Vytlačování Vyfukování Polyvinylchloridových (PVC) Fólií

 

 

Po přidání změkčovadel a dalších přísad do PVC pryskyřice lze vyfukováním vyrobit flexibilní PVC fólie. V závislosti na typu použitého stabilizátoru mohou být tyto fólie buď průhledné, nebo průsvitné. Jsou široce používány jako zemědělské fólie na pěstování sazenic-, krycí fólie na ženšen, fólie na skleníky, obalové fólie pro různé průmyslové suroviny, polotovary a hotové výrobky, stejně jako ochranné fólie na nálepky na papír.

 

1. Formulace

Složení flexibilních PVC vyfukovaných{0}fólií je uvedeno v tabulce 6-13.

Tabulka 6-13 Složení flexibilních PVC vyfukovaných fólií

Surovina	Dávkování / hmotnostní díly
	Formulace 1	Formulace 2	Formulace 3
Polyvinylchloridová pryskyřice (PVC)	100	100	100
Dioktylftalát (DOP)	20	12	12
dibutylftalát (DBP)	10	9	10
Dioctyl Sebacate (DOS)	7	4	-
Ropný ester	-	5	-
Epoxidovaný oktadecen	4	5	6
Stearát barnatý	1.6	1.5	0.4
Kadmium stearát	0.6	0.6	0.8
Organocínový stabilizátor	0.5		1.5
Parafín	0.3	0.3	-
Bílý olej	-	-	0.3

Poznámky ke složení flexibilních PVC vyfukovaných-lisovaných fólií:

Formulace 1 je pro zemědělské filmy; Formulace 2 pro balicí fólie; Formulace 3 pro samolepicí fólie.

Je vybrána střední-viskozita SG-4 typu PVC pryskyřice. Pro snížení výskytu "rybích ok" (gelových částic) ve fóliích nálepek by měl přípravek 3 používat pryskyřici s volnou strukturou a úzkou distribucí molekulové hmotnosti. Pokud se pro balení potravin používá receptura 2, musí být zvolena netoxická pryskyřice.

Dávkování změkčovadel je obecně 30–40 hmotnostních dílů, maximálně 45 dílů. Překročení tohoto limitu způsobí, že bublinková trubice bude příliš měkká, což povede ke špatné tvarové stabilitě a obtížím při řízení procesu. S ohledem na aplikaci při nízkých-teplotách vyžadují jak zemědělské fólie, tak obalové fólie přidání DOS (chladu-odolné změkčovadlo) a zemědělské fólie (používané v zimě) potřebují vyšší dávku DOS. Epoxidové pryskyřice slouží také jako stabilizátory.

Stabilizační systém používá organocín nebo stearát kadmia, které nabízejí dobrou průhlednost; Stabilizátory na bázi olova-se nepoužívají, protože samolepicí fólie, zemědělské fólie a obalové fólie vyžadují průhlednost.

Přidávají se mazadla, jako je parafín a bílý olej. Vzhledem k relativně nízkému dávkování změkčovadel je nutné malé množství lubrikantů pro zlepšení zpracovatelnosti materiálů a zabránění přilnavosti filmu.

Pokud se pro zemědělské filmy proti odkapávání používá Formulace 1, mělo by být přidáno malé množství povrchově aktivních látek (např. glycerylmonostearát, xylitolstearát), přičemž dávka nepřesahuje 1 hmotnostní díl. Povrchově aktivní látky zabraňují odkapávání na vnitřní povrch fólie, což je výhodné pro růst sazenic.

Vzhledem k tomu, že zemědělské fólie jsou používány venku po dlouhou dobu, lze podle intenzity světla v oblasti aplikace vhodně přidat absorbéry ultrafialového záření a antioxidanty.

Přísady, které inhibují růst rostlin, jsou absorbovány rostlinami a následně přeneseny do lidského těla (představují zdravotní rizika), nebo způsobují znečištění životního prostředí, jsou ve formulacích zemědělských fólií přísně zakázány.

 

2. Hlavní výrobní zařízení

(1) Míchací zařízení: tříválcový mlýn s válci o průměru 400 mm (vybavený vodním chlazením); vysokorychlostní-mixér o objemu 200 l.

(2) Vytlačovací granulační zařízení: Vytlačovací granulátor s průměrem šneku 65 mm, poměrem délky-k{3}}průměru (L/D) 15–20 a postupně se zužujícím šnekem.

