ما هو أرضية PET وكيف تُصنع؟ دليل آلات كامل

الفهم آلة أرضيات PET : المادة، الفوائد، والطلب في السوق

ما هو أرضية البولي إيثيلين تيرفثالات ولماذا تتزايد شعبيتها؟

يتم إنتاج أرضيات البولي إيثيلين تيرفثالات (PET) من زجاجات بلاستيكية قديمة يتم تحويلها إلى مادة متينة جدًا وصديقة للبيئة بالمقارنة مع خيارات الأرضيات التقليدية. يختار المزيد من الأشخاص هذه المادة في الوقت الحاضر لأنهم يهتمون بإعادة التدوير - ووفقًا لبعض الإحصائيات الحديثة، فإن نحو 6 من كل 10 من المهنيين في مجال الأعمال يرغبون في استخدام أرضيات مصنوعة من مواد معاد تدويرها فعليًا عند شراء أماكن جديدة. ما الذي يجعل مادة PET خاصة؟ إنها قادرة على تحمل جميع أنواع الاستخدام المكثف والاحتكاك، كما أنها مقاومة للمواد الكيميائية القاسية، وهو ما يفسر سبب رؤيتها بشكل متزايد في المتاجر والمستشفيات حيث تتعرض الأرضيات لاستخدام مستمر. ولا تقتصر فوائد الانتقال إلى مادة PET على الشركات فقط. فوفقًا للبيانات الصادرة عن مبادرة الأرضيات الدائرية عام 2023، تحافظ الصناعة سنويًا على نحو 12 مليون طن من البلاستيك من دخول المدافن حول العالم. وهذا يعادل منع جبال من النفايات من التراكم في أماكن لا يريد أحد أن تكون فيها.

المزايا الرئيسية لـ PET مقارنةً بمواد الأرضيات البلاستيكية التقليدية

يتفوق البولي إيثيلين تيرفثالات (PET) على كل من البولي فينيل كلورايد (PVC) والمركبات الفينيلية في ثلاث مجالات حرجة:

• بصمة كربونية أقل : تنبعث عملية التصنيع بنسبة 42% أقل من غازات الدفيئة مقارنة بإنتاج البلاستيك الأولي ( مؤشر استدامة المواد، 2023 ).
• تركيبة خالية من الفثالات : تتخلص من المواد الكيميائية المضطربة للغدد الصماء الموجودة بشكل شائع في البولي فينيل كلورايد المرن.
• إمكانية إعادة التدوير في حلقة مغلقة : يمكن إعادة معالجة ما يصل إلى 94% من أرضيات البولي إيثيلين تيرفثالات دون تدهور، وهو ما يفوق بكثير معدل قابلية إعادة التدوير البالغ 30% للبدائل البلاستيكية المختلطة.

ودفعت هذه الفوائد بالبولي إيثيلين تيرفثالات إلى الاستحواذ على 28% من سوق الأرضيات التجارية في الولايات المتحدة، ومن المتوقع أن تنمو هذه الحصة سنويًا بنسبة 9% حتى عام 2027 (دراسة اتجاهات الأسطح التجارية).

دور آلة أرضيات البولي إيثيلين تيرفثالات في نظم التصنيع الحديثة

تحوّل معدات أرضيات البولي إيثيلين تيرفثالات (PET) الحديثة رقائق البلاستيك المعاد تدويرها إلى صفائح متجانسة بسرعة تتراوح بين 1.2 و1.8 طن في الساعة. ويحتوي نظام البثق ثنائي اللولب على فتحات خاصة للتخلص من الشوائب الموجودة في المواد المستعملة، كما توجد أجهزة استشعار بالأشعة تحت الحمراء لمراقبة سماكة الصفيحة بدقة تصل إلى ±0.15 مم، وهي دقة مهمة جدًا عند تصنيع الألواح الكبيرة الحجم. ما يميز هذه الآلات هو كفاءتها العالية في استهلاك الطاقة، حيث تستهلك فعليًا طاقة أقل بنسبة ثلث تقريبًا مقارنةً بالطرق التقليدية لإنتاج صفائح البلاستيك. وتتيح هذه الكفاءة فرصًا لإنتاج منتجات ذات جودة عالية بكميات أكبر مع الالتزام بالمسؤولية البيئية.

