Polietileno plėvelės formavimas pūtimu

 

Polietileno (PE) plėvelė yra plačiausiai gaminama ir plačiausiai naudojama plastikinės plėvelės rūšis. Jis yra netoksiškas ir bekvapis, pasižymi dideliu stiprumu ir kietumu, puikiu atsparumu drėgmei ir vandeniui, geru atidaromumu (antiblokavimu) ir veikimu žemoje temperatūroje, išlaikant tam tikrą skaidrumo lygį. Jo sandarumas karščiu yra puikus, o sandarinimo temperatūra yra santykinai žema (maždaug 100 laipsnių), o tai leidžia patogiai gaminti maišelius kaitinant elektra. PE plėvelė gaminama tiesiogiai iš polietileno dervos granulių ekstruzijos pūtimo būdu ir paprastai jai nereikia jokių priedų; spalvą galima pasiekti įtraukiant pagrindinį mišinį. Polietileno dervos, skirtos pūstai plėvelei, apima mažo tankio polietileną (LDPE), linijinį mažo tankio polietileną (LLDPE) ir didelio tankio polietileną (HDPE).

 

1) Žemės ūkio šiltnamio plėvelė

Žemės ūkio šiltnamio efektą sukeliančių medžiagų plėvelė yra plataus pločio plėvelė, prapučiama iš LDPE arba LDPE ir LLDPE mišinių, paprastai naudojant į viršų pučiamą plėvelę su plokščiu klojimu ir plokščiu kilimu. Layflat plotis apima platų diapazoną (mažesnis arba lygus 1000 mm arba didesnis arba lygus 5000 mm). Tipiškas storis yra 0,03–0,14 mm, tempiamasis stipris didesnis arba lygus 12 MPa, o pailgėjimas trūkimo metu didesnis arba lygus 300%. Šios plėvelės yra atsparios lietui, praleidžia šviesą ir išlaiko šilumą, todėl šiltnamiuose galima auginti daržoves ir vaisius ištisus metus. Pagal agronominius reikalavimus pagrindiniai funkciniai potipiai yra šie:

• Sustiprinta šiltnamio plėvelė: Paruošta į LDPE įdedant daugiau nei 25 masės % LLDPE. Tempiamasis stipris gali būti padidintas iki maždaug 20 MPa, o pailgėjimas trūkimo metu yra didesnis arba lygus 400%. Jei plėvelė išpučiama tik iš LLDPE, stiprumas dar labiau padidėja, pagerėja atsparumas pradūrimui ir lygesnis paviršius; plėvelės storis gali būti sumažintas apie 20–30%.

• Ilgaamžė šiltnamio plėvelė: įprasta šiltnamio efektą sukeliančių plėvelė paprastai išsilaiko 0,5–1 metus. Ilgaamžės klasės prailgina tarnavimo laiką bent du kartus iki 2–3 metų. Jie gaunami į LDPE įdedant 0,3–0,5 masės dalies šviesos stabilizatoriaus ir 0,1–0,3 masės dalies antioksidanto; LDPE paviršius pirmiausia sudrėkinamas balta alyva, tada sumaišomas ir pučiamas į plėvelę.

• Šiltnamio efektą sukelianti plėvelė nuo lašėjimo: sukurta taip, kad ant plėvelės paviršiaus nesusidarytų rūkas ar lašeliai, taip pagerinant šviesos pralaidumą ir skatinant pasėlių augimą. Pridėjus atitinkamą paviršinio aktyvumo medžiagą arba pagrindinį pagrindinį mišinį nuo lašėjimo, plėvelės afinitetas vandeniui padidėja. Daugybė mažų lašelių susilieja į didesnius, kurie teka išilgai plėvelės sienelės į žemę, taip pašalinant vidinį rasojimą, pagerinant skaidrumą ir neleidžiant lašeliams nukristi tiesiai ant pasėlių.

2) Žemės ūkio mulčiavimo plėvelė

Žemės ūkio mulčio plėvelė reiškia žemės dangą. Tai labai plona LDPE plėvelė, pagaminta pūtimo būdu, 0,008–0,014 mm storio ir 600–1000 mm pločio. Skaidrus, bespalvis mulčias daugiausia naudojamas kaip sodinukų auginimo ir pasėlių dengiamoji plėvelė, skatinanti ankstyvą brandą, padidinti derlių ir kontroliuoti kenkėjus; jis paprastai gaminamas aukštyn pūstos plėvelės metodu. Funkcinė mulčio plėvelė gaminama į PE įmaišius 3–5 masės % dažiklių, kad išgautų raudoną, geltoną, mėlyną, pilką, juodą ir kitas spalvas. Taigi skirtingi augalai gauna specifines spektrines juostas, kurių jiems reikia, todėl subręsta anksčiau ir gaunamas didesnis derlius, slopinamas kenkėjas ir stabdomos piktžolės.

