V oblasti výroby plastových fóliítroj{0}}vrstvové vyfukovacie strojesú kľúčové zariadenia na výrobu vysoko výkonných fólií s ich unikátnym dizajnom vrstvenej štruktúry. Tento druh dizajnu môže kombinovať materiály s rôznymi vlastnosťami do vrstiev a dosiahnuť komplexné vlastnosti, ktoré je ťažké dosiahnuť jedným materiálom. Spĺňa rôzne požiadavky na balenie potravín, poľnohospodársku fóliu, priemyselné balenie atď. Je veľmi dôležité študovať návrh vrstvenej štruktúrytroj{0}}vrstvové vyfukovacie strojea mechanizmus optimalizácie filmového výkonu.
Princíp návrhu vrstvenej štruktúry troj{0}}vrstvového membránového dúchadla
Jadro troj{0}}vrstvového membránového dúchadla spočíva v jeho vrstvenej štruktúre, ktorá sa vo všeobecnosti skladá z povrchovej, strednej a spodnej vrstvy. Každá vrstva môže byť vybraná z rôznych materiálov podľa špecifických potrieb. Tri nezávislé extrudéry sa používajú na tavenie a plastifikáciu rôznych materiálov. Roztavený materiál sa potom spojí do trojvrstvovej kompozitnej rúrkovej taveniny prostredníctvom ko-vytláčacej hubice. Po vyfukovaní, ochladzovaní, naťahovaní, navíjaní atď. sa sériou procesov konečne vytvorí troj-vrstvová kompozitná fólia so špecifickými vlastnosťami. V tomto procese,trojvrstvový stroj na vyfukovanie filmovumožňuje presnú kontrolu nad hrúbkou každej vrstvy a rozložením materiálu.
Princíp tohto návrhu vrstvenej štruktúry je založený na komplementárnych vlastnostiach rôznych materiálov. Napríklad povrchové materiály sa môžu zamerať na tlač, odolnosť proti poškriabaniu a bariérové vlastnosti; stredné materiály sa môžu zameriavať na poskytovanie mechanickej pevnosti, bariérového výkonu alebo tepelnej stability; a spodné materiály sa môžu zamerať na tepelnú-tesnosť, anti{2}}blokovacie vlastnosti a kompatibilitu s balenými produktmi. Rozumným zladením každej vrstvy materiálu dokážeme naplno využiť výhody každej vrstvy a dosiahnuť optimalizovanú kombináciu vlastností fólií.
Optimalizácia fyzikálnych vlastností tenkých vrstiev prostredníctvom návrhu vrstvenej štruktúry
Mechanické vlastnosti
Návrh vrstvenej štruktúry atrojvrstvový stroj na vyfukovanie filmovmôže skutočne pomôcť urobiť film silnejším. Stredná vrstva často používa pevné a tuhé materiály, ako je polyetylén s vysokou{1}}hustotou (HDPE) alebo nylon (PA). Tie dávajú filmu väčšinu jeho sily. Vrchná a spodná vrstva môžu používať mäkké a pružné materiály ako LDPE alebo lineárny LDPE. Pomáhajú tomu, aby film lepšie odolával prepichnutiu a roztrhnutiu.
Napríklad pri výrobe vysokopevnostných baliacich fólií sa používa-HDPE (HDPE). Vďaka vysokej pevnosti a modulu je fólia schopná odolať veľkým vonkajším silám bez toho, aby sa zlomila. Na povrchové a spodné vrstvy sa používa LDPE alebo LLDPE. Jeho vynikajúca pružnosť a rozťažnosť dokáže účinne rozptýliť napätie a zabrániť šíreniu praskliny pri prepichovaní alebo roztrhnutí fólie. Vďaka tejto vrstvenej štruktúre sa výrazne zlepšuje pevnosť v ťahu, penetrácia a odolnosť proti roztrhnutiu filmu a sú splnené požiadavky na ťažké balenie a prepravu.
Optické vlastnosti
Optické vlastnosti tenkých vrstiev, ako je priehľadnosť a lesk, sú veľmi dôležité v oblastiach, ako sú balenie potravín a obaly na displeje. Dizajn vrstvenej štruktúry trojvrstvového fúkača filmu môže zlepšiť optické vlastnosti filmu. Robí to výberom správnych materiálov a zlepšením parametrov procesu.
