< Blown film extrusion

Blown film extrusion/hi

चित्र 1: पॉलीइथिलीन विकिपीडिया लेख से पॉलीइथिलीन श्रृंखला का मॉडल।

ब्लोन फिल्म एक्सट्रूज़न एक ऐसी तकनीक है जो प्लास्टिक फ़िल्म बनाने की सबसे आम विधि है , खास तौर पर पैकेजिंग उद्योग के लिए [1] । इस प्रक्रिया में पिघले हुए पॉलीमर की एक ट्यूब को डाई के माध्यम से बाहर निकालना और एक पतली फिल्म बुलबुला बनाने के लिए इसके शुरुआती व्यास से कई गुना अधिक फुलाना शामिल है। फिर इस बुलबुले को बंद करके ले-फ़्लैट फ़िल्म के रूप में इस्तेमाल किया जाता है या बैग में बनाया जा सकता है। आमतौर पर इस प्रक्रिया के साथ पॉलीइथिलीन उपयोग किया जाता है, और अन्य सामग्रियों को इन पॉलिमर के साथ मिश्रण के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। [1] पॉलीइथिलीन श्रृंखला का एक आरेख दाईं ओर चित्र 1 में दिखाया गया है।

पॉलिमर पर पृष्ठभूमि सिद्धांत

ब्लोन फिल्म एक्सट्रूज़न के कूलिंग चरण में, अनाकार , पारदर्शी पिघल क्रिस्टलीकृत करके एक पारभासी, धुंधली या अपारदर्शी फिल्म बनाता है। वह बिंदु जहाँ बुलबुले में अपारदर्शिता शुरू होती है उसे फ्रॉस्ट लाइन के रूप में जाना जाता है।

फ्रॉस्ट लाइन की ऊंचाई कई मापदंडों द्वारा नियंत्रित होती है: हवा का प्रवाह, फिल्म की गति और फिल्म और आसपास के तापमान का अंतर। [2] फिल्म के गुण, जैसे तन्य शक्ति, लचीली शक्ति, कठोरता और ऑप्टिकल गुण, अणुओं के अभिविन्यास के आधार पर काफी हद तक बदल जाते हैं। [2] जैसे-जैसे अनुप्रस्थ या घेरा दिशा गुण बढ़ते हैं, मशीन या अनुदैर्ध्य दिशा गुण घटते हैं। उदाहरण के लिए, यदि सभी अणु मशीन दिशा में संरेखित होते, तो उस दिशा में फिल्म को फाड़ना आसान होता, और अनुप्रस्थ दिशा में बहुत मुश्किल होता।

फिल्म उड़ाने की प्रक्रिया

चित्र 2: उपयोगकर्ता: जे.चियांग द्वारा सेट-अप का योजनाबद्ध ।

आमतौर पर, ब्लोन फिल्म एक्सट्रूज़न को ऊर्ध्वाधर रूप से ऊपर की ओर किया जाता है, हालाँकि क्षैतिज और नीचे की ओर एक्सट्रूज़न प्रक्रियाएँ अब अधिक आम होती जा रही हैं [3] [2] चित्र 2 ब्लोन फिल्म एक्सट्रूज़न के लिए सेट-अप का एक योजनाबद्ध दिखाता है। इस प्रक्रिया में चार मुख्य चरण होते हैं:

  1. बहुलक सामग्री एक गोली के रूप में शुरू होती है, जिसे क्रमिक रूप से संकुचित किया जाता है और एक निरंतर, चिपचिपा तरल बनाने के लिए पिघलाया जाता है। ४ ] इस पिघले हुए प्लास्टिक को फिर एक कुंडलाकार डाई के माध्यम से मजबूर किया जाता है, या बाहर निकाला जाता है
  2. डाई के केंद्र में एक छेद के माध्यम से हवा को इंजेक्ट किया जाता है , और दबाव के कारण बाहर निकाला गया पिघला हुआ पदार्थ एक बुलबुले में फैल जाता है। बुलबुले में प्रवेश करने वाली हवा इसे छोड़ने वाली हवा की जगह लेती है, ताकि फिल्म की एक समान मोटाई सुनिश्चित करने के लिए समान और निरंतर दबाव बनाए रखा जा सके। [3]
  3. बुलबुला लगातार डाई से ऊपर की ओर खींचा जाता है और एक कूलिंग रिंग फिल्म पर हवा उड़ाती है। आंतरिक बुलबुला शीतलन का उपयोग करके फिल्म को अंदर से भी ठंडा किया जा सकता है। यह बुलबुले के अंदर के तापमान को कम करता है, जबकि बुलबुले का व्यास बनाए रखता है। [2]
  4. पर जमने के बाद , फिल्म निप रोलर्स के एक सेट में चली जाती है जो बुलबुले को ढहा देती है और इसे दो सपाट फिल्म परतों में समतल कर देती है। खींचने वाले रोल फिल्म को विंडअप रोलर्स पर खींचते हैं। इस प्रक्रिया के दौरान फिल्म आइडलर रोल से होकर गुजरती है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि फिल्म में एक समान तनाव है। निप रोलर्स और विंडअप रोलर्स के बीच, फिल्म एक उपचार केंद्र से गुजर सकती है, जो आवेदन पर निर्भर करता है। इस चरण के दौरान, फिल्म को एक या दो फिल्में बनाने के लिए स्लिट किया जा सकता है, या सतह का उपचार किया जा सकता है। [2]

