Kakšen je princip delovanja stroja za pihanje plastične folije?

Stopite v skoraj vsak obrat za pakiranje, dobavno verigo supermarketov ali agropodjetja in na delu boste našli plastične folije, ki zavijajo izdelke, oblagajo zabojnike, tesnijo izdelke, ščitijo tovor. Skoraj vsi stroji, ki stojijo za filmi, so membranski puhalniki, znani tudi kot membranski puhalnik. Je ena najpogosteje uporabljenih naprav za predelavo plastike na svetu in čeprav je načelo delovanja logično elegantno, vključuje več med seboj povezanih postopkov mehanske in toplotne obdelave, ki si zaslužijo-poglobljeno razumevanje. Ta članek pojasnjuje načelo delovanjastroj za pihanje plastične folije,prispevek vsake glavne komponente k procesu razpihovanja filma in kako spremenljivke v sistemu medsebojno delujejo, da se določijo lastnosti končnega filma.

Osnovni koncept: stiskanje za doseganje inflacije

Na najbolj osnovni ravni,stroj za pihanje plastične folijeima dve funkciji: tali plastično smolo, nato potisne plastiko skozi okrogel kalup, da nastane cev, ki se nato napihne z zrakom, da nastane neprekinjen filmski mehurček. Pena se potegne navzgor (v večini modelov), ohladi, sesede in zvije. Ta postopek, znan kot ekstrudiranje filma s pihanjem, se razlikuje od litja, pri katerem se staljena plastika ravno položi na hladilni valj. Pihan film ima običajno boljše mehanske lastnosti v obeh smereh filma in na splošno boljšo odpornost proti obrabi, zato prevladuje pri aplikacijah za pakiranje.

1. stopnja: dovajanje in taljenje smole

Postopek se začne z lijakom. Surovi plastični peleti-najpogosteje iz polietilena (LDPE, HDPE ali LLDPE), čeprav se predelujejo tudi polipropilen in druge smole-se naložijo v lijake in gravitacija dovajajo v sod ekstruderja. V notranjosti cevi je vrtljiv vijak, ki ga poganja motor. Vijak ne poganja materiala naprej. Njegova geometrija-globina leta, kompresijsko razmerje, naklon-lahko doseže tri stvari hkrati:

Prevoz trdnih delcev iz dovodnega območja v matrico

Postopoma stisnite material, pri čemer nastane toplota zaradi trenja

Stopite in homogenizirajte smolo, da dosežete kalup v enakomerni talini -brez mehurčkov

Boben je obdan z električnim grelnim trakom, ki je razdeljen na več področij. Vsako območje je neodvisno nadzorovano, kar omogoča natančno nastavitev temperaturnega profila vzdolž cevi. Običajne temperature taljenja pri proizvodnji polietilenske folije segajo od 160 stopinj do 220 stopinj, odvisno od posebnega razreda smole in zahtev za folijo. Tlak se povečuje, ko vijak potiska staljeno plastiko naprej. Filtri in lomilna plošča na dnu soda zajamejo onesnaževala in pomagajo homogenizirati talino, preden teče v kalup.

Faza 2: Kalup-cev za oblikovanje

Staljena plastika iz ekstruderja v obročni kalup, ki tvori edinstvene značilnosti ekstruzije pihanega filma. Za razliko od kalupov z ravnimi utori ima obročasta matrica okroglo odprtino-v bistvu obroč-skozi katerega se plastika potisne v brezšivno cev. Geometrija reže matrice je ključna. širina reže širina določa začetno debelino stene cevovoda pred razširitvijo. Oblikovane ustnice morajo biti natančno strojno obdelane in enakomerno perforirane po celotnem obodu; kakršna koli sprememba bo povzročila debelo ali tanko mesto, ki teče skozi zvitek filma. V središču obročaste matrice je trn, skozi katerega se stisnjen zrak dovaja v notranjost plastične cevi. To je mehanizem inflacije in o tem bomo govorili kasneje. nekajstroj za pihanje plastične folijemodeli uporabljajo eno-plastne kalupe; drugi so zasnovani tako, da omogočajo ko-ekstruzijo, zlaganje več obročastih kalupnih kanalov za ustvarjanje plasti filma, ki staplja različne plasti smole v eno samo strukturo. Barrier folije lahko na primer kombinirajo pet, sedem ali celo devet plasti, da dosežejo specifične cilje odpornosti na kisik ali vlago.

