Polivinil Klorür (PVC) Filmlerin Ekstrüzyon Şişirme Kalıplaması

 

 

PVC reçinesine plastikleştiriciler ve diğer katkı maddeleri eklendikten sonra şişirme işlemiyle esnek PVC filmler üretilebilir. Kullanılan stabilizatörün türüne bağlı olarak bu filmler şeffaf veya yarı saydam olabilir. Tarımsal fide-yetiştirme filmleri, ginseng kaplama filmleri, sera filmleri, çeşitli endüstriyel hammaddeler, yarı-mamul ürünler ve son ürünler için ambalaj filmleri ve ayrıca kağıt için koruyucu çıkartma filmleri olarak yaygın şekilde kullanılırlar.

 

1. Formülasyonlar

Esnek PVC üflemeli{0}}kalıplamalı filmlerin formülasyonları Tablo 6-13'te sunulmaktadır.

Tablo 6-13 Esnek PVC Şişirme Kalıplı Filmlerin Formülasyonları

Hammadde	Dozaj / Kütleye Göre Parçalar
	Formülasyon 1	Formülasyon 2	Formülasyon 3
Polivinil Klorür Reçine (PVC)	100	100	100
Dioktil Ftalat (DOP)	20	12	12
Dibütil Ftalat (DBP)	10	9	10
Dioktil Sebakat (DOS)	7	4	-
Petrol Ester	-	5	-
Epoksitlenmiş Oktadesen	4	5	6
Baryum Stearat	1.6	1.5	0.4
Kadmiyum Stearat	0.6	0.6	0.8
Organotin Stabilizatörü	0.5		1.5
Parafin	0.3	0.3	-
Beyaz Yağ	-	-	0.3

Esnek PVC Şişirme-Kalıplama Filmlerinin Formülasyonlarına İlişkin Notlar:

Formülasyon 1 tarımsal filmler içindir; Ambalaj filmleri için Formülasyon 2; Çıkartma filmleri için Formül 3.

Orta-viskoziteli SG-4 tipi PVC reçine seçilmiştir. Çıkartma filmlerinde "balık gözlerini" (jel parçacıkları) azaltmak için Formülasyon 3, gevşek yapıya ve dar moleküler ağırlık dağılımına sahip reçine kullanmalıdır. Gıda ambalajında ​​Formülasyon 2 kullanılıyorsa toksik olmayan reçine seçilmelidir.

Plastikleştiricilerin dozajı genellikle kütlece 30-40 parça olup maksimum 45 parçadır. Bu sınırın aşılması kabarcık tüpünü çok yumuşak hale getirecek, şekil stabilitesinin zayıf olmasına ve proses kontrolünde zorluklara yol açacaktır. Düşük sıcaklık uygulaması dikkate alındığında, hem tarımsal filmler hem de ambalaj filmleri DOS (soğuğa-dirençli bir plastikleştirici) eklenmesini gerektirir ve tarım filmleri (kışın kullanılan) daha yüksek bir DOS dozajına ihtiyaç duyar. Epoksi reçineler aynı zamanda stabilizatör görevi de görür.

Stabilizatör sistemi, iyi bir şeffaflık sunan organotin veya kadmiyum stearatı kullanır; Çıkartma filmleri, tarım filmleri ve ambalaj filmlerinin tümü şeffaflık gerektirdiğinden kurşun-bazlı stabilizatörler kullanılmaz.

Parafin ve beyaz yağ gibi yağlayıcılar eklenir. Nispeten düşük plastikleştirici dozajı nedeniyle, malzemelerin işlenebilirliğini geliştirmek ve film yapışmasını önlemek için az miktarda yağlayıcı gereklidir.

Formülasyon 1'in damlama önleyici tarımsal filmler için kullanılması halinde, dozaj kütlece 1 kısmı geçmeyecek şekilde az miktarda yüzey aktif madde (örneğin, gliseril monostearat, ksilitol stearat) eklenmelidir. Yüzey aktif maddeler filmin iç yüzeyine damlamayı önler, bu da fide büyümesi için faydalıdır.

Tarımsal filmler dış mekanlarda uzun süre kullanıldığından, uygulama alanındaki ışık yoğunluğuna göre uygun şekilde ultraviyole emiciler ve antioksidanlar eklenebilmektedir.

Tarımsal film formülasyonlarında bitki büyümesini engelleyen, bitkiler tarafından emilip insan vücuduna geçen (sağlık açısından risk oluşturan) veya çevre kirliliğine neden olan katkı maddelerinin kullanılması kesinlikle yasaktır.

 

2. Ana Üretim Ekipmanları

(1) Karıştırma Ekipmanı: 400 mm çaplı rulolara sahip üç-merdaneli bir değirmen (su soğutmalı); 200 L hacimli, yüksek-hızlı bir karıştırıcı.

(2) Ekstrüzyon Granülasyon Ekipmanı: 65 mm vida çapına, 15–20 uzunluk-çap- oranına (L/D) ve kademeli olarak konikleşen bir vidaya sahip bir ekstrüzyon granülatörü.

