مشخصات تجهیزات کلیدی برای یک خط تولید کامل چرم PU

جدول زیر ایستگاه های تجهیزات اصلی یک خط چرم PU فرآیند خشک، مشخصات اولیه آنها و پارامترهای حیاتی که کیفیت محصول را در هر مرحله تعیین می کند، خلاصه می کند.

پیکربندی خط فرآیند مرطوب: تفاوت های کلیدی در تجهیزات

یک فرآیند مرطوب خط تولید چرم PU برخی از مفاهیم تجهیزات را با فرآیند خشک به اشتراک می گذارد - سرهای پوشش، کوره های خشک کن، سیستم های سیم پیچ - اما شامل چندین جزء اصلی اضافی خاص برای شیمی انعقاد فرآیند است.

ایستگاه پوشش مستقیم روی پارچه

در فرآیند مرطوب، سر پوشش محلول PU-DMF را مستقیماً بر روی زیرلایه پارچه متحرک اعمال می کند - معمولاً یک پارچه پلی استر یا نایلون نبافته. ویسکوزیته پوشش بالاتر از فرمولاسیون های فرآیند خشک است و شکاف چاقو طوری تنظیم می شود که در یک پاس ضخامت کل پوشش نهایی مطلوب را بدست آورد. ضخامت پوشش به طور معمول 0.3 تا 1.5 میلی متر است برای لایه فرآیند مرطوب، به طور قابل توجهی ضخیم تر از لایه های تک فرآیند خشک است.

سیستم حمام انعقادی

پارچه پوشش داده شده بلافاصله وارد حمام انعقادی می شود - مخزنی پر از مخلوط DMF و آب، که در غلظت و دمای کنترل شده نگهداری می شود. همانطور که پارچه پوشش داده شده به آرامی در داخل حمام حرکت می کند، آب به داخل پوشش PU پخش می شود در حالی که DMF به بیرون منتشر می شود و باعث انعقاد (انجماد) PU به ریزساختار متخلخل مشخصه آن می شود. غلظت حمام - نسبت DMF به آب - یک پارامتر فرآیند حیاتی است: غلظت DMF حمام انعقادی معمولی بین 15 تا 30 درصد است. . غلظت بالاتر DMF ساختار منافذ ظریف تر و متراکم تری ایجاد می کند. غلظت کمتر ساختاری درشت تر و بازتر ایجاد می کند. زمان ماندن پارچه در حمام انعقادی معمولاً 5 تا 15 دقیقه است که به مخازن حمام طولانی 30 تا 80 متر طول کل در سرعت های معمولی خط نیاز دارد.

مخازن شستشوی آب

پس از انعقاد، پارچه پوشش داده شده با PU حاوی DMF باقیمانده قابل توجهی در ساختار منافذ - معمولاً چند درصد وزن - است که باید حذف شود تا محصولی تولید شود که از نظر شیمیایی ایمن است و با استانداردهای ایمنی محیطی و محصول مطابقت دارد. پارچه از یک سری مخازن شستشوی آب ضد جریان عبور می کند - معمولاً 4 تا 8 مخزن پشت سر هم - که به تدریج DMF را رقیق و شستشو می دهند. آب شستشو از مخازن جمع آوری شده و به سیستم بازیابی DMF تغذیه می شود. بخش شستشو باید DMF باقیمانده در چرم PU تمام شده را به کمتر از 0.5٪ وزنی کاهش دهد. برای برآوردن الزامات استاندارد کیفیت محصول برای اکثر برنامه ها.

سیستم بازیابی DMF و درمان محیطی

آب شستشوی جمع آوری شده از مخازن شستشو حاوی DMF در محلول رقیق است. از آنجایی که DMF هم یک حلال ارزشمند و هم ماده ای است که به دلایل محیطی و بهداشت کارگران تنظیم می شود، بازیابی آن از آب شستشو یک ضرورت اقتصادی و نظارتی است. یک سیستم بازیابی DMF مبتنی بر تقطیر، آب شستشو را پردازش می کند تا DMF را از آب جدا کند، DMF را برای استفاده مجدد در تهیه رزین بازیابی می کند و آب تمیز را مطابق با استانداردهای تخلیه فاضلاب تخلیه می کند. خطوط مدرن PU با فرآیند مرطوب به دست می آورند نرخ بازیابی DMF 95٪ تا 99٪ از DMF که در ابتدا اعمال می شد، این فرآیند را علی رغم سرمایه گذاری تجهیزات اضافی مورد نیاز، از نظر اقتصادی مقرون به صرفه می کرد.

