Extrusieblaasvormen van polyethyleenfilms

 

Polyethyleen (PE) folie is het meest geproduceerde en meest gebruikte type kunststoffolie. Het is niet-giftig, geurloos en bezit een hoge sterkte en taaiheid, samen met uitstekende vochtbestendigheid, waterbestendigheid, openbaarheid, lage- temperatuurbestendigheid en een zekere mate van transparantie. Het heeft uitstekende hitte-afdichtingseigenschappen met een relatief lage hitte-afdichtingstemperatuur (ongeveer 100 graden), waardoor warmte-afdichting mogelijk is via elektrische verwarming en het gemakkelijk maken van zakken-. Polyethyleenfilm wordt rechtstreeks geproduceerd door middel van extrusieblaasvormen met behulp van polyethyleenharspellets, doorgaans zonder de noodzaak van additieven; kleurmasterbatches kunnen worden gemengd om te verven. De pellets van polyethyleenhars die worden gebruikt voor blaasvormfilms zijn polyethyleen met lage-dichtheid (LDPE), lineair polyethyleen met lage-dichtheid (LLDPE) en polyethyleen met hoge-dichtheid (HDPE).

 

 

1. Agrarische kasfilms

Films voor landbouwkas zijn brede-films die zijn geblazen-gegoten uit LDPE of een mengsel van LDPE- en LLDPE-harsen, met behulp van de horizontale extrusie-opwaartse- blaasmethode. De gevouwen diameter van de film varieert sterk (kleiner dan of gelijk aan 1000 mm of groter dan of gelijk aan 5000 mm), met een dikte van 0,03-0,14 mm, een treksterkte van groter dan of gelijk aan 12 MPa en een rek bij breuk van groter dan of gelijk aan 300%.

 

Folie voor landbouwkas is regendicht, licht-doorlatend en warmte-isolerend, waardoor de teelt-het hele jaar door mogelijk is van diverse groenten, fruit en andere gewassen in kassen. Op basis van de landbouwbehoeften zijn er momenteel verschillende soorten functionele landbouwkasfolies:
(1) Versterkte kasfilms: Deze films worden gemaakt door meer dan 25% (massafractie) LLDPE-hars aan LDPE toe te voegen, waardoor de treksterkte toeneemt tot 20 MPa en de rek bij breuk groter dan of gelijk aan 400%. Als LLDPE-hars volledig wordt gebruikt voor het blazen van films, zal de sterkte nog hoger zijn, met extra voordelen zoals lekbestendigheid en een glad filmoppervlak, en kan de filmdikte met 20% tot 30% worden verminderd.
(2) Long-Greenhouse-films: De levensduur van gewone kasfolies is 0,5–1 jaar, terwijl die van kasfolies met een lange-levensduur kan worden verdubbeld of meer, tot 2 à 3 jaar. Ze worden geproduceerd door 0,3–0,5 massadelen lichtstabilisatoren en 0,1–0,3 massadelen antioxidanten toe te voegen aan LDPE-hars. Eerst wordt witte olie gebruikt om het oppervlak van LDPE te bevochtigen, vervolgens ermee gemengd en ten slotte geëxtrudeerd en geblazen-tot films.
(3) Anti-druipende kasfolies: Deze films hebben geen watermist of waterdruppels op het oppervlak, wat de lichttransmissie kan verbeteren en een betere gewasgroei kan bevorderen. Aan polyethyleenhars wordt een passende hoeveelheid oppervlakteactieve stoffen of anti-{1}}druipende masterbatches toegevoegd om de affiniteit van de film voor water te vergroten, waardoor talloze kleine waterdruppeltjes op het filmoppervlak kunnen samenvloeien tot grote druppels die langs de filmwand naar de grond stromen. Dit elimineert watermist op het binnenoppervlak van de folie, verbetert de transparantie van de folie en voorkomt dat waterdruppels rechtstreeks op de gewassen druppelen.

2. Landbouwmulchfilms

Agrarische mulchfilms worden afgekort als 'grond-bedekkende films' voor gebruik in de landbouw. Het zijn ultra-dunne films, geblazen-gegoten uit LDPE, met een dikte van 0,008–0,014 mm en een breedte van 600–1000 mm. Gewone kleurloze en transparante mulchfilms worden voornamelijk gebruikt als zaailing-kweekfilms en gewassen-bedekkende films, die de vroege rijping kunnen bevorderen en de opbrengst van gewassen kunnen verhogen, en ziekten en plagen kunnen voorkomen. Ze worden over het algemeen geproduceerd met behulp van de opwaartse blaasmethode.

