יציקת שחול של סרטי פוליאתילן

 

סרט פוליאתילן (PE) הוא הסוג המיוצר והנפוץ ביותר של סרט פלסטיק. הוא אינו-רעיל, חסר ריח, ובעל חוזק וקשיחות גבוהים, יחד עם עמידות מצוינת ללחות, עמידות למים, יכולת פתיחה, עמידות בטמפרטורה-נמוכה ומדידה מסוימת של שקיפות. יש לו תכונות איטום-מצטיינות בחום עם טמפרטורת איטום-בחום נמוכה יחסית (בסביבות 100 מעלות), המאפשרת-אטימה בחום באמצעות חימום חשמלי וייצור שקיות- נוחה. סרט פוליאתילן מיוצר ישירות באמצעות יציקת שחול באמצעות כדורי שרף פוליאתילן, בדרך כלל ללא צורך בתוספים; ניתן לערבב קבוצות צבעוניות לצביעה. כדורי שרף הפוליאתילן המשמשים לסרטים יצוקים- כוללים פוליאתילן בצפיפות-נמוכה (LDPE), פוליאתילן ליניארי בצפיפות-נמוכה (LLDPE) ופוליאתילן בצפיפות-גבוהה (HDPE).

 

 

1. סרטי חממה חקלאית

סרטי חממה חקלאיים הם סרטים ברוחב-ברוחב-שיוצרים מ-LDPE או תערובת של שרפים LDPE ו-LLDPE, תוך שימוש בשיטת הנשיפה האופקית כלפי מעלה-. הקוטר המקופל של הסרט נע בטווח רחב (פחות או שווה ל-1000 מ"מ או גדול מ-5000 מ"מ או שווה ל-5000 מ"מ), עם עובי של 0.03-0.14 מ"מ, חוזק מתיחה של יותר או שווה ל-12MPa, והתארכות בשבירה של יותר או שווה ל-300%.

 

סרטי חממה חקלאיים עמידים בגשם,-מעבירים אור ומבודדים-חום, ומאפשרים גידול כל השנה של ירקות, פירות וגידולים שונים במקלטי חממות. בהתבסס על צרכים חקלאיים, ישנם כיום מספר סוגים של סרטי חממה חקלאיים פונקציונליים כדלקמן:
(1) סרטי חממה מחוזקים: סרטים אלה מיוצרים על ידי הוספת יותר מ-25% (חלק מסה) של שרף LLDPE ל-LDPE, מה שמגביר את חוזק המתיחה ל-20MPa ואת ההתארכות בשבירה ל-400% או יותר. אם שרף LLDPE משמש כולו לניפוח סרט, החוזק יהיה אפילו גבוה יותר, עם יתרונות נוספים כמו עמידות לנקב ומשטח סרט חלק, וניתן להפחית את עובי הסרט ב-20%-30%.
(2) סרטי חממה ארוכים-: חיי השירות של סרטי חממה רגילים הם 0.5-1 שנה, בעוד של סרטי חממה ארוכים-ניתן להכפיל או יותר, להגיע ל-2-3 שנים. הם מיוצרים על ידי הוספת 0.3-0.5 חלקים לפי מסה של מייצבי אור ו-0.1-0.3 חלקים לפי מסה של נוגדי חמצון לשרף LDPE. ראשית, נעשה שימוש בשמן לבן כדי להרטיב את פני השטח של LDPE, לאחר מכן מערבבים איתו, ולבסוף מוחצים ומעוצבים-לסרטים.
(3) סרטי חממה נגד-טפטוף: לסרטים אלה אין ערפל מים או טיפות מים על פני השטח, מה שיכול לשפר את העברת האור ולקדם צמיחה טובה יותר של יבול. כמות מתאימה של חומרים פעילי שטח או קבוצות אב נגד-טפטוף מתווספת לשרף הפוליאתילן כדי לשפר את הזיקה של הסרט למים, מה שמאפשר למספר טיפות מים קטנות על פני הסרט להתלכד לכדי גדולות שזורמות במורד דופן הסרט אל הקרקע. זה מבטל ערפל מים על פני השטח הפנימי של הסרט, משפר את שקיפות הסרט ומונע מטיפות מים ישירות על היבולים.

2. סרטי מאלץ' חקלאי

סרטי חיפוי חקלאיים מקוצרים כ"סרטי חיפוי קרקע- לשימוש חקלאי. הם סרטים דקים במיוחד-מעוצבים מ-LDPE, עם עובי של 0.008-0.014 מ"מ ורוחב של 600-1000 מ"מ. סרטי חיפוי רגילים חסרי צבע ושקופים משמשים בעיקר כסרטי-הגדלת שתילים וכסרטי כיסוי{10}}לגידולים, שיכולים לקדם בגרות מוקדמת ולהגדיל את התפוקה של היבולים, כמו גם למנוע מחלות ומזיקים. הם מיוצרים בדרך כלל בשיטת-הניפוח כלפי מעלה.