خشک کردن و درمان سطح

پس از شستشو، پارچه پوشش داده شده با PU از کوره های خشک کن عبور می کند تا آب را از ساختار متخلخل PU خارج کند. خشک کردن با فرآیند مرطوب به دماهای کمتری نسبت به خشک کردن با فرآیند خشک نیاز دارد - معمولاً 80 تا 120 درجه سانتی گراد - زیرا ساختار PU متخلخل قبلاً تشکیل شده است و به جای درمان با حلال، فقط حذف رطوبت مورد نیاز است. پس از خشک شدن، چرم PU با فرآیند مرطوب پایه تحت عملیات سطحی قرار می گیرد - صاف کردن تا سطح، و به دنبال آن مراحل چاپ، پوشش رویی و برجسته سازی استفاده شده در فرآیند خشک، برای دستیابی به ظاهر نهایی و عملکرد مورد نیاز انجام می شود.

مواد اولیه و نقش آنها در طراحی خط تولید

مواد خام فرآوری شده در خط تولید چرم PU، ورودی غیرفعال نیستند - خواص فیزیکی و شیمیایی خاص آنها مستقیماً تعیین می کند که چگونه خط تولید باید پیکربندی شود، تجهیزات باید چه دماها و تنش هایی را تحمل کند، و چه سیستم های کنترل کیفیت مورد نیاز است. درک مواد اولیه کلیدی روشن می کند که چرا مشخصات خط تولید بین تولید کنندگان و انواع محصول متفاوت است.

• رزین پلی اورتان: موجود در فرمولاسیون بر پایه حلال، مبتنی بر آب و 100% جامد. PU مبتنی بر حلال وسیع‌ترین محدوده ویژگی را ارائه می‌دهد و در خطوط تولید معمولی همچنان غالب است. PU مبتنی بر آب به طور فزاینده ای در خطوط سازگار با محیط زیست استفاده می شود، اما به مشخصات فرهای متفاوتی (مدیریت بخار، زمان خشک شدن طولانی تر) نیاز دارد و ویژگی های سطحی تا حدودی متفاوتی را تولید می کند. ویسکوزیته رزین در دمای کاربرد، روش پوشش را تعیین می‌کند - رزین‌های با ویسکوزیته بالا با پوشش کاما میله مناسب هستند. رزین های کم ویسکوزیته مناسب کاربرد رول گراور هستند.
• بستر پارچه: پارچه های پلی استر بافته شده، پلی استر بافتنی، پلی استر نبافته، یا پارچه های نبافته میکروفیبر تقسیم شده انواع زیرلایه اصلی هستند. هر کدام دارای ویژگی های کشیدگی، وزن و بافت سطح متفاوتی هستند که بر الزامات کنترل کشش در خط تولید تأثیر می گذارد. زیرلایه های بافته شده سنگین به قابلیت کشش باز شدن پارچه بیشتری نیاز دارند. پارچه‌های کشباف به سیستم‌های کنترل کشش شناور برای جلوگیری از اعوجاج نیاز دارند.
• کاغذ انتشار: کاغذ رها، بافت سطح و براقیت چرم PU فرآیند خشک را مشخص می کند. کاغذها در صدها نوع الگوی موجود هستند - دانه طبیعی، دانه اصلاح شده، براقیت ثبت شده، اثر جیر - با پوشش های آزاد کننده سیلیکونی با نیروی آزادسازی متفاوت. کاغذ باید پایداری ابعادی را در محدوده دمایی کوره‌های خشک‌کن حفظ کند، که مواد پایه کاغذ را به کاغذهای صنایع دستی سنگین وزن یا لایه‌های پلی استر برای کاربردهای با دمای بالا محدود می‌کند.
• رنگ ها و افزودنی ها: رزین PU با استفاده از رنگ‌های سازگار با پلیمر پراکنده در رزین‌های حامل رنگ‌دانه می‌شود. سیستم رنگ باید هم با شیمی PU و هم با روکش پایین دستی سازگار باشد - خونریزی رنگ از رنگدانه های کمتر تثبیت شده به لایه پوشش بالایی یک نقص کیفیت است که می تواند کل دوره های تولید را ناسازگار کند. جاذب های UV، آنتی اکسیدان ها، تثبیت کننده های ضد هیدرولیز و بازدارنده های شعله برای برآوردن مشخصات عملکرد محصول برای بازارهای نهایی خاص اضافه می شوند.

