SML PET sheet

抗粘连:母料和涂覆抗粘连剂——在PET片材生产中哪种更经济?

粘连是指PET压延片材在收卷后无法彼此分开的现象。防止这种现象发生的一种常用方法,是在挤出过程中添加母料,另一种替代方法是在片材表面涂覆抗粘连剂。为确定在何种条件下哪种方法更为经济,SML进行了相关研究。

 

Martin Kastner表示:“片材的粘连会给生产带来困难,可能会使放卷变得很麻烦,甚至无法放卷,热成型杯子和托盘会因粘连无法分离。由于防止粘连的措施对片材整体生产成本有着重要影响,我们对母料和抗粘连剂的成本进行了比较。

 

计算母料成本 
在计算母料成本时,区分共挤片材和单层片材非常重要。在层次结构为A/B/A的共挤片材中,母料只需添加在外层(A层)中;而在单层结构片材中,母料的用量是根据片材的总质量来确定的。因此,计算母料成本的公式如下:

 

A/B/A共挤层次结构 
母料  =  mA   x  iMB  x  €MB
 

单层结构 
母料  =  ms   x  iMB  x  €MB
 

母料母料成本[欧元]
mAlayer: 共挤层次结构中A层的质量[kg]
ms: 单层结构片材的质量[kg]
iMB: 母料添加百分比[%]
€MB: 母料成本[欧元/kg]


计算抗粘连剂的成本
 
以片材的总表面积乘以抗粘连剂(AB)的单位面积价格,可计算出双面涂覆抗粘连剂的成本。由于这种工艺后续需要对片材进行干燥处理,因此计算成本时还需加上干燥处理的能源成本:

 

双面涂覆AB
€AB  =  As   x  mAB  x  ie  x  €e  +  Ed  x  €e
 

€AB liquid: AB剂成本[欧元]
As: 片材表面积[m2]
mAB liquid: AB剂用量[kg]
ie: AB剂中乳化液百分比[%]
€e: 乳化液成本[欧元/kg]
ED: 干燥装置能耗[kWh]
€E:每千瓦时的能源成本[EUR/kWh]

 

母料与AB剂的成本分析Martin Kastner说:“为了比较这两种方法,我们按照下列条件进行计算:生产1,000公斤PET片材,片材宽度为1,250 mm,生产线产能为1,000 kg/h,选择几种片材厚度。”
 

1.5%的添加比例和4.8欧元/公斤的平均母料价格计算母料成本。

 

使用AB剂获得相同的抗粘连效果,以5%乳化液和每面涂覆2 g/m²计算。乳化液成本按5欧元/千克计算。随后的片材干燥能源成本设定为0.15欧元/千瓦时,这是当前SML适用的价格。

 

母料
Martin Kastner解释说:“正如我们的图表所示,A/B/A共挤结构片材所需的母料用量仅取决于A层的质量,因此也取决于A/B/A的层次比例。”。A层的比例越高,A层的质量就越大,因此所需的母料用量也就越大。如图所示:对于层次比例为10/80/10的片材,生产1,000公斤PET片材的母料成本为14.4欧元。如果A层的比例减半(层次比例为5/90/5),母料成本也会减半,降到7.2欧元。片材厚度的变化对每公斤片材的成本没有影响。

 

Martin Kastner说:“在生产单层片材(0/100/0)时,我们计算所依据的1.5%母料添加量与假设的1,000公斤片材总质量相关。正如在图表顶部的水平线所示,每1,000公斤PET片材的母料成本为72欧元,这个成本非常高。”

 

AB剂 
与母料不同,所需AB剂的用量并不取决于片材的层次比例,而是取决于片材厚度。片材越厚,片材表面积相对于片材质量的比率越小,所需的AB剂用量越少。Kastner继续说道:“我们的实例表明,150 µm薄片材的乳化液净成本为5欧元,成本随片材厚度增加而降低。片材厚度为1,300 µm时,AB剂成本仅为0.6欧元。”。

 

接下来,将干燥处理的能源成本纳入计算。假设能源价格为0.15欧元/千瓦时,这是中欧地区目前的价格,能源成本在总成本中占很大比例。如图所示,150 µm的片材,AB剂加上能源的总成本为12.2欧元。1,300 µm片材的AB剂总成本为7.8欧元。

 

Anti-block in PET sheet extrusion

 

母料与AB剂的成本比较——实例:
对两种方法生产150 µm片材进行比较后表明,使用母料生产层次比例为5/90/5的片材是最便宜的选择,每1,000公斤PET片材的母料成本为7.2欧元。如果以10/80/10的层次比例生产相同厚度的片材,则母料的成本为14.4欧元,因此比使用AB剂(12.2欧元)高2.2欧元。如果片材是单层结构,则母料的成本为72欧元,比AB剂高59.8欧元。

 

随着片材厚度的增加,AB剂的成本会逐渐下降,而母料的成本则保持不变。对于厚度为1,300 µm的片材,每1,000公斤PET片材的AB剂成本仅为7.8欧元,与层次比例为10/80/10的母料相比,意味着可以降低约46%的成本(6.6欧元)。

 

最后,我们来比较年度成本:当我们在上述条件下生产厚度为500 µm、年产量为10,000吨、层次比例为10/80/10片材时,使用AB剂的年度成本(包括能源成本)为87,000欧元。而使用母料时,总成本则为144,000欧元。使用AB剂代替母料,每年可节省57,000欧元!

 

Martin Kastner总结道:“根据所生产的片材,与使用母料相比,使用AB剂可带来明显的成本优势。我们非常乐意让客户进一步了解这一主题,并解释客户可以通过我们的涂覆装置实现的具体优势”。

 

 

Redlham, 20.11.2024