 

סרטי חיפוי פונקציונליים נצבעים על ידי הוספת 3%-5% (חלק מסה) של חומרי צבע לשרף פוליאתילן, ומייצרים סרטים בצבעים שונים כגון אדום, צהוב, כחול, אפור ושחור. סרטים צבעוניים אלו מאפשרים לירקות ופירות שונים להשיג את ספקטרום האור הנדרש, תוך השגת המטרות של בגרות מוקדמת של היבול, הגדלת יבול, הדברת מזיקים ועיכוב צמיחת עשבים.

3. סרטי אריזה

סרטי אריזה מפוליאתילן מחולקים לסרטי אריזה קלים וסרטי אריזה-כבדים.
(1) סרטי אריזה קלים: עשויים משרף LDPE, הם משמשים בעיקר לאריזת מוצרים שונים כגון מזון, מאפים, ממתקים, ירקות, פירות, תרופות, טקסטיל, צורכי יומיום וביגוד. כדי להקל על הייצור בקווי אריזה אוטומטיים, יש להוסיף כמות קטנה של סוכני החלקה או חומרים אנטי סטטיים. הם מיוצרים בעיקר בשיטת -הנשיפה כלפי מעלה או -אופקית. הקוטר המקופל של הסרט נע בטווח רחב (פחות או שווה ל-70 מ"מ או גדול מ-או שווה ל-1000 מ"מ), עם עובי של 0.02-0.20 מ"מ וחוזק מתיחה של גדול או שווה ל-10MPa.

 

תיקי אפודים, תיקי לבוש ומוצרים אחרים העשויים משרף HDPE הם שקיות קניות עבור סחורות שונות ובעלי נפח שימוש ניכר. הם מיוצרים בעיקר בשיטת הניפוח- כלפי מעלה, עם קוטר מקופל של 70-1000 מ"מ, עובי של 0.007-0.10 מ"מ וחוזק מתיחה של יותר מ-25MPa או שווה לו.

 

(2) סרטי אריזה-כבדים: סרטים אלו מיוצרים משרף LDPE עם משקל מולקולרי גבוה יחסית בשיטת הניפוח- כלפי מעלה, בעובי של 0.2-0.35 מ"מ. כל תיק יכול להכיל פריטים במשקל 20-30 ק"ג. הם משמשים בעיקר לאריזת מוצרים שונים כגון מוצרים חקלאיים, חומרי גלם כימיים, דשנים כימיים, חומרי הדברה, מזון, סוכר, מלח, תרופות וטקסטיל.

 

 

לקצב זרימת ההיתוך (MFR) של שרף LDPE המשמש לסרטים יצוקים- יש טווח רחב של 0.5-7 גרם/10 דקות, והבחירה מבוססת בעיקר על השימושים השונים של הסרט (ראה טבלה 6-8).

 

 

טבלה 6-8 מבחר שרף LDPE להפקת סרטים

סוגי סרטים	סרט אריזה קל משקל	סרט שקיפות- גבוה	סרט מאלץ פלסטיק חקלאי	סרט חממה	סרט כיווץ בחום	סרט אריזה כבד-
שרף MFR / (g/10 דקות)	2~4	5~7	4~7	1.5~4.5	2~5	0.25~0.5

 

ה-MFR של שרף המשמש לסרטי LLDPE הוא 1-2 גרם/10 דקות, וזה עבור סרטי HDPE הוא 0.2-1 גרם/10 דקות. לשרף HDPE יש טמפרטורת התכה גבוהה יחסית וצמיגות גבוהה בטווח השינויים בקצב הגזירה. בשל המבנה המולקולרי הליניארי שלו, יש לו כיוון זרימה חזק.

 

 

 

1. מחלצים

סרטי LDPE רגילים בקוטר מקופל של יותר מ-300 מ"מ נוצרים בשיטת הנשיפה האופקית כלפי מעלה-, עם קוטר בורג של 45-150 מ"מ. אם הקוטר המקופל גדול מ-1 מטר, ניתן להשתמש בשני מכבשי בורג- בודדים לשיחול משותף כדי לייצר סרטים ברוחב- רחב. יחס קוטר האורך- של הבורג הוא 20-30, ויחס הדחיסה הוא 3-3.5. מבנה הבורג הוא בורג הדרגתי-.

 

לייצור סרטי HDPE, מתאימים מכבשים קטנים בגודל-, עם יחס קוטר של אורך- בורג של 16–25. מבנה הבורג מצויד בקטע גזירה ובקטע ערבוב.

2. למות ראשים

סרטי LDPE משתמשים בעיקר בראשי קוביות ספירליות או ראשי קוביות עכביש, עם קוטר פתח תבנית של 100-1000 מ"מ. אם נדרשת אחידות עובי טובה, ניתן לבחור ראש תבנית מסתובב. התהליכים העיקריים הם שיטת-הניפוח כלפי מעלה ושיטת הנשיפה האופקית-.

