블로운 필름 압출기에서 LDPE와 HDPE 비교: 어떤 소재가 더 나을까?

처리 행동 블로운 필름 압출기 : 녹기 흐름, 거품 안정성, 나사 설계의 함유

녹기 고체성, 온도 민감성, 진압 도중 절단 반응

표준 온도 범위인 180도에서 230도 섴씨 사이의 블른 필름 압출 공정에서, LDPE는 HDPE보다 더 우수한 유동성을 보입니다. 이는 LDPE가 용융점도가 낮기 때문으로, 재료가 시스템을 보다 원활하게 통과하며 모터에 가해지는 부하를 줄입니다. 또한 LDPE는 다이 영역에서 높은 전단 응력이 가해질 때 공정을 보다 용이하게 만드는 유용한 전단 감소 특성(shear-thinning)을 나타냅니다. 반면, HDPE는 LDPE의 10분당 1그램 미만보다 훨씬 높은 약 20그램/10분의 높은 용융 흐름 지수(MFI)를 가지며, 이는 용융 상태에서 HDPE가 더 뻣뻣하다는 것을 의미합니다. 따라서 HDPE는 보다 강력한 구동 장치와 정밀한 온도 관리가 필요합니다. 210도 섴씨를 넘어서는 순간 HDPE는 급격히 다루기 어려워지며, 열 분해가 심각한 문제로 대두됩니다. 이 때문에 배럴과 다이의 온도를 안정적으로 유지하는 것은 겔(gels) 형성이나 산화로 인한 재료 품질 저하와 같은 문제를 방지하는 데 매우 중요합니다.

서리선 제어 및 기포 안정성: LDPE가 더 넓은 운전 여유를 제공하는 이유

LDPE는 결정화 속도가 느려서 프로스트 라인 높이를 조정할 때 작업자에게 더 많은 여유를 제공하므로, 버블의 안정성과 생산 전반에 걸친 두께 균일성을 유지하는 데 매우 중요합니다. LDPE는 고체화되는 데 시간이 더 오래 걸리기 때문에 드로우 공진이나 버블 붕괴와 같은 문제를 일으키지 않고도 약 15% 정도의 냉각 속도 변화를 견딜 수 있습니다. 반면 HDPE는 다르게 작동합니다. HDPE는 훨씬 더 빠르게 경화되기 때문에 작은 변화도 훨씬 더 큰 영향을 미칩니다. 에어 링 설정이나 냉각 롤 온도가 단지 8%만 변해도 전체 공정이 어긋날 수 있습니다. 이러한 차이는 상업적으로 생산되는 제품에 실제적인 결과를 초래합니다. HDPE 가공 중 프로스트 라인이 예측할 수 없게 이동하면 두께 편차가 12% 이상 증가할 수 있습니다. LDPE는 게이지 제어 측면에서 훨씬 더 일관된 성능을 보이며, 얇은 농업용 필름처럼 일정한 광투과율과 적절한 기계적 특성이 절대적으로 필요한 응용 분야에서 큰 차이를 만듭니다.

HDPE의 녹기 강도 역설: 더 높은 강도가 수정 된 나사 기하학을 요구 할 때

HDPE는 고체 상태에서는 튼튼한 팽창력을 가지고 있지만, 불어진 필름 진압을 위해 녹이면, 그 낮은 탄력성은 거품 안정성에 모든 종류의 문제를 야기합니다. 게 게 게 게 게 게 게 게 게 게 이러한 문제들을 해결하기 위해 제조업체는 그들의 추출제 나사 설계에 많은 관심을 기울여야 합니다. 대부분의 공장들은 3:1 정도의 압축 비율을 가진 장벽 나사기를 가지고 있습니다. HDPE 가공을 위해 특별히 만들어진 이 세트업은 정말 도움이 됩니다. 녹기 효율을 높이고 녹기 혼합물의 균일성을 높여서 약 40%의 향상을 가져옵니다. 또한 압력을 안정적으로 유지해서 예상치 못한 증가도 없죠. 만약 기업들이 이런 변화를 건너뛰면, 그들은 실패한 거품의 엄청난 양의 폐기물들을 처리하게 됩니다. 일부 경우 폐기물 비율은 30%까지 올라갈 수 있습니다. 그래서 올바른 나사를 선택하는 것은 단지 좋은 것만이 아니라, 질 높은 HDPE 필름을 생산하는 데 심각한 사람이라면, 수많은 원료를 낭비하지 않고도 절대적으로 필수적입니다.

기계적 및 기능적 필름 특성: 밀도와 결정성이 최종 사용 성능에 미치는 영향

LDPE 및 HDPE 등급 전반에 걸친 밀도–결정성–유연성 관계

LDPE의 장쇄 분지는 결정 형성을 방해하여 비정질 영역이 많이 생성되며, 이로 인해 상당히 큰 신율(약 500~700%)을 가지게 되고 충격 흡수 성능도 우수합니다. 반면 HDPE는 직선형 분자 구조를 가져 분자들이 서로 가까이 배열될 수 있어 전반적으로 강도는 높지만 파단 전까지의 신장성(보통 약 10~120% 신율)은 떨어집니다. 이러한 특성 차이로 인해 블로운 필름 압출 공정에서 각각 다른 용도로 사용됩니다. LDPE는 스트레치 필름이나 성형-충진-밀봉(Fill-Seal) 포장재 전반에 널리 쓰이며, 이는 어떤 형태이든 감싸는 대상의 형태에 잘 맞으면서도 응력 하에서도 견딜 수 있어야 하기 때문입니다. 반면 HDPE는 세제 용기나 중량 물품을 담는 산업용 라이너 등, 내용물로 가득 찼을 때에도 형태를 유지해야 하는 제품에 적합하게 사용됩니다.