Výber materiálu povrchovej vrstvy má dôležitý vplyv na priehľadnosť fólií. Materiály s vysokou priehľadnosťou, ako je metalocénový lineárny polyetylén s nízkou hustotou (mLLDPE), sa používajú na to, aby mala fólia dobrú priepustnosť svetla a aby výrobky vo vnútri balenia boli zreteľne zobrazené. Súčasne je možné znížiť kryštalizáciu a orientáciu fólie, znížiť zákal hmly a zlepšiť priehľadnosť fólie optimalizáciou pomeru vyfukovania a chladiaceho procesu. Napríklad pri výrobe vysoko priehľadných fólií na balenie potravín sa v povrchovej vrstve používa mLLDPE s pomerom výbuchu medzi 2,5 a 3,0 a používa sa proces rýchleho chladenia. Vďaka tomu môže byť fólia priehľadná nad 90 a spĺňať požiadavky na transparentnosť obalov potravín.
Charakteristika bariéry
Bariérové vlastnosti sú dôležitým ukazovateľom kvality fólie, ktorá priamo ovplyvňuje trvanlivosť a kvalitu obalových produktov. Vrstvená štruktúra trojvrstvového ventilátora môže zlepšiť bariérový výkon fólie. Dosahuje sa pridaním materiálov s vysokou bariérou, ako je etylén-vinylalkoholový kopolymér (EVOH), polyvinylidénchlorid (PVDC) alebo nylon (PA) do stredu fólie.
EVOH je materiál, ktorý má veľmi dobré vlastnosti kyslíkovej bariéry. Jeho priepustnosť pre kyslík je tisíckrát nižšia ako u bežného polyetylénu. Pridaním EVOH do stredu môže zabrániť prenikaniu kyslíka, vodnej pary a aromatických látok. Môže tiež predĺžiť trvanlivosť obalových produktov. Napríklad pri výrobe fólií na balenie potravín sa EVOH používa v strednej vrstve. Prostredníctvom rozumného návrhu pomeru vrstiev a riadenia procesu možno priepustnosť fólií pre kyslík znížiť na menej ako 0,5 cm³/(m²·24h·0,1 MPa) a priepustnosť vodných pár na menej než 2 g/(m²·24h), čo spĺňa požiadavky na konzervovanie potravín.
Optimalizácia chemických vlastností tenkých vrstiev prostredníctvom návrhu vrstvenej štruktúry
Odolnosť proti chemickej korózii
V niektorých aplikáciách musia byť fólie chemicky odolné voči korózii, aby chránili zabalené produkty pred chemickou koróziou. Dizajn vrstvenej štruktúry trojvrstvového membránového dúchadla sa dá dosiahnuť výberom materiálu odolného voči chemickej korózii.
Napríklad v oblasti balenia chemických produktov možno ako povrchové vrstvy použiť polytetrafluóretylén (PTFE) alebo polypropylén (PP). Tieto materiály majú veľmi dobrú chemickú odolnosť proti korózii. Môžu odolávať kyselinám, zásadám, soli a iným chemickým látkam. V strednej vrstve je možné použiť materiály s dobrými mechanickými vlastnosťami, ako je polyetylén s vysokou hustotou (HDPE) alebo polyakrylonitril (PAN). To poskytuje podporu a ochranu filmu. Vďaka tejto vrstvenej štruktúre si fólia môže zachovať stabilné vlastnosti v drsnom chemickom prostredí. Pomáha tiež udržiavať zabalené produkty v bezpečí.
Tepelná stabilita
Tepelná stabilita znamená, že fólia môže zostať stabilná aj pri vysokých teplotách. Niektoré použitia vyžadujú ošetrenie pri vysokej teplote alebo použitie pri vysokej teplote. Patria sem tepelne zmršťovacie obaly a retortové obaly. Pre tieto aplikácie vyžadujú fólie dobrú tepelnú stabilitu. Dizajn vrstvenej štruktúry trojvrstvového fúkača filmu môže zlepšiť tepelnú stabilitu filmu výberom tepelne odolných materiálov v spodnej a strednej vrstve.
