Body procesu výroby LDPE vyfukované fólie a analýza běžných problémů, 99 % problémů je vyřešeno!

Většinu termoplastů lze vyfukovat za účelem výroby vyfukované fólie, což je tenká plastová trubice stlačená do tuby, poté foukaná stlačeným vzduchem, aby se plast roztáhl, dokud je ještě horký, a poté ochlazená a tvarovaná za vzniku válcového fóliového produktu. Vlastnosti této fólie se pohybují mezi orientovanou fólií a litou fólií: pevnost je lepší než u lité fólie a tepelné svaření je horší než u lité fólie.

Existuje mnoho druhů fólií vyráběných metodou vyfukování, jako například nízkohustotní polyethylen (LDPE), polypropylen (PP), vysokohustotní polyethylen (HDPE), nylon (PA), kopolymer ethylenu a vinylacetátu (EVA) atd.

Tento článek poskytuje stručný úvod do procesu výroby vyfukováním běžně používaných fólií z nízkohustotního polyethylenu (LDPE) a jejich běžných závad.

01 Výběr materiálů pro vyfukované polyethylenové fólie

1. Použitou surovinou by měly být částice polyethylenové pryskyřice určené pro foukané filmy s obsahem správného množství kluzného činidla, aby byla zajištěna otevřenost filmu.

2. Index taveniny (MI) pryskyřičných částic by neměl být příliš vysoký, index taveniny (MI) je příliš vysoký, viskozita roztavené pryskyřice je příliš malá, rozsah zpracování je úzký, podmínky zpracování je obtížné kontrolovat, filmotvorné vlastnosti pryskyřice jsou špatné, není snadné ji zpracovat do filmu; navíc index taveniny (MI) je příliš velký, distribuce relativní molekulové hmotnosti polymeru je příliš úzká, pevnost filmu je nízká.

Proto by se měl použít menší index toku taveniny (MI) a širší relativní distribuce molekulové hmotnosti pryskyřičné suroviny, aby se splnily výkonnostní požadavky fólie, ale také aby se zajistily zpracovatelské vlastnosti pryskyřice. Vyfukované polyethylenové fólie se obvykle vyrábějí z polyethylenu s indexem toku taveniny (MI) v rozmezí 2 až 6 g/10min.

02.Proces vyfukováníkontrolní body

Proces vyfukování fólie je zhruba následující.
Plnění násypky – vytlačování plastifikovaného materiálu – foukání a doprava – chlazení vzduchovým prstencem – drážkování rybí kostí – doprava odtahovými válci – koronová úprava – navíjení fólie

Je však třeba zdůraznit, že výkon vyfukované fólie má velký vliv na parametry výrobního procesu. Proto je důležité posílit kontrolu procesních parametrů a standardizovat průběh procesu, aby byla zajištěna plynulá výroba a dosažení vysoce kvalitních filmových produktů.

Při výrobě vyfukované polyethylenové fólie je hlavní důraz kladen na dobrou kontrolu následujících procesních parametrů.

Teplota extrudéru

Při vyfukování fólie z polyethylenu s nízkou hustotou (LDPE) se teplota extruze obvykle udržuje mezi 160 °C a 170 °C a musí se zajistit rovnoměrná teplota hlavy. Pokud je teplota extruze příliš vysoká, pryskyřice se snadno rozkládá a fólie je křehká, zejména se výrazně snižuje podélná pevnost v tahu.

Pokud je teplota příliš nízká, pryskyřice dobře neplastifikuje, neroztahuje se a neroztahuje hladce, pevnost v tahu filmu je nízká a lesk a průhlednost povrchu jsou špatné, dokonce se jeví jako vzor po dřevě a neroztavené jádra (rybí oči).

Poměr nafukování

Poměr vyfukování je jedním z hlavních bodů kontroly v procesu výroby vyfukované fólie a vztahuje se k poměru mezi průměrem vyfukované bubliny fólie a průměrem nevyfukovaného prstence trubice.

Nafukovací poměr je násobkem laterálního roztažení fólie, což ve skutečnosti fólii laterálně natahuje. Natahování vede k určitému stupni orientace molekul plastu a ke zvýšení nafukovacího poměru, což má za následek zvýšení laterální pevnosti fólie.

Poměr foukání by však neměl být příliš velký, jinak by mohlo dojít k nestabilitě bubliny fólie a fólie by se mohla zvrásnit. Proto by měl být poměr foukání vhodný pro trakční poměr. Obecně by se poměr foukání fólie z polyethylenu s nízkou hustotou (LDPE) měl pohybovat v rozmezí 2.5 až 3.0.

Trakční poměr

Trakční poměr je poměr mezi trakční rychlostí fólie a rychlostí vytlačování trubkového kroužku. Trakční poměr je multiplikátor podélného roztažení, který udává fólii její orientaci ve směru tažení.

