Cerddwch i mewn i unrhyw gyfleuster pecynnu hyblyg modern a byddwch bron yn sicr yn dod o hyd i rolyn o ffilm dwy dôn yn eistedd ar baled yn rhywle - bagiau rhwystr streipiog, tomwellt amaethyddol lliw deuol, neu fagiau siopa allwthiol gyda chraidd gwyn a haen allanol arlliwiedig. Dechreuodd pob un ohonynt fywyd y tu mewn apeiriant chwythu ffilm dwbl-lliw. Ac eto, mae'r broses sy'n troi dwy ffrwd ar wahân o resin pigmentog yn ffilm sy'n cael ei bondio'n ddi-dor ac sy'n wahanol yn optegol yn llawer mwy cynnil na bwydo dau hopran i mewn i un dis. Mae'r mecanwaith ymasiad yn cynnwys rheoleg polymerau a reolir yn ofalus, rheolaeth thermol, geometreg marw, a gwyddoniaeth adlyniad rhyngwynebol. Mae'r erthygl hon yn cerdded trwy bob cam yn fanwl.
1. Paratoi Deunydd Crai a Gwasgaru Pigment
Cyn y gall ymasiad ddigwydd o gwbl, rhaid paratoi pob sianel lliw yn gywir. Mae pelenni Masterbatch - pigment crynodedig wedi'u gwasgaru mewn resin cludo - yn cael eu cymysgu â'r polymer sylfaen ar gymhareb gollwng ddiffiniedig, sef rhwng 1% a 5% yn nodweddiadol yn ôl pwysau. Mae'r dewis o resin cludo yn bwysig iawn: dylai fod ganddo fynegai llif toddi (MFI) sy'n gydnaws â'r polymer sylfaen fel bod y ddwy ffrwd yn rhannu proffiliau gludedd tebyg pan fyddant yn cwrdd y tu mewn i'r marw.
Mae pigment sydd wedi'i wasgaru'n wael yn creu rhediadau, agglomerates, neu "geliau" - brychau tryleu sy'n gwanhau'r ffilm ac yn achosi anghysondebau optegol. Mae sgriwiau cymysgu cneifio uchel neu gymysgwyr statig mewn-lein ym mhob sianel allwthiwr yn gwneud y toddi yr un peth cyn iddo gyrraedd y marw, felly mae'r pigment yn cael ei wasgaru'n gyfartal trwy bob llif lliw. Os yw un lliw yn polyethylen du carbon dwfn a'r llall yn LLDPE naturiol neu wyn, yna mae eu cyflymder dargludiad gwres ychydig yn wahanol. Felly mae'n rhaid i system reoli'r peiriant drwsio hyn trwy newid tymereddau'r parth casgen ar ei ben ei hun ar gyfer pob allwthiwr.
2. Ffurfweddiad Allwthiwr Deuol a Rheoli Llif Toddwch
Mae peiriant chwythu ffilm lliw dwbl yn rhedeg dau allwthiwr ar wahân - weithiau'n union yr un maint, weithiau'n anghymesur os oes gan y ddwy haen lliw drwch targed gwahanol. Mae pob allwthiwr yn prosesu ei liw ei hun yn annibynnol trwy:
Parth bwydo: Mae pelenni'n cael eu tynnu i mewn gan y sgriw troi ac yn dechrau mynd yn feddal rhag rhwbio gwres a throsglwyddo gwres.
Parth cywasgu: Mae sianel y sgriw yn mynd yn fwy bas, felly mae'n gwasgu'r toddi ac yn gwthio pocedi aer allan.
Parth mesur: Mae'r toddi yn dod yn wastad ac wedi'i doddi'n llawn ar dymheredd penodol, fel arfer rhwng 160 gradd a 220 gradd ar gyfer mathau o polyethylen.
Mae'r ddwy ffrwd toddi yn dod allan o bob casgen allwthiwr ac yn mynd i mewn i lwybrau llif ar wahân sy'n arwain at y pen marw. Mae cadw'r pwysedd toddi yr un peth yn y ddau lwybr yn bwysig iawn. Os oes gan un ffrwd bwysau llawer uwch na'r llall, yna bydd yn gwthio'r llinell liw oddi ar y canol y tu mewn i'r dis, ac mae hyn yn achosi lled streipen anwastad neu newidiadau mewn trwch haenau.
