블론 필름 압출의 공정은 무엇인가요?

블own 필름 압출기는 플라스틱 필름 제조에 중요한 설비로, 포장, 농업, 산업 및 일용잡화 분야에서 널리 사용됩니다. 플라스틱 원료를 용융, 압출 및 팽창하여 얇은 필름으로 만드는 블own 필름 공정은 입자에서 필름으로의 완전한 전환 과정을 실현합니다. 그렇다면 블own 필름 압출기의 구체적인 공정 흐름은 어떻게 될까요? 이 글에서는 공정 흐름부터 시작하여 각 주요 단계와 기술 관리 포인트를 체계적으로 설명함으로써 독자들이 블own 필름 압출 공정을 충분히 이해할 수 있도록 도와줄 것입니다.

1. What is the 블로운 필름 압출 프로세스?

블own 필름 압출은 열가소성 플라스틱 성형 공정으로, 주로 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)과 같은 원자재로 제작된 필름 생산에 적합합니다. 플라스틱은 압출기에서 가열 및 용융된 후 다이 헤드에서 압출되며 고압 가스의 작용으로 필름 형태로 팽창됩니다. 동시에 전체 필름 제작 공정은 인장, 냉각 및 감는 과정을 통해 완료됩니다.

2. 블own 필름 압출기의 구성 및 구조

표준 블own 필름 압출기는 일반적으로 다음 부품들로 구성됩니다:

• 압출 시스템 (호퍼, 스크류, 실린더, 가열 시스템)
• 다이 헤드 시스템 (필름 모재 형성용)
• 에어 링 시스템 (냉각 및 공기 주입)
• 인장 장치 (필름 두께 및 안정성 제어)
• 감는 장치 (필름 롤 수집 완료)
• 전자 제어 시스템 (온도, 속도, 풍압 등 자동 제어)
• 각 부품은 전체 공정에서 매우 중요한 역할을 합니다.

3. 블로운 필름 압출기의 공정 흐름

3.1 원자재 준비 및 투입

필름 블로잉 공정의 첫 단계는 원자재 준비입니다. 일반적으로 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 직선상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 또는 폴리프로필렌(PP)과 같은 열가소성 플라스틱 입자가 사용됩니다. 마스터배치, 항산화제, 윤활제 및 기타 첨가제는 다양한 요구에 따라 추가할 수 있습니다.
이러한 입자는 자동 급송 시스템을 통해 압출기 호퍼에 투입되며, 중력 또는 스크류 급송 장치에 의해 가열 구역으로 이동됩니다.

3.2 용융 및 플라스틱화(압출)

스크류의 회전 동안 플라스틱 입자는 점진적으로 가열되고 압축되어 용융됩니다. 스크류와 실린더는 다음의 세 구역으로 나뉩니다.
급입 구역: 플라스틱이 가열되기 시작하고 앞으로 이동합니다.
압축 구역: 재료가 용융되고 압력이 증가합니다.
계량 구역: 용융물이 균일하게 유지되어 압출을 준비합니다.
전체 공정에서는 재료가 완전히 용융되고 분해되지도록 각 구간의 온도를 일반적으로 160°C에서 250°C 사이(재료에 따라 다름)로 엄격하게 조절해야 합니다.

3.3 다이 성형(Die Molding, 압출 필름 태아)

용융된 플라스틱은 원형 다이를 통해 고르게 압출되어 튜브 형태의 필름 태아로 성형됩니다. 다이 구조 설계는 필름 두께의 균일성과 안정성에 큰 영향을 미칩니다. 다이 온도 역시 적절한 범위 내에서 조절되어야 하며, 일반적으로 압출 구간보다 약간 높게 유지되어 재료가 다이에서 냉각되거나 응집되는 현상을 방지해야 합니다.

3.4 인플레이션 필름

압축 공기가 다이 중심에 주입되어 필름 태를 원래의 지름에서 목표 크기까지 불어 확장시킵니다. 형성된 필름 튜브의 지름은 "블로우-업 비율(Blow-up ratio)"이라고 불리며, 일반적으로 2:1에서 4:1 사이입니다. 내부 압력, 냉각 속도 및 인출 속도를 조절함으로써 필름의 두께와 기계적 특성을 제어할 수 있습니다.
필름 성형 과정에서 팽창 과정은 성형 조절의 핵심이며, 필름의 인장 특성, 투명성 및 평탄성에 상당한 영향을 미칩니다.

