Ekstrūzijas pūšanas plēves formēšanas process un kontrole

 

 

Lai ražotu dažāda veida un specifikācijas plastmasas plēves, papildus atbilstoša ekstrūdera, pūšanas formēšanas galviņas un palīgiekārtu izvēlei ir jāizvēlas arī piemērotas liešanas metodes un procesa apstākļi. Tikai šādā veidā darbības var noritēt nevainojami un nodrošināt augstas-filmas kvalitātes.

 

 

Pamatojoties uz plēves vilces virzienu, pūšamo plēvju ražošanu var iedalīt trīs veidos: plakanā ekstrūzijas plakana pūšana, plakana ekstrūzijas pūšana uz augšu un plakana ekstrūzija uz leju, un visizplatītākā ir plakana ekstrūzijas pūšana uz augšu.

 

1. Plakanās ekstrūzijas plakanas pūšanas metode

Plakanās ekstrūzijas plakanpūšanas metodes procesa plūsma ir parādīta 1. attēlā-15. Šajā metodē tiek izmantota taisna vītnes galva, un gan vītņu galvai, gan palīgierīcēm ir salīdzinoši vienkāršas konstrukcijas, padarot iekārtu uzstādīšanu un darbību ērtu. Tomēr ekstrūderis aizņem lielu nospiedumu. Sakarā ar karstā gaisa plūsmu uz augšu un aukstā gaisa plūsmu uz leju, plēves burbuļa augšējās daļas dzesēšana ir lēnāka nekā apakšējā. Ja plastmasai ir augsts blīvums vai burbuļa diametrs ir liels, burbulim ir tendence nokarāties, kā rezultātā plēves biezums ir vājš un ir grūti regulēt. Parasti šī metode ir piemērota PE un PVC pūšamo plēvju formēšanai, kuru platums ir 600 mm vai mazāks.

 

 

2. Plakanās ekstrūzijas uz augšu pūšanas metode

Plakanās ekstrūzijas augšuppūšanas metodes procesa plūsma ir parādīta 1. attēlā-16. Šī metode izmanto taisnleņķa galviņu, kur materiāla izplūdes virziens ir perpendikulārs plūsmas virzienam ekstrūdera mucā. Ekstrudētā caurule tiek vilkta vertikāli uz augšu, uzpūsta, nospiesta un ievadīta vilces veltnī. Šīs metodes galvenā priekšrocība ir tā, ka visu burbuli atbalsta atdzesētais, izturīgais augšējais segments, nodrošinot stabilu plēves saķeri. Tas var ražot plēves ar plašu biezuma un platuma diapazonu (piemēram, diametrs pārsniedz 10 m). Turklāt ekstrūderis ir uzstādīts uz zemes, un tam nav nepieciešama darbības platforma, padarot to viegli lietojamu ar nelielu nospiedumu un ļaujot izmantot plašu plēves biezuma diapazonu ar relatīvi vienādu biezumu. Galvenie trūkumi ir tādi, ka karstais gaiss ap burbuli paceļas, kamēr aukstais gaiss grimst, kas ir nelabvēlīgi dzesēšanai; 90 grādu līkums matricas galviņā palielina materiāla plūsmas pretestību, potenciāli izraisot materiāla sadalīšanos līkumā; un rūpnīcas augstumam jābūt lielākam. Turklāt matricas galvai un palīgierīcēm ir sarežģītas struktūras.

 

 

