Jaki jest proces wytłaczania folii dmuchanej?

Wytłaczarka do folii dmuchanej jest ważnym urządzeniem do produkcji folii plastikowej, która jest powszechnie stosowana w opakowaniach, rolnictwie, przemyśle i artykułach codziennego użytku. Poprzez stapianie, wytłaczanie i dmuchanie surowców plastikowych w cienkie folie, proces wytwarzania folii dmuchanej umożliwia pełen proces przekształcania od granulatu do folii. Jak więc wygląda konkretny schemat procesu technologicznego wytłaczarki do folii dmuchanej? W tym artykule, począwszy od schematu procesu technologicznego, omówimy szczegółowo każdy z jego kluczowych etapów oraz punktów kontroli technicznej, pomagając Czytelnikom w pełni zrozumieć proces wytłaczania folii dmuchanej.

1. Co to jest Ekstruzja filmu powietrznego Procesie?

Wytłaczanie folii dmuchanej to proces formowania tworzyw termoplastycznych, który jest szczególnie przydatny do produkcji folii z surowców takich jak polietylen (PE) i polipropylen (PP). Tworzywo jest ogrzewane i topione przez wytłaczarkę, a następnie wytłaczane przez głowicę i rozszerzane do postaci folii pod działaniem gazu pod wysokim ciśnieniem. W tym samym czasie cały proces wytwarzania folii odbywa się dzięki napędowi, chłodzeniu i zwijaniu.

2. Skład i struktura wytłaczarki do folii dmuchanej

Standardowa wytłaczarka do folii dmuchanej zazwyczaj obejmuje następujące części:

• System wytłaczania (zlew, śruba, cylinder, system grzewczy)
• System głowicy (do formowania preformy folii)
• System pierścienia powietrznego (chłodzenie i dmuchanie)
• Urządzenie napędowe (kontroluje grubość i stabilność folii)
• Urządzenie zwijające (kończy proces zbierania rulonów folii)
• System sterowania elektronicznego (automatyczna kontrola temperatury, prędkości, ciśnienia powietrza itp.)
• Każda część odgrywa istotną rolę w całym procesie.

3. Przebieg procesu wytaczania folii dmuchanej

3.1 Przygotowanie i dozowanie surowców

Pierwszym krokiem w procesie wytwarzania folii dmuchanej jest przygotowanie surowców. Zwykle stosuje się granulaty termoplastyczne, takie jak polietylen niskiej gęstości (LDPE), polietylen wysokiej gęstości (HDPE), liniowy polietylen niskiej gęstości (LLDPE) lub polipropylen (PP). W zależności od potrzeb można dodawać barwniki, przeciwutleniacze, środki smarne oraz inne dodatki.
Granulaty te są wprowadzane do zasobnika wytaczarki za pomocą systemu dozującego i przekazywane do strefy ogrzewania śruby siłą ciężkości lub za pomocą urządzenia dozującego śrubowego.

3.2 Topnienie i plastyczność (wytłaczanie)

Granulaty tworzywa są stopniowo ogrzewane, sprężane i topione podczas obrotu śruby. Śruba i cylinder są podzielone na trzy strefy:
Strefa zasypowa: tworzywo zaczyna się topić i przesuwać do przodu;
Strefa sprężania: materiał się topi i rośnie ciśnienie;
Strefa pomiarowa: zapewnia jednolitość stopu i gotowość do wytłaczania.
Cały proces wymaga ścisłej kontroli temperatury każdej sekcji, zazwyczaj w zakresie od 160°C do 250°C (w zależności od materiału), aby zapewnić pełne stopienie materiału i zapobiec jego rozkładowi.

3.3 Formowanie przez wytłaczanie (zarodek folii)

Stopiony plastik jest równomiernie wytłaczany i formowany w zarodek tubularnej folii przez głowicę okrągłą. Projekt struktury głowicy ma duży wpływ na jednolitość i stabilność grubości folii. Temperatura głowicy również musi być kontrolowana w odpowiednim zakresie, zazwyczaj nieco wyższym niż w sekcji wytłaczania, aby zapobiec schłodzeniu i skomulowaniu materiału w głowicy.

3.4 Nadmuch folii

Sprężone powietrze jest wprowadzane do środka matrycy, aby napompować pierwotny film do docelowej wielkości. Średnica utworzonej rury filmowej nazywana jest "współczynnikiem napompowania", który zazwyczaj wynosi od 2:1 do 4:1. Poprzez regulację ciśnienia wewnętrznego, prędkości chłodzenia oraz prędkości wyciągania można kontrolować grubość oraz właściwości mechaniczne filmu.
Proces napompowania jest kluczowy dla kontroli formowania i ma istotny wpływ na właściwości wytrzymałościowe, przejrzystość oraz płaskość filmu.