3) Pakavimo plėvelė

PE pakavimo plėvelė skirstoma į lengvąsias ir sunkiasvores.

• Lengva pakavimo plėvelė: gaminama iš LDPE ir daugiausia naudojama maisto produktams, pyragams, saldainiams, daržovėms, vaisiams, farmacijos produktams, tekstilės gaminiams, kasdieniams reikmenims, drabužiams ir panašiems produktams pakuoti. Kad tiktų automatizuotoms pakavimo linijoms, paprastai pridedami nedideli kiekiai slydimo priemonių arba antistatinių medžiagų. Gamyboje dažniausiai naudojamas pūtimo aukštyn arba plokščiojo pūtimo procesas. Plokštės plotis apima platų diapazoną (mažesnis arba lygus 70 mm arba didesnis arba lygus 1000 mm). Storis 0,02–0,20 mm, o atsparumas tempimui Didesnis arba lygus 10 MPa.

• HDPE marškinėlių (pirkinių) krepšiai ir drabužių krepšiai: plačiai naudojami ir daugiausia gaminami pučiant aukštyn. Plokštės plotis yra 70–1000 mm, storis 0,007–0,10 mm, o tempiamasis stipris didesnis arba lygus 25 MPa.

• Tvirta pakavimo plėvelė: pagaminta pučiant aukštyn iš didesnės molekulinės masės LDPE. Įprastas storis 0,2–0,35 mm, kiekviename maišelyje telpa 20–30 kg turinio. Taikoma žemės ūkio produktų, cheminių žaliavų, trąšų, pesticidų, maisto produktų, cukraus, druskos, vaistų ir tekstilės gaminių pakavimui.

LDPE dervos, skirtos pūstai plėvelei, pasižymi gana plačiu lydalo srauto (MFR) diapazonu – 0,5–7 g/10 min. ir yra parenkamos pagal numatytą plėvelės paskirtį (žr. 1-1 lentelę). LLDPE dervos, skirtos pūstai plėvelei, paprastai turi 1–2 g/10 min. HDPE pūstos plėvelės MFR yra 0,2–1 g/10 min. HDPE lydymosi temperatūra yra aukštesnė, o šlyties greičio pokyčių diapazone - didelis klampumas; Dėl savo linijinės molekulinės struktūros jis pasižymi stipria srauto sukelta orientacija.

1-1 lentelė LDPE dervų pasirinkimas pagal plėvelės klases

Filmo laipsnis	Dervos MFR (g/10 min.)
Lengva pakavimo plėvelė	2–4
Didelio skaidrumo plėvelė	5–7
Žemės ūkio mulčio plėvelė	4–7
Šiltnamio plėvelė	1.5–4.5
Termiškai susitraukianti plėvelė	2–5
Tvirta pakavimo plėvelė	0.25–0.5

 

 

1) Ekstruderis

Įprasta LDPE plėvelė, kurios plotis yra didesnis nei 300 mm arba lygus 300 mm, paprastai gaminama plėvelės pūtimu į viršų ir plokščio klojimo plokščio kilimo būdu. Rekomenduojamas varžtų skersmuo svyruoja nuo 45 iki 150 mm. Jei plokščių plotis didesnis nei 1 m, plataus pločio plėvelės koekstruzijai gali būti naudojami du vieno sraigtiniai ekstruderiai. Varžtas L/D yra 20–30, o suspaudimo laipsnis yra 3–3,5, o pirmenybė teikiama progresiniam (kūginio kanalo) varžtam.

HDPE plėvelei tinka mažesnio dydžio ekstruderiai, kurių varžtas L/D yra 16–25. Varžtų konstrukcijose paprastai yra speciali kirpimo dalis ir maišymo sekcija.

2) Antgalis

LDPE plėvelėje dažniausiai naudojami spiralinio įtvaro arba voratinklio tipo žiediniai štampai, kurių štampų skersmuo yra 100–1000 mm. Kai reikalingas didesnis storio vienodumas, rekomenduojama naudoti besisukantį štampą. Naudojami tiek aukštyn, tiek plokščio pūtimo procesai.

HDPE plėvelėje paprastai naudojamas spiralinis šerdies šerdis. Reikia pasirūpinti, kad srauto kanalas, spiralės geometrija ir srieginės dalies matmenys būtų sukurti, kad būtų išvengta per didelio šlyties greičio, kuris gali sukelti lydalo lūžį. Dėl šių formavimo savybių HDPE plėvelės štampai yra palyginti maži, paprastai 30–200 mm skersmens.