3. The Die Head: Lle Mae Cyfuno yn Dechrau
Y pen marw yw calon y mecanwaith ymasiad. Mewn marw ffilm lliw dwbl, mae'r ddwy ffrwd toddi yn cyfarfod am y tro cyntaf mewn-cynulliad mandrel manwl gywir. Defnyddir dwy bensaernïaeth marw sylfaenol mewn diwydiant:
3.1 Dyluniad Die Ochr (Striped).
Yn y cyfluniad hwn, mae'r ddwy ffrwd lliw yn llifo trwy sianeli mandrel troellog ar wahân sy'n cael eu trefnu o amgylch y bwlch marw annular mewn sectorau eraill. Wrth i'r toddi ddod allan o'r gwefusau marw, mae pob lliw yn meddiannu segmentau arc diffiniedig o'r swigen gron. Y canlyniad yw ffilm gyda streipiau fertigol yn rhedeg ar ei hyd ar hyd y lled gwastad.
Mae'r rhyngwyneb ymasiad rhwng sectorau lliw cyfagos yn barth cul - fel arfer yn llai na 0.5 mm o led - lle mae rhyng-trylediad lefel moleciwlaidd yn digwydd. Oherwydd bod y ddwy ffrwd yn dal i fod yn y cyflwr tawdd ar y pwynt hwn (uwchben eu tymereddau crisialu priodol), gall cadwyni polymer o un lliw fudo ar draws y rhyngwyneb a mynd i mewn i gadwyni o'r lliw cyfagos. hwncyd-grisialu ar y rhyngwynebyw'r hyn sy'n creu bond gwirioneddol yn hytrach na wasg fecanyddol-ffit.
Mae lled y parth ymasiad yn dibynnu ar:
Amser preswylio yn y marwMae - preswylfa hirach yn caniatáu mwy o drylediad
Toddwch tymheredd- mae tymheredd uwch yn cynyddu symudedd cadwyn a dyfnder trylediad
Cydweddoldeb y ddau bolymer- LLDPE wedi'i gymysgu â gwasgariadau LLDPE yn hawdd; Mae LLDPE wedi'i baru â polypropylen yn gofyn am haen compatibilizer
3.2 Concentric (Haen-Dros-Haen) Die Design
Yn hytrach na streipiau, mae rhai peiriannau -lliw dwbl yn cynhyrchu swigen lle mae un polymer yn ffurfio'r haen fewnol a'r llall yn ffurfio'r haen allanol. Mae'r dis yn cynnwys dwy sianel droellog consentrig wedi'u pentyrru'n fertigol y tu mewn i'r mandrel. Mae'r sianel fewnol yn darparu un lliw i annulus mewnol y bwlch marw; mae'r sianel allanol yn rhoi'r ail liw i'r annulus allanol.
Mae'r ddwy ffrwd yn cydgyfeirio ychydig cyn y gwefusau marw, gan ffurfio brechdan toddi tenau. Oherwydd bod y ddwy haen yn dal i fod yn uwch na'r tymheredd crisialu pan fyddant yn cwrdd, mae adlyniad rhyngwynebol yn datblygu trwy'r un mecanwaith cysylltu cadwyn a ddisgrifir uchod. Mae gan y ffilm sy'n deillio o hyn groesiad glân-hollt adrannol - un lliw i'w weld ar bob wyneb - gyda rhyngwyneb bondio sydd, os yw'r polymerau'n gydnaws, yn fecanyddol na ellir ei wahaniaethu oddi wrth ffilm haen sengl o drwch cyfatebol.
4. Adlyniad Rhyngwynebol: Y Wyddoniaeth y Tu ôl i'r Bond
Nid swyddogaeth o wasgu dau arwyneb poeth gyda'i gilydd yn unig yw ansawdd y rhyngwyneb ymasiad rhwng dau liw. Mae'n dibynnu arcymysgedd thermodynamigatrylediad cinetig.
