การอัดขึ้นรูปเป่าฟิล์มโพลีเอทิลีน

 

ฟิล์มโพลีเอทิลีน (PE) เป็นฟิล์มพลาสติกที่มีการผลิตและใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด มันไม่-เป็นพิษ ไม่มีกลิ่น และมีความแข็งแรงและความเหนียวสูง พร้อมด้วยความทนทานต่อความชื้น ทนน้ำ ความสามารถในการเปิดได้ดีเยี่ยม ทนต่ออุณหภูมิต่ำ- และความโปร่งใสในระดับหนึ่ง มีคุณสมบัติในการปิดผนึกความร้อน-ที่โดดเด่นโดยมีอุณหภูมิการปิดผนึกความร้อนค่อนข้างต่ำ- (ประมาณ 100 องศา ) ซึ่งช่วยให้การปิดผนึกความร้อน-ผ่านการทำความร้อนด้วยไฟฟ้าและการทำถุง-ที่สะดวก ฟิล์มโพลีเอทิลีนผลิตโดยตรงผ่านการขึ้นรูปแบบเป่าโดยใช้เม็ดโพลีเอทิลีนเรซิน โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องใช้สารเติมแต่ง มาสเตอร์แบทช์สีสามารถผสมในการย้อมได้ เม็ดโพลีเอทิลีนเรซินที่ใช้สำหรับ-ฟิล์มเป่าขึ้นรูป ได้แก่-โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LDPE) โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ-เชิงเส้น (LLDPE) และ-โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE)

 

 

1. ฟิล์มเรือนกระจกการเกษตร

ฟิล์มเรือนกระจกทางการเกษตรเป็น-ฟิล์มความกว้างที่เป่า-จาก LDPE หรือส่วนผสมของเรซิน LDPE และ LLDPE โดยใช้วิธีเป่าแนวนอนขึ้นด้านบน- เส้นผ่านศูนย์กลางพับของฟิล์มมีช่วงกว้าง (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1,000 มม. หรือมากกว่าหรือเท่ากับ 5,000 มม.) โดยมีความหนา 0.03–0.14 มม. ความต้านทานแรงดึงมากกว่าหรือเท่ากับ 12MPa และการยืดตัวเมื่อขาดมากกว่าหรือเท่ากับ 300%

 

ฟิล์มเรือนกระจกทางการเกษตรมีคุณสมบัติกันฝน -ส่งผ่านแสง และเป็น-ฉนวนความร้อน ช่วยให้-ปลูกผัก ผลไม้ และพืชผลอื่นๆ ในโรงเรือนได้ตลอดทั้งปี ตามความต้องการทางการเกษตร ปัจจุบันมีฟิล์มเรือนกระจกทางการเกษตรหลายประเภทดังนี้
(1) ฟิล์มเรือนกระจกเสริมแรง: ฟิล์มเหล่านี้ผลิตขึ้นโดยการเติมเรซิน LLDPE มากกว่า 25% (เศษส่วนมวล) ลงใน LDPE ซึ่งจะเพิ่มความต้านทานแรงดึงเป็น 20MPa และการยืดตัวเมื่อขาดเป็นมากกว่าหรือเท่ากับ 400% หากใช้เรซิน LLDPE เพียงอย่างเดียวในการเป่าฟิล์ม ความแข็งแรงจะยิ่งสูงขึ้น โดยมีข้อดีเพิ่มเติม เช่น ความต้านทานการเจาะทะลุและพื้นผิวฟิล์มเรียบ และความหนาของฟิล์มจะลดลง 20%–30%
(2) ภาพยนตร์เรือนกระจกที่มีชีวิต-ยาวนาน: อายุการใช้งานของฟิล์มเรือนกระจกธรรมดาคือ 0.5–1 ปี ในขณะที่ฟิล์มเรือนกระจกที่มีอายุการใช้งานยาวนาน-สามารถเพิ่มเป็นสองเท่าหรือมากกว่านั้นได้ถึง 2–3 ปี ผลิตโดยการเพิ่ม 0.3–0.5 ส่วนโดยมวลของสารเพิ่มความคงตัวของแสง และ 0.1–0.3 ส่วนโดยมวลของสารต้านอนุมูลอิสระลงในเรซิน LDPE ขั้นแรก ใช้น้ำมันสีขาวเพื่อทำให้พื้นผิวของ LDPE เปียก จากนั้นนำมาผสมกับน้ำมันดังกล่าว และสุดท้ายก็อัดขึ้นรูปและเป่า-ขึ้นรูปเป็นแผ่นฟิล์ม
(3) ป้องกัน-ฟิล์มเรือนกระจกหยด: ฟิล์มเหล่านี้ไม่มีละอองน้ำหรือหยดน้ำบนพื้นผิว ซึ่งสามารถปรับปรุงการส่งผ่านแสงและส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชได้ดีขึ้น สารลดแรงตึงผิวหรือมาสเตอร์แบทช์ป้องกันหยด-ในปริมาณที่เหมาะสมจะถูกเติมลงในโพลีเอทิลีนเรซินเพื่อเพิ่มความสัมพันธ์ของฟิล์มกับน้ำ ปล่อยให้หยดน้ำขนาดเล็กจำนวนมากบนพื้นผิวฟิล์มรวมตัวกันเป็นน้ำขนาดใหญ่ที่ไหลลงมาตามผนังฟิล์มลงสู่พื้น ซึ่งจะช่วยขจัดละอองน้ำบนพื้นผิวด้านในของฟิล์ม ปรับปรุงความโปร่งใสของฟิล์ม และป้องกันไม่ให้หยดน้ำหยดลงบนพืชผลโดยตรง