 

Functionele mulchfilms worden geverfd door 3% -5% (massafractie) kleurstoffen aan polyethyleenhars toe te voegen, waardoor films in verschillende kleuren ontstaan, zoals rood, geel, blauw, grijs en zwart. Deze gekleurde films zorgen ervoor dat verschillende groenten en fruit het vereiste lichtspectrum kunnen verkrijgen, waardoor de doelstellingen van vroege volwassenheid van het gewas, verhoging van de opbrengst, ongediertebestrijding en remming van de onkruidgroei worden bereikt.

3. Verpakkingsfilms

Verpakkingsfilms van polyethyleen zijn onderverdeeld in lichte verpakkingsfilms en zware- verpakkingsfilms.
(1) Lichte verpakkingsfilms: Ze zijn gemaakt van LDPE-hars en worden voornamelijk gebruikt voor het verpakken van verschillende producten, zoals voedsel, gebak, snoep, groenten, fruit, farmaceutische producten, textiel, dagelijkse benodigdheden en kleding. Om de productie op automatische verpakkingslijnen te vergemakkelijken, moet een kleine hoeveelheid glijmiddelen of antistatische middelen worden toegevoegd. Ze worden hoofdzakelijk geproduceerd met behulp van de opwaartse- blaasmethode of de horizontale- blaasmethode. De gevouwen diameter van de film varieert sterk (kleiner dan of gelijk aan 70 mm of groter dan of gelijk aan 1000 mm), met een dikte van 0,02–0,20 mm en een treksterkte van groter dan of gelijk aan 10 MPa.

 

Vesttassen, kledingtassen en andere producten gemaakt van HDPE-hars zijn boodschappentassen voor verschillende goederen en hebben een aanzienlijk gebruiksvolume. Ze worden voornamelijk geproduceerd met behulp van de opwaartse blaasmethode-, met een gevouwen diameter van 70–1000 mm, een dikte van 0,007–0,10 mm en een treksterkte van groter dan of gelijk aan 25 MPa.

 

(2) Zware-verpakkingsfilms: Deze films worden geproduceerd uit LDPE-hars met een relatief hoog molecuulgewicht met behulp van de opwaartse blaasmethode, met een dikte van 0,2–0,35 mm. In elke tas kunnen spullen zitten met een gewicht van 20-30 kg. Ze worden voornamelijk gebruikt voor het verpakken van verschillende producten, zoals landbouwproducten, chemische grondstoffen, kunstmest, pesticiden, voedsel, suiker, zout, farmaceutische producten en textiel.

 

 

De smeltstroomsnelheid (MFR) van LDPE-hars die wordt gebruikt voor blaasvormfilms heeft een breed bereik van 0,5–7 g/10min, en de selectie is voornamelijk gebaseerd op de verschillende toepassingen van de film (zie Tabel 6-8).

 

 

Tabel 6-8 Selectie van LDPE-hars voor filmproductie

Soorten films	Lichtgewicht verpakkingsfilm	Hoge-transparante film	Agrarische plastic mulchfilm	Kasfilm	Warmtekrimpfolie	Zwaar-verpakkingsfolie
Hars MFR / (g/10min)	2~4	5~7	4~7	1.5~4.5	2~5	0.25~0.5

 

De MFR van hars die voor LLDPE-films wordt gebruikt, is 1–2 g/10 min, en die voor HDPE-films is 0,2–1 g/10 min. HDPE-hars heeft een relatief hoge smelttemperatuur en een hoge viscositeit binnen het bereik van veranderingen in de afschuifsnelheid. Vanwege zijn lineaire moleculaire structuur heeft het een sterke stromingsoriëntatie.

 

 

 

1. Extruders

Gewone LDPE-films met een gevouwen diameter van meer dan 300 mm worden gevormd met behulp van de horizontale extrusie-opwaartse- blaasmethode, met een schroefdiameter van 45–150 mm. Als de gevouwen diameter groter is dan 1 m, kunnen twee extruders met enkele-schroef worden gebruikt voor co-extrusie om films met brede- breedte te produceren. De lengte-diameterverhouding van de schroef is 20–30, en de compressieverhouding is 3–3,5. De schroefstructuur is van het geleidelijke-type.

 

Voor de productie van HDPE-films zijn kleine-extruders geschikt, met een schroeflengte-diameterverhouding van 16–25. De schroefconstructie is voorzien van een afschuifsectie en een mengsectie.

2. Snijkoppen

LDPE-films maken meestal gebruik van spiraalsnijkoppen of spinstempelkoppen, met een matrijsopeningdiameter van 100–1000 mm. Als een goede dikte-uniformiteit vereist is, kan voor een roterende matrijskop worden gekozen. De belangrijkste processen zijn de opwaartse-blaasmethode en de horizontale-blaasmethode.

 

HDPE-films maken gebruik van spiraalvormige matrijskoppen. Opgemerkt moet worden dat overmatige afschuifsnelheden moeten worden vermeden in de structuur en afmetingen van het stroomkanaal, de spiraallijnen en de matrijsopening; anders zal er waarschijnlijk smeltbreuk optreden. Vanwege de bovengenoemde vormeigenschappen van HDPE is de matrijsopening van HDPE-films relatief klein, doorgaans 30-200 mm.

