吹膜相关工艺及常见问题的分析解决
2016/6/20 16:22:17
摘 要：在吹膜过程中，常见问题如薄膜出现褶皱、薄膜透明度差，鱼眼多、薄膜厚度不均、卷绕时跑卷等，本文将针对这些问题进行一些简单的分析和探讨，并提出相应的解决办法。
关键词：吹膜 塑料薄膜 薄膜透明度 膜泡
1引言
塑料吹膜机是将塑料粒子加热融化再吹成薄膜。 塑料吹膜机分很多种，有PE胶袋，PO胶袋、PP胶袋、OPP胶袋等等。 用全新的粒子吹出的是新料，色泽均称，干净，袋子拉伸好。也有人用回收的塑料袋来制成粒子，这种粒子一般叫旧料，制成粒子时通常是灰色的，在制成袋子时通常要添加色素，制成袋子着色不匀，脆且易断，价格也较低。虽然是回收的塑料袋但一般都是制袋过程中的废品袋和通常意义上的垃圾塑料还是有很大的区别的[1]。塑料吹膜机生产的是塑料膜适用于各种薄膜包装。该种膜由于其阻隔性好，保鲜，防湿，防霜冻，隔氧，耐油，可广泛用于轻重包装。如各种鲜果、肉食品、酱菜、鲜牛奶、液体饮料、医药用品等[2]。
2 聚乙烯吹塑薄膜材料的选择
2.1 选用的原料应当用吹膜级的聚乙烯树脂粒子，含有适量爽滑剂，保证薄膜的开口性。[3]
2.2
树脂粒子的熔融指数（MI）太大，则熔融树脂的粘度太小，加工范围窄，加工条件难以控制，树脂成膜性差，不容易加工成膜；此外，熔融指数（MI）太大，聚合物相对分子量分布太窄，薄膜强度差。因此，应当选用熔融指数（MI）较小，且相对分子量分布较宽的数值原料，这样既能满足薄膜的性能要求，又能保证树脂的加工特性。吹塑聚乙烯薄膜一般选用熔融指数（MI）在2-6g/10min范围质检的聚乙烯原料。[4]
3 吹塑工艺控制要点
3.1 吹塑薄膜工艺大致如下：
料斗上料→物料塑化挤出→吹胀牵引→风环冷却→人字夹板→牵引辊牵引→薄膜收卷
但是，值得指出的是，吹塑薄膜的性能跟生产工艺参数有着很大的关系，因此，在吹膜过程中，必须要加强对工艺参数的控制，规范工艺操作，保证生产的顺利进行，并获得高质量的薄膜产品[5]。在聚乙烯吹塑薄膜生产过程中，主要是做好以下几项工艺参数的 控制：
3.1.1 挤出机温度
吹塑低密度聚乙烯（LDPE）薄膜时，挤出温度以半年控制在160℃-170℃之间，且必须保证机头温度均匀，挤出温度过高，树脂容易分解，且薄膜发脆，尤其使纵向拉伸强度显著下降；温度过低，则树脂塑化不良，不能圆滑地进行膨胀拉伸，薄膜的拉伸强度降低，且表面的光泽性很透明度差，甚至出现像木材年轮般的花纹以及未融化的鱼眼。[6]
3.1.2 吹胀比
吹胀比是吹塑薄膜生产功过的控制要点之一，是指吹胀之后膜泡的直径与未吹胀的管径之间的比值。吹胀比为薄膜的横向膨胀倍数，实际上是对薄膜进行横向拉伸，拉伸会对塑料分子产生一定程度的取向作用，吹胀比增大，从而使薄膜的横向强度提高。但是，吹胀比也不能过大，否则容易造成膜泡不稳定，且薄膜容易出现皱折。因此，吹胀比应当同牵引比配合适当才行，一般来说，低密度聚乙烯（LDPE）薄膜的吹胀比应控制在2.5-3.0为宜。[6]
3.1.3 牵引比
牵引比是指薄膜的牵引速度与管环挤出速度之间的比值。牵引比是纵向的拉伸倍数，使薄膜在引取方向上具有定向作用。牵引比增大，则纵向强度也会随之提高，且薄膜的厚度变薄，但如果牵引比过大，薄膜的厚度难以控制，甚至有可能会将薄膜拉断。低密度聚乙烯（LDPE）薄膜的牵引比一般控制在4-6之间为宜。[6]