2. ฟิล์มคลุมดินเพื่อการเกษตร

ฟิล์มคลุมดินเพื่อการเกษตรมีคำย่อว่า "ฟิล์มคลุมดิน" สำหรับใช้ในการเกษตร เป็นฟิล์มบางพิเศษ-ที่เป่า-จาก LDPE โดยมีความหนา 0.008–0.014 มม. และความกว้าง 600–1000 มม. ฟิล์มคลุมดินแบบธรรมดาไม่มีสีและโปร่งใสส่วนใหญ่จะใช้เป็น-ฟิล์มสำหรับเพาะกล้าและฟิล์มคลุมพืชผล- ซึ่งสามารถส่งเสริมการเจริญเติบโตเร็วและเพิ่มผลผลิตของพืชผล รวมทั้งป้องกันโรคและแมลงศัตรูพืชด้วย โดยทั่วไปจะผลิตโดยใช้วิธี-เป่าขึ้น

 

ฟิล์มคลุมดินอเนกประสงค์ถูกย้อมโดยการเติมสารสี 3%–5% (สัดส่วนโดยมวล) ลงในโพลีเอทิลีนเรซิน เพื่อให้ได้ฟิล์มที่มีสีหลากหลาย เช่น แดง เหลือง น้ำเงิน เทา และดำ ฟิล์มสีเหล่านี้ช่วยให้ผักและผลไม้ต่างๆ ได้รับสเปกตรัมแสงที่ต้องการ โดยบรรลุเป้าหมายการเจริญเติบโตของพืชในระยะแรก การเพิ่มผลผลิต การควบคุมศัตรูพืช และการยับยั้งการเจริญเติบโตของวัชพืช

3. ฟิล์มบรรจุภัณฑ์

ฟิล์มบรรจุภัณฑ์โพลีเอทิลีนแบ่งออกเป็นฟิล์มบรรจุภัณฑ์แบบเบาและฟิล์มบรรจุภัณฑ์สำหรับงานหนัก-
(1) ฟิล์มบรรจุภัณฑ์แบบเบา: ผลิตจากเรซิน LDPE ส่วนใหญ่ใช้สำหรับบรรจุภัณฑ์ผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น อาหาร ขนมอบ ลูกอม ผัก ผลไม้ ยา สิ่งทอ ของใช้ในชีวิตประจำวัน และเสื้อผ้า เพื่ออำนวยความสะดวกในการผลิตบนสายการบรรจุอัตโนมัติ จำเป็นต้องเติมสารกันลื่นหรือสารป้องกันไฟฟ้าสถิตจำนวนเล็กน้อย ส่วนใหญ่ผลิตโดยใช้วิธีเป่า-ด้านบนหรือวิธีเป่าแนวนอน- เส้นผ่านศูนย์กลางพับของฟิล์มมีช่วงกว้าง (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 70 มม. หรือมากกว่าหรือเท่ากับ 1,000 มม.) โดยมีความหนา 0.02–0.20 มม. และความต้านทานแรงดึงมากกว่าหรือเท่ากับ 10MPa