포장 필름에서 인장 강도, 천공 저항성 및 인성 간의 트레이드오프

결정도는 기본적으로 이러한 재료들이 작동할 때 어떻게 성능을 발휘하는지를 결정한다. 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 치밀한 결정 구조를 가지며, 인장강도가 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)보다 약 4배 정도 높다(약 30-40 MPa 대비 8-20 MPa). 또한 포장 내부의 날카로운 물체에 대한 천공 저항성도 훨씬 뛰어나, 포장재로서 매우 중요한 특성이다. 반면, LDPE는 충격 시 폴리머 사슬이 서로 미끄러질 수 있는 비정형 영역을 더 많이 포함하고 있다. 이는 실제로 LDPE가 HDPE보다 충격에 더 잘 견딘다는 것을 의미하며, 충격 저항성은 HDPE의 약 두 배 수준이다. 따라서 LDPE는 운송 중에 던져지거나 거칠게 다뤄지는 내구성 있는 배송 백으로 매우 흔히 사용된다. 한편 HDPE는 화학 드럼이 외부로 볼록하게 부풀지 않도록 충분한 강성을 유지하며, 장기간 내부 압력이 서서히 증가하더라도 여전히 좋은 밀봉 성능을 유지한다. 이러한 플라스틱을 선택할 때 제조업체는 제품이 자주 겪게 될 스트레스 유형—예를 들어 인장력, 갑작스러운 충격, 또는 장기간에 걸친 서서히 일어나는 변형—을 고려해야 한다.

용도에 맞는 소재 선정: LDPE 또는 HDPE를 실제 블로운 필름 압출 공정 출력과 일치시키기

농업용 필름에서의 LDPE 우세: 온실 응용을 위한 투명성, 유연성 및 밀봉 안정성

저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 여러 중요한 특성이 잘 조화되어 작물 재배용 온실 피복재 및 농업용 멀칭 필름의 주요 소재로 계속해서 선호되고 있습니다. ASTM D1238 기준으로 용융지수(MFI)가 0.2에서 2.0그램/10분인 LDPE는 압출 공정 중 용융 파열 없이 두께 0.02mm에 이르는 얇은 필름을 생산할 수 있도록 제조업체에 장점을 제공합니다. 이를 통해 필름은 투명도를 잘 유지하면서도 입사광의 90% 이상을 투과시켜 식물이 햇빛을 최대한 활용할 수 있도록 하여 성장에 도움을 줍니다. 또한 LDPE는 높은 유연성을 제공하며 110~125도 사이의 비교적 낮은 온도에서 밀봉이 가능합니다. 이러한 특성 덕분에 강한 바람에 노출된 온실 피복이나 토양의 수분을 유지해야 하는 멀칭 필름처럼 다양한 기상 조건과 물리적 스트레스 하에서도 이음매가 견고하게 유지됩니다. 이러한 모든 이점은 LDPE 분자의 고유한 구조에서 비롯되며, 적절한 가공 기술이 소재의 유동 특성과 일치하는 상업적 생산 현장에서 반복적으로 검증되어 왔습니다.

산업용 라이너 및 중형 드럼백에서의 HDPE의 장점: 강성, 내화학성 및 하중 지지 능력

고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 형태를 유지해야 하며 혹독한 환경을 견뎌야 하는 산업 현장에서 특히 두드러집니다. 이 소재는 약 70~80퍼센트의 결정성을 가지며, 인장 강도가 30MPa 이상으로 매우 뛰어납니다. 따라서 HDPE로 제작한 라이너나 봉투는 시간이 지나도 처지거나 변형되지 않고 약 50킬로그램의 무게를 쉽게 견딜 수 있습니다. HDPE가 특별한 이유는 분자들이 긴 사슬 구조로 밀접하게 배열되어 있다는 점입니다. 이러한 구조 덕분에 용제, 산, 알칼리 등 다양한 화학물질에 매우 강한 내성을 갖게 됩니다. ASTM D543 기준에 따른 시험에서도 이러한 내화학성이 입증되었으며, 이 때문에 제조업체들은 화학약품 저장 탱크의 라이닝이나 위험 물질 포장에 HDPE를 선호합니다. 적절한 배리어 스크류와 제어된 에어 링을 갖춘 블로운 필름 압출 장비를 사용해 제조할 경우, HDPE는 0.05mm에서 0.2mm 두께의 균일한 필름을 형성합니다. 이러한 필름은 스트레스를 받아도 안정성을 유지하며 거친 표면이나 날카로운 물체에 쉽게 찢어지지 않아 건설 방벽재나 대용량 운반 용기로 매우 이상적입니다.