روش‌های تولید انواع فیلم‌های پلیمری

(قسمت سوم)

    در قسمت‌های قبلی این مقاله، خواص انواع پلیمرها در فیلم‌های پلیمری، انواع آنها و مهم‌تر از همه، اصطلاحات رایج در آن بیان شد و در این قسمت به‌شرح روش‌های تولید انواع فیلم‌های پلیمری می‌پردازیم. فیلم‌های پلاستیکی معمولاً ترموپلاستیک هستند و از طریق ذوب کردن شکل‌دهی می‌شوند. فرآیند تولید انواع فیلم‌های پلیمری چهار واحد کلندر کردن، اکستروژن، پوشش‌دهی و لمینه کردن و کشیدگی و جهت‌دهی را شامل می‌شود. هم‌چنین اکستروژن عمدتاً به دو روش ورقه‌ای یا دمشی انجام می‌گیرد.

1. کلندر کردن (Calendering)

    رول‌های کلندر می‌توانند برای ایجاد فیلم از پلیمرهای داغ یا کشش بیش‌تر آنها به‌هدف کاهش ضخامت به‌کار روند و این واحد شامل چند مرحله توزین و اختلاط مواد اولیه، کامپاندسازی و خوراک‌دهی کلندر، پیکربندی کلندر (Calendering Configuration)، رول‌های آب‌دیده کردن و برجسته‌سازی (Tempering Rolls/Embossing Unit) و پیچش (Winding Station) است (شکل 1):

شکل 1. کلندر کردن فیلم پلیمری

2. اکستروژن (Extrusion)

    در فرآیند اکستروژن، گرانول یا پودر پلاستیک، مستربچ و سایر افزودنی‌ها مخلوط شده و وارد قیف دستگاه اکسترودر می‌شوند. سپس در داخل دستگاه اکسترودر ذوب شده و با حرکت ماردون به‌سمت دای حرکت می‌کنند. روش شکل‌دهی انواع فیلم‌های پلیمری از طریق اکستروژن و معمولاً به دو روش فرآیندی ورقه‌ای (Cast) و دمشی (blown) یا لوله‌ای (tubular) انجام می‌گیرد. امکان کواکستروژن در هر دو روش فرآیندی وجود دارد و شامل اکسترود دو یا چند لایه‌ای پلیمرهای متفاوت به یک فیلم است. فرآیند تولید فیلم‌های حباب‌دار نیز روش ویژه‌ای دارد که در ادامه به آن اشاره می‌شود.

    1-2- تولید فیلم به روش ورقه ای (Cast):

    روش اصلی صنعتی برای تولید انواع فیلم‌های پلیمری، فرآوری ورقه‌ای آن است. پس از خروج مذاب پلیمری از اکسترودر، مطابق شکل 2، پلیمر به‌صورت ورقه‌ای شکل‌دهی می‌شود و پس از این مرحله، فیلم‌ها سرد و رول می‌شوند.

شکل 2. تولید فیلم به‌روش ورقه‌ای

    این فیلم‌ها در انواع فیلم‌های تک لایه‌ای و چند لایه از جنس LDPE ،LLDPE ،HDPE ،PVC ،EVA و … ساخته می‌شوند. همان‌طور که در شکل 3 مشاهده می‌شود، این فیلم‌ها در تولید انواع فیلم کششی (برای بسته‌بندی مواد غذایی و قطعات صنعتی)، لمینیت فیلم با کاغذ (تولید سفره یک‌بار مصرف)، تولید فیلم‌های با طرح سه بعدی و … به‌کار می‌روند.

روش تولید

فیلم کششی PVC/LD

لمینت فیلم با کاغذ

فیلم سه بعدی

شکل 3. فیلم‌های فرآوری‌شده به‌روش ورقه‌ای

    2-2- تولید فیلم به‌روش دمشی (Blown):

    همان‌طور که در شکل 4 مشاهده می‌شود، پس از خروج مذاب پلیمری از انتهای سیلندر مواد مذاب، اکسترودر وارد قالب می‌شود. در روش دمشی، قالب دستگاه به‌صورت حلقوی بوده و مواد خارج‌شده از قالب به‌صورت مایع هستند که در اثر وزش باد از خرطوم‌های اطراف آن، خنک شده و لوله پلی‌اتیلن (گلدان فیلم) به‌ضخامت مشخصی تشکیل می‌دهند. ضخامت فیلم توسط قالب تعیین می‌شود و شدت وزش باد تعیین‌کننده عرض فیلم پلیمری است. در این فرآیند، هوا به حلقه اکسترودشده فشار وارد می‌کند تا فیلم را بسط دهد و چارچوب صاف خطوط، قبل از سرد و سفت شدن (annealing)، فیلم اکسترودشده را می‌کشد. دستگاه تولید این فیلم‌ها شامل سیستم خنک‌کن داخلی، تثبیت حباب تولیدی، سیستم اتوماتیک کنترل ضخامت و دمای قالب، سیستم‌های دوخت و برش و چاپ است.

