Что такое экструзия пластиковой пленки?

Пластиковая пленка повсюду. От прозрачной упаковки, сохраняющей остатки еды, до прочных сумок с продуктами и защитных слоев медицинских устройств — этот материал формирует современное удобство. Но как горсть пластиковых гранул превращается в сплошной тонкий гибкий лист? Ответ кроется в производственном процессе, называемом экструзией пластиковой пленки.

Этот процесс является основой индустрии гибкой упаковки. Он сочетает в себе тепло, давление и прецизионную технику, чтобы расплавить необработанный пластик и превратить его в пригодную для использования пленку. Как для производителей, так и для любознательных умов понимание этого процесса открывает сложность того, что кажется таким простым.

Что такое экструзия пластиковой пленки?

Экструзия пластиковой пленки — это крупносерийный производственный процесс, при котором сырьевой пластик плавится и формируется в непрерывную пленку. Эта пленка может быть невероятно тонкой — иногда тоньше человеческого волоса — или достаточно толстой, чтобы служить прочным лайнером.

Процесс начинается с сырой пластиковой смолы, обычно в виде небольших гранул или шариков. Эти гранулы подаются в экструзионную машину, где они нагреваются до расплавления. Затем расплавленный пластик пропускают через матрицу, которая придает ему форму, а затем охлаждают и наматывают в рулоны.

Хотя основная концепция проста – расплавить, придать форму, охладить – реализация требует сложной технологии. Тип используемой экструзионной машины во многом зависит от желаемых свойств конечной пленки, таких как ее прозрачность, прочность и барьерные свойства.

Два основных типа экструзии пленки

Сегодня в отрасли используются два основных метода: экструзия пленки с раздувом и экструзия литой пленки. Каждый из них использует разные методы придания формы расплавленному пластику, в результате чего получаются пленки с разными характеристиками.

1. Экструзия пленки с раздувом

Экструзия пленки с раздувом является наиболее распространенным методом производства пленок, используемых в упаковке, например, в пакетах для покупок и промышленных пленках.

В этом процессе расплавленный пластик выдавливается через круглую головку, образуя трубку. Затем воздух вдувается в центр этой трубки, расширяя ее, как воздушный шар. Это расширение растягивает пластик как в поперечном, так и в машинном направлениях, придавая пленке превосходную механическую прочность. «Пузырь» пластика вытягивается вверх, охлаждается воздушными кольцами, а затем сжимается роликами перед намоткой.

Ключевые преимущества:

• Создаёт жёсткие, сильные фильмы.

• Эффективен для изготовления пакетов (так как уже образует трубку).

• Как правило, более низкие проценты брака.

2. Экструзия литой пленки

Экструзия литой пленки включает выдавливание расплавленного пластика через плоскую матрицу на охлажденный валик. Контакт с холодным валиком быстро охлаждает пластик, «превращая» его в плоский лист.

Поскольку охлаждение происходит очень быстро, кристаллическая структура пластика отличается от пленки, полученной экструзией с раздувом. Это приводит к превосходным оптическим свойствам. Литые пленки обычно более прозрачные и имеют глянцевую поверхность. Их часто используют для стретч-пленки, упаковки пищевых продуктов и фотоальбомов.

Ключевые преимущества:

• Превосходная прозрачность и блеск.

• Более точный контроль толщины пленки (калибра).

• Более высокая скорость производства по сравнению с пленкой, полученной экструзией с раздувом.

Сравнение: экструзия выдувной и литой пленки

Особенность	Экструзия пленки с раздувом	Экструзия литой пленки
Метод охлаждения	Воздушное охлаждение (пузырьковое)	Контакт с охлажденными роликами
Фильм Ясность	Меньшая прозрачность (более мутная)	Высокая прозрачность (глянцевая)
Сила	Высокая механическая прочность	Меньшая прочность, легче порвать
Контроль толщины	Менее точный	Чрезвычайно точный
Общее использование	Пакеты для продуктов, сельскохозяйственная пленка, сверхпрочные мешки.	Стретч-пленка, пищевая упаковка, ламинация.
Скорость производства	Помедленнее	Быстрее

Как работает экструзионная машина: шаг за шагом

Независимо от того, используется ли метод выдувания или литья, сердцем операции является экструзионная машина. Понимание компонентов этой машины помогает понять, как сырье превращается в конечный продукт.

Шаг 1: Кормление бункера

Процесс начинается в бункере — контейнере в форме воронки. Сюда загружают пластиковые гранулы (часто полиэтилен или полипропилен). На этом этапе к смоле часто добавляют добавки, такие как ингибиторы УФ-излучения, красители или антистатики, чтобы придать пленке особые свойства.

Шаг 2: Плавка в бочке

Гравитация подает гранулы из бункера в цилиндр экструдера. Внутри ствола находится длинный вращающийся винт. Когда винт вращается, он толкает пластик вперед.

Трение, создаваемое шнеком, в сочетании с внешними нагревателями вдоль ствола плавит пули. К тому времени, когда пластик достигает конца бочки, он представляет собой однородную вязкую жидкость.