اتوماسیون خط، سیستم های کنترل و یکپارچه سازی صنعت 4.0

خطوط تولید چرم PU مدرن، سیستم‌های بسیار خودکاری هستند که در آن هماهنگی ده‌ها غلتک مستقل، سرهای پوشش، مناطق کوره و ابزار نظارتی توسط سیستم‌های کنترل یکپارچه PLC و SCADA مدیریت می‌شود. معماری اتوماسیون خط تولید به اندازه خود تجهیزات مکانیکی برای کیفیت و کارایی تولید مهم است.

معماری کنترل تنش

مدیریت کشش چالش اصلی کنترل در خط چرم PU است زیرا این ماده با پوشش، خشک شدن، لمینیت و پردازش در هر ایستگاه، خواص مکانیکی خود - سفتی، کشیدگی و چگالی - را تغییر می‌دهد. هر بخش از خط باید تار مواد را در کششی مناسب با وضعیت فعلی و مرحله فرآیند خود حفظ کند، بدون اینکه زیرلایه را بیش از حد کشش دهد (که باعث اعوجاج طول محصول نهایی می‌شود) یا کشش کم تار (که باعث ایجاد چین و چروک و خطا در ردیابی می‌شود). یک خط چرمی PU مدرن از کنترل تنش منطقه به منطقه با غلطک های رقصنده و لودسل ها استفاده می کند که بازخورد تنش در زمان واقعی را به سیستم درایو ارائه می دهد و تنش را در داخل حفظ می کند. ± 3٪ از نقطه تنظیم در تمام سرعت های عملیاتی و در هنگام شتاب و کاهش سرعت گذرا.

مدیریت دمای فر

هر منطقه فر به طور مستقل توسط یک کنترل کننده دمای PID با فیدبک ترموکوپل کنترل می شود و دمای تنظیم شده را در داخل حفظ می کند. ± 2 درجه سانتی گراد تا 5 ± درجه سانتی گراد در عرض کامل فر یکنواختی دمای کوره متقاطع - اختلاف دما بین مرکز و لبه‌های اجاق در هر نقطه مشخص در طول آن - یک ویژگی حیاتی است زیرا خشک شدن ناهموار باعث ایجاد خواص سطحی ناهموار در عرض صفحه می‌شود. اجاق‌های با کارایی بالا از هندسه‌های نازل و طرح‌های گردش هوا استفاده می‌کنند که به طور خاص برای دستیابی به یکنواختی دمای کوره متقاطع طراحی شده‌اند. بهتر از 3± درجه سانتیگراد در عرض تا 2000 میلی متر

مدیریت دستور غذا و قابلیت ردیابی تولید

سیستم SCADA دستور العمل های تولید را ذخیره می کند - مجموعه کاملی از پارامترهای فرآیند برای هر نوع محصول - در یک پایگاه داده قابل دسترسی از HMI. هنگامی که تولید از یک محصول به محصول دیگر تغییر می کند، اپراتور دستور جدید را انتخاب می کند و سیستم به طور خودکار تمام پارامترهای فرآیند را با مشخصات جدید تنظیم می کند، از جمله دمای کوره، شکاف های سر پوشش، فشار غلتک لایه لایه، دمای منبت و پروفیل های کشش سیم پیچ. تمام پارامترهای فرآیند به طور مداوم بر اساس زمان، هویت رول و سفارش تولید ثبت می‌شوند و یک رکورد ردیابی کامل برای هر متر چرم PU تولید شده ایجاد می‌کنند. این داده‌ها از الزامات سیستم مدیریت کیفیت پشتیبانی می‌کنند و زمانی که مشکلات کیفیت توسط مشتریان در برابر دسته‌های تولید خاص گزارش می‌شوند، امکان تجزیه و تحلیل ریشه‌ای سریع را فراهم می‌کند.