Pokud se trakční poměr zvýší, zvýší se podélná pevnost a tloušťka fólie se ztenčí. Pokud je však trakční poměr příliš velký, je obtížné tloušťku fólie regulovat a existuje dokonce riziko, že se fólie strhne, což způsobí její přetržení. Trakční poměr LDPE fólie se obvykle reguluje mezi 4 a 6.

rosný bod

Rosný bod, známý také jako hranice mrazu, označuje dělicí čáru, kde plast přechází ze stavu viskózního toku do stavu s vysokou elasticitou. V procesu vyfukování fólie je nízkohustotní polyethylen (LDPE) v roztaveném stavu, když je vytlačován z otvoru formy s dobrou průhledností.

Při opuštění otvoru matrice je vyfouknutá oblast bubliny z fólie ochlazována chladicím vzduchovým prstencem. Když je chladicí vzduch foukán pod určitým úhlem a rychlostí do plastové bubliny z fólie právě vytlačené z hlavy, horká bublina se dostane do kontaktu s chladicím vzduchem, teplo z bubliny je odváděno studeným vzduchem a její teplota výrazně klesne pod teplotu viskózního toku polyethylenu s nízkou hustotou (LDPE), čímž se fólie ochladí, vytvrdne a rozmaže.

Na vyfouknuté filmové bublině vidíme dělicí čáru mezi čirým a slabým světlem, to je rosný bod (nebo čára mrazu).

Během procesu vyfukování fólie má úroveň rosného bodu jednoznačný vliv na vlastnosti fólie.

Pokud je rosný bod vysoký a nachází se nad bublinou vyfukované fólie, je fólie vyfukována v kapalném stavu a vyfukování ji pouze ztenčuje, aniž by molekuly podléhaly orientaci natažením, v tomto bodě se výkon vyfukované fólie blíží výkonu lité fólie.

Naopak, pokud je rosný bod relativně nízký, probíhá foukání v pevném stavu, kdy je plast ve vysoce elastickém stavu, a foukání působí jako příčné natahování, orientuje molekuly tak, že vlastnosti vyfukované fólie se blíží vlastnostem orientované fólie.

03. Technické požadavky na základní výkon

Specifikace a odchylky

Šířka a tloušťka polyethylenové fólie by měly splňovat požadavky; fólie by měla mít rovnoměrnou tloušťku, s malými odchylkami tloušťky v horizontálním a vertikálním směru a relativně rovnoměrným rozložením odchylek.

Vzhled

Polyethylenové fólie musí být dobře plastifikované, bez zjevných „vodních čar“ nebo „oblaků“; povrch fólie by měl být rovný a hladký, bez vrásek nebo pouze s několika živými záhyby; bez bublin, perforací nebo prasklin; bez zjevných černých skvrn, nečistot, krystalů nebo tuhých bloků; bez výrazných visících linií nebo vláken.

Fyzikální a mechanické vlastnosti

Vzhledem k tomu, že vyfukovaná polyethylenová fólie je při použití v tiskařských nebo lisovacích procesech vystavena mechanickým silám, musí být její fyzikální a mechanické vlastnosti vynikající, zejména včetně pevnosti v tahu, prodloužení do přetržení, pevnosti v tahu a několika dalších ukazatelů, které by měly splňovat normy.

Velikost povrchového napětí

Aby tiskařské barvy a laminovací lepidla měly dobrou smáčivost a přilnavost k povrchu polyethylenové fólie, musí povrchové napětí polyethylenové fólie splňovat určité normy, jinak bude ovlivněn hladký průběh tisku a laminování.

Obecně platí, že polyethylenové fólie by měly mít povrchové napětí alespoň 38 dynů, přičemž výhodnější je 40 dynů nebo více.

04. Běžné závady a jejich řešení

Příliš lepkavá fólie, špatná otevíratelnost
1. Příčina selhání.
a. nesprávný typ pryskyřičné suroviny, ne částice LDPE pryskyřice určené pro foukanou fólii, které neobsahují otevírače nebo mají nízký obsah otevíračů.
b. Teplota roztavené pryskyřice je příliš vysoká a tok je příliš velký.
c. Příliš velký poměr zvětšení, což má za následek špatnou otevřenost filmu.
d. příliš pomalé chlazení, nedostatečné chlazení filmu a vzájemné slepení působením tlaku trakčního válce.
e. Rychlost trakce je příliš vysoká.

2. Řešení.
a. Vyměňte pryskyřičnou surovinu nebo přidejte do šňůrky určité množství otevíracího prostředku.
b. Vhodné snížení teploty extruze a teploty pryskyřice.
c. Vhodné snížení poměru nafukování.
d. Zvýšení objemu vzduchu pro zlepšení chladicího účinku a urychlení rychlosti chlazení filmu.
e. Přiměřeně snižte rychlost trakce.

Špatná průhlednost filmu

1. Příčina selhání.
a. Nízká teplota extruze a špatná plastifikace pryskyřice, což má za následek špatnou průhlednost vyfukované fólie.
b. Poměr zvětšení je příliš malý.
c. Špatné chlazení, to ovlivňuje průhlednost filmu.
d. Nadměrný obsah vlhkosti v pryskyřičné surovině.
e. Rychlost trakce je příliš vysoká a film není dostatečně chlazen.