 

ถุงใส่เสื้อกั๊ก กระเป๋าใส่เสื้อผ้า และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่ทำจากเรซิน HDPE เป็นถุงช้อปปิ้งสำหรับใส่สินค้าต่างๆ และมีปริมาณการใช้งานค่อนข้างมาก ส่วนใหญ่ผลิตขึ้นโดยใช้วิธีการเป่าขึ้น- โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางพับ 70–1000 มม. ความหนา 0.007–0.10 มม. และความต้านทานแรงดึงมากกว่าหรือเท่ากับ 25MPa

 

(2) ฟิล์มบรรจุภัณฑ์สำหรับงานหนัก-: ฟิล์มเหล่านี้ผลิตจากเรซิน LDPE ที่มีน้ำหนักโมเลกุลค่อนข้างสูงโดยใช้วิธีเป่าขึ้น-โดยมีความหนา 0.2–0.35 มม. แต่ละถุงสามารถบรรจุสิ่งของที่มีน้ำหนัก 20–30 กก. ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับบรรจุภัณฑ์ผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น สินค้าเกษตร วัตถุดิบเคมี ปุ๋ยเคมี ยาฆ่าแมลง อาหาร น้ำตาล เกลือ ยารักษาโรค และสิ่งทอ

 

 

อัตราการไหลหลอม (MFR) ของเรซิน LDPE ที่ใช้สำหรับฟิล์มเป่า-มีช่วงกว้างที่ 0.5–7 กรัม/10 นาที และการเลือกจะขึ้นอยู่กับการใช้งานที่แตกต่างกันของฟิล์มเป็นหลัก (ดูตาราง 6-8)

 

 

ตารางที่ 6-8 การเลือกเรซิน LDPE สำหรับการผลิตฟิล์ม

ประเภทของภาพยนตร์	ฟิล์มบรรจุภัณฑ์น้ำหนักเบา	ฟิล์มใส-สูง	ฟิล์มคลุมด้วยหญ้าพลาสติกเพื่อการเกษตร	ฟิล์มเรือนกระจก	ฟิล์มหดความร้อน	ฟิล์มบรรจุภัณฑ์สำหรับงานหนัก-
เรซิน MFR / ( กรัม/10 นาที )	2~4	5~7	4~7	1.5~4.5	2~5	0.25~0.5

 

MFR ของเรซินที่ใช้สำหรับฟิล์ม LLDPE คือ 1–2 กรัม/10 นาที และสำหรับฟิล์ม HDPE คือ 0.2–1 กรัม/10 นาที เรซิน HDPE มีอุณหภูมิหลอมเหลวค่อนข้างสูงและมีความหนืดสูงในช่วงการเปลี่ยนแปลงของอัตราเฉือน เนื่องจากโครงสร้างโมเลกุลเชิงเส้น จึงมีทิศทางการไหลที่แข็งแกร่ง

 

 

 

1. เครื่องอัดรีด

ฟิล์ม LDPE ธรรมดาที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางพับมากกว่า 300 มม. ได้รับการขึ้นรูปโดยใช้วิธีการเป่าขึ้นด้านบนในแนวนอน- โดยใช้สกรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 45–150 มม. หากเส้นผ่านศูนย์กลางพับมีขนาดใหญ่กว่า 1 ม. เครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยว-สองตัวสามารถใช้ในการ-อัดรีดร่วมเพื่อผลิตฟิล์มที่มีความกว้าง-ได้ อัตราส่วนความยาว-เส้นผ่านศูนย์กลางของสกรูคือ 20–30 และอัตราส่วนการอัดคือ 3–3.5 โครงสร้างสกรูเป็นแบบค่อยเป็นค่อยไป-

