Polietilén fóliák extrudálásos fúvása

A polietilén (PE) fólia a leggyakrabban gyártott és legszélesebb körben használt műanyag fólia. Nem-mérgező, szagtalan, nagy szilárdságú és szívós, valamint kiváló nedvességállósággal, vízállósággal, nyithatósággal, alacsony hőmérséklettel szembeni ellenállással és bizonyos fokú átlátszósággal rendelkezik. Kimagasló hőzáró tulajdonságokkal rendelkezik, viszonylag alacsony hegesztési-hőmérsékletével (körülbelül 100 fok), ami lehetővé teszi a hőlezárást elektromos fűtéssel és kényelmes zacsk-készítéssel. A polietilén fóliát közvetlenül extrudálásos fúvással állítják elő polietiléngyanta pelletekkel, általában adalékanyagok nélkül; színes mesterkeverékek keverhetők a festéshez. A fúvós{11}}fóliákhoz használt polietiléngyanta-pelletek közé tartozik a kis-sűrűségű polietilén (LDPE), a lineáris kis-sűrűségű polietilén (LLDPE) és a nagy-sűrűségű polietilén (HDPE).

1. Mezőgazdasági üvegházhatású fóliák

A mezőgazdasági üvegházhatású fóliák széles{0}}szélességű fóliák, amelyeket LDPE-ből vagy LDPE- és LLDPE-gyanták keverékéből fújnak, vízszintes extrudálás{2}}felfelé fúvási módszerrel. A fólia hajtogatott átmérője széles tartományban mozog (kisebb vagy egyenlő 1000 mm vagy nagyobb vagy egyenlő 5000 mm), vastagsága 0,03–0,14 mm, szakítószilárdsága nagyobb vagy egyenlő 12 MPa, és szakadási nyúlása nagyobb vagy egyenlő, mint 300%.

A mezőgazdasági üvegházhatást okozó fóliák esőállóak, fényáteresztő-és hőszigetelők-, lehetővé téve a különféle zöldségek, gyümölcsök és egyéb növények egész évben történő-termesztését üvegházi menedékekben. A mezőgazdasági igények alapján jelenleg többféle funkcionális mezőgazdasági üvegházhatású fólia létezik, az alábbiak szerint:
(1) Megerősített üvegházhatású fóliák: Ezeket a filmeket úgy készítik, hogy több mint 25% (tömeghányad) LLDPE gyantát adnak az LDPE-hez, ami a szakítószilárdságot 20 MPa-ra, a szakítószilárdságot pedig 400%-ra vagy azzal egyenlőre növeli. Ha teljes egészében LLDPE gyantát használnak fóliafúváshoz, a szilárdság még nagyobb lesz, és további előnyökkel jár, mint például a szúrásállóság és a sima filmfelület, valamint a filmvastagság 20-30%-kal csökkenthető.
(2) Hosszú{0}}életű üvegházhatású filmek: A közönséges üvegházhatású fóliák élettartama 0,5–1 év, míg a hosszú élettartamú-üvegházhatású fóliáké megkétszerezhető vagy több is lehet, elérve a 2–3 évet. Úgy állítják elő, hogy 0,3–0,5 tömegrész fénystabilizátort és 0,1–0,3 tömegrész antioxidánst adnak az LDPE gyantához. Először fehér olajat használnak az LDPE felületének nedvesítésére, majd összekeverik vele, végül extrudálják és fújják{11}}fóliává.
(3) -Csepegésgátló üvegházhatású fóliák: Ezeknek a filmeknek a felületén nincs vízköd vagy vízcseppek, ami javíthatja a fényáteresztő képességet és elősegítheti a jobb termésnövekedést. Megfelelő mennyiségű felületaktív anyagot vagy -csepegésgátló mesterkeveréket adnak a polietilén gyantához, hogy fokozzák a fólia víz iránti affinitását, lehetővé téve, hogy a film felületén lévő kis vízcseppek nagyokká egyesüljenek, amelyek lefolynak a fólia falán a földre. Ez megszünteti a vízködöt a fólia belső felületén, javítja a film átlátszóságát, és megakadályozza, hogy a vízcseppek közvetlenül a terményre csöpögjenek.

