Extrusieblaasgieten van polyvinylchloride (PVC) films

 

 

Na het toevoegen van weekmakers en andere additieven aan PVC-hars kunnen via het blaasvormproces flexibele PVC-films worden geproduceerd. Afhankelijk van het gebruikte type stabilisator kunnen deze films transparant of doorschijnend zijn. Ze worden veel gebruikt als kweekfolie voor landbouwzaailingen-, ginseng-afdekfolie, kasfolie, verpakkingsfolie voor diverse industriële grondstoffen, half-afgewerkte producten en eindproducten, maar ook als beschermende stickerfolie voor papier.

 

1. Formuleringen

De formuleringen van flexibele PVC-blaas{0}}films worden weergegeven in Tabel 6-13.

Tabel 6-13 Formuleringen van flexibele PVC-blaasvormfilms

Grondstof	Dosering/delen per massa
	Formulering 1	Formulering 2	Formulering 3
Polyvinylchloridehars (PVC)	100	100	100
Dioctylftalaat (DOP)	20	12	12
Dibutylftalaat (DBP)	10	9	10
Dioctyl Sebacaat (DOS)	7	4	-
Petroleumester	-	5	-
Geëpoxideerd octadecene	4	5	6
Bariumstearaat	1.6	1.5	0.4
Cadmiumstearaat	0.6	0.6	0.8
Organotin-stabilisator	0.5		1.5
Paraffine	0.3	0.3	-
Witte olie	-	-	0.3

Opmerkingen over de formuleringen van flexibele PVC-blaas-gegoten films:

Formulering 1 is voor landbouwfilms; Formulering 2 voor verpakkingsfilms; Formulering 3 voor stickerfilms.

Er is gekozen voor medium-viscositeit SG-4 type PVC-hars. Om "vissenogen" (geldeeltjes) in stickerfilms te verminderen, moet Formulering 3 hars gebruiken met een losse structuur en een smalle molecuulgewichtsverdeling. Als Formulering 2 wordt gebruikt voor voedselverpakkingen, moet niet-giftige hars worden gekozen.

De dosering van weekmakers bedraagt ​​doorgaans 30-40 massadelen, met een maximum van 45 delen. Als deze limiet wordt overschreden, wordt de bellenbuis te zacht, wat leidt tot een slechte vormstabiliteit en problemen bij de procescontrole. Gezien de toepassing bij lage- temperaturen vereisen zowel landbouwfolies als verpakkingsfolies de toevoeging van DOS (een koude-weekmaker), terwijl landbouwfolies (gebruikt in de winter) een hogere dosering DOS nodig hebben. Epoxyharsen dienen ook als stabilisatoren.

Het stabilisatiesysteem maakt gebruik van organotin of cadmiumstearaat, die een goede transparantie bieden; Er worden geen op lood-gebaseerde stabilisatoren gebruikt, omdat stickerfolies, landbouwfolies en verpakkingsfolies allemaal transparantie vereisen.

Er worden smeermiddelen zoals paraffine en witte olie toegevoegd. Door de relatief lage dosering weekmakers is een kleine hoeveelheid smeermiddelen nodig om de verwerkbaarheid van materialen te verbeteren en filmhechting te voorkomen.

Als Formulering 1 wordt gebruikt voor anti-druipende landbouwfilms, moet een kleine hoeveelheid oppervlakteactieve stoffen (bijv. glycerylmonostearaat, xylitolstearaat) worden toegevoegd, waarbij de dosering niet hoger mag zijn dan 1 massadeel. Oppervlakteactieve stoffen voorkomen druipen op het binnenoppervlak van de film, wat gunstig is voor de groei van zaailingen.

Omdat landbouwfolies gedurende lange perioden buiten worden gebruikt, kunnen ultraviolette absorptiemiddelen en antioxidanten op passende wijze worden toegevoegd op basis van de lichtintensiteit in het toepassingsgebied.

Additieven die de plantengroei remmen, door planten worden opgenomen en vervolgens naar het menselijk lichaam worden overgebracht (wat gezondheidsrisico's met zich meebrengt) of milieuvervuiling veroorzaken, zijn ten strengste verboden in landbouwfilmformuleringen.

 

2. Belangrijkste productieapparatuur

(1) Mengapparatuur: een drie-walsmolen met rollen met een diameter van 400 mm (uitgerust met waterkoeling); een hoge-snelheidsmixer met een inhoud van 200 liter.

(2) Extrusiegranulatieapparatuur: een extrusiegranulator met een schroefdiameter van 65 mm, een lengte-tot-diameterverhouding (L/D) van 15–20, en een geleidelijk taps toelopende schroef.

