Технологические моменты производства пленки ПЭНП методом экструзии с раздувом и анализ распространенных проблем. Решено 99% проблем!

Большинство термопластиков можно выдувать для получения выдувной пленки, которая представляет собой тонкую трубку пластика, сжатого в трубку, затем выдувается сжатым воздухом для расширения пластика, пока он еще горячий, а затем охлаждается и формируется для получения цилиндрического пленочного продукта. Характеристики этой пленки находятся между ориентированной пленкой и литой пленкой: прочность лучше, чем у литой пленки, а термосваривание хуже, чем у литой пленки.

Существует множество разновидностей пленки, производимой методом выдувного формования, например, полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), полипропилен (ПП), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), нейлон (ПА), сополимер этилена и винилацетата (ЭВА) и т. д.

В данной статье дается краткое введение в процесс производства выдувным формованием широко используемых пленок из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) и их типичные неисправности.

01 Выбор материалов для выдувной полиэтиленовой пленки

1. В качестве сырья следует использовать частицы полиэтиленовой смолы, пригодные для производства пленки методом экструзии с раздувом, содержащие необходимое количество скользящей добавки для обеспечения открытости пленки.

2. Индекс расплава (ИР) частиц смолы не должен быть слишком большим, индекс расплава (ИР) слишком большой, вязкость расплавленной смолы слишком маленькая, диапазон обработки узкий, условия обработки трудно контролировать, пленкообразующие свойства смолы плохие, ее трудно перерабатывать в пленку; кроме того, индекс расплава (ИР) слишком большой, относительное молекулярно-массовое распределение полимера слишком узкое, прочность пленки плохая.

Поэтому следует использовать меньший индекс расплава (MI) и более широкое относительное молекулярно-массовое распределение сырья смолы, чтобы соответствовать эксплуатационным требованиям пленки, а также обеспечить технологические характеристики смолы. Выдувные полиэтиленовые пленки обычно изготавливаются из полиэтилена с индексом расплава (MI) в диапазоне от 2 до 6 г/10 мин.

02. Процесс выдувного формованияконтрольные точки

Процесс получения пленки методом экструзии с раздувом выглядит примерно следующим образом.
Загрузка бункера – экструзия пластифицированного материала – выдув и транспортировка – охлаждение воздушным кольцом – шинирование елочкой – транспортировка тянущими роликами – обработка коронным разрядом – намотка пленки

Однако стоит отметить, что производительность выдувной пленки во многом зависит от параметров производственного процесса. Поэтому важно усилить контроль параметров процесса и стандартизировать операции процесса, чтобы обеспечить бесперебойное производство и получить высококачественную пленочную продукцию.

При производстве выдувной полиэтиленовой пленки основное внимание уделяется хорошему контролю следующих параметров процесса.

Температура экструдера

При выдувном формовании пленки из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) температура экструзии обычно контролируется в диапазоне от 160°C до 170°C и должна гарантировать, что температура головки будет равномерной. Если температура экструзии слишком высокая, смола легко разлагается, а пленка становится хрупкой, особенно значительно снижается прочность на продольное растяжение.

Если температура слишком низкая, смола плохо пластифицируется, не расширяется и не растягивается равномерно, прочность пленки на разрыв низкая, а блеск и прозрачность поверхности плохие, вплоть до появления узора из потертостей древесины и нерасплавленных ядер (рыбий глаз).

Коэффициент раздува

Коэффициент раздува является одним из основных контрольных показателей в процессе производства пленки методом экструзии с раздувом и представляет собой соотношение между диаметром пузыря пленки, полученного методом экструзии с раздувом, и диаметром нераздутого кольца трубки.

Коэффициент раздува является кратным боковому расширению пленки, которое фактически растягивает пленку в поперечном направлении. Растяжение создает определенную степень ориентации пластиковых молекул и увеличение коэффициента раздува, что приводит к увеличению боковой прочности пленки.

Однако коэффициент раздува не должен быть слишком большим, в противном случае легко вызвать нестабильность в пузыре пленки, и пленка будет склонна к образованию складок. Поэтому коэффициент раздува должен соответствовать коэффициенту натяжения. В общем, коэффициент раздува пленки из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) следует контролировать на уровне 2.5–3.0.

Коэффициент тяги

Коэффициент тяги — это отношение скорости тяги пленки к скорости экструзии кольца трубки. Коэффициент тяги — это множитель продольного растяжения, который придает пленке ориентацию в направлении вытяжки.

Если коэффициент натяжения увеличивается, то увеличивается и продольная прочность, а толщина пленки становится тоньше, но если коэффициент натяжения слишком большой, толщину пленки трудно контролировать, и даже существует риск того, что пленка будет оторвана, что приведет к явлению разрыва пленки. Коэффициент натяжения пленки LDPE обычно контролируется в диапазоне от 4 до 6.