(3) Şişirme Ekipmanı: 65 mm vida çapına, 20-25 L/D oranına ve kademeli olarak konikleşen bir vidaya sahip bir ekstruder. Kalıpların çoğu mandrel-tipi bir yapıyı benimser.

 

3. Üretim Süreci Akışı

PVC filmler yukarıya doğru üflemeli kalıplama yöntemi veya yatay üflemeli kalıplama yöntemi kullanılarak üretilir. İki üflemeli kalıplama proses akışı vardır:

Bunlardan biri, büyük L/D oranına sahip (toz işlemeye uygun) çift-vidalı bir ekstrüder veya tek-vidalı bir ekstrüder kullanılarak tozun doğrudan ekstrüzyonla üflemeli kalıplanmasını içerir.

Diğeri ise önce granülasyonu, ardından üflemeli kalıplamayı içerir. İkincisinin süreç akışı Şekil 6-20'de gösterilmektedir.

 

4. Üretim Süreci Koşulları

(1) Dozajlama ve Granülasyon

Malzemelerden yabancı maddeleri çıkarmak için:

PVC reçinesi 40 gözlü bir elekten elenir (elek deliği çapı: 0,425 mm).

Plastikleştiriciler 100 gözenekli bakır elekten (elek deliği çapı: 0,15 mm) filtrelenir.

Diğer katkı maddeleri plastikleştiricilerle seyreltilir ve üç-merdaneli bir değirmen kullanılarak 80 μm'den daha düşük bir inceliğe kadar öğütülür.

Malzemeler daha sonra formülasyona göre tartılır ve bir yoğurucuya yerleştirilir. Yoğurma sıcaklığı 100-120 derece arasında kontrol edilir ve malzeme gevşeyip elastik hale geldiğinde boşaltılır. Yoğrulan malzeme, sıcaklığın 150-170 derecede kontrol edildiği bir ekstrüzyon granülatörüne granülasyon için beslenir (aşırı yüksek sıcaklıklardan kaçınılmalıdır).

(2) Ekstrüzyon Sıcaklığı

Üflemeli kalıplama kalitesini sağlamak için, enerji tüketimini azaltmaya ve film plastikleştirme kalitesini artırmaya yardımcı oldukları için önceden ısıtılmış granüller tercih edilir. PVC filmler için ekstrüzyon sıcaklıkları Tablo 6-14'te listelenmiştir.

Tablo 6-14 PVC Filmler İçin Ekstrüzyon Sıcaklıkları

Film Türü	Namlu Sıcaklığı / derece			Kalıp Sıcaklığı / derece
	Bölge 1	Bölge 2	Bölge 3	Bağlayıcı	Ağız modeli
Tarımsal Film	155 - 165	165 - 175	175 - 185	160 - 170	170~180
Ambalaj Filmi	145 - 155	155 - 165	165 - 175	165 - 175	175~185
Yapışkan Film	160 - 170	170 - 180	180 - 190	170 - 180	180~190

Plastikleştiricilerin dozajı arttıkça ekstrüzyon sıcaklığı düşer. Ancak ekstrüzyon sıcaklığı çok düşük olamaz, aksi takdirde film yüzeyi düzensizleşecek ve "balık gözü" ve sert topaklanmalar gibi kusurlar oluşacaktır.

(3) Şişirme-Oranı

PVC filmler için-şiştirme oranı genellikle 1,5–3,0'dır. Şişirme oranı-filmin gücünü ve şeffaflığını etkiler. Katlanmış çapı küçük olan yatay üflemeli kalıplama yöntemi için daha büyük bir şişirme oranı seçilir-. Aynı uzunlamasına çekme oranı altında, şişirme oranının arttırılması-filmin enine mukavemetini artırır ancak uzunlamasına mukavemetini azaltır; bu nedenle,-şok oranı aşırı derecede büyük olmamalıdır.

(4) Çekme Oranı

PVC filmler için çekme oranı genellikle 4-6'dır, bu da çekme hızının ekstrüzyon doğrusal hızından 4-6 kat daha hızlı olduğu anlamına gelir. Gerçek çalışmada, şişirme oranından- daha büyük bir çekme oranı, daha iyi kabarcık tüpü stabilitesi sağlar. Bununla birlikte, filmin dengeli boylamsal ve enine özellikleri için çekme oranının şişirme oranına eşit veya ona yakın olması tercih edilir.

Çizim hızındaki artış aynı zamanda filmin soğutma verimliliği ile de sınırlıdır. Yetersiz soğutma filmin birbirine yapışmasına neden olur, bu da ayrılmayı imkansız hale getirir ve kullanılabilirliğini etkiler.

(5) Soğutma Havası Halkasının Konumu

Soğutma hava halkasının hava çıkışı ile kalıp deliği arasındaki mesafe genellikle 50-200 mm'dir. Daha büyük çaplı film tüpleri için daha küçük bir mesafe, daha küçük çaplı olanlar için daha büyük bir mesafe kullanılır. Bu mesafe çok büyük olmamalıdır, aksi takdirde film soğutma hattı çok yüksek olacaktır, bu da film tüpünün soğutulması ve kabarcık şekli stabilitesi için elverişsizdir. Soğutma hattının yüksekliği genellikle 200–400 mm'de kontrol edilir.