عملية تحضير المادة الخام وإدخالها في آلات أرضيات البولي إيثيلين تيرفثالات

توفير وتجفيف حبيبات PET/PETG للحصول على أفضل عملية تصنيع

تبدأ عملية الإنتاج بالكريات البوليمرية التي تحتوي على حوالي 80٪ من مادة البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) المعاد تدويرها. تأتي هذه المواد من موردين معتمدين وفقًا لمعايير ISO 9001، مما يساعد في الحفاظ على درجات حرارة الانتقال الزجاجي المهمة ضمن نطاق يتراوح بين 67 و81 درجة مئوية. والآن إليك أمرًا مثيرًا للاهتمام حول بلاستيك PET: إنه في الواقع يمتص الرطوبة من الهواء. وللتغلب على هذه المشكلة، يستخدم المصنعون مجففات صناعية مزيلة للرطوبة تقلل محتوى الرطوبة إلى أقل من 0.005%. ويتم ذلك عن طريق نفخ هواء مبرد إلى ناقص 40 درجة مئوية عبر النظام. هذه الخطوة مهمة جدًا، لأنه وإلا عند انصهار المادة، قد تتكون فقاعات بخار داخل المنتج وتسبب عيوبًا متعددة لا أحد يريد رؤيتها في المنتجات النهائية.

مزاوجة المضافات وأصباغ الألوان باستخدام أنظمة خلط دقيقة

تدمج وحدات الجرعات الكيميائية المضافة مثل:

• 2–8% من المواد المرنة (مثل أسيتيل ثلاثي بوتيل سترات) من أجل المرونة
• 0.5–3% مثبتات الأشعة فوق البنفسجية (مثبتات ضوئية أمينية معطلة)
• ≤15% من الحشوات المعدنية مثل كربونات الكالسيوم لضمان الثبات البُعدي
  تستخدم الخلاطات الآلية تغذية راجعة من جهاز قياس العزم اللزجي لتحقيق تجانس الدفعة ضمن ±1.5%، مما يضمن توحيد اللون والأداء عبر التشغيلات.

ضمان الاتساق في إدخال المواد الخام للحصول على إخراج مستقر

تقوم أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) المدمجة ومشغلات اختبار مؤشر سرعة الانصهار (MFI) بمراقبة حجم الحبيبات (المثالي 2–4 مم) واللزوجة الجوهرية (0.72–0.85 دل/غ). وتقلل أنظمة التعامل مع المواد المغلقة الحلقة انقطاعات التشغيل غير المخطط لها بنسبة 40–50% مقارنةً بالتغذية اليدوية، مما يحافظ على ظروف بثق مستقرة.

البثق وتكوين الطبقات: المراحل الأساسية في تشغيل ماكينة أرضيات البولي إيثيلين تيرفثالات (PET)

إذابة مادة البولي إيثيلين تيرفثالات (PET) عند درجة حرارة انصهار دقيقة وظروف معالجة محددة

يتطلب البثق الأمثل درجات حرارة بين 260–280°م للحصول على لزوجة انصهار مناسبة دون تدهور حراري. يضمن التجفيف المسبق عند 160–180°م لمدة 4–6 ساعات بقاء الرطوبة أقل من 0.005%. وتُثبت أنظمة التحكم المغلقة في درجة الحرارة في الوقت الفعلي تدفق الانصهار ضمن هامش ±1.5°م عبر مناطق التسخين.

تصميم المسمار وتكوين الأسطوانة من أجل بثق فعّال

أصبح الباثق الحلزوني المزدوج هو المعدة المفضلة للعديد من الشركات المصنعة عند التعامل مع مواد مثل البولي إيثيلين تيرفثالات المعاد تدويره أو ما نسميه غالبًا rPET. تأتي هذه الآلات مجهزة بمسامير مقسمة تعمل عادةً بنسَب ضغط تتراوح بين 3 إلى 4 أضعاف، وبنسب طول إلى قطر تتراوح تقريبًا بين 32 إلى 44. يساعد هذا التكوين في إدارة قوى القص المؤثرة على المادة ومدة بقائها داخل الجهاز أثناء المعالجة. وفقًا لبعض النتائج الحديثة التي نشرتها شركة Fictiv على موقعها الإلكتروني، يمكن للأخاديد الخاصة المدمجة في الأسطوانة إلى جانب مكونات خلط محددة أن تخلط المواد معًا بمستوى اتساق يبلغ حوالي 98%. ولكن ما يميز هذه الباثقات حقًا هو تصميمها ذي الملعب المتغير. وهذا يعني أن المشغلين لا يحتاجون إلى تغيير الأدوات بالكامل عند التحول بين تركيبات مواد مختلفة، مما يوفر الوقت والمال في عمليات الإنتاج.