(3) Zařízení pro vyfukování: Extrudér s průměrem šneku 65 mm, poměrem L/D 20–25 a postupně se zužujícím šnekem. Většina lisovacích nástrojů používá strukturu vřetenového-typu.

 

3. Tok výrobního procesu

PVC fólie se vyrábí buď metodou vyfukování směrem nahoru nebo metodou horizontálního vyfukování. Existují dva toky procesu vyfukování:

Jedna zahrnuje přímé vytlačování vyfukování prášku pomocí dvou{0}}šnekového extrudéru nebo jednošnekového extrudéru s velkým poměrem L/D (vhodné pro zpracování prášku).

Druhý zahrnuje nejprve granulaci, následovanou vyfukováním. Průběh procesu posledně jmenovaného je znázorněn na obrázku 6-20.

 

4. Podmínky výrobního procesu

(1) Dávkování a granulace

Pro odstranění nečistot z materiálů:

PVC pryskyřice se proseje přes síto 40 mesh (průměr otvoru síta: 0,425 mm).

Plastifikátory se filtrují přes měděné síto 100 mesh (průměr otvoru síta: 0,15 mm).

Ostatní přísady se ředí změkčovadly a melou pomocí tří{0}}válcového mlýnu na jemnost menší než 80 μm.

Materiály se poté zváží podle složení a umístí do hnětače. Teplota hnětení je řízena na 100–120 stupňů a materiál se vyprázdní, když se uvolní a stane se elastickým. Hnětený materiál se přivádí do vytlačovacího granulátoru pro granulaci s teplotou řízenou na 150–170 stupňů (je třeba se vyhnout příliš vysokým teplotám).

(2) Teplota vytlačování

Pro zajištění kvality vyfukování jsou preferovány předehřáté granule, protože pomáhají snižovat spotřebu energie a zlepšují kvalitu plastifikace filmu. Teploty vytlačování PVC fólií jsou uvedeny v tabulce 6-14.

Tabulka 6-14 Extruzní teploty pro PVC fólie

Typ filmu	Teplota sudu / stupeň			Die Teplota / stupeň
	Zóna 1	Zóna 2	Zóna 3	Konektor	Model úst
Zemědělský film	155 - 165	165 - 175	175 - 185	160 - 170	170~180
Balicí fólie	145 - 155	155 - 165	165 - 175	165 - 175	175~185
Samolepící film	160 - 170	170 - 180	180 - 190	170 - 180	180~190

Se zvyšujícím se dávkováním změkčovadel se teplota vytlačování snižuje. Teplota vytlačování však nemůže být příliš nízká, jinak se povrch fólie stane nerovným a objeví se vady jako „rybí oka“ a tvrdé hrudky.

(3) Poměr-vyfouknutí

Poměr zvětšování-pro PVC fólie je obecně 1,5–3,0. Poměr-vyfouknutí ovlivňuje sílu a průhlednost filmu. Pro metodu horizontálního vyfukování s malým složeným průměrem je zvolen větší poměr vyfukování. Při stejném podélném poměru dloužení se zvýšením poměru vyfukování zlepšuje příčnou pevnost fólie, ale snižuje její podélná pevnost; proto-poměr zvětšování by neměl být příliš velký.

(4) Poměr tahu

Poměr dloužení pro PVC fólie je obecně 4–6, což znamená, že rychlost tažení je 4–6krát vyšší než lineární rychlost vytlačování. Ve skutečném provozu zajišťuje lepší stabilitu bublinkové trubice poměr tahu větší než poměr vyfukování-. Pro vyvážené podélné a příčné vlastnosti fólie je však výhodné, aby byl poměr protahování roven nebo blízký poměru vyfukování.

Zvýšení rychlosti tažení je také omezeno účinností chlazení fólie. Nedostatečné chlazení způsobí slepení fólie, což znemožní její oddělení a ovlivní její použitelnost.

(5) Poloha kroužku chladicího vzduchu

Vzdálenost mezi výstupem vzduchu z prstence chladicího vzduchu a otvorem trysky je obecně 50–200 mm. Menší vzdálenost se používá pro filmové trubice s větším průměrem a větší vzdálenost pro trubice s menšími průměry. Tato vzdálenost by neměla být příliš velká, jinak bude linie chlazení fólie příliš vysoká, což je nepříznivé pro chlazení trubice fólie a stabilitu tvaru bublin. Výška chladicího vedení je obvykle řízena na 200–400 mm.