Шаг 3: Фильтрация

Прежде чем расплавленный пластик попадет в матрицу, он проходит через сетчатый фильтр. Этот фильтр удаляет любые загрязнения и нерасплавленные частицы. Этот шаг имеет решающее значение для сохранения целостности пленки и предотвращения появления «гелей» или слабых мест в конечном продукте.

Шаг 4: Формирование на штампе

Это критическая стадия формирования.

• Для пленки, полученной экструзией с раздувом: пластик проходит через круглую (кольцевую) головку, образуя трубку.

• Для литой пленки: пластик проходит через плоскую матрицу (с пазами), образуя плоскую завесу расплава.

Шаг 5: Охлаждение и затвердевание

Расплавленный пластик необходимо немедленно охладить, чтобы сохранить форму.

• Выдувная пленка: воздух охлаждает пузырь, когда он движется вверх.

• Литая пленка: расплав попадает на охлажденный валик (охлаждающий валик), который мгновенно замораживает пластик.

Шаг 6: Обмотка

После охлаждения и затвердевания пленка проходит через ряд роликов (зажимов), которые поддерживают натяжение. Наконец, пленка наматывается на сердечник, образуя большие рулоны, готовые к отправке или дальнейшей обработке, например, для печати или изготовления пакетов.

Распространенные материалы, используемые при экструзии пластиковой пленки

Универсальность пластиковой пленки обусловлена ​​широким разнообразием доступных смол. Производители выбирают материалы, исходя из требований к характеристикам конечного продукта.

Материал	Полное имя	Характеристики	Общие приложения
ПВД	Полиэтилен низкой плотности	Гибкий, прозрачный, влагостойкий.	Пакеты для хлеба, термоусадочная пленка, бутылочки для сжатия
ЛПЭНП	Линейный полиэтилен низкой плотности	Высокая прочность на разрыв, устойчивость к проколам	Стретч-пленка, сверхпрочные мешки, тонкие пленки.
ПНД	Полиэтилен высокой плотности	Прочный, жесткий, химически стойкий	Пакеты для продуктов, вкладыши для коробок из-под круп, строительная пленка
ПП	Полипропилен	Высокая прозрачность, высокая температура плавления, барьер для влаги.	Упаковка для пищевых продуктов (закуски), цветочные рукава, пакеты для одежды
ПВХ	Поливинилхлорид	Прочный, прозрачный, хорошо держится.	Пищевая пленка (пищевая пленка), медицинская упаковка.

Будущее экструзии пленки

Индустрия экструзии пластиковой пленки в настоящее время претерпевает значительные изменения, вызванные устойчивым развитием. В условиях глобального давления на сокращение пластиковых отходов производители быстро внедряют инновации.

Мы наблюдаем рост многослойной совместной экструзии . Эта технология позволяет производителям объединять различные материалы в одну тонкую пленку. Например, в пятислойной пленке может использоваться прочный материал для сердцевины, устойчивый к ультрафиолетовому излучению материал снаружи и безопасный для пищевых продуктов материал внутри. Это максимизирует производительность при минимизации общего количества используемого пластика.

Кроме того, экструзионные машины адаптируются для работы с биопластиками и переработанными материалами (PCR – Post-Consumer Recycled). Обработка этих материалов может быть сложной, поскольку при плавлении они ведут себя иначе, чем обычный пластик, но достижения в конструкции шнеков и контроле температуры делают экологически чистые пленки более жизнеспособными, чем когда-либо.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между экструзией и литьем под давлением?

Экструзия создает непрерывный профиль, такой как труба, лист или пленка. Он проталкивает материал через матрицу, подобно выдавливанию зубной пасты из тюбика. Литье под давлением включает впрыскивание расплавленного пластика в закрытую форму для создания отдельных трехмерных деталей, таких как крышки для бутылок или игрушечные фигурки.

Можно ли использовать переработанный пластик для экструзии пленки?

Да, но это создает проблемы. Переработанный пластик часто имеет более низкую прочность расплава и может содержать примеси. Современные экструзионные машины все чаще оснащаются более совершенными системами фильтрации и специализированными шнеками для эффективной обработки переработанного содержимого.

Что такое коэкструзия?

Коэкструзия — это процесс, при котором два или более различных полимерных материала экструдируются одновременно и объединяются в одну многослойную пленку. Это позволяет пленке иметь комбинированные свойства, такие как барьерный слой для защиты от кислорода в сочетании с жестким внешним слоем для долговечности.

Почему контроль температуры важен в экструзионной машине?

Точный контроль температуры жизненно важен, поскольку разные пластики плавятся при разных температурах. Если температура слишком низкая, пластик не расплавится полностью, что приведет к образованию комков. Если оно слишком велико, полимер может разложиться или сгореть, испортив физические свойства и внешний вид пленки.

Подведение итогов

Экструзия пластиковой пленки — это сложное взаимодействие химии и техники. Будь то прочная выдувная пленка, используемая для промышленных перевозок, или кристально чистая литая пленка, защищающая свежие продукты, технология, лежащая в основе этих материалов, имеет важное значение для нашей повседневной жизни. По мере того как отрасль движется к более экологичным материалам и более эффективному оборудованию, скромная пластиковая пленка будет продолжать развиваться, предлагая более разумные и устойчивые решения для будущего.

Экструзия пластиковой пленки

экструзионная машина для производства литой пленки

экструзионная машина