شکل 4. تولید فیلم به‌روش دمشی

    این روش در تولید انواع فیلم‌های عریض کشاورزی، جمع‌شونده، FFS (فرم-پرکردن-بستن)، فیلم از جنس TPU و فیلم غشایی و… با استفاده از پلیمرهای مختلف LLDPE ،LDPE ،HDPE ،PA ،EVA و PVC به‌کار می‌رود. کاربردهای دیگر این فیلم‌ها در تولید نایلون و نایلکس بسته‌بندی، کیسه‌های خرید و تبلیغاتی، کیسه‌های سرم، بسته‌بندی معمولی و مخصوص مواد غذایی (با لایه ضد نفوذ اکسیژن)، پوشش گل‌خانه‌ها و سفره‌های یک‌بار مصرف است.

روش تولید	فیلم کششی PE	فیلم جمع‌شونده پلی اولفینی	دستگاه FFS عمودی
	فیلم PVC برای بسته‌بندی	هلیکوپتر با پوشش فیلم جمع‌شونده	نمونه بسته‌بندی با فیلم FFS

شکل 5. فیلم‌های فرآوری‌شده به‌روش دمشی

    3-2- تولید فیلم حباب‌دار (Air Bubble):

    در تولید این فیلم‌ها معمولاً از پلی اتیلن LD استفاده می‌شود. خروجی دای T شکل است و غلتک‌های سردکننده، دو لایه‌کننده هستند. این دو لایه از دو غلتک سردکننده سیلیکونی عبور می‌کنند. با دمش هوا از یکی از غلتک‌ها، حباب‌های هوا به‌صورت حرارتی ایجاد می‌شوند و به‌طور هم‌زمان، لایه دیگر به‌صورت فشاری بر روی آن لمینه شده و سرد می‌شود. پس از آن، لایه‌های ایجادشده سرد شده و رول می‌شوند. بخشی از خط تولید این فیلم‌ها و کاربرد آن در شکل 6 نشان داده شده است. فیلم‌های حباب دار به‌صورت دو تا هفت لایه (لمینیت با فویل آلومینیومی و یا فوم پلی‌اتیلن) جهت استفاده در صنایع بسته‌بندی، پاکت‌های پستی و غیره به‌کار می‌روند.

شکل 6. بخشی از خط تولید فیلم‌های حباب‌دار و کاربرد آن

3. لمینه کردن (Laminating) و پوشش‌دهی (Coating)

    در فرآیند لمینه کردن، دو یا تعداد بیش‌تر فیلم به‌شکل ساندویچی با هم ادغام می‌شوند. پوشش‌دهی انواع فیلم‌های پلیمری نیز به‌کمک اکستروژن با ایجاد فیلمی بر روی بستر یا فیلمی دیگر به‌کار می رود (شکل 2).

شکل 7. فرآیند لمینه کردن و پوشش‌دهی فیلم‌های پلیمری

4. کشیدگی و جهت دهی (Stretching/Orienting)

    با روش اسلات-دای، امکان تولید فیلم‌های پلیمری جهت‌دهی‌نشده، جهت‌دهی‌شده در یک سو یا دو سو امکان‌پذیر است که در برخی موارد، با استفاده از غلتک‌ها صیقلی می‌شوند. این مرحله در مواردی که سطحی با ضخامت یک‌نواخت و کیفیت بالا مورد نیاز است، توصیه می‌شود. استحکام فیلم‌های حاصل از پلیمرهای کریستالی مانند PET، پس از بلورینگی تا حد زیادی افزایش می‌یابد. جهت‌دهی فیلم‌های پلیمری هم‌چنین می‌تواند در جهت دستگاه یا جهت عرضی باشد.

شکل 8. کشیدگی و جهت‌دهی فیلم‌های پلیمری

5. رول کردن فیلم

    فیلم توسط چوب بلندی به غلتک بالایی رسانده شده، از روی غلتک بالایی عبور کرده و به غلتک پایینی می‌رسد. غلتک بالایی دستگاه هماهنگ با غلتک پایینی کار می‌کند. در واقع فیلم پلیمری یک مسیر مخروطی را طی می‌کند. هر چه سرعت چرخش غلتک پایینی بیش‌تر باشد، نازک‌تر و هر چه سرعت کم‌تر باشد، ضخیم‌تر می‌شود. فیلم بعد از گذشت از غلتک دوم، به‌صورت رول‌هایی درمی آید و در صورت نیاز، به مرحله بعد یعنی کوره دوخت فرستاده می‌شود.

• افزودنی‌ها

    با توجه به کاربرد نهایی فیلم‌ها، پارامترهای زیادی از جمله سُری و بازشوندگی، خواص آنتی استاتیک و … اهمیت پیدا می‌کنند. از این رو شرکت آریا پلیمر، استفاده از سازگارکننده PP یا PE مالئیکه (در فیلم‌های چند لایه)، مستربچ‌های افزودنی هسته‌زا (بهبود شفافیت)، روشن‌کننده نوری (بهبود براقیت)، آنتی استاتیک، پایدارکننده نور UV و کمک فرآیند را در فرآیند تولید فیلم‌ها پیشنهاد می‌کند. این افزودنی‌ها در مرحله اکسترود، به‌همراه گرانول یا پودر پلاستیک، به اکستروژن اضافه می‌گردد و موجب بهبود خواص نهایی فیلم و تولید محصول با قابلیت رقابت بیشتر می‌گردد.

    برای آشنایی بیش‌تر با انواع افزودنی‌های فیلم‌های پلیمری و انتخاب بهترین گزینه، با ما تماس بگیرید.