Jak dobrać sita do wytłaczarek folii z rozdmuchem dla LDPE, LLDPE i HDPE

Sita do wytłaczarek folii z rozdmuchem to krążki filtrujące z siatki tkanej ze stali nierdzewnej, ułożone w pakiet sit między ślimakiem wytłaczarki a głowicą, działające jako ostateczna bariera usuwająca żele, czarne wtrącenia i skarbonizowany polimer ze stopu LDPE, LLDPE lub HDPE, zanim zostanie on rozdmuchany w rękaw foliowy. Na linii do wytłaczania folii z rozdmuchem pakiet sit jest najbardziej opłacalnym urządzeniem do kontroli jakości w maszynie: prawidłowo dobrany pakiet zatrzymuje zanieczyszczenia, podczas gdy zbyt gruby lub przeciążony pakiet pozwala im przedostać się bezpośrednio do szczeliny ustnika i dalej do folii. Dokładność filtracji wyrażana jest w gęstości siatki (mesh) — wartości 40, 60, 80, 100, 120 i 150 mesh stanowią standardowy zakres roboczy dla linii foliowych — co odpowiada nominalnym prześwitom od około 400 µm do 100 µm. Ponieważ grubość folii wynosi od około 10 do 200 µm, stop PE jest przetwarzany w temperaturze od 170 do 230 °C, a ciśnienie wymiany sit jest zwykle wyzwalane przy 80–120 bar, równowaga między dokładnością filtracji, wzrostem ciśnienia a częstotliwością wymiany decyduje o właściwościach optycznych folii, wskaźniku mikrootworów i właściwościach mechanicznych.

Dlaczego jakość filtracji stopu decyduje o jakości folii

Na linii do wytłaczania folii z rozdmuchem każde zanieczyszczenie, które przedostanie się przez pakiet sit, zostaje w ciągu kilku sekund uwięzione w gotowej folii. Nie ma żadnego dalszego procesu, który mógłby je usunąć. Dlatego właśnie pakiet sit wytłaczarki — a nie konstrukcja ślimaka czy szczelina głowicy — decyduje zazwyczaj o różnicy między rolką pierwszej jakości a reklamacją.

Trzy cechy jakościowe folii są niemal w całości uwarunkowane filtracją stopu:

Właściwości optyczne i przezroczystość. Żele, białe wtrącenia i czarne punkty rozpraszają światło. W folii o wysokiej przezroczystości o grubości 25 µm pojedynczy żel o wielkości 50 µm tworzy widoczne zamglenie, które przetwórca lub właściciel marki odrzuci podczas kontroli. Dokładność filtracji wyznacza górną granicę tego, jak czysto może wyglądać folia.

Mikrootwory i właściwości barierowe. Twarde cząstki, takie jak skarbonizowany polimer, włókna papieru z przemiału lub pozostałości katalizatora, mogą zablokować lub uszkodzić szczelinę głowicy i pozostawić mikrootwory. W folii spożywczej i medycznej mikrootwór nie jest wadą kosmetyczną — niszczy on barierę tlenową i wilgociową, co może doprowadzić do dyskwalifikacji gotowego opakowania.

Właściwości mechaniczne. Żel lub ciało obce działa jako koncentrator naprężeń. Pod wpływem obciążenia rozciągającego, rozdzierającego lub udarowego folia pęka w najsłabszym punkcie, którym prawie zawsze jest miejsce zanieczyszczenia. Folie z widocznymi żelami wykazują nieproporcjonalnie gorsze wyniki w testach wydłużenia i spadającego grotu (dart-drop), nawet jeśli średnie właściwości wydają się akceptowalne.

Praktyczna zasada na liniach do wytłaczania folii z rozdmuchem jest prosta: jeśli w folii widać wadę, oznacza to, że pakiet sit już ją przepuścił lub jest tak zapchany, że stop go omija. Filtracja przy wytłaczaniu tworzyw sztucznych działa na tej samej zasadzie we wszystkich procesach produkcji folii i arkuszy, ale folia rozdmuchiwana jest najbardziej wymagająca, ponieważ produkt końcowy mierzy się w mikronach.

