Care este procesul de extrudare a filmului suflat?

Extruderul de film suflat este un echipament important pentru producția de film plastic, fiind utilizat pe scară largă în ambalare, agricultură, industrie și bunuri de larg consum. Prin topirea, extrudarea și suflarea materiilor prime plastice în filme subțiri, procesul de film suflat realizează întregul proces de conversie de la particule la film. Așadar, care este fluxul specific de proces al extruderului de film suflat? Acest articol va începe cu fluxul procesului, explicând sistematic fiecare dintre componentele sale esențiale și punctele de control tehnic, ajutând cititorii să înțeleagă pe deplin procesul de extrudare cu film suflat.

1. Ce este Extrudere a filmului suflat Proces?

Coextrudarea peliculelor este un proces de modelare a materialelor plastice termoplastice, fiind în principal potrivită pentru producția de pelicule realizate din materii prime precum polietilena (PE) și polipropilena (PP). Plasticul este încălzit și topit de către extruder și extrudat prin capul de formare, fiind expandat într-o peliculă sub acțiunea gazului de înaltă presiune. În același timp, întregul proces de fabricare a peliculei este finalizat prin tragere, răcire și înfășurare.

2. Compoziția și structura extruderului pentru pelicule suflate

Un extruder standard pentru pelicule suflate include de obicei următoarele componente:

• Sistemul de extrudare (buncăr, melc, cilindru, sistem de încălzire)
• Sistemul capului de formare (pentru realizarea preformei peliculei)
• Sistemul inelului de aer (răcire și suflare)
• Dispozitivul de tragere (controlează grosimea și stabilitatea peliculei)
• Dispozitivul de înfășurare (finalizează colectarea rolnelor de peliculă)
• Sistemul electronic de control (control automat al temperaturii, vitezei, presiunii aerului etc.)
• Fiecare componentă joacă un rol esențial în întregul proces.

3. Fluxul procesului de extrudare suflat

3.1 Pregătirea și alimentarea materiei prime

Primul pas în procesul de suflare a filmului este pregătirea materiei prime. Se folosesc de obicei particule de plastic termoplastic, cum ar fi polietilena de joasă densitate (LDPE), polietilena de înaltă densitate (HDPE), polietilena liniară de joasă densitate (LLDPE) sau polipropilena (PP). În funcție de cerințe, se pot adăuga pigmenți (masterbatch), antioxidanți, lubrifianți și alte aditivi.
Aceste particule sunt introduse în buncărul extruderului printr-un sistem automat de alimentare și sunt dirijate în zona de încălzire a șnecului prin gravitație sau cu un dispozitiv de alimentare cu șnec.

3.2 Topirea și plastifierea (extrudarea)

Particulele de plastic sunt încălzite, comprimate și topite treptat în timpul rotației șnecului. Șnecul și cilindrul sunt împărțite în trei zone:
Zona de alimentare: plasticul începe să se încălzească și avansează înainte;
Zona de comprimare: materialul se topește și presiunea crește;
Zona de dozare: asigură o topitură uniformă și pregătită pentru extrudare.
Întregul proces necesită o controlare strictă a temperaturii fiecărei secțiuni, în general între 160°C și 250°C (în funcție de material), pentru a asigura faptul că materialul este complet topit și nu se descompune.

3.3 Moldare prin extrudare (film preformă)

Plastica topită este extrudată în mod egal și formată într-un film tubular preformă prin matrița inelară. Proiectarea structurii matriței are o influență mare asupra uniformității și stabilității grosimii filmului. Temperatura matriței trebuie, de asemenea, menținută într-un interval adecvat, în general ușor mai ridicată decât secțiunea de extrudare, pentru a preveni răcirea și aglomerarea materialului în matriță.

3.4 Film inflat

Aerul comprimat este injectat în centrul matriței pentru a sufla embrionul de film, mărind diametrul acestuia de la dimensiunea originală la cea țintă. Diametrul tubului de film format se numește "raport de suflare", fiind în general între 2:1 și 4:1. Prin ajustarea presiunii interne, a vitezei de răcire și a ratei de tracțiune, se poate controla grosimea și proprietățile mecanice ale filmului.
Procesul de suflare este esențial pentru controlul formării și are un impact semnificativ asupra proprietăților de întindere, transparenței și planității filmului.