 

สำหรับการผลิตฟิล์ม HDPE เครื่องอัดรีดขนาดเล็ก-มีความเหมาะสม โดยมีอัตราส่วนความยาวสกรู-ที่ 16–25 โครงสร้างสกรูมีส่วนตัดและส่วนผสม

2. หัวตาย

ฟิล์ม LDPE ส่วนใหญ่ใช้หัวดายแบบเกลียวหรือหัวดายแบบแมงมุม โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางปากดาย 100–1000 มม. หากต้องการความหนาสม่ำเสมอที่ดี สามารถเลือกหัวดายแบบหมุนได้ กระบวนการหลักคือวิธีเป่า-ขึ้นด้านบน และวิธีเป่าแนวนอน-

 

ฟิล์ม HDPE ใช้หัวดายแบบแมนเดรลแบบเกลียว ควรสังเกตว่าควรหลีกเลี่ยงอัตราเฉือนที่มากเกินไปในโครงสร้างและขนาดของช่องทางการไหล เส้นเกลียว และปากแม่พิมพ์ มิฉะนั้นอาจเกิดการแตกหักจากการหลอมละลายได้ เนื่องจากลักษณะการขึ้นรูปของ HDPE ข้างต้น ขนาดปากแม่พิมพ์ของฟิล์ม HDPE จึงค่อนข้างเล็ก โดยทั่วไปคือ 30–200 มม.

3. การระบายความร้อน

ส่วนใหญ่จะใช้วิธีการระบายความร้อนด้วยวงแหวนอากาศ แรงดันโบลเวอร์อยู่ที่ 4000–8000Pa และอัตราการไหลอยู่ที่ 15–75 ลบ.ม./นาที

 

 

1. อุณหภูมิการอัดขึ้นรูป

อุณหภูมิการอัดขึ้นรูปจะขึ้นอยู่กับอัตราการไหลของโพลีเอทิลีนเป็นหลัก อัตราการไหลของของเหลวยิ่งสูง อุณหภูมิการอัดขึ้นรูปก็จะยิ่งต่ำลง อุณหภูมิของเครื่องอัดรีดจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นจากช่องฟีดไปยังแผ่นกรอง และอุณหภูมิที่หัวดายโดยทั่วไปจะเท่ากับอุณหภูมิที่หัวสกรูหรือลดลงเล็กน้อย 10–20 องศา ช่วยให้มั่นใจได้ถึงช่องว่างของฟิล์มหนาและมีความโปร่งใสของฟิล์มที่ดี อุณหภูมิการอัดขึ้นรูปของฟิล์มโพลีเอทิลีนแสดงไว้ในตารางที่ 6-9

 

 

ตารางที่ 6-9 อุณหภูมิการอัดขึ้นรูปของฟิล์มโพลีเอทิลีน

ประเภทของภาพยนตร์		อุณหภูมิสกรูและลำกล้อง/องศา			อุณหภูมิ/องศา
		โซน 1	โซน 2	โซน 3	ตัวเชื่อมต่อ	แม่พิมพ์
ฟิล์มแอลดีพีอี	ฟิล์มบรรจุภัณฑ์น้ำหนักเบา ฟิล์มเรือนกระจก ฟิล์มบรรจุภัณฑ์สำหรับงานหนัก-	120~140 130~140 140~160	150~160 150~170 160~180	170~180 180~190 180~200	170~180 180~190 190~200	160~170 170~180 180~190
ฟิล์มแอลแอลดีพีอี		160~180	180~200	200~220	200~220	220~230
ฟิล์มเอชดีพีอี		200~220	220~240	240~260	250~260	240~250

2. ช่องว่างปากตาย

ขนาดของช่องว่างปากแม่พิมพ์จะแตกต่างกันไปตามเรซินที่แตกต่างกัน และช่วงของมันจะแสดงอยู่ในตาราง 6-10

 

ตารางที่ 6-10 ช่วงของช่องว่างของ Die Orifice

ประเภทฟิล์ม	แอลดีพีอี	แอลแอลดีพีอี	เอชดีพีอี
ช่องว่างแม่พิมพ์/มม	0.5~1.0	1.5~2.5	1.2~1.5