(3) Blaasvormapparatuur: een extruder met een schroefdiameter van 65 mm, een L/D-verhouding van 20–25, en een geleidelijk taps toelopende schroef. De meeste matrijzen hebben een structuur van het type doorn-.

 

3. Productieprocesstroom

PVC-films worden geproduceerd met behulp van de opwaartse blaasvormmethode of de horizontale blaasvormmethode. Er zijn twee blaasvormprocesstromen:

Eén daarvan betreft het direct extrusieblaasvormen van poeder, met behulp van een dubbel-schroefextruder of een enkele-schroefextruder met een grote L/D-verhouding (geschikt voor poederverwerking).

De andere omvat eerst granulatie, gevolgd door blaasvormen. De processtroom van laatstgenoemde wordt weergegeven in Figuur 6-20.

 

4. Productieprocesomstandigheden

(1) Baten en granulatie

Om onzuiverheden uit materialen te verwijderen:

PVC-hars wordt gezeefd door een zeef met maaswijdte 40 (diameter zeefgat: 0,425 mm).

Weekmakers worden gefilterd door een koperen zeef met een maaswijdte van 100 mesh (diameter zeefgat: 0,15 mm).

Andere additieven worden verdund met weekmakers en gemalen met behulp van een drie- walsmolen tot een fijnheid van minder dan 80 μm.

Vervolgens worden de materialen volgens de formulering gewogen en in een kneder geplaatst. De kneedtemperatuur wordt geregeld op 100–120 graden en het materiaal wordt afgevoerd wanneer het los en elastisch wordt. Het geknede materiaal wordt voor granulatie in een extrusiegranulator gevoerd, waarbij de temperatuur wordt geregeld op 150-170 graden (buitensporig hoge temperaturen moeten worden vermeden).

(2) Extrusietemperatuur

Om de blaasvormkwaliteit te garanderen, wordt de voorkeur gegeven aan voorverwarmde korrels, omdat deze het energieverbruik helpen verminderen en de kwaliteit van de filmplastificering verbeteren. De extrusietemperaturen voor PVC-films staan ​​vermeld in Tabel 6-14.

Tabel 6-14 Extrusietemperaturen voor PVC-films

Filmtype	Vattemperatuur / graad			Matrijstemperatuur / graad
	Zone 1	Zone 2	Zone 3	Connector	Mondmodel
Landbouwfilm	155 - 165	165 - 175	175 - 185	160 - 170	170~180
Verpakkingsfilm	145 - 155	155 - 165	165 - 175	165 - 175	175~185
Stickerfilm	160 - 170	170 - 180	180 - 190	170 - 180	180~190

Naarmate de dosering van weekmakers toeneemt, neemt de extrusietemperatuur af. De extrusietemperatuur mag echter niet te laag zijn, anders zal het filmoppervlak ongelijkmatig worden en zullen er defecten zoals "vissenogen" en harde klonten optreden.

(3) Opblaasverhouding-

De opblaasratio- voor PVC-films is over het algemeen 1,5–3,0. De opblaasverhouding- beïnvloedt de sterkte en transparantie van de film. Voor de horizontale blaasvormmethode met een kleine gevouwen diameter wordt een grotere opblaasverhouding gekozen. Bij dezelfde longitudinale trekverhouding verbetert het vergroten van de opblaasverhouding de transversale sterkte van de film, maar vermindert de longitudinale sterkte; daarom mag de opblaasratio- niet buitensporig groot zijn.

(4) Trekverhouding

De trekverhouding voor PVC-films is over het algemeen 4–6, wat betekent dat de treksnelheid 4–6 keer sneller is dan de lineaire extrusiesnelheid. In de praktijk zorgt een trekverhouding die groter is dan de opblaasverhouding voor een betere stabiliteit van de bellenbuis. Voor evenwichtige longitudinale en transversale eigenschappen van de film verdient het echter de voorkeur dat de verstrekverhouding gelijk is aan of dichtbij de opblaasverhouding.

De toename van de treksnelheid wordt ook beperkt door de koelefficiëntie van de film. Onvoldoende koeling zorgt ervoor dat de film aan elkaar blijft plakken, waardoor het onmogelijk wordt om deze te scheiden, wat de bruikbaarheid ervan beïnvloedt.

(5) Positie van koelluchtring

De afstand tussen de luchtuitlaat van de koelluchtring en de matrijsopening is doorgaans 50–200 mm. Voor filmbuizen met grotere diameters wordt een kleinere afstand gebruikt, voor filmbuizen met kleinere diameters een grotere afstand. Deze afstand mag niet te groot zijn, anders zal de filmkoellijn te hoog zijn, wat ongunstig is voor de filmbuiskoeling en de stabiliteit van de belvorm. De hoogte van de koelleiding wordt doorgaans op 200–400 mm geregeld.

