Уђите у скоро сваки објекат за паковање, ланац снабдевања супермаркета или агробизнис и на послу ћете пронаћи пластичне фолије-за паковање производа, канте за облагање, производе за заптивање, заштиту терета. Скоро све машине иза филмова су мембрански дувачи, познати и као мембрански дувачи. То је једна од најчешће коришћених уређаја за прераду пластике на свету, и иако је принцип рада логички елегантан, укључује неколико међусобно повезаних процеса механичке и топлотне обраде који заслужују-дубоко разумевање. Овај рад објашњава принцип радамашина за дување пластичне фолије,допринос сваке главне компоненте процесу дувача филма и начин интеракције променљивих у систему да би се одредила својства коначног филма.
Основни концепт: Стискање у сусрет инфлацији
На најосновнијем нивоу,машина за дување пластичне фолијеима две функције: топи пластичну смолу, затим гура пластику кроз кружни калуп да би се формирала цев, која се затим надувава ваздухом да би се формирао непрекидни филмски мехур. Пена се повлачи (у већини дизајна), хлади се, слаже и увија. Овај процес, познат као екструзија филма дувањем, разликује се од ливења, у којем се растопљена пластика полаже равно на расхладну ролну. Дувана фолија обично има боља механичка својства у оба смера филма и генерално бољу отпорност на хабање, због чега доминира применом паковања.
Фаза 1: храњење и растапање смоле
Процес почиње са резервоаром. Сирове пластичне пелете-најчешће полиетилен (ЛДПЕ, ХДПЕ или ЛЛДПЕ), иако се полипропилен и друге смоле такође обрађују-утоварују се у резервоаре и гравитацијом се убацују у цев екструдера. Унутар цеви је ротирајући завртањ који покреће мотор. Шраф чини више од покретања материјала напред. Његова геометрија-дубина лета, степен компресије, нагиб-може да постигне три ствари одједном:
Транспорт чврстих честица из области за напајање до калупа
Постепено компримујте материјал, стварајући топлоту трења
Отопите и хомогенизујте смолу да би доспела у калуп у једноличном растопану{0}}без мехурића
Бубањ је окружен електричним грејним траком, који је подељен на неколико области. Свака област се независно контролише, омогућавајући прецизно подешавање температурног профила дуж цеви. Типичне температуре топљења у производњи полиетиленске фолије се крећу од 160 до 220 степени, у зависности од специфичног квалитета смоле и захтева филма. Притисак се повећава како завртањ гура растопљену пластику напред. Филтери и плоча за разбијање на дну бурета хватају загађиваче и помажу у хомогенизацији растопа пре него што потече у калуп.
Фаза 2: цев за калуп{1}}
Истопљена пластика из екструдера у прстенасти калуп, формирајући јединствене карактеристике екструзије дуваног филма. За разлику од калупа са равним жлебовима, прстенаста матрица има кружни отвор-у суштини прстен-кроз који се пластика гура у бешавну цев. Геометрија зазора је кључна. ширина зазора одређује почетну дебљину зида цевовода пре проширења. Обликоване усне морају бити прецизно обрађене и равномерно перфориране по целом обиму; било која варијација ће резултирати дебелом или танком тачком која пролази кроз ролну филма. У средини прстенастог калупа налази се трн кроз који се компримовани ваздух уводи у унутрашњост пластичне цеви. Ово је механизам инфлације и о томе ћемо касније. Некимашина за дување пластичне фолијемодели користе једнослојне-калупе; други су дизајнирани да имају могућност ко-коекструзије, слажући више канала прстенастог калупа да би се створили слојеви филма који спајају различите слојеве смоле у једну структуру. На пример, Барриер фолије могу комбиновати пет, седам или чак девет слојева како би постигли специфичне циљеве отпорности на кисеоник или влагу.