3. Plakanās ekstrūzijas uz leju pūšanas metode

Plakanās ekstrūzijas uz leju pūšanas metodē tiek izmantota arī taisnleņķa -leņķa vītne, bet caurule tiek novilkta vertikāli uz leju, kā parādīts 1. attēlā-17. Burbuļa vilces virziens ir pretējs karstā gaisa plūsmai no presformas galvas, atvieglojot burbuļa dzesēšanu. Turklāt ūdens apvalku var izmantot, lai tieši atdzesētu burbuļu, ievērojami uzlabojot ražošanas efektivitāti un plēves caurspīdīgumu. Šī metode nodrošina labus dzesēšanas efektus, un plēve gravitācijas ietekmē tiek ievilkta uz leju vilces rullī, padarot to ērtāku nekā pūšanas metodi uz augšu. Tas arī nodrošina lielāku ražošanas līniju ātrumu un lielāku jaudu. Tomēr visu burbuli atbalsta nesacietējušais plastmasas segments, tāpēc tas var plīst, veidojot biezākas plēves vai ar lielu vilces ātrumu, īpaši plastmasām ar lielāku blīvumu. Ekstrūderis jāuzstāda uz augstas darbības platformas, palielinot uzstādīšanas izmaksas un ekspluatācijas neērtības. Pateicoties ātrai dzesēšanai ar ūdens apvalku, šī metode ir piemērota sveķiem ar zemu kušanas viskozitāti un augstu kristāliskumu (piemēram, PP sveķiem), un to var izmantot ļoti caurspīdīgu iepakojuma plēvju ražošanai.

 

 

Starp pūšanas plēves ražošanas metodēm visbiežāk tiek izmantota plakanās ekstrūzijas augšuppūšanas metode. Tālāk ir aprakstītas šīs metodes ražošanas darbības, kā parādīts 1-18. attēlā.

 

 

1.Apkure: Uzkarsējiet ekstrūderi un presformas galvu līdz vajadzīgajai temperatūrai, izmantojot sildītājus, un uzturiet temperatūru noteiktu laiku.

2. Barošana un ekstrūzija: Kad ekstrūderis un presformas galva atbilst izolācijas prasībām, iedarbiniet ekstrūderi un piltuvē pievienojiet nelielu daudzumu plastmasas (pulvera vai granulas). Sākotnēji skrūve griežas ar mazu ātrumu. Pēc tam, kad izkausētais materiāls iziet cauri presformas galvai un ir uzpūsts burbulī, pakāpeniski palieliniet skrūves ātrumu, piepildiet tvertni un novērojiet, vai ekstrūzijas tilpums ap burbuli ir vienmērīgs. Ja burbulis ir šķībs vai tam ir nevienmērīgs biezums, noregulējiet apkārtējo temperatūru un spraugas platumu. Vietām ar ātrāku izlādi pazeminiet temperatūru un pievelciet skrūves; otrādi, paaugstiniet temperatūru un atskrūvējiet skrūves.

3.Pacelšana: Savāciet izkausēto materiālu, kas iziet no presformas galvas, paceliet to un ievadiet nelielu gaisa daudzumu, lai novērstu saķeri.

4.Padeves rullīši: Pacelto burbuli ievadiet saspiešanas rullīšos, kas iespiež burbuli salocītā plēvē. Pēc tam plēve caur vadošajiem rullīšiem tiek virzīta uz uztīšanas ierīci.

5.Inflācija: pēc burbuļa ievadīšanas veltņos uzpūtiet to ar gaisu un noregulējiet vilces ātrumu un uzpūšanas koeficientu-, lai nodrošinātu, ka plēves locījuma platums un biezums atbilst prasībām. Tā kā gaiss burbulī ir noslēgts ar sprauslas veltņiem, tas tik tikko izplūst, saglabājot nemainīgu spiedienu burbulī.

6.Regulēšana: Plēves biezuma pielaidi var koriģēt, pielāgojot presformas spraugu, dzesēšanas gredzena pozīciju, gaisa daudzumu un vilces ātrumu. Plēves platuma pielaide galvenokārt tiek regulēta, kontrolējot piepūšanas izmēru.

 

 

1. Formēšanas temperatūra

Temperatūras kontrolei ir izšķiroša nozīme pūšanas plēves procesā, kas tieši ietekmē produkta kvalitāti. Karstumjūtīgām plastmasām, piemēram, PVC, ir būtiska precīza temperatūras kontrole, un pareiza sildīšanas temperatūras un laika koordinācija ir ļoti svarīga.

Apstrādes temperatūra ir iestatīta tā, lai sasniegtu optimālu kausējuma viskozitāti plūsmas stāvoklī, nodrošinot kvalificētus produktus. Dažādām izejvielām nepieciešama atšķirīga temperatūra; vienam un tam pašam materiālam dažādiem plēves biezumiem nepieciešama atšķirīga apstrādes temperatūra; un pat vienam un tam pašam materiālam un biezumam dažādiem ekstrūderiem var būt nepieciešama atšķirīga temperatūra. Plānākām plēvēm nepieciešama labāka kausējuma plūstamība, tāpēc vienam un tam pašam materiālam 20 μm plēvei nepieciešama daudz augstāka sildīšanas temperatūra nekā 80 μm plēvei.