2. Řešení.
a. Vhodné zvýšení teploty extruze, aby se pryskyřice mohla rovnoměrně plastifikovat.
b. Vhodné zvýšení poměru zvětšení.
c. Zvýšení objemu vzduchu pro zlepšení chladicího účinku.
d. Sušení surovin.
e. Přiměřeně snižte rychlost trakce.

Zvrásnění filmu

1 Příčina selhání.
a. Nerovnoměrná tloušťka filmu.
b. Nedostatečný chladicí účinek.
c. Poměr foukání je příliš velký, což způsobuje nestabilitu bubliny fólie, její kymácení tam a zpět ze strany na stranu a náchylnost k vráskání.
d. Úhel rybí kosti je příliš velký a bublina fólie se na krátkou vzdálenost zploští, takže fólie je také náchylná k vráskání.
e. nerovnoměrný tlak na obou stranách tažného válce, přičemž jedna strana je vysoká a druhá nízká.
f. Osy mezi vodicími válci nejsou rovnoběžné, což ovlivňuje stabilitu a rozprostření fólie a vede ke vzniku vrásek.

2. Řešení.
a. Vyměňte pryskyřičnou surovinu nebo přidejte do šňůrky určité množství otevíracího prostředku.
b. Vhodné snížení teploty extruze a teploty pryskyřice.
c. Vhodné snížení poměru nafukování.
d. Zvýšení objemu vzduchu pro zlepšení chladicího účinku a urychlení rychlosti chlazení filmu.
e. Přiměřeně snižte rychlost trakce.

Vzor mlhavé vody na filmu

1. Příčina selhání.
a. Nízká teplota extruze a špatná plastifikace pryskyřice.
b. Pryskyřice je vlhká a má příliš vysoký obsah vlhkosti.

2. Řešení.
a. Upravte nastavení teploty extruderu a zvyšte vhodně teplotu extruze.
b. Sušte pryskyřičnou surovinu, přičemž obsah vlhkosti v pryskyřici obecně nesmí překročit 0.3 %.

Nerovnoměrná tloušťka filmu

1. Příčina selhání.
a. Rovnoměrnost mezery v hlavici přímo ovlivňuje rovnoměrnost tloušťky filmu. Pokud mezera v hlavici není rovnoměrná, některé části mají větší mezeru, některé části mají menší mezeru, což způsobuje, že objem vytlačované vrstvy je větší či menší. Proto tloušťka vytvořeného filmu není rovnoměrná, některé části jsou tenké a některé tlusté.
b. Nerovnoměrné rozložení teploty v ústí formy s vysokými a nízkými teplotami, což má za následek nerovnoměrnou tloušťku filmu po vyfukování.
c. Nerovnoměrný přívod vzduchu kolem chladicího prstence, což má za následek nerovnoměrný chladicí účinek a tím i nerovnoměrnou tloušťku filmu.
d. nevhodné poměry foukání a trakce, což ztěžuje kontrolu tloušťky bubliny filmu.
e. Rychlost trakce není konstantní a neustále se mění, což samozřejmě ovlivňuje tloušťku filmu.

2. Řešení.
a. Nastavení mezery otvoru matrice vřeteníku pro zajištění rovnoměrnosti ve všech bodech.
b. upravte teplotu otvoru matrice v hlavě tak, aby teplota části otvoru matrice byla rovnoměrná.
c. Nastavení chladicího zařízení pro zajištění rovnoměrného proudění vzduchu z výstupu vzduchu.
d. Nastavení poměru nafukování a tahu.
e. Zkontrolujte mechanický pohon, aby se udržela konstantní rychlost pojezdu.

Tloušťka fólie je spíše tlustá

1. Příčina selhání.
a. Velká mezera v hlavici a objem vytlačované hlavice, a proto silná tloušťka filmu.
b. Objem vzduchu v chladicím vzduchovém prstenci je příliš vysoký a film se příliš rychle ochlazuje.
c. Rychlost trakce je příliš nízká.

2. Řešení.
a. Nastavení mezery otvoru matrice.
b. Snižte objem vzduchu navíjecího kroužku, aby se fólie dále nafoukla a trochu se ztenčila.
c. Zvyšte přiměřeně rychlost trakce.

Tloušťka tenké vrstvy

1. Příčina selhání.
a. Otvorová mezera matrice je příliš malá a odpor je příliš vysoký, takže tloušťka filmu je tenká.
b. objem vzduchu v chladicím vzduchovém prstenci je příliš malý a film se ochlazuje příliš pomalu.
c. Rychlost trakce je příliš vysoká a fólie se nadměrně natahuje, čímž se ztenčuje její tloušťka.

2. Řešení.
a. Nastavení mezery otvoru matrice.
b. Zvyšte objem vzduchu v vzduchovém prstenci, abyste urychlili chlazení filmu.
c. Přiměřeně snižte rychlost trakce.