吹塑簿膜生产工艺
分类:包装材料

吹胀薄膜通过环形模具制成,因此挤出的中空塑料管膜经常被称作“膜泡”。
空气压力膨胀使得中空管膜形成理想的尺寸。
尽管管膜可以水平或向下挤出,但通常都是垂直向上挤出。
冷却是通过一个直接安装在模口出口的冷却环向薄膜吹冷空气来完成。
有的同时具有内外冷却方式。
有时管膜被迅速地冷却并在用空气压力拉伸前再预热。

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薄膜的尺寸取决于挤出机的产量和压缩空气压力。
“吹胀比”是吹胀薄膜的直径和模具直径的比值。
尽管压缩空气可以穿过膜泡的壁进入,壁可以自动封住,一旦封住就稳定运转,稍有漏气,制得的膜泡变小。

大多数热塑性塑料都可以用吹塑法来生产吹塑薄膜,吹塑薄膜是将塑料挤成薄管,然后趁热用压缩空气将塑料吹胀,再经冷却定型后而得到的筒状薄膜制品,这种薄膜的性能处于定向膜同流延膜之间:强度比流延膜好,热封性比流延膜差。 吹塑法生产的薄膜品种有很多,比如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯一乙酸乙烯共聚物等,这里我们就对常用的低密度聚乙烯薄膜的吹塑生产工艺及其常见故障进行简单的介绍。

聚乙烯吹塑薄膜材料的选择

1.选用的原料应当是用吹膜级的聚乙烯树脂粒子,含有适量的爽滑剂,保证薄膜的开口性。

2.树脂粒子的熔融指数太大,则熔融树脂的粘度太小,加工范围窄,加工条件难以控制,树脂的成膜性差,不容易加工成膜;此外,熔融指数太大,聚合物相对分子量分布太窄,薄膜的强度较差。
因此,应当选用熔融指数较小,且相对分子量分布较宽的树脂原料,这样既能满足薄膜的性能要求,又能保证树脂的加工特性。
吹塑聚乙烯薄膜一般选用熔融指数在2~6g/10min范围之间的聚乙烯原料。

吹塑薄膜工艺流程大致如下:

料斗上料一物料塑化挤出→吹胀牵引→风环冷却→人字夹板→牵引辊牵引→电晕处理→薄膜收卷

但是,值得指出的是,吹塑薄膜的性能跟生产工艺参数有着很大的关系,因此,在吹膜过程中,必须要加强对工艺参数的控制,规范工艺操作,保证生产的顺利进行,并获得高质量的薄膜产品。
在聚乙烯吹塑薄膜生产过程中,主要是做好以下几项工艺参数的控制:

吹塑低密度聚乙烯薄膜时,挤出温度一般控制在160℃~170℃之间,且必须保证机头温度均匀,挤出温度过高,树脂容易分解,且薄膜发脆,尤其使纵向拉伸强度显著下降;温度过低,则树脂塑化不良,不能圆滑地进行膨胀拉伸,薄膜的拉伸强度较低,且表面的光泽性和透明度差,甚至出现像木材年轮般的花纹以及未熔化的晶核。

吹胀比是吹塑薄膜生产工艺的控制要点之一,是指吹胀后膜泡的直径与未吹胀的管环直径之间的比值。
吹胀比为薄膜的横向膨胀倍数,实际上是对薄膜进行横向拉伸,拉伸会对塑料分子产生一定程度的取向作用,吹胀比增大,从而使薄膜的横向强度提高。
但是,吹胀比也不能太大,否则容易造成膜泡不稳定,且薄膜容易出现皱折。
因此,吹胀比应当同牵引比配合适当才行,一般来说,低密度聚乙烯薄膜的吹胀比应控制在2.5~3.0为宜。

牵引比是指薄膜的牵引速度与管环挤出速度之间的比值。
牵引比是纵向的拉伸倍数,使薄膜在引取方向上具有定向作用。
牵引比增大,则纵向强度也会随之提高,且薄膜的厚度变薄,但如果牵引比过大,薄膜的厚度难以控制,甚至有可能会将薄膜拉断,造成断膜现象。
低密度聚乙烯薄膜的牵引比一般控制在4~6之间为宜。

露点又称霜线,指塑料由粘流态进入高弹态的分界线。
在吹膜过程中,低密度聚乙烯在从模口中挤出时呈熔融状态,透明性良好。
当离开模口之后,要通过冷却风环对膜泡的吹胀区进行冷却,冷却空气以一定的角度和速度吹向刚从机头挤出的塑料膜泡时,高温的膜泡与冷却空气相接触,膜泡的热量会被冷空气带走,其温度会明显下降到低密度聚乙烯的粘流温度以下,从而使其冷却固化且变得模糊不清了。
在吹塑膜泡上我们可以看到一条透明和模糊之间的分界线,这就是露点。

在吹膜过程中,露点的高低对薄膜性能有一定的影响。
如果露点高,位于吹胀后的膜泡的上方,则薄膜的吹胀是在液态下进行的,吹胀仅使薄膜变薄,而分子不受到拉伸取向,这时的吹胀膜性能接近于流延膜。
相反,如果露点比较低,则吹胀是在固态下进行的,此时塑料处于高弹态下,吹胀就如同横向拉伸一样,使分子发生取向作用,从而使吹胀膜的性能接近于定向膜。

聚乙烯薄膜的宽度、厚度应当符合要求,薄膜薄厚均匀,横、纵向的厚度偏差小,且偏差分布比较均匀。

要求聚乙烯薄膜塑化良好,无明显的"水纹"和"云雾";薄膜的表面应当平整光滑,无皱折或仅有少量的活褶;不允许有气泡、穿孔及破裂现象;无明显的黑点、杂质,晶点和僵块;不允许有严重的挂料线和丝纹存在。

由于吹塑后的聚乙烯薄膜用于印刷或者复合加工工艺时,要受到机械力的作用,因此,要求聚乙烯薄膜的物理机械性能应当优良,主要包括拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度等几项指标应当符合标准。

为了使印刷油墨和复合用胶粘剂在聚乙烯薄膜表面具有良好的润湿性和附着力,要求聚乙烯薄膜的表面张力应当达到一定的标准,否则就会影响印刷和复合生产的顺利进行。
一般来说,聚乙烯薄膜的表面张力至少应当达到38达因以上,达到40达因以上更佳。

薄膜通过顶部的通道为各种导向装置。
包括空气环和导向辊子。
当薄膜被充分地冷却以后,膜泡被夹板和辊子夹住,被卷起、剪裁或不剪裁,折边或作出其他处理。
因此这种工艺既可以用来生产泡管也可以生产平膜。

一旦吹膜工艺开始运转,因为不存在与平挤薄膜类似的边缘效应,所以几乎没有废料产生。
然而使生产线正常运转却相当困难。
因此刚启动时,有更多的废料产生。
吹膜生产线与平挤膜生产线相比,产量更高,当起动后更经济。
因此,吹膜以产量高而著称。
据估计,大约有90%的聚乙烯薄膜用这种方法生产。

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