(6) Koelluchtvolume

Het koelluchtvolume heeft rechtstreeks invloed op het koeleffect. Een groter luchtvolume verbetert de koelefficiëntie, maar een te groot luchtvolume zal ervoor zorgen dat de film gaat oscilleren, wat de stabiliteit van de bellenbuis beïnvloedt. Omgekeerd zal een onvoldoende luchtvolume leiden tot slechte filmkoeling en hechting.

(7) Hoekregeling van koelklemplaten

De hoek van de koelvisgraatklemplaten moet goed-gecontroleerd zijn: 30 graden voor de horizontale blaasvormmethode en 60 graden voor de opwaartse blaasvormmethode. Een te grote hoek veroorzaakt rimpels op de film.

 

 

Extrusieblaasgieten is een van de processen voor het vormen van stijve PVC-films. Films die via dit proces worden geproduceerd, vertonen een hoge transparantie, goede sterkte en taaiheid, uitstekende slag- en scheurweerstand, goede luchtdichtheid, en zijn niet-giftig, geurloos en smaakloos-waardoor de versheid en het aroma van verpakte goederen effectief behouden blijven. Transparante, harde, blaas{4}}PVC-films lijken qua uiterlijk op cellofaan en worden gebruikt voor het verpakken van sigaretten, snoepjes en diverse elektrische en elektronische componenten.

 

1. Formulering

Transparante verpakkingsfolies van hard PVC zijn weekmakers-vrij van hard PVC. Hars van het SG-6-type heeft de voorkeur vanwege zijn goede verwerkbaarheid. Indien gebruikt voor voedselverpakkingen, moet hars van voedingskwaliteit worden gekozen, waarbij het resterende gehalte aan vinylchloridemonomeer in de hars minder dan 5 mg/kg bedraagt. Een typische formulering van harde transparante PVC-verpakkingsfilms wordt weergegeven in Tabel 6-15.

Tabel 6-15 Typische formulering van harde transparante PVC-verpakkingsfilms

Naam van grondstof	Dosering/delen per massa	Naam van grondstof	Dosering / Onderdelen per
PVC	100	Glad	0.5~1.0
MBS	5~10	Smeermiddel	3~4
Verwerkingsmodificator	1~3	Kleurstoffen	Hoeveelheid
Stabilisator	2~4	-	-

 

2. Belangrijkste productieapparatuur

Een hoge-snelheidsmixer met een inhoud van 300 liter.

Een extrusie-eenheid uitgerust met een extruder (schroefdiameter: 100 mm, L/D-verhouding: 25, compressieverhouding: 3) met een barrière-type schroefstructuur.

Een matrijs met een openingdiameter van 250 mm en een opening van 1,3 mm.

 

3. Productieproces

De processtroom van transparante PVC-films wordt getoond in Figuur 6-21.

 

De bovenstaande processtroom omvat het direct blaasvormen van poeder. Als de extruder niet geschikt is voor directe poederverwerking, moet eerst granulatie worden uitgevoerd (te hoge granulatietemperaturen moeten worden vermeden). De transparante PVC-films die door blaasgieten worden geproduceerd, kunnen direct worden gebruikt of na antistatische en hitte{2}}afdichtende coatingbehandelingen. Bij gebruik voor sigarettenverpakkingen moet het filmoppervlak worden gecoat met een laag-temperatuur-warmte-afdichtingsmateriaal, waarvan het hoofdbestanddeel vinylchloride-vinylacetaatcopolymeerhars is.

Stijve transparante PVC-verpakkingsfilms worden doorgaans gevormd met behulp van de horizontale extrusie-opwaartse blaasvormmethode. De belangrijkste bedrijfsomstandigheden zijn als volgt:

Mengen en kneden: Weeg de materialen volgens de formulering, voeg ze toe aan een hoge- kneder en kneed gedurende 5-8 minuten bij een temperatuur van ongeveer 102 graden. Breng het materiaal na het kneden over naar een kneder met lage-snelheid om het af te koelen tot 40-50 graden.

Extrusieblaasgieten: Poederblaasgieten is vergelijkbaar met conventioneel korrelblaasgieten. De temperatuur van de extruder is 160-180 graden, de temperatuur van de matrijsadapter is 180-190 graden en de matrijstemperatuur is 190-210 graden. De opblaasverhouding van de film- is 2–3 en de tractiesnelheid is 10–30 m/min.