Cząstki żelu i czarne punkty: mechanizmy powstawania wad i progi wielkości

Aby prawidłowo dobrać sito, warto dokładnie zrozumieć, co jest filtrowane ze stopu LDPE, LLDPE lub HDPE.

Żele są najczęstszą wadą folii rozdmuchiwanej. Powstają, gdy łańcuchy polimerowe ulegają sieciowaniu lub utlenianiu w cylindrze, głowicy lub pakiecie sit – zazwyczaj w wyniku zbyt długiego przebywania stopu w wysokiej temperaturze, martwych stref w adapterze lub lokalnych przegrzań spowodowanych zużytą grzałką. Żel ma większą lepkość niż otaczający go stop, dlatego nie odkształca się podczas rozciągania rękawa; zamiast tego tworzy w folii wyodrębnioną cząstkę, tzw. rybie oko lub twardą grudkę. Ponieważ temperatura stopu powyżej około 230 °C gwałtownie przyspiesza degradację, większość przetwórców folii utrzymuje temperaturę stopu w zakresie 170–230 °C, pozwalając, aby to pakiet sit przejmował ładunek zanieczyszczeń.

Czarne punkty to zwęglony polimer lub płatki metalu. Pochodzą ze zdegradowanego stopu, który przypalił się na ślimaku, płycie sitowej lub podparciu sita, a następnie okresowo się odrywa. Są twarde, nieprzezroczyste i powodują zarówno wady wizualne, jak i mikrootwory.

Progi wielkości. To, co jest rzeczywiście widoczne w folii, zależy od jej grubości. Jako praktyczny przewodnik dla wytłaczania folii:

• W folii o grubości poniżej 25 µm cząstki żelu o wielkości nawet do około 40 µm są widoczne gołym okiem w świetle inspekcyjnym.
• W folii o grubości 25–50 µm praktyczny próg widoczności wynosi około 50–80 µm.
• W grubej folii powyżej 75 µm zanieczyszczenia poniżej około 100 µm często przechodzą niezauważone, dlatego gruba folia może być wytłaczana przy użyciu rzadszych sit bez widocznych wad.

Ten efekt powiększenia stanowi podstawę doboru filtrów do folii rozdmuchiwanej: im cieńsza folia, tym drobniejszej siatki filtrującej potrzebujesz, ponieważ folia zwielokrotnia każdą cząstkę docierającą do głowicy.

Dobór dokładności filtracji według gatunku i grubości folii

Nie ma jednej „właściwej” siatki do folii rozdmuchiwanej – właściwym wyborem jest najgrubsza siatka, która wciąż pozwala utrzymać folię w granicach specyfikacji, ponieważ drobniejsze siatki szybciej budują ciśnienie i skracają interwały wymiany. Punktem wyjścia jest grubość folii, modyfikowana przez rodzaj polimeru i zawartość przemiału.

LDPE charakteryzuje się najniższą lepkością stopu i najmniejszą tendencją do tworzenia żeli w normalnych temperaturach, dzięki czemu często może być przetwarzany na siatkach 60–100 mesh przy umiarkowanej wydajności, wciąż pozwalając na produkcję czystej folii. LLDPE charakteryzuje się wyższą wytrzymałością stopu i lepkością; generuje więcej ciepła ścinania i wyższe ciśnienie na drobnym sicie, dlatego przetwórcy zazwyczaj obniżają klasę siatki o jeden stopień (na przykład ze 120 do 100) i kompensują to nieco grubszą warstwą wewnętrzną w pakiecie filtracyjnym. HDPE charakteryzuje się wysoką temperaturą przetwarzania i jest bardziej podatny na degradację przy głowicy, co sprawia, że powszechnie stosuje się siatki o gęstości 80–120 mesh, zwracając uwagę raczej na częstotliwość wymiany niż na maksymalną dokładność filtracji.