Фаза 3: Линије инфлације и мраза
Како цевасти растоп излази из калупа, ваздух се удувава кроз трн калупа, издувавајући цев у мехуриће. Ово је извормашина за дување пластичне фолијеиме "Тхе Блов", које је такође одредница многих физичких карактера филма. Однос коначног пречника мехурића и пречника матрице назива се однос пескарења (БУР). На пример, БУР 2,5:1 значи да се мехур шири на 2,5 пута већи од пречника калупа. Ова попречна оријентација истезања филма се повећава усмеравањем молекула полимера у бочни смер машине. У исто време, мехурићи су повучени нагоре од стране торња. Брзина повлачења у односу на његову брзину компресије назива се повлачењем или односом повлачења. Ово уздужно истезање усмерава молекуле да се крећу у правцу машине. Комбинација попречних и уздужних затезних односа даје дувачу његову биаксијално оријентисану структуру и јединствену механичку равнотежу. Ваздух за хлађење је дувао из ваздушног прстена изнад калупа ка спољашњој страни мехурића. Како се мехурићи дижу и хладе, постоји видљива граница -- она где пластика прелази из растопљене провидне у очврснуту непрозирну. Ово се зове линија мраза или линија замрзавања. Његова висина изнад калупа је кључни параметар процеса: већа линија смрзавања значи да је смоли потребно дуже да се топи и има више времена да се опусти, што резултира мекшим филмом са мање крутости. Нижа линија мраза значи брже очвршћавање, закључавање у већој оријентацији и боље перформансе растезања. Контролисање висине линије мраза укључује подешавање запремине расхладног ветра, температуре ваздуха, брзине екструзије и брзине апсорпције - а искусни оператери ће знати како ове варијабле интерагују.
Фаза 4: Колапс и намотавање
Изнад ваздушног прстена, мехурићи се крећу нагоре кроз склопиви оквир-низ конвергентних дасака или ваљака који постепено поравнавају мехуриће у двоструку равну цев. Важна је исправна геометрија колапса: неуједначен притисак или асиметрична геометрија оквира стварају наборе на филму, што постаје упорни проблем масе низводно. На врху преклопног дела, равна цев пролази кроз ролне за спајање да би извршила две функције:
Затворите ваздух унутар мехурића да бисте одржали притисак надувавања
Они врше вучу и контролишу величину повлачења.
Након намотавања, филм се води кроз ваљак и намотава на језгро. Напетост намотаја мора бити пажљиво контролисана: превише затегнута и филм ће се истегнути и уврнути; превише лабав и колут ће постати мекан и неправилан. Најмодернијимашина за дување пластичне фолиједизајни укључују површинске намотаче, централне намотаче или комбиноване намотаче према примени. За веома танке филмове или ваљке великог пречника, системи за аутоматску промену ваљака омогућавају континуирану производњу без заустављања производне линије.
Кључне варијабле које одређују својства филма
Разумевање како амашина за дување пластичне фолијерад значи разумевање да коначни филм није само производ пластике у коју стављате-већ начин на који управљате машином. Главне варијабле процеса и њихови главни утицаји:
|
променљива |
главни ефекат |
|---|---|
| Температура топљења | вискозност, уједначеност протока, оптичка јасноћа |
| Бурст Рате | Попречна снага, ширина, смог |
| Брзина котрљања | Уздужна чврстоћа, спецификација (дебљина) |
| Висина линије мраза | Тврдоћа, јасноћа, равнотежа оријентације |
| Цоол Винд Волуме | Висина линије смрзавања, излазна брзина |
| Дие гап поставка | Почетна дебљина зида цеви |
Ове варијабле не раде независно. На пример, промена брзина утовара може утицати на висину мерача и висину линије мраза. Подешавање ваздуха за хлађење такође утиче на излазну брзину, линију смрзавања и транспарентност. Ова међузависност чини дување филма и процесним занатом и инжењерском праксом.
Зашто је дување филма још увек метод који треба да се користи
Линије за ливење филма су брже и могу произвести филмове са већом оптичком јасноћом, али дувана фолија и даље доминира паковањем из следећих разлога:
Балансирање механичких својстава: Двоосни затезни филм може издржати кидање и бушење у свим правцима, а не само у једном.
Флексибилност: ширина цеви, дебљина филма и БУР могу се подесити у широком опсегу без већих промена алата.
Производња бешавних цеви: За апликације у врећама, облик бешавне цеви елиминише корак заптивања.
Могућност вишеслојности: Технологија ко-коекструзионог дуваног филма може да слаже различите смоле у исто време да би се формирала својства која је тешко постићи другим методама.
Завршне мисли
Дувачи пластичне фолије раде у непрекидном, контролисаном ланцу трансформација: чврста смола постаје хомогена растопљена, растоп постаје цев, цев постаје мехур, мехур постаје филм, а филм постаје свитак. Свака трансформација се контролише одређеним параметром, а сваки параметар утиче на неколико низводних својстава. За све који су укључени у снимање филмова-било да се ради о решавању проблема са квалитетом, оптимизацији излаза или одређивању опреме за нову производну линију-разумевање овог узрочног ланца је фундаментално за све остало.