سیستم های محیطی: کنترل VOC، بازیابی حلال و تصفیه فاضلاب

تولید چرم پلی اتیلن شامل مقادیر قابل توجهی حلال و مواد شیمیایی فرآیندی است که باید با رعایت مقررات زیست محیطی مدیریت شوند. سیستم‌های زیست‌محیطی افزوده‌های جانبی به خط چرمی PU نیستند - آنها اجزای جدایی‌ناپذیری هستند که بدون آن‌ها خط نمی‌تواند به طور قانونی در اکثر حوزه‌های تولیدی کار کند.

• جمع آوری و تصفیه اگزوز حلال (فرایند خشک): تمام کوره های خشک کن به یک سیستم جمع آوری اگزوز متمرکز هدایت می شوند. هوای خروجی مملو از حلال از طریق یک واحد بازیابی حلال (جذب کربن فعال با بازسازی بخار برای MEK/تولوئن) یا یک اکسید کننده کاتالیزوری که VOC ها را به CO2 و آب تبدیل می کند، پردازش می شود. راندمان تخریب VOC اکسید کننده های کاتالیزوری معمولاً بیش از 98٪ است. ، انتشار گازهای خروجی را به خوبی در محدوده های نظارتی قرار می دهد.
• سیستم بازیابی DMF (فرایند مرطوب): واحد بازیابی DMF مبتنی بر تقطیر، آب شستشو را برای جداسازی و تغلیظ DMF به خلوص مناسب برای استفاده مجدد در تهیه رزین PU پردازش می کند - معمولاً DMF را در بازیابی می کند. خلوص بیشتر از 99.5 درصد از فرآیند تقطیر میعانات باقیمانده آلوده به DMF به جای تخلیه به مخازن شستشو بازیافت می شود.
• تصفیه فاضلاب (فرایند مرطوب): آب تخلیه شده از فرآیند بازیابی DMF حاوی مقادیر کمی DMF است و باید قبل از تخلیه در یک تصفیه خانه بیولوژیکی لجن فعال یا سیستم اکسیداسیون پیشرفته تصفیه شود. معمولاً سیستم تصفیه باید غلظت DMF در آب تخلیه را به کمتر از حد مجاز کاهش دهد زیر 3 میلی گرم در لیتر DMF در تخلیه نهایی در حوزه های قضایی عمده تولیدی
• تغییر به سمت سیستم های PU مبتنی بر آب: افزایش فشار نظارتی بر استفاده از حلال و به ویژه DMF باعث پذیرش سیستم های رزین PU مبتنی بر آب برای خطوط فرآیند خشک می شود. خطوط مبتنی بر آب به رزین‌های فرمول‌بندی‌شده، طرح‌های مختلف اجاق‌ها (مدیریت بخار حیاتی می‌شود) و به طور کلی سرمایه‌گذاری بالاتری نیاز دارند، اما نیاز به بازیابی حلال را از بین می‌برند و انتشار VOC را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهند. این انتقال در حال انجام است و انتظار می‌رود که در دهه آینده به فناوری غالب در تولید چرم PU تبدیل شود.

عوامل تعیین کننده مشخصات خط تولید و مقیاس سرمایه گذاری

مشخصات الف خط تولید چرم PU - و بنابراین هزینه سرمایه آن - بسته به محدوده محصول خاصی که باید تولید شود، ظرفیت خروجی مورد نیاز، و استانداردهای عملکرد و کیفیتی که در بازار هدف اعمال می شود، به طور قابل توجهی متفاوت است. عوامل زیر تصمیمات کلیدی مشخصات را هدایت می کنند.

یک سیستم ساده تک خطی چرمی PU با فرآیند خشک - یک یا دو ایستگاه پوشش، اتوماسیون متوسط، عرض کاری باریکتر - می‌تواند به میزان قابل توجهی کمتر از یک خط پریمیوم کامل نصب شود. یک خط پرسرعت با مشخصات کامل با ایستگاه‌های پوشش چندگانه، اتوماسیون جامع، بازرسی خودکار و سیستم‌های تصفیه کامل محیطی نشان‌دهنده سرمایه‌گذاری بسیار بزرگ‌تری است، اما ظرفیت خروجی، انعطاف‌پذیری محصول و ثبات کیفیت مورد نیاز برای رقابت در بازارهای خودرو، مد رده بالا، و مبلمان ممتاز را ارائه می‌کند که در آن استانداردهای کیفیت مواد سخت‌گیرانه است و نیازهای مشتریان OEM همه‌جانبه است.