2. Mezőgazdasági talajtakaró fóliák

A mezőgazdasági talajtakaró fóliák rövidítése "talajtakaró fólia"{0}}mezőgazdasági felhasználásra. Ultravékony, LDPE-ből fújt-fóliák, vastagságuk 0,008–0,014 mm, szélességük 600–1000 mm. A közönséges színtelen és átlátszó talajtakaró fóliákat főként palántanevelő-fóliákként és termény{10}}takaró fóliákként használják, amelyek elősegíthetik a korai érést és növelhetik a terméshozamot, valamint megelőzhetik a betegségeket és a kártevőket. Általában felfelé{12}}fújó módszerrel gyártják őket.

A funkcionális talajtakaró fóliákat úgy festik, hogy 3–5% (tömeghányad) színezéket adnak a polietilén gyantához, így különböző színű fóliákat állítanak elő, mint például a vörös, sárga, kék, szürke és fekete. Ezek a színes filmek lehetővé teszik a különböző zöldségek és gyümölcsök számára, hogy megkapják a szükséges fényspektrumot, elérve a korai termésérettséget, a termésnövelést, a kártevőirtást és a gyomnövekedés gátlását.

3. Csomagolófóliák

A polietilén csomagolófóliákat könnyű csomagolófóliákra és{0}}nagy teherbírású csomagolófóliákra osztják.
(1) Könnyű csomagolófóliák: LDPE gyantából készülnek, főként különféle termékek csomagolására használják, mint például élelmiszerek, péksütemények, cukorkák, zöldségek, gyümölcsök, gyógyszerek, textíliák, napi szükségletek és ruházati cikkek. Az automatikus csomagolósorokon történő gyártás megkönnyítése érdekében kis mennyiségű csúszásgátlót vagy antisztatikus szert kell hozzáadni. Főleg felfelé-fújó vagy vízszintes-fúvási módszerrel készülnek. A fólia hajtogatott átmérője széles tartományban mozog (kisebb vagy egyenlő 70 mm vagy nagyobb vagy egyenlő, mint 1000 mm), vastagsága 0,02–0,20 mm, szakítószilárdsága pedig nagyobb vagy egyenlő, mint 10 MPa.

A mellénytáskák, ruhatáskák és egyéb HDPE gyantából készült termékek különféle árucikkekhez való bevásárlótáskák, és jelentős felhasználási volumenűek. Főleg felfelé -fúvó módszerrel készülnek, 70–1000 mm-es összehajtott átmérővel, 0,007–0,10 mm vastagsággal és 25 MPa vagy annál nagyobb szakítószilárdsággal.

(2) Nagy teherbírású-csomagolófóliák: Ezeket a filmeket 0,2–0,35 mm vastagságú, viszonylag nagy molekulatömegű LDPE gyantából állítják elő felfelé -fúvó módszerrel. Minden táska 20-30 kg súlyú tárgyakat tartalmazhat. Főleg különféle termékek, például mezőgazdasági termékek, vegyi alapanyagok, műtrágyák, növényvédő szerek, élelmiszerek, cukor, só, gyógyszerek és textíliák csomagolására használják őket.

A fúvott fóliákhoz használt LDPE gyanta olvadékáramlási sebessége (MFR) 0,5–7 g/10 perc széles tartományban van, és a kiválasztás elsősorban a fólia különböző felhasználási módjai alapján történik (lásd a 6-8. táblázatot).

Az LLDPE fóliákhoz használt gyanta MFR 1-2g/10min, a HDPE-fóliáké pedig 0,2-1g/10min. A HDPE gyanta viszonylag magas olvadási hőmérséklettel és nagy viszkozitással rendelkezik a nyírósebesség-változások tartományán belül. Lineáris molekulaszerkezetének köszönhetően erős áramlási orientációjú.

1. Extruderek

A 300 mm-nél nagyobb hajtogatott átmérőjű közönséges LDPE fóliákat vízszintes extrudálással, felfelé{1}}fúvással készítik, 45-150 mm csavarátmérővel. Ha a hajtogatott átmérő nagyobb, mint 1 m, akkor két egycsigás extruder használható a ko-extrudáláshoz széles-szélességű filmek előállításához. A csavar hossza{10}}átmérője 20–30, a tömörítési arány 3–3,5. A csavar szerkezete fokozatos{15}}típusú csavar.

HDPE-fóliák gyártásához kisméretű extruderek alkalmasak, 16-25 csavarhossz--átmérővel. A csavarszerkezet nyírórésszel és keverőszakasszal van felszerelve.