3.5 Chłodzenie i kształtowanie

Po napompowaniu i uformowaniu filmu półproduktu, konieczne jest szybkie schłodzenie w celu utrzymania kształtu, aby uniknąć zapadania się filmu lub niestabilności pęcherzy. Powszechnie stosowaną metodą chłodzenia jest chłodzenie pierścieniowe (pojedynczy lub podwójny pierścień powietrzny), które polega na wdmuchiwaniu strumienia powietrza o temperaturze pokojowej wokół pęcherza filmowego, zapewniając równomierne chłodzenie od zewnętrznej strony.
Wydajność chłodzenia ma bezpośredni wpływ na prędkość produkcji oraz przejrzystość folii. Modele wysokiej prędkości są zazwyczaj wyposażone w wydajne systemy chłodzenia powietrzem.

3.6 Naciąg i składanie

Walcowana zimna folia jest pociągana w górę przez walec naciągowy i trafia do urządzenia wyrównującego. Walec wyrównujący spłaszcza cylindryczną folię do postaci dwuwarstwowej folii płaskiej, równocześnie przycinając jej brzegi w celu przygotowania do zwijania. Prędkość naciągu jest ważnym parametrem do regulacji grubości folii, zwykle jest ona uzgadniana z prędkością ekstruzji.
System naciągu musi być wyposażony w funkcję automatycznego sterowania napięciem, aby zapewnić jednolite napięcie folii oraz stabilną grubość.

3.7 Zwijanie w rolki

Gotowa folia płaska jest przekazywana do systemu nawijania i zwijana w zwoje folii z zadaną prędkością. Nowoczesne maszyny do wytłaczania folii są najczęściej wyposażone w mechanizmy nawijania powierzchniowego lub środkowego oraz wspierają funkcję automatycznego zmieniania zwojów. Dobre efekty nawijania pozwalają na poprawę efektywności kolejnych etapów przetwarzania, takich jak drukowanie i cięcie.

4. Kluczowe czynniki wpływające na jakość wytłaczanej folii

4.1 Techniki optymalizacji regulacji temperatury

Dokładna regulacja temperatury pozwala zachować integralność polimeru podczas ekstruzji. Nowoczesne systemy wykorzystują wielostrefowe ogrzewanie cylindra z ujemnym sprzężeniem zwrotnym (dokładność ±1°C), aby zapobiec degradacji materiału. Gradienty temperatury w głowicy należy zminimalizować dzięki zastosowaniu segmentowych grzałek.

4.2 Obliczenia współczynnika wydmuchu i właściwości folii

Stosunek nadmuchu (BUR) określa stopień rozszerzania folii jako stosunek średnicy bańki do średnicy głowicy. Standardowe wartości BUR mieszczą się w zakresie od 1,5 do 4,0:

4.3 Paradoks branżowy: balansowanie prędkości produkcji z jakością kryształów

Wysokoprędkościowa produkcja często koliduje z doskonałością krystaliczną. Gdy prędkości liniowe przekraczają 40 m/min, szybkie chłodzenie tłumi tworzenie się struktury krystalicznej o 15–30%, osłabiając właściwości barierowe. Zaawansowane systemy rozwiązują ten problem dzięki zmodulowanym pierścieniom powietrznym stosującym różnicowe chłodzenie.

5. Diagnostyka usterek w procesie wytłaczania folii

5.1 Rozwiązywanie problemów z nierównomierną grubością folii

Niejednakowa grubość folii wynika często z nierównomierności szczeliny w głowicy lub chłodzenia. Kalibracja głowicy musi zapewniać równomierne rozprowadzenie stopionego polimeru – zazwyczaj w tolerancji ±5%.

5.2 Zapobieganie zjawiskom niestabilności bańki

Niestabilność pęcherza wynika z niejednolitości lepkości materiału lub fluktuacji ciśnienia powietrza. Należy utrzymywać stabilną lepkość poprzez kontrolę wilgotności surowca (<0,02%) i równomierne temperatury śruby. Regulator ciśnienia automatycznego powinien modulować przepływ powietrza pierścieniowego w tolerancji ±2,5 Pa.

FAQ

1. Czym jest wytłaczanie folii wydmuchiwanej?

Wytłaczanie folii napowietrzanej to proces polegający na ciągłym wytłaczaniu stopionego surowca do postaci pęcherza, który następnie jest napowietrzany i rozciągany w folię.

2. Jakie są korzyści z wytłaczania folii wydmuchiwanej?

Proces ten umożliwia wytwarzanie folii na zamówienie – od jednowarstwowych opakowań barierowych po złożone folie wielowarstwowe z dostosowanymi właściwościami mechanicznymi.

3. Jakie materiały są powszechnie stosowane w produkcji folii dmuchanej?

Do powszechnie stosowanych polimerów należą polietylen (LDPE, LLDPE, HDPE), polipropylen, PVC oraz specjalistyczne polimery biodegradowalne lub zaprojektowane, takie jak EVOH.

4. Jak zapobiec niestabilności pęcherza podczas ekstruzji?

Utrzymanie stabilności lepkości oraz zapewnienie jednolitego ciśnienia powietrza za pomocą automatycznych regulatorów może pomóc w zapobieganiu zjawiskom niestabilności pęcherzyków.