الحفاظ على معدل تدفق وضغط متجانسين أثناء البثق

يساعد الحفاظ على ضغط مستقر عند رأس القالب في حدود 0.5 إلى 3 ميجا باسكال في الحفاظ على نتائج إنتاج متسقة عبر الدفعات. يعتمد النظام على مضخات الصهارة المقترنة بمحولات تروس للتحكم في معدلات التدفق، حيث يُحافظ عادةً على التغيرات أقل من ±0.8 بالمئة. عند العمل مع مواد مركبة من الخشب وPET، تقوم أجهزة استشعار الضغط بتعديل سرعة المثقاب تلقائيًا كلما اكتشفت تغيرات في لزوجة المادة. وتتمثل إحدى الميزات المثيرة للاهتمام في هذه التطبيقات في جهاز القياس بالأشعة السينية الذي يتحقق من سمك الطبقة تقريبًا كل نصف ثانية. وقد أثبت هذا الرصد المستمر فعاليته في تقليل هدر المواد بشكل كبير، حيث بلغ التحسن حوالي 12 نقطة مئوية مقارنة بالتقنيات التقليدية المعتمدة على الفحص اليدوي.

دمج مواد جديدة في خطوط إنتاج الأرضيات من PET الحالية

عند ترقية خطوط الإنتاج لتصنيع بولي إيثيلين تيرفثالات المستند إلى المواد البيولوجية أو المواد المركبة المحشوة بالمعادن، يحتاج المصنعون إلى أنظمة تغذية دقيقة قادرة على قياس المضافات بدقة تتراوح بين 20 و300 كجم في الساعة وبدقة تبلغ حوالي 1٪. وتُطيل أجزاء مقاومة للتآكل مثل المسامير المطلية كربيد التنجستن من عمر المعدات نفسها، حيث يمكنها زيادة عمر الجهاز بنحو 40٪. وللمنشآت التي تتعامل مع المواد الأولية والخليط المعاد تدويره، فإن إعدادات الق hopper الثنائية المقترنة بمغذيات فقدان الوزن تمثل خيارًا منطقيًا. تتيح هذه الأنظمة التبديل السريع خلال نحو 15 دقيقة بين أنواع مختلفة من المواد. ويساعد هذا القدرة على تحقيق أهداف الاستدامة دون المساس بمعايير الجودة المطلوبة للحصول على شهادة ISO 9001.

المعالجة السطحية والتشطيب: التصفيح، الطلاء، والعلاج بالأشعة فوق البنفسجية

تطبيق طبقات مقاومة للاحتكاك والأفلام الزخرفية باستخدام عمليات التصفيح والطلاء

تُثبت أنظمة التصفيح الدقيقة أفلام البولي بروبيلين المقاومة للتآكل على الطبقات الزخرفية، مما يزيد مقاومة الخدوش بنسبة 35٪ ويجعل من الممكن الحصول على تشطيبات واقعية تشبه خشب الحبوب أو الحجر. ويُحسّن التطبيق المتزامن للراتنجات العاكسة للأشعة فوق البنفسجية من المتانة، وتُظهر الدراسات أن هذه الأسطح تتحمل أكثر من 50,000 دورة تآكل دون ظهور علامات تلف مرئية.

نظام العلاج بالأشعة فوق البنفسجية: تعزيز المتانة ونهاية السطح

عندما تتعرض المواد للضوء فوق البنفسجي في النطاق من 365 إلى 395 نانومتر، فإنها تبدأ في التصلب بشكل شبه فوري. وفي غضون خمسة عشر ثانية فقط، تتكوّن هذه الطلاءات ما يُعرف بالشبكة المتداخلة وتصبح شديدة الصلابة بنسبة تصل إلى تسعين بالمئة بسرعة كبيرة. ما نحصل عليه على السطح هو مادة قادرة على تحمل اختبار الخدش باستخدام قلم رصاص بدرجة 4H+، ما يعني أنها مادة متينة للغاية. بالإضافة إلى ذلك، هناك ميزة كبيرة أخرى وهي أن انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة تنخفض بنسبة تصل إلى ثمانية وسبعين بالمئة مقارنةً بالبدائل التقليدية القائمة على المذيبات. بالنسبة للتطبيقات متعددة المراحل، تقوم أنظمة الأشعة فوق البنفسجية الخاصة بمعالجة طبقتي الب Primer والطبقة النهائية واحدة تلو الأخرى، مما يضمن بقاء المظهر اللامع سليماً لأكثر من عقد. وتُظهر الاختبارات أن الحفاظ على اللمعان يظل أعلى من خمسة وثمانين بالمئة حتى بعد مرور عشر سنوات في ظروف العالم الحقيقي.