 

סרטי HDPE משתמשים בראשי קוביות ספירליות. יש לציין כי יש להימנע משיעורי גזירה מוגזמים במבנה ובמידות של תעלת הזרימה, קווים הספירליים ופתח התבנית; אחרת, סביר להניח שיתרחש שבר נמס. בשל מאפייני הדפוס לעיל של HDPE, גודל פתח התבנית של סרטי HDPE קטן יחסית, בדרך כלל 30-200 מ"מ.

3. קירור

שיטת קירור טבעת האוויר משמשת בעיקר. לחץ המפוח הוא 4000-8000Pa, וקצב הזרימה הוא 15-75m³/min.

 

 

1. טמפרטורת שחול

טמפרטורת האקסטרוזיה נקבעת בעיקר על ידי קצב זרימת ההיתוך של פוליאתילן. ככל שקצב זרימת ההיתוך גבוה יותר, כך טמפרטורת האקסטרוזיה נמוכה יותר. הטמפרטורה של המכבש עולה בהדרגה מנמל ההזנה לצלחת המסנן, והטמפרטורה בראש התבנית שווה בעצם לטמפרטורה בראש הבורג או מעט נמוכה יותר ב-10-20 מעלות. זה מבטיח ריקים יציבים של סרט עבה ושקיפות סרט טובה. טמפרטורת האקסטרוזיה של סרטי פוליאתילן מוצגת בטבלה 6-9.

 

 

טבלה 6-9 טמפרטורת שחול של סרטי פוליאתילן

סוגי סרטים		טמפרטורת בורג וחבית/מעלה			טמפרטורה/מעלה
		אזור 1	אזור 2	אזור 3	מַחבֵּר	עוֹבֶשׁ
סרט LDPE	סרט אריזה קל משקל סרט חממה סרט אריזה כבד-	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
סרט LLDPE		160~180	180~200	200~220	200~220	220~230
סרט HDPE		200~220	220~240	240~260	250~260	240~250

2. Die Gap Gap

גודל מרווח פתח התבנית משתנה עם שרפים שונים, והטווח שלו מוצג בטבלה 6-10.

 

טבלה 6-10 טווח של פערי פתחי המות

סוג סרט	LDPE	LLDPE	HDPE
מרווח למות/מ"מ	0.5~1.0	1.5~2.5	1.2~1.5

 

 

כאשר קצב זרימת ההיתוך של השרף עולה, נבחר מרווח פתח קטן יותר של התבנית; כאשר עובי הסרט גדל, נבחר פער גדול יותר. לדוגמה, עבור סרטי אריזה כבדים- של LDPE, ה-MFR קטן יחסית והסרט עבה יותר, ולכן נבחר מרווח פתח של 1 מ"מ; עבור סרטי אריזה קלים מסוג LDPE, ה-MFR גדול יחסית והסרט דק יותר, כך שמרווח פתח התבנית הוא 0.5-0.6 מ"מ.

 

לשרף LLDPE יש צמיגות התכה גבוהה, וצמיגות ההיתוך שלו אינה רגישה לשינויים בקצב הגזירה. לכן, טמפרטורת האקסטרוזיה של LLDPE גבוהה מזו של LDPE, וגם מרווח פתחי התבנית גדול בהרבה מזה של LDPE. אם הפער לא גדל, משטח הסרט יופיעו דפוסי "עור כריש" מחוספסים.

 

לשרף HDPE יש קצב זרימת נמס קטן יחסית, ולכן מרווח פתחי התבנית שלו גדול מעט מזה של LDPE.

3. יחס מפוצץ-מעלה

לאחר יציאת ריק הסרט מראש התבנית, אוויר דחוס מפוצץ את ריק הסרט העבה, מגדיל את קוטרו ומקטין את עוביו (מתיחה רוחבית). יחס הפיצוץ- הוא בדרך כלל 2-5. יחס הפיצוץ-לא יכול להיות גדול מדי; אחרת, צינור הבועות ירעד, צורת הבועות תהיה לא יציבה, עובי הסרט יהיה לא אחיד והסרט ישבר בקלות. ככל שיחס הפיצוץ- עולה, חוזק המתיחה הרוחבי, חוזק הקריעה וחוזק ההשפעה של הסרט גדלים כולם, אבל השקיפות והברק יורדים וחוזק המתיחה האורכי פוחת. יחסי הפיצוץ- של סרטי פוליאתילן מוצגים בטבלה 6-11.

 

טבלה 6-11 יחסי פיצוץ של סרטי פוליאתילן

 

סוג סרט	LDPE	LLDPE	HDPE
יחס-תפוצצות	1.5–3.5	1.5–2.0	3.2–6.0

4. יחס ציור

לאחר שסרט הפוליאתילן יוצא מראש תבנית האקסטרוזיה ומונחה אל גלילי המשיכה, הסרט עובר מתיחה אורכית. המהירות הליניארית של גלילי המשיכה היא בדרך כלל מהירה פי 3-5 מהמהירות הליניארית של האקסטרוזיה, כך שהסרט נמתח פי 3-5 בכיוון האורך, וחוזק המתיחה האורכי שלו משתפר משמעותית. זה מועיל לשימוש בשקיות אריזה מסרט, שכן הן נושאות בעיקר כוח מתיחה אורכי.