точка росы

Точка росы, также известная как линия замерзания, относится к разделительной линии, где пластик переходит из вязкотекучего состояния в высокоэластичное. В процессе экструзии с раздувом полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) находится в расплавленном состоянии при выдавливании из отверстия головки с хорошей прозрачностью.

При выходе из отверстия головки выдуваемая область пузыря пленки должна охлаждаться кольцом охлаждающего воздуха. Когда охлаждающий воздух выдувается под определенным углом и скоростью в только что выдавленный из головки пластиковый пузырь пленки, горячий пузырь пленки вступает в контакт с охлаждающим воздухом, тепло пузыря пленки будет отведено холодным воздухом, и его температура упадет значительно ниже температуры вязкого течения полиэтилена низкой плотности (ПЭНП), таким образом, делая его холодным, отвержденным и размытым.

На пузыре пленки, полученном методом экструзии с раздувом, мы можем увидеть разделительную линию между прозрачным и тусклым цветом — это точка росы (или линия замерзания).

В процессе выдува пленки уровень точки росы оказывает определенное влияние на свойства пленки.

Если точка росы высокая и расположена над пузырьком выдувной пленки, то пленка выдувается в жидком состоянии, а выдув только утончает пленку, не подвергая молекулы растягивающей ориентации, в этой точке эксплуатационные характеристики выдувной пленки близки к эксплуатационным характеристикам литой пленки.

Наоборот, если точка росы относительно низкая, выдув происходит в твердом состоянии, когда пластик находится в высокоэластичном состоянии, а выдув действует как поперечное растяжение, ориентируя молекулы таким образом, что эксплуатационные характеристики выдувной пленки близки к эксплуатационным характеристикам ориентированной пленки.

03. Технические требования к основным характеристикам

Характеристики и отклонения

Ширина и толщина полиэтиленовой пленки должны соответствовать требованиям; пленка должна быть однородной толщины, с небольшими отклонениями толщины в горизонтальном и вертикальном направлениях и относительно равномерным распределением отклонений.

Внешний вид

Полиэтиленовые пленки должны быть хорошо пластифицированы, без явных «водных линий» или «облаков»; поверхность пленки должна быть ровной и гладкой, без морщин или с несколькими живыми складками; без пузырей, перфораций или разрывов; без явных черных пятен, примесей, кристаллов или жестких блоков; без серьезных свисающих линий или волокон.

Физико-механические свойства

Поскольку выдувная полиэтиленовая пленка подвергается воздействию механических сил при использовании в процессах печати или компаундирования, физико-механические свойства полиэтиленовой пленки должны быть превосходными, в частности, прочность на растяжение, удлинение при разрыве, прочность на разрыв и ряд других показателей, которые должны соответствовать стандартам.

Величина поверхностного натяжения

Для того чтобы печатные краски и клеи для ламинирования хорошо смачивали и прилипали к поверхности полиэтиленовой пленки, поверхностное натяжение полиэтиленовой пленки должно соответствовать определенным стандартам, в противном случае будет нарушена бесперебойность процесса печати и ламинирования.

Как правило, полиэтиленовые пленки должны иметь поверхностное натяжение не менее 38 дин, предпочтительно 40 дин и более.

04. Распространенные неисправности и способы их устранения

Пленка слишком липкая, плохо открывается
1. Причина отказа.
а. неподходящий тип сырья для смолы, частицы смолы ПЭНП не для экструзионной пленки, не содержащие разрыхлителей или имеющие низкое содержание разрыхлителей.
б) Температура расплавленной смолы слишком высока, а текучесть слишком велика.
в) Слишком большой коэффициент увеличения, что приводит к плохой открытости пленки.
г. слишком медленное охлаждение, недостаточное охлаждение пленки и взаимное склеивание под действием давления тягового ролика.
е.Скорость тяги слишком высокая.

2. Решения.
а. Замените сырьевую смолу или добавьте в сапожник некоторое количество разрыхлителя.
б) Соответствующее снижение температуры экструзии и температуры смолы.
в) Соответствующее снижение коэффициента увеличения.
г. Увеличение объема воздуха для улучшения охлаждающего эффекта и ускорения скорости охлаждения пленки.
е. Уменьшите скорость тяги соответствующим образом.

Плохая прозрачность пленки

1. Причина отказа.
а) Низкая температура экструзии и плохая пластификация смолы, что приводит к плохой прозрачности выдувной пленки.
б) Коэффициент увеличения слишком мал.
в) Плохое охлаждение, это влияет на прозрачность пленки.
г. Избыточное содержание влаги в смоляном сырье.
е. Скорость тяги слишком высокая, и пленка недостаточно охлаждается.