Cydnawsedd thermodynamig
Mae polymerau sy'n rhannu paramedrau hydoddedd tebyg yn cymysgu ar y lefel foleciwlaidd. Mae dwy radd o polyethylen dwysedd isel llinol (LLDPE), hyd yn oed os ydynt yn cario llwythi pigment gwahanol, yn gydnaws iawn a byddant yn ffurfio rhyngwyneb cydlynol cryf. Mae dau bolymer cemegol annhebyg - yn dweud, polyethylen a neilon - â chydnawsedd thermodynamig isel. Nid yw eu cadwynau yn ymlynu yn rhwydd, ac erys y rhyngwyneb yn wan oni bai aclymu-haen resin(polyethylen wedi'i addasu'n gemegol gyda grwpiau pegynol) yn cael ei -allwthio rhyngddynt.
Mewn peiriant lliw dwbl gwirioneddol sy'n rhedeg dau arlliw o'r un resin sylfaen, yn gyffredinol nid oes angen haenau clymu. Mae'r mecanwaith ymasiad yn dibynnu'n llwyr ar drylediad thermol yn y rhyngwyneb.
Dyfnder Trylediad Cinetig
Mae dyfnder y mae cadwyni o un haen lliw yn treiddio i'r haen gyfagos yn dibynnu ar yreptationmodel o drylediad polymer. Mae cadwyn bolymer yn y cyflwr toddi yn llithro trwy'r cadwyni amgylchynol mewn mudiant tebyg i neidr. Y dyfnder trylediaddgraddfeydd yn fras fel:
d ∝ √(D · t)
lleDyw'r cyfernod trylediad (yn dibynnu'n gryf ar dymheredd a phwysau moleciwlaidd) atyw'r amser cyswllt cyn i'r toddi gadarnhau. Mae amser preswylio marw hirach a thymheredd toddi uwch yn cynyddu dyfnder trylediad ac felly cryfder rhyngwyneb.
Yn ymarferol, mae gweithredwyr peiriannau yn tiwnio hyn trwy addasu:
Tymheredd marw(trylediad dyfnach=uwch, ond mae perygl y bydd pigment yn diraddio'n thermol)
Cyflymder llinell(arafach=mwy o amser preswylio, trylediad dyfnach)
Cyflymder sgriw a phwysau cefn(yn effeithio ar dymheredd toddi trwy wresogi cneifio)
5. Ffurfiant Swigen a Chyfeiriadedd Biaxial
Unwaith y bydd y toddi lliw dwbl wedi'i asio yn gadael y gwefusau marw fel un tiwb blwydd, mae aer cywasgedig yn ei chwyddo'n swigen. hwnymestyn biaxiali gyfeiriad y peiriant (MD) a'r cyfeiriad traws (TD) yn cael effaith ddwys ar y rhyngwyneb ymasiad.
Wrth i'r swigen ehangu, mae cadwyni polymerau ar draws y rhyngwyneb yn cael eu tynnu'n dynn a'u cyfeirio. Mae'r cyfeiriadedd hwn mewn gwirionedd yn atgyfnerthu'r bond: mae cadwyni sydd wedi ymledu yn rhannol ar draws y ffin lliw bellach yn cael eu sythu a'u cloi yn eu lle wrth i'r ffilm oeri a chrisialu. Y canlyniad yw rhyngwyneb sy'n gallu gwrthsefyll y grymoedd croen y daethpwyd ar eu traws yn ystod gwneuthuriad bagiau, argraffu a thrin-defnydd terfynol.
Os yw'r gymhareb chwythu-i fyny (BUR) yn rhy uchel, fodd bynnag, gellir pwysleisio'r rhyngwyneb y tu hwnt i'r dyfnder tryledu a gall delamineiddio ddechrau. Mae cynnal BUR rhwng 2:1 a 3.5:1 ar gyfer y rhan fwyaf o raddau polyethylen yn cadw'r rhyngwyneb yn gyfan tra'n dal i gyflawni'r priodweddau ffilm optegol a mecanyddol a ddymunir.
6. Oeri, Llinell Frost, a Diffiniad Lliw
Mae uchder y llinell rew - y pwynt lle mae'r ffilm yn trawsnewid o dawdd i led-solid - yn baramedr rheoli critigol ar gyfer diffinio lliw mewn-ffilm lliw dwbl. Uwchben y llinell rew, mae'r toddi yn dal i fod yn hylif a gall y ffin lliw symud neu niwlio os yw tyrfedd aer neu raddiannau tymheredd yn anwastad o amgylch cylchedd y swigen.