 

Temperatūras regulēšanu var iedalīt divās metodēs: viena pakāpeniski palielina temperatūru no padeves sekcijas līdz matricai, bet otra uztur zemu padeves sekcijas temperatūru, krasi paaugstina temperatūru saspiešanas sekcijā (tiek kontrolēta ar materiāla optimālo plastifikācijas temperatūru) un samazina to dozēšanas sekcijā, lai uzturētu izkusušo stāvokli. Preses temperatūrai ir jāsaglabā materiāls plūstošā stāvoklī, un tā var būt tāda pati kā stobra gala temperatūra vai par 10–20 grādiem zemāka par to atkarībā no skrūves garuma -pret-diametra attiecības.

 

Karstumjūtīgām plastmasām, piemēram, PVC, mucas temperatūrai ir jābūt zemākai par presformas galvas temperatūru, lai novērstu pārkaršanu un stobra sadalīšanos. Plastmasām, piemēram, PE un PP, kas ir mazāk pakļautas pārkaršanai, galviņas temperatūra var būt zemāka par mucas temperatūru, palīdzot burbuļu dzesēšanai un stabilizēšanai, tādējādi uzlabojot plēves kvalitāti.

 

Temperatūras kontrole ir sarežģīta un prasa rūpīgu izpratni par materiāla īpašībām un apstrādes apstākļiem, lai optimizētu apkures temperatūru. Ekstrūzijas temperatūras kontroles diapazoni parasti izmantotajām pūšanas plēvēm ir parādīti 1-5 tabulā.

 

Tabula 1-5 Ekstrūzijas temperatūras kontroles diapazoni parasti lietotām pūšanas plēvēm

 

Filmas veids			Mucas temperatūra / grāds		Savienotāja temperatūra / grāds		Die Head Temperatūra / grāds
PVC (pulveris)	Liela -ātruma pūšana	160 - 175 170 - 185		170 - 180 180 - 190		185 - 190 190 - 195
PE PP			130 - 160 190 - 250		160 - 170 240 - 250		150 - 160 230 - 240
Kompozītu plēve	PE PP	120 - 170 180 - 210		210 - 220 210 - 220		200 200

Mucas un matricas galvas sildīšanas temperatūra būtiski ietekmē formēšanas un plēves īpašības. Pārāk augsta temperatūra var padarīt plēvi trauslu, īpaši samazinot garenisko stiepes izturību. Augsta temperatūra var izraisīt arī periodiskus šķērsvirziena vibrācijas viļņus burbulī. Ja temperatūra ir pārāk zema, sveķi var nebūt pilnībā sajaukti un plastificēti, kā rezultātā rodas neregulāra materiāla plūsma, kas ietekmē vienmērīgu stiepšanos, spīdumu un caurspīdīgumu. Zemas apstrādes temperatūras var izraisīt arī "zivs acis" uz plēves virsmas, kur kristāla punktus ieskauj gada gredzenam līdzīgi raksti ar plānāku plēvi ap kristāla punktiem. Turklāt zemas temperatūras samazina plēves pagarinājumu pārrāvuma laikā un triecienizturību.

 

2. Pildināšanas-attiecība

Izpūšanas koeficients{0}}ne tikai nosaka plēves locījuma platumu, bet arī ietekmē dažādas plēves īpašības. Tāpēc, izvēloties izplūdes koeficientu, ir jāņem vērā gan locījuma platums, gan veiktspēja. Izpūšanas koeficientu ierobežo arī plastmasas īpašības (piemēram, molekulmasa, kristāliskums, kausējuma spriegums). 1

 

1. tabula-6 optimālā uzpūšanas koeficienta diapazoni dažādām filmām

Filmas veids	PVC	LDPE	LLDPE	HDPE (īpaši{0}}plāns)	PP	PA	Sarukuma plēve, elastīgā plēve, pielīmēšanas plēve
Uzpūšanas{0}}attiecība	2.0~3.0	2.0~3.0	1.5~2.0	3.0~5.0	0.9~1.5	1.0~1.5	2.0~5.0