Zawartość dodatków i regranulatu wpływa na ten wybór. Koncentraty antyblokujące, poślizgowe i barwiące zawierają aglomeraty, które rozpadają się pod wpływem sił ścinających — ale tylko wtedy, gdy przejdą przez sito. Linia przetwarzająca 20–30% regranulatu — zwłaszcza regranulatu zanieczyszczonego papierem, farbą lub zdegradowanymi ścinkami krawędziowymi — odnotuje wzrost ciśnienia w ciągu godzin, a nie dni, i może wymagać zastosowania zmieniacza sit, aby w ogóle utrzymać ciągłość pracy. Przy silnym zanieczyszczeniu właściwą strategią jest zastosowanie nieco grubszego filtra w celu wydłużenia żywotności oraz zmieniacza sit, zamiast bardzo drobnego sita, które zapycha się w trakcie jednej zmiany.

Aby poznać systematyczną metodę dopasowywania warstw siatki do konkretnego zastosowania, zobacz przewodnik KAIFIL na temat kombinacji siatek w pakietach sit do wytłaczarek, który omawia logikę układania warstw w pakietach jedno- i wielowarstwowych.

Budowa i konstrukcja pakietu sitowego

Pakiet sitowy do folii rozdmuchiwanej rzadko składa się z pojedynczego krążka. Typowe pakiety wykorzystują kilka warstw, dzięki czemu filtr wytrzymuje ciśnienie bez zapadania się i wychwytuje cząstki o różnych rozmiarach:

• A zgrubna warstwa podtrzymująca (20–40 mesh) jest skierowana w stronę przepływu stopu lub opiera się o płytę sitową, przenosząc obciążenie mechaniczne i wstępnie filtrując duże zanieczyszczenia, aby drobna warstwa nie zapchała się natychmiast.
• Jedna lub dwie warstwy robocze (wybrana siatka) odpowiada za właściwą filtrację.
• A dokładna warstwa końcowa może służyć jako skuteczny filtr tam, gdzie wymagana jest tylko jedna drobna warstwa.

Dyski o prostym splocie kwadratowym są podstawowym rozwiązaniem w liniach do produkcji folii i zapewniają najlepszy stosunek przepustowości do dokładności filtracji dla większości zastosowań z LDPE i LLDPE; KAIFIL posiada w magazynie dyski filtracyjne z siatki metalowej o splocie prostym w pełnym zakresie gęstości siatki 40–150 mesh do produkcji folii. Dyski filtracyjne z siatki metalowej z obrzeżem posiadają zgrzewane lub zaginane obrzeże zewnętrzne, które zapobiega przeciekom przykrawędziowym — wyciekowi stopu między krawędzią dysku a obudową pakietu — co jest klasyczną przyczyną nagłego uwalniania się żeli w poza tym prawidłowo działającej linii. Jeśli pakiet jest eksploatowany przy bardzo dokładnej filtracji na potrzeby cienkiej folii o wysokiej przezroczystości, Siatka tkana o splocie holenderskim może zapewnić wyższą skuteczność filtracji przy rzadszej pozornej siatce, ponieważ jej kanały przepływowe w kształcie klina wychwytują cząstki wewnątrz splotu, a nie tylko na powierzchni.

O tym, czy pakiet rzeczywiście działa, decydują dwa szczegóły montażowe. Po pierwsze, każdy krążek musi być płaski i pozbawiony zadziorów, ponieważ wystający zadzior zatrzymuje kieszeń stopu, która ulega zwęgleniu w czarne punkty. Po drugie, krążki muszą w pełni przylegać do płyty sitowej bez szczeliny pierścieniowej; krążek z obrzeżem lub prawidłowo wykrojony płaski krążek zapobiega bocznemu przeciekowi na krawędzi, który niweczy działanie całego pakietu.