3. Koeling

Er wordt voornamelijk gebruik gemaakt van de luchtringkoelmethode. De ventilatordruk bedraagt ​​4000–8000 Pa en het debiet bedraagt ​​15–75 m³/min.

 

 

1. Extrusietemperatuur

De extrusietemperatuur wordt voornamelijk bepaald door de smeltstroomsnelheid van polyethyleen. Hoe hoger de smeltstroomsnelheid, hoe lager de extrusietemperatuur. De temperatuur van de extruder neemt geleidelijk toe vanaf de toevoerpoort naar de filterplaat, en de temperatuur bij de matrijskop is in principe gelijk aan de temperatuur bij de schroefkop of iets lager (10-20 graden). Dit zorgt voor stabiele dikke filmblanco's en een goede filmtransparantie. De extrusietemperatuur van polyethyleenfilms wordt weergegeven in Tabel 6-9.

 

 

Tabel 6-9 Extrusietemperatuur van polyethyleenfilms

Soorten films		Schroef- en vattemperatuur/graad			Temperatuur/graad
		Zone 1	Zone 2	Zone 3	Connector	Gietvorm
LDPE-film	Lichtgewicht verpakkingsfilm Kasfilm Zwaar-verpakkingsfolie	120~140 130~140 140~160	150~160 150~170 160~180	170~180 180~190 180~200	170~180 180~190 190~200	160~170 170~180 180~190
LLDPE-film		160~180	180~200	200~220	200~220	220~230
HDPE-film		200~220	220~240	240~260	250~260	240~250

2. Matrijsopening

De grootte van de opening in de matrijs varieert afhankelijk van de verschillende harsen, en het bereik ervan wordt weergegeven in Tabel 6-10.

 

Tabel 6-10 Bereik van matrijsopeningen

Filmtype	LDPE	LLDPE	HDPE
Matrijsopening/mm	0.5~1.0	1.5~2.5	1.2~1.5

 

 

Wanneer de smeltstroomsnelheid van de hars toeneemt, wordt een kleinere matrijsopeningsspleet gekozen; wanneer de filmdikte toeneemt, wordt een grotere opening gekozen. Voor LDPE-verpakkingsfilms voor zwaar gebruik- is de MFR bijvoorbeeld relatief klein en is de film dikker, dus wordt een matrijsopening van 1 mm geselecteerd; voor lichte LDPE-verpakkingsfilms is de MFR relatief groot en is de film dunner, dus de opening in de matrijs is 0,5-0,6 mm.

 

LLDPE-hars heeft een hoge smeltviscositeit en de smeltviscositeit ervan is niet gevoelig voor veranderingen in de afschuifsnelheid. Daarom is de extrusietemperatuur van LLDPE hoger dan die van LDPE, en is de matrijsopening ook veel groter dan die van LDPE. Als de opening niet wordt vergroot, zal het filmoppervlak ruwe "haaienhuid"-patronen vertonen.

 

HDPE-hars heeft een relatief kleine smeltstroomsnelheid, dus de opening in de matrijs is iets groter dan die van LDPE.

3. Opblaasverhouding-

Nadat de filmplano de matrijskop verlaat, blaast perslucht de dikke filmplano op, waardoor de diameter groter wordt en de dikte kleiner (dwarsverstrekking). De opblaasratio- is over het algemeen 2–5. De opblaasratio- mag niet te groot zijn; anders zal de bellenbuis trillen, zal de vorm van de bel onstabiel zijn, zal de filmdikte ongelijk zijn en zal de film gemakkelijk breken. Naarmate de opblaasverhouding toeneemt, nemen de transversale treksterkte, scheursterkte en slagsterkte van de film allemaal toe, maar nemen de transparantie en glans af en neemt de longitudinale treksterkte af. De opblaasverhoudingen van polyethyleenfilms worden weergegeven in Tabel 6-11.

 

Tabel 6-11 Opblaasverhoudingen van polyethyleenfilms

 

Filmtype	LDPE	LLDPE	HDPE
Opblaasverhouding-	1.5–3.5	1.5–2.0	3.2–6.0

4. Tekenverhouding

Nadat de polyethyleenfilm de extrusiekop verlaat en naar de trekrollen wordt geleid, ondergaat de film longitudinale rek. De lineaire snelheid van de trekrollen is over het algemeen 3 à 5 keer sneller dan de lineaire extrusiesnelheid, dus de film wordt 3 à 5 keer in de lengterichting uitgerekt en de longitudinale treksterkte wordt aanzienlijk verbeterd. Dit is gunstig voor het gebruik van folieverpakkingszakken, omdat deze voornamelijk trekkracht in de lengterichting dragen.