(6) Objem chladicího vzduchu

Objem chladicího vzduchu přímo ovlivňuje chladicí účinek. Větší objem vzduchu zlepšuje účinnost chlazení, ale příliš velký objem vzduchu způsobí kmitání fólie, což ovlivňuje stabilitu bublinkové trubice. Naopak nedostatečný objem vzduchu povede ke špatnému chlazení filmu a jeho přilnavosti.

(7) Řízení úhlu chladicích upínacích desek

Úhel chladicích upínacích desek rybí kosti musí být dobře-kontrolován: 30 stupňů pro metodu horizontálního vyfukování a 60 stupňů pro metodu vyfukování směrem nahoru. Příliš velký úhel způsobí vrásky na fólii.

 

 

Extruzní vyfukování je jedním z procesů vytváření tuhých PVC fólií. Fólie vyrobené tímto procesem vykazují vysokou průhlednost, dobrou pevnost a houževnatost, vynikající odolnost proti nárazu a roztržení, dobrou vzduchotěsnost a jsou ne-toxické, bez zápachu a chuti-, účinně zachovávají čerstvost a aroma baleného zboží. Průhledné tvrdé PVC vyfukované-fólie svým vzhledem připomínají celofán a používají se k balení cigaret, bonbonů a různých elektrických a elektronických součástek.

 

1. Formulace

Tuhé průhledné obalové fólie z PVC jsou výrobky z tvrdého PVC-bez změkčovadel. Pryskyřice typu SG-6 je preferována pro svou dobrou zpracovatelnost. Pokud se používá pro balení potravin, musí být zvolena potravinářská pryskyřice se zbytkovým obsahem vinylchloridového monomeru v pryskyřici nižším než 5 mg/kg. Typické složení průhledných obalových fólií z tvrdého PVC je uvedeno v tabulce 6-15.

Tabulka 6-15 Typické složení tuhých PVC průhledných balicích fólií

Název suroviny	Dávkování / hmotnostní díly	Název suroviny	Dávkování / Díly podle
PVC	100	Kluzký	0.5~1.0
MBS	5~10	Lubrikant	3~4
Modifikátor zpracování	1~3	Barviva	Množství
Stabilizátor	2~4	-	-

 

2. Hlavní výrobní zařízení

Vysokorychlostní-mixér s objemem 300 l.

Extruzní jednotka vybavená extruderem (průměr šneku: 100 mm, poměr L/D: 25, kompresní poměr: 3) se šnekovou konstrukcí bariérového -typu.

Matrice s průměrem otvoru 250 mm a mezerou 1,3 mm.

 

3. Výrobní proces

Průběh procesu pevných průhledných fólií z PVC je znázorněn na obrázku 6-21.

 

Výše uvedený postup zahrnuje přímé vyfukování prášku. Pokud extrudér není vhodný pro přímé zpracování prášku, měla by být nejprve provedena granulace (je třeba se vyhnout příliš vysokým teplotám granulace). Průhledné PVC fólie vyrobené vyfukováním lze použít přímo nebo po antistatickém a tepelném -svařovacím nátěru. Při použití pro balení cigaret musí být povrch fólie potažen nízkoteplotním-tepelným-materiálem, jehož hlavní složkou je vinylchlorid-vinylacetátová kopolymerová pryskyřice.

Tuhé průhledné obalové fólie z PVC se obecně formují metodou horizontálního vytlačování-vyfukováním směrem nahoru. Hlavní provozní podmínky jsou následující:

Dávkování a hnětení: Zvažte materiály podle složení, přidejte je do vysokorychlostního hnětače-a hněťte 5–8 minut při teplotě přibližně 102 stupňů . Po uhnětení přeneste materiál do nízkootáčkového hnětače-, aby se ochladil na 40–50 stupňů.

Extruzní vyfukování: Práškové vyfukování je podobné konvenčnímu vyfukování granulí. Teplota extrudéru je 160–180 stupňů, teplota adaptéru matrice je 180–190 stupňů a teplota matrice je 190–210 stupňů. Poměr vyfukování filmu-je 2–3 a rychlost tahu je 10–30 m/min.