(6) Soğutma Havası Hacmi

Soğutma havası hacmi soğutma etkisini doğrudan etkiler. Daha büyük bir hava hacmi soğutma verimliliğini artırır, ancak aşırı büyük hava hacmi filmin salınmasına neden olarak kabarcık tüpünün stabilitesini etkiler. Tersine, yetersiz hava hacmi filmin soğumasının ve yapışmasının zayıf olmasına yol açacaktır.

(7) Soğutma Sıkma Plakalarının Açı Kontrolü

Soğutma balıkkılçığı sıkıştırma plakalarının açısı iyi-kontrol edilmelidir: yatay üflemeli kalıplama yöntemi için 30 derece ve yukarıya doğru üflemeli kalıplama yöntemi için 60 derece. Aşırı büyük açı, filmde kırışıklıklara neden olur.

 

 

Ekstrüzyon şişirme kalıplama, sert PVC filmlerin oluşturulmasına yönelik işlemlerden biridir. Bu işlemle üretilen filmler yüksek şeffaflık, iyi güç ve sağlamlık, mükemmel darbe ve yırtılma direnci, iyi hava geçirmezlik sergiler ve paketlenmiş ürünlerin tazeliğini ve aromasını etkili bir şekilde koruyarak-toksik değildir, kokusuz ve tatsızdır-. Şeffaf sert PVC şişirme{- kalıplama filmleri görünüm olarak selofana benzer ve sigara, şekerleme ve çeşitli elektrikli ve elektronik bileşenlerin paketlenmesinde kullanılır.

 

1. Formülasyon

Sert PVC şeffaf ambalaj filmleri, plastikleştirici-içermeyen sert PVC ürünleridir. İşlenebilirliğinin iyi olması nedeniyle SG-6 tipi reçine tercih edilmektedir. Gıda ambalajı için kullanılıyorsa, reçinedeki artık vinil klorür monomer içeriği 5 mg/kg'dan az olacak şekilde gıda sınıfı reçine seçilmelidir. Sert PVC şeffaf ambalaj filmlerinin tipik bir formülasyonu Tablo 6-15'te gösterilmektedir.

Tablo 6-15 Sert PVC Şeffaf Ambalaj Filmlerinin Tipik Formülasyonu

Hammadde Adı	Dozaj / Kütleye Göre Parçalar	Hammadde Adı	Dozaj / Parçalar
PVC	100	Kaygan	0.5~1.0
MBS	5~10	Yağlayıcı	3~4
İşleme Değiştirici	1~3	Renklendiriciler	Miktar
Sabitleyici	2~4	-	-

 

2. Ana Üretim Ekipmanları

300 L hacimli yüksek-hızlı bir karıştırıcı.

Bariyer-tipi vida yapısına sahip bir ekstrüder (vida çapı: 100 mm, L/D oranı: 25, sıkıştırma oranı: 3) ile donatılmış bir ekstrüzyon ünitesi.

250 mm delik çapına ve 1,3 mm aralığa sahip bir kalıp.

 

3. Üretim Süreci

Sert PVC şeffaf filmlerin işlem akışı Şekil 6-21'de gösterilmektedir.

 

Yukarıdaki işlem akışı, tozun doğrudan üflemeli kalıplanmasını içerir. Ekstruder doğrudan toz işlemeye uygun değilse öncelikle granülasyon yapılmalıdır (aşırı yüksek granülasyon sıcaklıklarından kaçınılmalıdır). Üfleme kalıplamayla üretilen şeffaf PVC filmler doğrudan veya antistatik ve ısıyla- kapatıcı kaplama işlemlerinden sonra kullanılabilir. Sigara ambalajı için kullanıldığında, film yüzeyinin, ana bileşeni vinil klorür-vinil asetat kopolimer reçinesi olan düşük-sıcaklıkta ısıyla-yalıtılan bir malzemeyle kaplanması gerekir.

Sert PVC şeffaf ambalaj filmleri genellikle yatay ekstrüzyon-yukarı doğru şişirme yöntemi kullanılarak oluşturulur. Ana çalışma koşulları aşağıdaki gibidir:

Harmanlama ve Yoğurma: Malzemeleri formülasyona göre tartın, yüksek-hızlı bir yoğurucuya ekleyin ve yaklaşık 102 derece sıcaklıkta 5-8 dakika yoğurun. Yoğurduktan sonra malzemeyi düşük-hızlı bir yoğurucuya aktararak 40–50 dereceye kadar soğutun.

Ekstrüzyon Şişirme Kalıplama: Toz şişirme kalıplama, geleneksel granül şişirme kalıplamaya benzer. Ekstruder sıcaklığı 160-180 derece, kalıp adaptör sıcaklığı 180-190 derece ve kalıp sıcaklığı 190-210 derecedir. Film şişirme oranı-2–3'tür ve çekiş hızı 10–30 m/dak'dır.