2. Решения.
а) Повышение температуры экструзии соответствующим образом, чтобы обеспечить равномерную пластификацию смолы.
б) Соответствующее увеличение коэффициента увеличения.
в) Увеличение объема воздуха для улучшения охлаждающего эффекта.
г. Сушка сырья.
е. Уменьшите скорость тяги соответствующим образом.

Сморщивание пленки

1 Причина отказа.
а) Неравномерная толщина пленки.
б) Недостаточный охлаждающий эффект.
в) Коэффициент раздува слишком велик, из-за чего пузырь пленки нестабилен, качается из стороны в сторону и склонен к образованию складок.
г. Угол елочного шипа слишком большой, и пузырь пленки сплющивается на небольшом расстоянии, поэтому пленка также склонна к образованию складок.
е. неравномерное давление по обе стороны тягового ролика, одна сторона высокая, а другая низкая.
е. Оси между направляющими роликами не параллельны, что влияет на устойчивость и растекание пленки, приводит к образованию складок.

2. Решения.
а. Замените сырьевую смолу или добавьте в сапожник некоторое количество разрыхлителя.
б) Соответствующее снижение температуры экструзии и температуры смолы.
в) Соответствующее снижение коэффициента увеличения.
г. Увеличение объема воздуха для улучшения охлаждающего эффекта и ускорения скорости охлаждения пленки.
е. Уменьшите скорость тяги соответствующим образом.

Рисунок туманной воды на пленке

1. Причина отказа.
а) Низкая температура экструзии и плохая пластификация смолы.
б) Смола влажная и имеет слишком высокое содержание влаги.

2. Решение.
а. Отрегулируйте температуру экструдера и увеличьте температуру экструзии соответствующим образом.
б) Высушите сырьевую смолу, при этом содержание влаги в смоле, как правило, не должно превышать 0.3%.

Неравномерная толщина пленки

1. Причина отказа.
а. Равномерность зазора головки напрямую влияет на равномерность толщины пленки: если зазор головки неравномерен, то в некоторых частях зазор больше, в некоторых частях зазор меньше, что приводит к тому, что объем экструзии больше или меньше, поэтому толщина сформированной пленки неравномерна, некоторые части тонкие, некоторые толстые.
б) Неравномерное распределение температуры в горловине формы, с высокими и низкими температурами, что приводит к неравномерной толщине пленки после выдувного формования.
в) Неравномерная подача воздуха вокруг кольца охлаждающего воздуха, что приводит к неравномерному эффекту охлаждения и, следовательно, к неравномерной толщине пленки.
г. ненадлежащие коэффициенты выдува и тяги, затрудняющие контроль толщины пузыря пленки.
е. Скорость тяги не постоянна и постоянно меняется, что, конечно, влияет на толщину пленки.

2. Решение.
а. Регулировка зазора отверстия плашки передней бабки для обеспечения равномерности во всех точках.
б. отрегулируйте температуру отверстия головки так, чтобы температура в отверстии матрицы была равномерной.
в) Регулировка охлаждающего устройства для обеспечения равномерного потока воздуха из воздуховыпускного отверстия.
г. Регулировка коэффициентов надува и тяги.
е. Проверьте механический привод, чтобы поддерживать постоянную скорость тяги.

Толщина пленки слишком толстая.

1. Причина отказа.
а) Большой зазор матрицы и объем экструзии, отсюда большая толщина пленки.
б) Объем воздуха в кольце охлаждения слишком велик, и пленка остывает слишком быстро.
в) Скорость тяги слишком низкая.

2. Решение.
а. Регулировка зазора раскрытия штампа.
б) Уменьшите объем воздуха в нагнетательном кольце соответствующим образом, чтобы пленка раздувалась сильнее и, таким образом, становилась немного тоньше.
в) Увеличьте скорость тяги соответствующим образом.

Толщина тонкой пленки

1. Причина отказа.
а. Зазор в отверстии матрицы слишком мал, а сопротивление слишком велико, поэтому толщина пленки мала.
б) объем воздуха в кольце охлаждения слишком мал, и пленка охлаждается слишком медленно.
в) Скорость натяжения слишком велика, и пленка растягивается чрезмерно, из-за чего ее толщина уменьшается.

2. Решение.
а. Регулировка зазора раскрытия штампа.
б) Увеличьте объем воздуха в воздушном кольце соответствующим образом, чтобы ускорить охлаждение пленки.
в) Уменьшите скорость тяги соответствующим образом.