Wzrost ciśnienia, częstotliwość wymiany sit i czynniki wyzwalające wymianę

Pakiet sit stanowi kontrolowane dławienie. W miarę wychwytywania zanieczyszczeń ciśnienie przed pakietem rośnie. Zadaniem operatora jest jego wymiana, zanim to ciśnienie spowoduje spadek jakości — lub zmusi stop do przepchnięcia żeli przez zablokowaną warstwę.

Standardowym czynnikiem wyzwalającym wymianę w liniach do produkcji folii jest ciśnienie stopu w zakresie 80–120 bar, w zależności od wielkości maszyny i polimeru:

• W liniach do produkcji folii o niskim obciążeniu i folii o wysokiej przezroczystości wymiana następuje zazwyczaj przy 80–100 bar , aby chronić właściwości optyczne folii.
• Linie o wysokim obciążeniu i wysokiej wydajności zazwyczaj pracują do 100–120 bar przed wymianą.
• Gwałtowny wzrost — na przykład z 50 bar do 100 bar w ciągu jednej lub dwóch godzin — oznacza silnie zanieczyszczony surowiec (zanieczyszczony regranulat, nadmiernie ścinany stop) i wymaga usunięcia przyczyny u źródła, a nie tylko wymiany sita.

Żywotność sita jest funkcją obciążenia zanieczyszczeniami, a nie czasu. Linia przetwarzająca czysty, pierwotny LDPE może pracować przez 24–72 godziny na warstwie roboczej o gęstości 100 mesh; linia zasilana w 30 % zanieczyszczonym regranulatem może zapchać ten sam pakiet w ciągu 2–4 godzin. Częstotliwość wymiany powinna być określana na podstawie krzywej ciśnienia, a nie zegara.

Gdy ciśnienie jest prawidłowo kontrolowane, pakiet sit staje się również narzędziem diagnostycznym: stały, przewidywalny wzrost do wartości zadanej wymiany jest oznaką prawidłowo działającej linii, podczas gdy nieregularny przebieg krzywej wskazuje na narastający problem w innym miejscu.

Opcje zmieniaczy sit dla linii do wytłaczania folii z rozdmuchem

Wybór między ręczną wymianą pakietu sitowego a zmieniaczem sit zależy od tego, jak szybko linia zapycha sito i jak duży przestój można zaakceptować.

Ręczne wymiany pakietów sitowych sprawdzają się w przypadku procesów o niskiej zawartości regranulatu i niskim poziomie zanieczyszczeń, gdzie pakiet wystarcza na całą zmianę lub dłużej. Linia zostaje zatrzymana, pakiet jest wyjmowany i instalowany jest nowy. Kosztem jest przestój, cykle termiczne adaptera oraz okres produkcji folii niespełniającej specyfikacji przy rozruchu po każdej wymianie.

Płytowe zmieniacze sit (jedno- lub dwutłokowe) umożliwiają wymianę w kilka sekund przy pracującym ekstruderze. Urządzenie dwutłokowe wstępnie podgrzewa sito rezerwowe, dzięki czemu nie występuje skok ciśnienia przy zimnym rozruchu, co czyni je standardowym rozwiązaniem zalecanym dla linii do produkcji folii, w których wymiana następuje co kilka godzin.

Obrotowe zmieniacze sit o ruchu ciągłym są stosowane w liniach do wytłaczania folii z rozdmuchem o wysokiej wydajności lub z dużym udziałem regranulatu. Medium filtracyjne przesuwa się w sposób ciągły lub małymi krokami, utrzymując ciśnienie na niemal stałym poziomie, co zapewnia stabilną jakość folii podczas całej serii produkcyjnej. Jest to właściwy wybór, gdy w przeciwnym razie pakiet zapychałby się szybciej, niż operator zmieniacza płytowego byłby w stanie go wymienić.

Zmieniacze sit z funkcją wstecznego płukania okresowo odwracają niewielki przepływ stopu w celu oczyszczenia sita na miejscu. Nadają się do zastosowań o umiarkowanym zanieczyszczeniu i niskich wymaganiach dotyczących żelowania; w przypadku folii o wysokiej przezroczystości są mniej popularne, ponieważ częściowo oczyszczone sito nigdy nie odzyskuje w pełni swojej pierwotnej dokładności filtracji.