3) Aušinimas

Dažniausiai naudojamas oro žiedinis aušinimas. Įprastas orapūtės slėgis yra 4000–8000 Pa, o oro srautas 15–75 m³/min.

 

1) Ekstruzijos temperatūra

Ekstruzijos temperatūrą pirmiausia lemia PE dervos lydalo srautas,{0}}kuo didesnis MFR, tuo žemesnė reikiama temperatūra. Nuo tiekimo angos iki ekrano paketo (pertraukiklio plokštės) statinės temperatūra palaipsniui didinama taip, kad štampavimo galvutės temperatūra būtų maždaug lygi arba 10–20 laipsnių žemesnė už varžto antgalio temperatūrą. Tai užtikrina stabilų storą sluoksnį ir geresnį plėvelės skaidrumą. Tipinės PE plėvelių ekstruzijos temperatūros parodytos 2-1 lentelėje.

2-1 lentelė Polietileno plėvelių ekstruzijos temperatūros ( laipsnis )

Filmo laipsnis	1 statinės zona	2 statinės zona	3 statinės zona	Adapteris	Mirk
LDPE – lengva pakavimo plėvelė	120–140	130–140	140–160	150–160	160–170
LDPE – šiltnamio plėvelė	150–170	160–180	170–180	180–190	170–180
LDPE – patvari pakavimo plėvelė	180–200	170–180	180–190	190–200	180–190
LLDPE plėvelė	160–180	180–200	200–220	200–220	220–230
HDPE plėvelė	200–220	220–240	240–260	250–260	240–250

2) Die Gap

Antgalio tarpas skiriasi priklausomai nuo dervos tipo; tipiniai diapazonai išvardyti 2-2 lentelėje. Didėjant dervos MFR, pasirenkamas mažesnis štampavimo tarpas; padidėjus tikslinės plėvelės storiui, naudojamas didesnis tarpas. Pavyzdžiui, didelės apkrovos LDPE plėvelei (mažesnis MFR ir storesnis gabaritas) pasirenkamas maždaug 1,0 mm tarpas; LDPE lengvos apkrovos plėvelės (didesnis MFR ir plonesnis matuoklis) tarpas paprastai yra 0,5–0,6 mm. Kadangi LLDPE lydalo klampumas yra didesnis ir santykinai nejautrus šlyties greičio pokyčiams, jo ekstruzijos temperatūra yra aukštesnė, o tarpas yra žymiai didesnis nei LDPE; kitaip gali atsirasti šiurkštus „ryklio odos“ paviršius. DTPE pūstos plėvelės dervos turi santykinai mažą MFR, todėl štampo tarpas paprastai yra šiek tiek didesnis nei LDPE.

2-2 lentelė Tipiniai tarpo tarpo intervalai (mm)

Filmo tipas	Tarpas tarpas (mm)
LDPE	0.5–1.0
LLDPE	1.5–2.5
HDPE	1.2–1.5

3) Susprogdinimo koeficientas (BUR)

Išėjus iš žiedinio štampelio, storas parisonas pripučiamas suslėgtu oru, padidinant jo skersmenį, sumažinant storį ir suteikiant skersinę trauką. Įprastas sprogimo santykis yra 2–5. Jei BUR yra per aukštas, burbulas suplaks, burbulo forma taps nestabili, pablogėja storio vienodumas, o plėvelė linkusi lūžti. Didėjant BUR, plėvelės skersinis tempiamasis stipris, atsparumas plyšimui ir smūgio stiprumas didėja, tačiau skaidrumas ir blizgesys mažėja, o išilginis tempiamasis stipris linkęs mažėti. Tipiniai PE plėvelių BUR yra išvardyti 2-3 lentelėje.

2-3 lentelė. Tipiniai PE plėvelių išpūtimo koeficientai

Filmo tipas	Tipiškas BUR
LDPE	1.5–3.5
LLDPE	1.5–2.0
HDPE	3.2–6.0

4) Brėžinio koeficientas (mašinos kryptis)

Išėjus iš štampai, jis nukreipiamas į ištraukimo (įpjovimo) ritinius ir išilginis tempimas. Ištraukimo linijos greitis paprastai yra 3–5 kartus didesnis už lydalo ekstruzijos (išvesties) greitį, todėl ištempimas mašinos kryptimi yra 3–5 kartus didesnis ir išilginis tempiamasis stipris žymiai padidėja. Tai naudinga maišams, kuriuose vyrauja išilginė apkrova.