 

Lielāka{0}}izpūšanas attiecība uzlabo plēves optiskās īpašības, jo neregulāra materiāla plūsma izkausētajos sveķos var izplesties garenvirzienā un šķērsvirzienā, padarot plēvi gludāku. Palielinot izpūšanas koeficientu-, palielinās arī triecienizturība, šķērseniskā stiepes izturība un šķērsvirziena plīsuma izturība, savukārt gareniskā stiepes izturība un plīsuma izturība relatīvi samazinās. Abas virziena plīsuma stiprības stabilizējas, kad uzpūšanas-attiecība pārsniedz 3. Garenvirziena pagarinājums samazinās, palielinoties uzpūšanas-attiecībai, savukārt šķērsvirziena pagarinājums paliek relatīvi stabils, tikai palielinās, kad veidnes gredzenveida sprauga palielinās.

 

3. Vilces koeficients

Ja vilces ātrums tiek palielināts (lielāks vilces koeficients), neregulārā materiāla plūsma no formas nevar pilnībā atslābt pirms atdzesēšanas un sacietēšanas, kā rezultātā rodas sliktas optiskās īpašības. Pat ekstrūzijas ātruma palielināšana nevar novērst plēves caurspīdīguma samazināšanos. Pie nemainīga ekstrūzijas ātruma, palielinot vilces ātrumu, tiek izjaukts garenvirziena un šķērsspēku līdzsvars, palielinot garenisko izturību, vienlaikus samazinot šķērsenisko spēku.

 

Izpūšanas koeficients-un vilces koeficients ir attiecīgi šķērsvirziena izplešanās un gareniskās stiepes daudzkārtņi. Ja abi tiek palielināti, plēves biezums samazinās, bet locījuma platums palielinās, un otrādi. Tādējādi izpūšanas koeficients un vilces koeficients ir būtiski parametri, kas nosaka plēves galīgos izmērus un īpašības.

 

4. Plēves dzesēšana

Dzesēšana ir ļoti svarīga pūšamās plēves ražošanā, un dzesēšanas pakāpe būtiski ietekmē produkta kvalitāti. Burbuļa pārvietošanās laiks no matricas līdz vilces veltņiem parasti pārsniedz 1 minūti (ne vairāk kā 2,5 minūtes). Šajā īsajā laikā burbulis ir jāatdzesē un jānostiprina; pretējā gadījumā burbulis var salipt kopā zem vilces veltņu spiediena, ietekmējot plēves kvalitāti.

 

Atdzesēšanas ātrums pūšanas laikā ietekmē burbuļa formu, kā parādīts 1-19 attēlā. Attēlā 1-19a parādīta burbuļa forma ar lēnāku dzesēšanas ātrumu. Faktiskajā ražošanā šī forma veidojas, kad dzesēšanas gredzens ir novietots zemāk, gaisa tilpums ir mazs un gaisa temperatūra dzesēšanas gredzenā nav ļoti zema. Attēlā 1-19b ir parādīta burbuļa forma, kad plēve tiek atdzesēta uzreiz pēc galviņas atstāšanas. Faktiskajā ražošanā šī forma veidojas, ja dzesēšanas gredzens ir zems, gaisa tilpums ir liels un gaisa temperatūra ir ļoti zema. Attēlā 1-19c ir parādīta burbuļa forma, kad plēve tiek ātri atdzesēta noteiktā attālumā no presformas galvas. Faktiskajā ražošanā šī forma veidojas, kad dzesēšanas gredzens ir novietots augstāk, gaisa apjoms ir liels un gaisa temperatūra ir ļoti zema.

 

 

 

Biežākās patoloģiskās parādības, to cēloņi un risinājumi pūšamās plēves ražošanā ir uzskaitīti 1-7. tabulā.