Wszystkie cztery opcje wykorzystują te same materiały eksploatacyjne — krążki siatkowe, płyty sitowe i osprzęt pakietu — a każda z nich zależy od tej samej dyscypliny specyfikacji opisanej powyżej. KAIFIL dostarcza pełen asortyment, od standardowego sita do ekstrudera do pakietów ręcznych po krążki filtracyjne z siatki drucianej o niestandardowym kształcie obrobione maszynowo zgodnie z układem śrub Państwa zmieniacza i geometrią matrycy.

FAQ

Jaką gęstość siatki (mesh) należy zastosować w sicie wytłaczarki do folii rozdmuchiwanej? Zacznij od grubości folii: 40–60 mesh dla grubej folii powyżej 100 µm, 80–100 mesh dla folii opakowaniowej 30–80 µm oraz 120–150 mesh dla cienkiej folii o wysokiej przezroczystości poniżej 30 µm. W przypadku przetwarzania dużej ilości regranulatu lub LLDPE należy dobrać siatkę o jedną klasę grubszą.

Kiedy należy wymieniać pakiet sit w linii do rozdmuchu folii? Wymianę należy przeprowadzić, gdy ciśnienie stopu osiągnie wartość zadaną — zazwyczaj 80–120 bar. Jeśli ciśnienie wzrasta do wartości progowej w ciągu zaledwie kilku godzin, oznacza to, że surowiec jest zanieczyszczony i należy wyeliminować źródło zanieczyszczeń, zamiast jedynie częściej wymieniać sita.

Dlaczego w folii nadal pojawiają się żele, mimo że sita są nowe? Trzy częste przyczyny: omijanie krawędzi pakietu przez stopione tworzywo (zbyt mały krążek lub krążek bez obrzeża), powstawanie żeli za sitem w samej matrycy z powodu wysokiej temperatury stopu oraz powstawanie żeli w cylindrze ze zdegradowanego tworzywa — żadne sito nie odfiltruje żeli, które powstają za nim.

Jaka temperatura stopu jest bezpieczna dla rozdmuchu folii PE? Większość procesów wytłaczania folii LDPE, LLDPE i HDPE odbywa się w temperaturze 170–230 °C. Długotrwała praca powyżej około 230 °C przyspiesza sieciowanie i karbonizację, co bezpośrednio zwiększa ilość żeli i czarnych punktów, niezależnie od dokładności filtracji sita.

Czy dodatek regranulatu zmienia specyfikację pakietu sit? Tak. Przemiał — zwłaszcza zadrukowane, zanieczyszczone lub zdegradowane odpady brzegowe — gwałtownie zwiększa stopień zanieczyszczenia i skraca żywotność sita. Przy dużym udziale przemiału należy zastosować nieco grubszą siatkę roboczą, dodać zmieniacz sit i monitorować krzywą ciśnienia, zamiast polegać na stałym harmonogramie.

Dobierz odpowiednie sita do swojej linii do wytłaczania folii z rozdmuchem

Właściwy pakiet sit dla linii do wytłaczania folii z rozdmuchem zależy od konkretnego polimeru, grubości folii, wydajności oraz poziomu udziału przemiału — a błędy w tym zakresie są widoczne na każdej rolce. KAIFIL produkuje sita do wytłaczarek ze stali nierdzewnej, dyski filtracyjne oraz niestandardowe elementy pakietów sit w naszym zakładzie w Shijiazhuang i wysyła je na cały świat. Prześlij nam szerokość głowicy, wymagania dotyczące mesh lub mikronów oraz procentowy udział przemiału, a nasi inżynierowie dobiorą odpowiednią dokładność filtracji i strategię wymiany sit dla Twojej linii. Skontaktuj się z KAIFIL, aby otrzymać ofertę i uzyskaj niestandardowe sita oraz wsparcie inżynieryjne dopasowane do Twojej produkcji folii.