Napríklad pri výrobe fólií na balenie retort sa môže v strednej vrstve použiť polyamid (PA) alebo polyetyléntereftalát (PET). Tieto materiály majú vysokú teplotu topenia a dobrú tepelnú stabilitu. Zostanú stabilné aj v podmienkach sterilizácie pri vysokej teplote. Na vrchnú a spodnú vrstvu možno použiť materiály s dobrou tepelnou tesnosťou, ako je LDPE alebo etylén-vinylacetátový kopolymér (EVA). To pomáha zaistiť, aby sa fólia dobre utesnila pri vysokých teplotách. S dizajnom vrstvenej štruktúry môže fólia zvládnuť teploty v retorte nad 120 stupňov. To spĺňa potreby balenia do retortových potravín.
Optimalizácia výkonu pri spracovaní filmu prostredníctvom návrhu vrstvenej štruktúry
Tepelná-tesniaca schopnosť
Tepelná tesnosť je dôležitou spracovateľskou vlastnosťou fólie. Priamo ovplyvňuje tesnenie a spoľahlivosť balenia. Vrstvená štruktúra trojvrstvového dúchadla môže zlepšiť tepelnú zlepiteľnosť fólie. Robí to pridaním tepelne utesniteľných materiálov, ako je EVA alebo LDPE, do spodnej vrstvy fólie.
EVA je druh materiálu s vynikajúcou tepelnou-tesniacou schopnosťou, širokým teplotným rozsahom tepelného zvárania a vysokou pevnosťou tepelného zvárania. Po pridaní EVA na spodok môže dosiahnuť dobrý tepelný-účinok tesnenia pri nižšej teplote, má vysokú tepelnú pevnosť a znižuje riziko úniku vzduchu. Napríklad pri výrobe vreciek na balenie potravín sa EVA používa v spodnej časti. Úpravou obsahu EVA a parametrov procesu tepelného zvárania možno teplotu tepelného zvárania fólie znížiť na menej ako 100 stupňov a pevnosť tepelného zvárania môže dosiahnuť viac ako 5 N/15 mm, čo spĺňa požiadavky na balenie potravín.
Možnosť tlače
Potlačiteľnosť je dôležitou aplikačnou vlastnosťou fólie v oblasti obalov, ktorá priamo ovplyvňuje estetický a informačný efekt obalu. Vrstvená štruktúra trojvrstvového dúchadla môže zlepšiť potlačiteľnosť filmu pridaním potlačiteľných materiálov, ako je kopolypropylén (CPP) alebo polyetylén s vysokou -hustotou (HDPE) na povrch.
CPP je materiál s vynikajúcou potlačiteľnosťou, vysoké povrchové napätie, silná adhézia atramentu, môže dosiahnuť vysoko kvalitný tlačový efekt. Po pridaní CPP do povrchovej vrstvy môže fólia spĺňať požiadavky hĺbkotlače, flexotlače, sieťotlače a iných tlačových procesov. Napríklad pri výrobe špičkových-fólií na balenie potravín sa CPP používa na povrchu. Prijmite proces povrchovej úpravy na zlepšenie povrchového napätia filmu. Každý palec tlače môže mať viac ako 150 riadkov s čistotou, jasnými farbami a spĺňať požiadavky na tlač obalov vyššej kategórie.
Záver
Dizajn vrstvenej štruktúrytroj{0}}vrstvové vyfukovacie strojeposkytuje široký priestor pre optimalizáciu vlastností membrány. Mechanické vlastnosti, optické vlastnosti, bariérové vlastnosti, chemické vlastnosti a spracovateľské vlastnosti fólií možno výrazne zlepšiť výberom každej vrstvy materiálu a optimalizáciou návrhu pomeru vrstiev a technologických parametrov tak, aby vyhovovali rôznym požiadavkám rôznych oblastí. S neustálym vývojom vedy o materiáloch a výrobnej technológie bude návrh vrstvenej štruktúry trojvrstvových dúchadiel filmu neustále inovatívny a dokonalý a prinášať priemyslu výroby filmov viac príležitostí na vývoj a výzvy. V budúcnosti by sme mali ďalej posilňovať vrstvený štrukturálny dizajn trojvrstvových fóliových dúchadiel, skúmať nové kombinácie materiálov a metódy spracovania, podporovať neustále zlepšovanie výkonnosti fólií a poskytovať fóliové produkty vyššej kvality pre rozvoj všetkých priemyselných odvetví.