3.5 냉각 및 성형

필름 태가 팽창되어 형성된 후에는 필름이 붕괴되거나 거품이 불안정해지지 않도록 신속하게 냉각하여 형태를 고정시켜야 합니다. 일반적으로 사용되는 냉각 방식은 공기링 냉각(단일 공기링 또는 이중 공기링)이며, 상온의 공기를 분사하여 필름 거품을 둘러싸고 외부에서 균일하게 냉각시킵니다.
냉각 효율은 생산 속도와 필름의 투명도에 직접적인 영향을 미칩니다. 고속 모델에는 대부분 고효율 공기 냉각 시스템이 장착되어 있습니다.

3.6 인출 및 폴딩

냉각된 필름 원통은 인출 롤러에 의해 위로 끌어올려지며 평활 장치로 진입합니다. 평활 롤러는 원통형 필름을 이중층의 평탄한 필름으로 눌러주고 동시에 가장자리를 정리하여 감기를 준비시킵니다. 인출 속도는 필름 두께를 조절하기 위한 중요한 파라미터로, 일반적으로 압출 속도와 조화를 이룹니다.
필름 인장 장치는 필름의 균일한 장력을 보장하고 두께를 안정적으로 유지하기 위한 자동 장력 제어 기능을 갖추어야 합니다.

3.7 롤 형태로 감기

최종적인 평면 필름은 감는 장치로 보내져 일정한 속도로 필름 롤 형태로 감깁니다. 현대의 블로운 필름 제조기계는 대부분 표면 마찰식 또는 중심 감는 방식을 갖추고 있으며 자동 롤 교체 기능을 지원합니다. 우수한 감김 효과는 후속 공정 단계인 인쇄 및 절단 등의 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

4. 블로운 필름 품질에 영향을 주는 핵심 요소

4.1 온도 조절 최적화 기술

정밀한 열 조절은 압출 공정 중 폴리머의 물성을 유지합니다. 최신 시스템은 폐쇄 루프 피드백(±1°C 정확도)을 활용한 다중 구역 배럴 가열을 사용하여 소재 열화를 방지합니다. 세그먼트형 히터를 통해 다이 온도 기울기는 최소화되어야 합니다.

4.2 블로우-업 비율 계산 및 필름 특성

블로우-업 비율(BUR)은 버블 지름을 다이 지름으로 나눈 값으로 필름 팽창을 수치화합니다. 표준 BUR 값은 1.5–4.0 사이입니다:

4.3 산업적 역설: 생산 속도와 결정 품질 간 균형 유지

고속 생산은 결정화 완성도와 충돌하는 경우가 많습니다. 라인 속도가 분당 40미터를 초과하면 급속한 냉각으로 결정화가 15~30% 억제되어 차단 특성이 약화됩니다. 고급 시스템은 차등 냉각을 적용하는 변조 공기환을 통해 이를 해결합니다.

5. 블로운 필름 압출기 운전 문제 해결

5.1 필름 두께 변동 문제 해결

불균일한 필름 두께는 주로 다이 갭 불균형 또는 냉각 불균일성으로 인해 발생합니다. 다이 캘리브레이션을 통해 폴리머 용융물 분포가 균일하도록 해야 하며, 일반적으로 ±5% 이내의 허용오차를 유지해야 합니다.

5.2 버블 불안정 현상 방지

버블 불안정은 재료 점도의 불일치 또는 공기 압력 변동으로 인해 발생합니다. 수지의 수분 함량(<0.02%) 관리와 균일한 스크류 온도 유지 등을 통해 점도 안정성을 확보해야 합니다. 자동 압력 조절 장치는 공기 링 흐름을 ±2.5Pa 이내의 허용오차 범위에서 조절해야 합니다.

자주 묻는 질문

1. 블로운 필름 압출이란 무엇인가?

블론 필름 압출은 용융 수지를 연속적으로 압출하여 버블 형태로 팽창시키고 늘여 필름을 제작하는 공정입니다.

2. 블로운 필름 압출의 이점은 무엇인가?

이 공정은 단일층의 배리어 포장재부터 복잡한 다층 라미네이트까지 다양한 맞춤형 필름을 제작할 수 있으며, 기계적 특성도 조절 가능합니다.

3. 블론 필름 제조에 일반적으로 사용되는 재료는 무엇인가요?

일반적으로 사용되는 폴리머로는 폴리에틸렌(LDPE, LLDPE, HDPE), 폴리프로필렌, PVC 및 EVOH와 같은 생분해성 또는 특수 제작된 폴리머가 포함됩니다.

4. 압출 과정에서 버블 불안정성을 어떻게 방지할 수 있나요?

점도 안정성을 유지하고 자동 조절장치를 사용하여 균일한 공기압을 유지하면 버블 불안정 현상을 방지하는 데 도움이 됩니다.