2. Vágófejek

Az LDPE fóliák többnyire spirális vagy 100–1000 mm-es szerszámnyílás-átmérőjű spirál matricafejeket használnak. Ha jó vastagság egyenletességre van szükség, akkor választható forgó szerszámfej. A fő folyamatok a felfelé-fújó és a vízszintes-fúvási módszer.

A HDPE fóliák spirális tüskés vágófejeket használnak. Megjegyzendő, hogy az áramlási csatorna, a spirálvonalak és a szerszámnyílás szerkezetében és méreteiben kerülni kell a túlzott nyírási sebességet; ellenkező esetben olvadéktörés valószínű. A HDPE fenti formázási jellemzői miatt a HDPE fóliák szerszámnyílásának mérete viszonylag kicsi, általában 30-200 mm.

3. Hűtés

Főleg a léggyűrűs hűtési módszert alkalmazzák. A fúvónyomás 4000-8000 Pa, az áramlási sebesség 15-75 m³/perc.

1. Extrudálási hőmérséklet

Az extrudálási hőmérsékletet elsősorban a polietilén olvadékáramlási sebessége határozza meg. Minél nagyobb az ömledék áramlási sebessége, annál alacsonyabb az extrudálási hőmérséklet. Az extruder hőmérséklete a betápláló nyílástól a szűrőlemezig fokozatosan emelkedik, a szerszámfej hőmérséklete pedig alapvetően megegyezik a csavarfej hőmérsékletével, vagy valamivel 10-20 fokkal alacsonyabb. Ez stabil vastag fóliás nyersdarabokat és jó filmátlátszóságot biztosít. A polietilén fóliák extrudálási hőmérsékletét a 6-9. táblázat mutatja.

2. Die Orifice Gap

A szerszámnyílás rés mérete a különböző gyantáktól függően változik, tartományát a 6-10. táblázat mutatja.

Amikor a gyanta olvadékáramlási sebessége növekszik, kisebb szerszámnyílás-rést választunk; a filmvastagság növekedésével nagyobb rés kerül kiválasztásra. Például a nagy teherbírású LDPE csomagolófóliáknál az MFR viszonylag kicsi, a fólia pedig vastagabb, ezért a szerszám 1 mm-es nyíláshézagot választanak; Az LDPE könnyű csomagolófóliák esetében az MFR viszonylag nagy és a film vékonyabb, így a szerszám nyílása 0,5–0,6 mm.

Az LLDPE gyanta magas olvadékviszkozitású, és olvadékviszkozitása nem érzékeny a nyírási sebesség változásaira. Ezért az LLDPE extrudálási hőmérséklete magasabb, mint az LDPE-é, és a szerszám nyílása is sokkal nagyobb, mint az LDPE-é. Ha a rés nem nő, a film felületén durva "cápabőr" minták jelennek meg.

A HDPE gyanta viszonylag kicsi olvadékáramlási sebességgel rendelkezik, ezért a szerszám nyílása valamivel nagyobb, mint az LDPE-é.

3. Felfújás-arány

Miután a fóliadarab kilép a szerszámfejből, a sűrített levegő felfújja a vastag fóliadarabot, növelve az átmérőjét és csökkentve a vastagságát (keresztirányú nyújtás). A felfújási arány általában 2–5. A felfújási arány-nem lehet túl nagy; ellenkező esetben a buborékcső megremeg, a buborék alakja instabil lesz, a film vastagsága egyenetlen lesz, és a fólia könnyen eltörik. A felfúvási arány növekedésével a fólia keresztirányú szakítószilárdsága, szakítószilárdsága és ütési szilárdsága egyaránt nő, de az átlátszóság és a fényesség csökken, a hosszirányú szakítószilárdság pedig csökken. A polietilén fóliák felfújási arányait a 6-11. táblázat mutatja.

6. táblázat-11. Polietilén fóliák felfújási arányai

4. Rajzolási arány

Miután a polietilén fólia elhagyja az extrudáló szerszámfejet, és a húzóhengerekhez vezeti, a fólia hosszanti nyúláson megy keresztül. A húzóhengerek lineáris sebessége általában 3-5-ször gyorsabb, mint az extrudálási lineáris sebesség, így a fólia hosszanti irányban 3-5-szörösére nyúlik, és hosszirányú szakítószilárdsága jelentősen javul. Ez előnyös a fóliacsomagoló zacskók használatánál, mivel ezek főként hosszirányú húzóerőt viselnek.