 

 

เมื่ออัตราการไหลของเรซินเพิ่มขึ้น จะมีการเลือกช่องว่างของรูแม่พิมพ์ที่เล็กลง เมื่อความหนาของฟิล์มเพิ่มขึ้น จะมีการเลือกช่องว่างที่ใหญ่ขึ้น ตัวอย่างเช่น สำหรับฟิล์มบรรจุภัณฑ์สำหรับงานหนัก LDPE- MFR มีขนาดค่อนข้างเล็กและฟิล์มมีความหนากว่า ดังนั้นจึงเลือกช่องว่างปากแม่พิมพ์ 1 มม. สำหรับฟิล์มบรรจุภัณฑ์แบบเบา LDPE นั้น MFR มีขนาดค่อนข้างใหญ่และฟิล์มบางกว่า ดังนั้นช่องว่างปากแม่พิมพ์จึงอยู่ที่ 0.5–0.6 มม.

 

เรซิน LLDPE มีความหนืดหลอมละลายสูง และความหนืดหลอมละลายไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอัตราการเฉือน ดังนั้นอุณหภูมิการอัดขึ้นรูปของ LLDPE จึงสูงกว่าอุณหภูมิของ LDPE และช่องว่างปากแม่พิมพ์ก็ใหญ่กว่าของ LDPE มากเช่นกัน หากช่องว่างไม่เพิ่มขึ้น ผิวฟิล์มจะมีลวดลาย "หนังฉลาม" ที่หยาบ

 

เรซิน HDPE มีอัตราการไหลของของเหลวค่อนข้างน้อย ดังนั้นช่องว่างของรูแม่พิมพ์จึงใหญ่กว่าของ LDPE เล็กน้อย

3. อัตราการระเบิด-เพิ่มขึ้น

หลังจากที่ฟิล์มเปล่าออกจากหัวดาย อากาศอัดจะเป่าฟิล์มเปล่าที่ว่างเปล่า เพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางและลดความหนา (การยืดตามขวาง) โดยทั่วไปอัตราการระเบิด-จะอยู่ที่ 2–5 อัตราส่วนการระเบิด-ต้องไม่ใหญ่เกินไป มิฉะนั้นท่อฟองจะสั่น รูปร่างฟองจะไม่เสถียร ความหนาของฟิล์มจะไม่เท่ากัน และฟิล์มจะแตกง่าย เมื่ออัตราส่วนการเป่าขึ้น-เพิ่มขึ้น ความต้านทานแรงดึงตามขวาง ความต้านทานการฉีกขาด และความต้านทานแรงกระแทกของฟิล์มทั้งหมดจะเพิ่มขึ้น แต่ความโปร่งใสและความเงาลดลง และความต้านทานแรงดึงตามยาวจะลดลง อัตราส่วนการระเบิด-ของฟิล์มโพลีเอทิลีนแสดงไว้ในตารางที่ 6-11

 

ตารางที่ 6-11 อัตราส่วนการระเบิดของฟิล์มโพลีเอทิลีน

 

ประเภทฟิล์ม	แอลดีพีอี	แอลแอลดีพีอี	เอชดีพีอี
อัตราการระเบิด-เพิ่มขึ้น	1.5–3.5	1.5–2.0	3.2–6.0

4. วาดอัตราส่วน

หลังจากที่ฟิล์มโพลีเอทิลีนออกจากหัวแม่พิมพ์อัดขึ้นรูปและถูกนำทางไปยังม้วนดึง ฟิล์มจะเกิดการยืดตามยาว โดยทั่วไปความเร็วเชิงเส้นของดึงม้วนจะเร็วกว่าความเร็วเชิงเส้นของการอัดขึ้นรูป 3-5 เท่า ดังนั้นฟิล์มจึงถูกยืดออก 3-5 เท่าในทิศทางตามยาว และความต้านทานแรงดึงตามยาวได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ สิ่งนี้มีประโยชน์สำหรับการใช้ถุงบรรจุภัณฑ์แบบฟิล์ม เนื่องจากส่วนใหญ่จะรับแรงดึงตามยาว