Tabula 1-7 Biežākās neparastās parādības, cēloņi un risinājumi izpūstas plēves ražošanā

 

Nenormāla parādība	Cēloņi	Risinājumi
Sarežģīta filmas saķere	1. Zīmes galvas temperatūra ir pārāk augsta vai pārāk zema 2. Liela biezuma variācija vienā pusē 3. Netīrs izejmateriāls ar daudzām apdeguma vietām	1. Noregulējiet presformas galvas temperatūru 2. Pielāgojiet plēves biezumu viendabīgumam 3. Nomainiet izejmateriālu, notīriet uzgali un skrūvi
Filmas pārrāvums	1. Zīmes galvas temperatūra ir pārāk augsta vai pārāk zema 2. Piemaisījumi vai sadalījušies materiāli kausējumā 3. Bloķēts filtrs vai matrica 4. Pārmērīgs vilces ātrums 5. Nevienmērīgs plēves biezums vai pārmērīga izpūšanas attiecība	1. Noregulējiet presformas galvas temperatūru 2. Notīriet veidni vai nomainiet sveķus 3. Nomainiet filtru, notīriet uzgali 4. Samaziniet vilces ātrumu 5. Pielāgojiet plēves biezumu, samaziniet izpūšanas koeficientu
Šķībs burbulis	1. Pārāk augsta mašīnas korpusa vai matricas temperatūra 2. Savienotāja temperatūra ir pārāk augsta 3. Nevienmērīgs plēves biezums	1. Pazeminiet mašīnas korpusa vai presformas temperatūru 2. Zemāka savienotāja temperatūra 3. Noregulējiet plēves biezumu, lai tas būtu vienmērīgs
Nevienmērīgs plēves biezums	1. Nevienmērīga stangas sprauga 2. Serdes veidnes deformācija 3. Nevienmērīga presformas galvas temperatūra 4. Pārmērīgs uzspridzināšanas- koeficients 5. Nevienmērīga dzesēšana 6. Nestabils saspiests gaiss	1. Noregulējiet presformas atstarpi 2. Nomainiet serdes veidni 3. Pārbaudiet galviņas sildīšanas gredzenu 4. Samaziniet uzspridzināšanas- koeficientu 5. Noregulējiet dzesēšanas gaisa daudzumu, lai nodrošinātu vienmērīgumu 6. Pārbaudiet gaisa kompresoru
Filmas saburzīšanās	1. Nevienmērīgs plēves biezums, krunciņas plānās vietās 2. Nepietiekama vai nevienmērīga dzesēšana 3. Skujiņas plāksnes vai vilces veltņu ar vītnes galvu neatbilstība 4. Pārmērīgs skujiņas plāksnes leņķis 5. Nevienmērīgs vilces veltņa spiediens 6. Nekonsekvents tinuma spriegums 7. Pārmērīga uzpūšanas-attiecība, neregulāra burbuļa forma 8. Vides gaisa ietekme	1. Noregulējiet plēves biezumu viendabīgumam 2. Uzlabojiet dzesēšanu vai samaziniet ražošanas ātrumu 3. Pareiza viduslīnijas izlīdzināšana 4. Samaziniet skujiņas plāksnes leņķi 5. Noregulējiet vilces veltņus 6. Noregulējiet uztīšanas veltņus 7. Samaziniet uzpūšanas-pakāpju vai nomainiet presformu, pielāgojiet burbuļa formu 8. Stabilizēt vides gaisa plūsmu
Slikta caurspīdīgums	1. Zema plastifikācijas temperatūra 2. Nepietiekams iesaldēšanas līnijas augstums 3. Pārmērīgs vilces ātrums 4. Maza uzpūšanas-attiecība	1. Palieliniet formēšanas temperatūru 2. Paaugstiniet iesaldēšanas līnijas augstumu 3. Samaziniet vilces ātrumu 4. Palieliniet uzspridzināšanas- koeficientu
Filmas virsmas ziedēšana	1. Zema mašīnas korpusa vai formas temperatūra 2. Pārmērīgs skrūves ātrums 3. Skrūves temperatūra ir pārāk augsta vai pārāk zema 4. Nepareizs formulējums	1. Palieliniet mašīnas korpusa vai formas temperatūru 2. Samaziniet skrūves ātrumu 3. Noregulējiet skrūves dzesēšanas līdzekļa plūsmu 4. Uzlabot formulējumu