3.5 Răcire și Formare

După ce embrionul de film este suflat și format, acesta trebuie răcit rapid pentru a păstra forma, evitând astfel colapsul filmului sau instabilitatea bulelor. Metoda obișnuită de răcire este răcirea cu inel de aer (un singur inel de aer sau dublu inel de aer), prin care se suflă un flux de aer la temperatura ambientală care înconjoară bula de film și o răcește uniform din exterior.
Eficiența răcirii afectează direct viteza de producție și transparența filmului. Modelele rapide sunt echipate în principal cu sisteme eficiente de răcire cu aer.

3.6 Tracțiune și Îndoire

Cilindrul de film răcit este tras în sus de rolele de tracțiune și intră în dispozitivul de netezire. Rolul de netezire presează filmul cilindric într-un film plan dublu strat, și taie marginile în același timp pentru a pregăti înfășurarea. Viteza de tracțiune este un parametru important pentru reglarea grosimii filmului, fiind în general corelată cu rata de extrudare.
Sistemul de tracțiune trebuie să aibă o funcție automată de control al tensiunii pentru a asigura o tensiune uniformă a filmului și o grosime stabilă.

3.7 Înfășurarea în Rulouri

Filmul plan final este trimis către sistemul de înfășurare și este înfășurat într-un bobinaj cu o viteză setată. Mașinile moderne de suflat film sunt echipate în majoritate cu mecanisme de înfășurare cu frecare la suprafață sau cu înfășurare centrală și dispun de funcție de schimbare automată a bobinelor. Un efect bun de înfășurare poate îmbunătăți eficiența etapelor ulterioare de procesare, cum ar fi imprimarea și tăierea.

4. Factori critici care afectează calitatea filmului suflat

4.1 Tehnici de optimizare a controlului temperaturii

Reglarea precisă a temperaturii menține integritatea polimerului în timpul extrudării. Sistemele moderne utilizează încălzire multi-zonă a băii cu feedback în buclă închisă (acuratețe ±1°C) pentru a preveni degradarea. Gradientele de temperatură ale capului trebuie minimizate prin utilizarea încălzitorilor segmentați.

4.2 Calculul raportului de suflare și proprietățile filmului

Raportul de suflare (BUR) cuantifică expansiunea filmului ca diametrul bulei împărțit la diametrul capului. Valorile standard BUR variază între 1,5–4,0:

4.3 Paradoxul industrial: echilibrarea vitezei de producție cu calitatea cristalină

Producția la mare viteză intră adesea în conflict cu perfecțiunea cristalină. Atunci când viteza liniilor depășește 40 m/min, răcirea rapidă suprimă formarea cristalină cu 15–30%, slăbind proprietățile de barieră. Sistemele avansate rezolvă această problemă prin utilizarea unor inele de aer modulate care aplică o răcire diferențială.

5. Depanarea operațiunilor extruderului de film suflat

5.1 Rezolvarea problemelor de variație a grosimii filmului

Grosimea inconsistentă a filmului rezultă adesea din dezechilibre ale deschiderii matriței sau dintr-o răcire neuniformă. Calibrarea matriței trebuie să asigure o distribuție uniformă a torentului de polimer – de regulă, într-o toleranță de ±5%.

5.2 Prevenirea fenomenelor de instabilitate a bulelor

Instabilitatea bulelor provine din inconsistențele vâscozității materialului sau din fluctuațiile presiunii aerului. Păstrați stabilitatea vâscozității prin controlul umidității rășinii (<0,02%) și temperaturi uniforme ale șnecului. Regulatoarele automate de presiune trebuie să moduleze fluxul de aer al inelului de aer într-o toleranță de ±2,5 Pa.

Întrebări frecvente

1. Ce este extrudarea filmului suflat?

Extrudarea de film suflat este un proces care implică extrudarea continuă a rășinii topite pentru a forma o bulă care este umflată și întinsă în filme.

2. Care sunt beneficiile extrudării filmului suflat?

Procesul permite producerea de filme personalizate, de la învelișuri barieră monostrat până la laminate complexe cu mai multe straturi, cu proprietăți mecanice reglabile.

3. Ce materiale sunt utilizate în mod obișnuit în fabricarea filmului suflat?

Polimerii obișnuiți utilizați includ polietilena (LDPE, LLDPE, HDPE), polipropilena, PVC și polimeri specializați biodegradabili sau proiectați, cum ar fi EVOH.

4. Cum pot preveni instabilitatea bulelor în timpul extruziunii?

Menținerea stabilității vâscozității și asigurarea unei presiuni uniforme a aerului cu reglatoare automate pot ajuta la prevenirea fenomenelor de instabilitate a bulelor.