المراقبة الفورية لسمك الطلاء وجودة التصاقه

تحدد أجهزة الاستشعار تحت الحمراء وأجهزة قياس الملامح بالليزر سماكة الطلاء بدقة ±5 ميكرومتر، وتعديل رؤوس التطبيق تلقائيًا. وتؤكد اختبارات التقشير المنتظمة أن التصاق الطبقات الفوقية يتجاوز 12 نيوتن/مم²، في حين تحدد أنظمة اكتشاف العيوب مخاطر التشقق بدرجة دقة تبلغ 99.7%.

التشكيل النهائي، والتبريد، وضمان الجودة في إنتاج أرضيات البولي إيثيلين تيرفثاليت (PET)

أسطوانات التبريد الدقيقة والتحكم في الثبات الأبعادي

تمر الألواح عبر أنظمة تبريد متعددة المراحل يتم فيها تنظيم درجات الحرارة بين 18–22°م لمنع التشوه. وتُطبَّق أسطوانات عالية الدقة ضغطًا موحدًا أثناء التبريد التدريجي، مع الحفاظ على الدقة الأبعادية ضمن حدود ±0.15 مم على مدى مسافة متر واحد. وتتم محاسبة معدلات التبريد ديناميكيًا باستخدام بيانات حقيقية من عمليات مسح السماكة بالأشعة تحت الحمراء.

تقطيع الأخاديد والنقوش لإضفاء الملمس، وتحسين القبضة، والجاذبية الجمالية

تُثبت رؤوس النقش الموجهة بالليزر نقوشاً بعمق يتراوح بين 0.8 و1.2 مم، وتتم هذه العملية بشكل متزامن مع التبريد للحفاظ على النمط بشكل دائم. كما يعزز النقش العرضي مقاومة الانزلاق مع الحفاظ على السلامة الهيكلية، ويُمكنه دعم أحمال تزيد عن 450 كجم/م².

معايرة القالب وتقليم الحواف لتشكيل الألواح بشكل موحد

تتم معايرة القالب الآلية كل 3 إلى 5 دورات باستخدام رسم خرائط بالليزر لتصحيح تمدد القوالب الحراري. وتشذب شفرات التقليم المطلية بالماس حوافًا دقيقة بزاوية 45° ±0.5°، وهي ضرورية لتحقيق تداخل سلس بين الألواح.

الفحص الآلي للجودة: اكتشاف العيوب وتتبع الامتثال

تقوم أنظمة الرؤية المدعومة بالذكاء الاصطناعي بمسح 100% من المخرجات بدقة 12 ميكرون، حيث تكتشف العيوب من خلال تحليل متعدد الطيف للتماسك السطحي والسماكة. ويتولى نظام تسجيل البيانات المتكامل تتبع الامتثال للمواصفات القياسية ISO 10582، مما يقلل الفحوصات اليدوية بنسبة 73٪ (مجلة اختبار المواد 2023).

أسئلة شائعة

مما يُصنع أرضية PET؟

يُصنع أرضية البولي إيثيلين تيرفثالات من زجاجات بلاستيكية معاد تدويرها، ويتم تحويلها إلى خيارات أرضيات متينة وصديقة للبيئة.

ما الذي يجعل أرضية البولي إيثيلين تيرفثالات صديقة للبيئة؟

تعد أرضية البولي إيثيلين تيرفثالات صديقة للبيئة بسبب انخفاض بصمتها الكربونية، وخلوها من مادة الفثالات، ومعدل قابليتها العالية لإعادة التدوير.

كيف تقارن أرضية البولي إيثيلين تيرفثالات بالمواد الأرضية التقليدية؟

مقارنةً بالمواد التقليدية مثل كلوريد البوليفينيل والفينيل، فإن أرضية البولي إيثيلين تيرفثالات لديها بصمة كربونية أقل، ولا تحتوي على الفثالات، وتوفر قابلية أفضل لإعادة التدوير.

هل تعد أرضية البولي إيثيلين تيرفثالات مناسبة للاستخدام التجاري؟

نعم، أرضية البولي إيثيلين تيرفثالات شديدة المتانة ومقاومة للمواد الكيميائية والتآكل، مما يجعلها مناسبة للبيئات التجارية مثل المتاجر والمستشفيات.