Piemaisījumi vai apdeguma plankumi uz plēves virsmas	1. Piemaisījumi izejvielās 2. Salauzts filtra ekrāns 3. Sveķu sadalīšanās 4. Nevienmērīga sajaukšana	1. Sietu izejmateriāls 2. Nomainiet filtra sietu 3. Notīriet presformas galvu 4. Stingri kontrolēt mīcīšanas un plastifikācijas procesu
Burbuļi uz plēves virsmas	Mitrā izejviela	Sausa izejviela
Caurumi vai plīsumi filmā	1. Piemaisījumi izejvielās 2. Bloķēts vai bojāts filtra ekrāns 3. Pārmērīgs uzspridzināšanas- koeficients 4. Pārmērīga vilces koeficients 5. Bloķēts kauliņš 6. Svešķermeņi uz dzesēšanas plāksnes vai veltņiem, kas skrāpē plēvi	1. Nomainiet izejmateriālu 2. Notīriet vai nomainiet filtra sietu 3. Pielāgojiet spridzināšanas koeficientu 4. Samaziniet vilces koeficientu 5. Tīra matrica 6. Notīriet skujiņas plāksnītes vai vadošās veltņa virsmas
Ūdenszīmes vai mākoņainība uz plēves virsmas	1. Zema ekstrūdera mucas temperatūra 2. Zema presēšanas temperatūra 3. Pārmērīgs skrūves ātrums 4. Filtra ekrāna caurumi ir pārāk lieli vai nepietiekami slāņi 5. Nepareiza izejvielu izvēle	1. Palieliniet mucas temperatūru 2. Palieliniet presēšanas temperatūru 3. Samaziniet skrūves ātrumu 4. Nomainiet ar smalkāku filtra sietu vai pievienojiet slāņus 5. Izvēlieties atbilstošu izejvielu
Zivju acis vai cieti bloki uz plēves virsmas	1. Zema ekstrūdera temperatūra 2. Piesārņojums ar citiem sveķiem 3. Zems izejmateriāla kausējuma plūsmas ātrums 4. Slikta skrūvju plastifikācija	1. Palieliniet ekstrūzijas temperatūru 2. Nomainiet izejmateriālu vai noņemiet piesārņotos sveķus 3. Izmantojiet atbilstošu izejvielu 4. Nomainiet kvalificēto skrūvi
Acīmredzamas šuvju līnijas zīmes	1. Pārmērīga veidnes vai savienotāja temperatūra 2. Materiāla sadalīšanās pie serdes stieņa šunta	1. Pazeminiet presformas vai savienotāja temperatūru 2. Noņemiet serdes stieni un notīriet
Lipīga plēve (slikta atvēršana)	1. Pārmērīga formēšanas temperatūra 2. Nepietiekama dzesēšana 3. Pārmērīgs vilces ātrums 4. Pārmērīgs sprauslas veltņa spiediens 5. Nepareizs sastāvs (nepietiekams atvēršanas līdzeklis)	1. Zemāka temperatūra, jo īpaši mirst temperatūra 2. Uzlabojiet dzesēšanu 3. Samaziniet vilces ātrumu 4. Noregulējiet sprauslas veltņa spiedienu 5. Palieliniet atvēršanas līdzekļa devu
Nevienmērīgs tinums	1. Nevienmērīgs plēves biezums 2. Nepietiekama dzesēšana 3. Nevienmērīga skujiņas rāmja sprauga 4. Vilces veltņa novirze 5. Gaiss ir iesprostots plēves caurulē, izraisot grumbu veidošanos	1. Noregulējiet plēves biezumu 2. Uzlabojiet dzesēšanu 3. Pareizi skujiņas rāmja spraugu 4. Noregulējiet vilces rullīša iespīlēšanas spēku viendabīgumam 5. Noņemiet iesprostoto gaisu, lai novērstu grumbas
Filmas ruļļa nevienmērīgas malas	1. Nepietiekams tinuma spriegums, kas izraisa malas noplūdi- 2. Blāva plēves-griešanas asmens 3. Nekonsekvents tinuma spriegums	1. Atbilstoši palieliniet tinuma spriegojumu 2. Nomainiet pret jaunu asmeni 3. Pārbaudiet spriegojuma kontroles sistēmu