3.1.4 露点
露点又称霜白线，指塑料油粘流态进入高弹态的分界线。在吹膜过程中，低密度聚乙烯（LDPE）薄膜在从模口中挤出时呈熔融状态，透明度良好。当离开模口之后，要通过坑却风环对膜泡的吹胀区进行冷却，冷却空气以一定的角度和速度吹向刚从机头挤出的塑料膜泡时，高温的膜泡与冷却空气相接触，膜泡的热量会被冷空气带走，其温度会明显下降到低密度聚乙烯（LDPE）的粘流态温度以下，从而使其冷却固化且变得模糊不清了。在吹塑膜泡上我们可以看到一条透明盒模糊之间的分界线，这就是霜白线。
在吹膜过程中，露点的高低对薄膜性能有一定的影响。如果露点高，位于吹胀后的膜泡的上方，则薄膜的吹胀是在液态下进行的，吹胀仅使薄膜变薄，而分子不受到拉伸取向，这时的吹胀膜性能接近于流延膜，相反，如果露点比较低，则吹胀是在固态下进行的，此时处于高弹态下，吹胀就如同横向拉伸一样，使分子发生取向作用，从而使吹胀膜的性能接近于定向膜。[6]
4 薄膜性能的技术要求
4.1 规格和偏差
聚乙烯薄膜的宽度，厚度应当符合要求，薄膜厚度均匀，纵向，横向的厚度偏差小，且偏差分布比较均匀。[7]
4.2 外观
要求聚乙烯薄膜塑化良好，无明显的鱼眼，薄膜表面平整光滑，无褶皱，无气泡，破裂现象，无明显黑点，杂质，不允许有挂斜线和丝纹存在。[7]
4.3 物理机械性能
由于吹塑后的聚乙烯薄膜用于印刷或者复合加工工艺时，要受到机械力的作用，因此，要求聚乙烯薄膜的物理机械性能应当优良，主要包括拉伸强度，断裂伸长率，撕裂强度等几项指标符合标准。[7]
5 吹膜常见问题的分析解决
5.1薄膜出现褶皱
薄膜出现褶皱，其根本原因是薄膜横向厚度不均匀，哪怕是很微小，经过积累后也可造成比较明显的褶皱[8]，影响落膘实验[9]、薄膜撕裂实验[10]、薄膜摩擦系数[11]等的测定数据。可从以下几方面解决：（1）降低熔体温度，可以有效降低熔体流动性，在模头挤出时比较结实，不因冷却风而膜泡歪斜而造成薄膜冷却不均。（2）减少冷却风量或调解冷却风不匀的情况。（3）人字板的夹角过大，使得薄膜在短时间内被压扁，因而出现褶皱的问题[8]，应适当减小人字板的夹角。（4）膜口挤料不均匀，应调解口模，使之处于竖直状态。（5）收卷辊张力过大把膜拉褶。应适当减小收卷辊张力[12]。
5.2 薄膜透明度差
聚烯烃为结晶性高聚物，改善透明度的关键是降低结晶度及使球晶细小，主要的影响因素是树脂原料[13]。吹膜工艺只能是在一定程度上改善薄膜的透明度。（1）挤出温度偏低，熔体塑化不良，应适当提高熔体温度[6]。（2）冷却效果不佳，影响了透明度，应适当增大冷却风量[13]。（3）树脂粒子中含有大量水分，应充分干燥粒子。
5.3 薄膜鱼眼多
鱼眼主要是原料中的添加剂、低分子量树脂及粉尘等，在加工中凝结在口模上，累积一定数量后被膜不断带走，从而在膜上形成鱼眼[14]。由于是树脂中的析出物造成的，所以不能从根本上消除，工艺上主要调解的办法有：（1）一定时间后，加大螺杆速度，提高熔体挤出压力，带走析出物[14]。（2）定期清洁口模。（3）适当提高熔体温度，充分塑化。
5.4 薄膜横向厚度不均