Mae cylch aer gyda rheolaeth parth ar wahân yn gadael i weithredwyr addasu cryfder oeri o amgylch y swigen fel bod y llinell rew yn aros yn wastad. Mae llinell rew gyfartal yn gosod y streipen lliw, siâp siâp neu strwythur haen a wneir yn y marw, ac mae hyn yn rhoi ansawdd lliw cyson ar draws y rholyn cyfan.
Nid oes digon o oeri yn gadael i'r toddi aros mewn cysylltiad yn rhy hir uwchben y llinell rew, a gall hyn wneud y parth tryledu yn ehangach a meddalu'r ymyl lliw. Mae hyn weithiau'n dda ar gyfer effaith pylu, ond fel arfer mae'n beth drwg i ffilm pacio â stribedi manwl gywir.
7. Heriau ac Atebion Prosesu Cyffredin
| Her | Achos Gwraidd | Ateb |
|---|---|---|
| Lliw gwaedu ar draws ffin | Tymheredd marw gormodol neu amser preswylio | Lleihau tymheredd toddi; cynyddu cyflymder llinell |
| Rhyngwyneb / delamination gwan | Cydnawsedd polymer gwael neu ddyfnder trylediad isel | Ychwanegu tei{0}}resin haen; cynyddu tymheredd marw |
| Lled streipen anwastad | Anghydbwysedd pwysau rhwng y ddau allwthiwr | Calibro pympiau gêr; addasu cyflymder sgriw |
| Agregau pigment / geliau | Gwasgariad masterbatch gwael | Defnyddio swp meistr gwasgariad uchel; cynyddu pwysau cefn |
| Stripe crwydro o gwmpas swigen | Oeri cylch aer anwastad | Galluogi cylch aer a reolir gan y sector; gwirio concentricity marw |
8. Ystyriaethau Dewis Deunydd ar gyfer Optimal Fusion
Nid yw pob parau polymer yn cynhyrchu rhyngwynebau ymasiad yr un mor gryf. Mae'r cyfuniadau canlynol wedi'u trefnu'n fras o'r cydnawsedd naturiol uchaf i'r isaf mewn -cyd-destun ffilm lliw dwbl:
LLDPE + LLDPE(gwahanol raddau dwysedd neu pigmentau) - adlyniad naturiol rhagorol
LDPE + LLDPE- da iawn, a ddefnyddir yn eang mewn ffilm tomwellt amaethyddol
HDPE + LLDPE- cymedrol; cryfder rhyngwyneb yn dderbyniol ar gyfer y rhan fwyaf o ddefnyddiau pecynnu
PP + Addysg Gorfforol- gwael heb gydweddydd; angen resin tei wedi'i impio anhydrid maleig
PE + PA (neilon)Mae - angen haen tei PE-g-MAH penodol; a ddefnyddir mewn-rhaglenni rhwystr uchel
Mae deall y perthnasoedd cydweddoldeb hyn cyn nodi peiriant lliw dwbl yn atal ailfformiwleiddio costus ar ôl ei osod.
Casgliad
Mae'r mecanwaith ymasiad mewn peiriant chwythu ffilm lliw dwbl yn gydadwaith wedi'i drefnu'n ofalus o gemeg polymerau, peirianneg fanwl a rheolaeth thermol. Mae dwy ffrwd lliw plastig annibynnol yn cael eu dwyn ynghyd y tu mewn i farw lle mae tymheredd rheoledig ac amser preswylio yn gyrru trylediad cadwyn moleciwlaidd ar draws y rhyngwyneb lliw. Yna mae ymestyn biaxial yn ystod chwyddiant swigod yn cloi'r bond tryledu hwnnw yn ei le, gan gynhyrchu ffilm lle mae'r ddau liw yn wahanol yn optegol ond yn unedig yn strwythurol.
Mae angen gofal ar bob cam - i ddod yn dda yn y broses hon o ddewis y swp meistr a thiwnio'r allwthiwr i'r siâp marw, y gymhareb chwythu i fyny, a rheolaeth llinell rhew. Pan fydd yr holl osodiadau'n gweithio gyda'i gilydd, y canlyniad yw ffilm lliw dwbl cyson dda sy'n bodloni anghenion pacio bwyd, defnydd fferm, bagiau diwydiannol, a nwyddau storio.