Faza 3: Napihnjenost in črte zmrzali

Ko cevasta talina izstopi iz kalupa, se zrak vpihne skozi trn matrice, pri čemer se cev razpihne v mehurčke. To je virstroj za pihanje plastične folijeNjegovo ime je "The Blow", ki je tudi determinanta številnih fizičnih značilnosti filma. Razmerje med končnim premerom mehurčka in premerom matrice se imenuje razmerje peskanja (BUR). Na primer, 2,5:1 A BUR pomeni, da se mehurček razširi na 2,5-kratni premer kalupa. Ta prečna raztezna usmeritev filma se poveča z usmerjanjem polimernih molekul v stransko smer stroja. Istočasno so mehurčke potegnili navzgor zaščitni valji stolpa. Stopnja vlečenja glede na njegovo hitrost stiskanja se imenuje stopnja vlečenja ali razmerje vlečenja. To vzdolžno raztezanje usmerja molekule, ki se premikajo v smeri stroja. Kombinacija prečnega in vzdolžnega nateznega razmerja daje puhalu dvoosno usmerjeno strukturo in edinstveno mehansko ravnotežje. Hladilni zrak je pihal iz zračnega obroča nad kalupom na zunanjo stran mehurčka. Ko se mehurčki dvigajo in ohlajajo, je vidna meja - – tista, kjer plastika prehaja iz staljene prosojne v strjeno neprozorno. To se imenuje meja zmrzali ali zmrzali. Njegova višina nad kalupom je ključni procesni parameter: višja meja zmrzovanja pomeni, da se smola dlje stopi in ima več časa za sprostitev, rezultat pa je mehkejši film z manjšo togostjo. Nižja meja zmrzovanja pomeni hitrejše strjevanje, boljšo orientacijo in boljšo zmogljivost raztezanja. Nadzor nad višino zmrzovalne meje vključuje prilagoditev volumna hladilnega vetra, temperature zraka, stopnje iztiskanja in hitrosti absorpcije – in izkušeni operaterji bodo vedeli, kako te spremenljivke medsebojno delujejo.

Faza 4: Zrušitev in navijanje

Nad zračnim obročem se mehurčki premikajo navzgor skozi zložljiv okvir-niz konvergentnih plošč ali valjev, ki mehurčke postopoma sploščijo v dvojno ravno cev. Pomembna je pravilna geometrija zrušitve: neenakomeren pritisk ali asimetrična geometrija okvirja ustvarja gube na filmu, kar postane vztrajna težava mase na nižji stopnji. Na vrhu zložljivega dela gre ravna cev skozi stiskalne valje, da opravlja dve funkciji:

Zaprite zrak v mehurčku, da ohranite inflacijski tlak

Izvajajo vleko in nadzorujejo velikost vleke.

Po stiskalnih zvitkih se film vodi skozi valj in navije na jedro. Napetost navijanja je treba skrbno nadzorovati: preveč tesno in film se bo raztegnil in zvil; preveč ohlapna in kolut bo postal mehak in nepravilen. Najmodernejšistroj za pihanje plastične folijeizvedbe vključujejo površinske navijalke, sredinske navijalke ali kombinirane navijalke glede na uporabo. Za zelo tanke folije ali valje z velikim premerom sistemi za samodejno menjavo zvitkov omogočajo neprekinjeno proizvodnjo brez zaustavitve proizvodne linije.

Ključne spremenljivke, ki določajo lastnosti filma

Razumevanje, kako astroj za pihanje plastične folijedela pomeni razumeti, da končni film ni samo izdelek plastike, ki jo vstavite-, temveč način upravljanja stroja. Glavne procesne spremenljivke in njihovi glavni vplivi:

Te spremenljivke ne delujejo neodvisno. Na primer, spreminjanje hitrosti nakladanja lahko vpliva na višino merilnikov in višino črte zmrzovanja. Prilagajanje hladilnega zraka vpliva tudi na izhodno hitrost, mejo zmrzovanja in prosojnost. Zaradi te medsebojne odvisnosti je pihanje filma tako procesna obrt kot inženirska praksa.

Zakaj je pihanje filma še vedno najboljša metoda

Linije za ulivanje filmov so hitrejše in lahko proizvedejo filme z večjo optično čistostjo, vendar pihani film še vedno prevladuje pri embalaži iz naslednjih razlogov:

Izravnavanje mehanskih lastnosti: Dvoosna natezna folija je odporna na trganje in prebadanje v vseh smereh, ne samo v eni.

Prilagodljivost: širino cevi, debelino filma in BUR je mogoče prilagoditi v širokem razponu brez večjih sprememb orodja.

Proizvodnja brezšivnih cevi: Pri aplikacijah v vrečah brezšivna oblika cevi odpravlja korak tesnjenja.

Zmogljivost večplastnosti: Tehnologija filma s ko-ekstruzijo pihanega filma lahko zloži različne smole naenkrat in tako oblikuje lastnosti, ki jih je težko doseči z drugimi metodami.

Končne misli

Puhalniki plastične folije delujejo v neprekinjeni, nadzorovani verigi transformacij: trdna smola postane homogena talina, talina postane cev, cev postane mehurček, mehurček postane film in film postane zvitek. Vsako transformacijo nadzira določen parameter in vsak parameter vpliva na več nadaljnjih lastnosti. Za vse, ki sodelujejo pri filmskem ustvarjanju-ne glede na to, ali gre za reševanje težav s kakovostjo, optimizacijo proizvodnje ali določanje opreme za novo proizvodno linijo-je razumevanje te vzročne verige temeljnega pomena za vse ostalo.