लाभ

ब्लोन फिल्म में आमतौर पर कास्ट या एक्सट्रूडेड फिल्मों की तुलना में यांत्रिक गुणों का बेहतर संतुलन होता है क्योंकि इसे अनुप्रस्थ और मशीन दोनों दिशाओं में खींचा जाता है। पतली फिल्म के यांत्रिक गुणों में तन्यता और लचीली ताकत और कठोरता शामिल है। दोनों दिशाओं में लगभग समान गुण फिल्म में अधिकतम कठोरता की अनुमति देते हैं। [1] [5]

ब्लोन फिल्म एक्सट्रूज़न का उपयोग एक बड़ी फिल्म, दो छोटी फिल्में या ट्यूब बनाने के लिए किया जा सकता है जिन्हें बैग में बनाया जा सकता है। इसके अलावा, एक डाई बिना किसी महत्वपूर्ण ट्रिमिंग के कई अलग-अलग चौड़ाई और आकार बना सकती है। प्रक्रिया में लचीलेपन के इस उच्च स्तर के कारण स्क्रैप सामग्री कम होती है और उत्पादकता अधिक होती है। ब्लोन फिल्मों को कास्ट एक्सट्रूज़न की तुलना में कम पिघलने वाले तापमान की भी आवश्यकता होती है। डाई ओपनिंग पर मापा गया, कास्ट फिल्म का तापमान लगभग 220 डिग्री सेल्सियस है, [6] जबकि ब्लोन फिल्म का तापमान लगभग 135 डिग्री सेल्सियस है। [7] इसके अलावा, उपकरण की लागत कास्ट लाइन का लगभग 50% है। [2]

नुकसान

ब्लो फिल्म में फ्लैट फिल्म की तुलना में कम प्रभावी शीतलन प्रक्रिया होती है। फ्लैट फिल्म कूलिंग को चिल रोल या पानी के माध्यम से किया जाता है, [5] जिसमें ब्लो फिल्म कूलिंग प्रक्रिया में उपयोग की जाने वाली हवा की तुलना में काफी अधिक विशिष्ट ऊष्मा क्षमता होती है। उच्च विशिष्ट ऊष्मा क्षमता पदार्थ को पदार्थ के तापमान में कम परिवर्तन के साथ अधिक ऊष्मा अवशोषित करने की अनुमति देती है। कास्ट फिल्म की तुलना में, ब्लो फिल्म में फिल्म की मोटाई को नियंत्रित करने की एक अधिक जटिल और कम सटीक विधि होती है; कास्ट फिल्म में 1 से 2% की मोटाई में भिन्नता होती है जबकि ब्लो फिल्म के लिए यह 3 से 4% होती है। [2] कास्टिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले रेजिन में आमतौर पर कम मेल्ट फ्लो इंडेक्स होता है , [2] जो पॉलिमर की वह मात्रा है जिसे मानक प्रक्रिया के अनुसार 10 मिनट में एक मानक डाई के माध्यम से मजबूर किया जा सकता है। [ 8 [10] परिणामस्वरूप, कास्ट फिल्म के लिए उत्पादन दर अधिक होती है: कास्ट फिल्म लाइनें 300 मीटर/मिनट तक की उत्पादन दर तक पहुँच सकती हैं, जबकि ब्लो फिल्म लाइनें आमतौर पर इस मूल्य के आधे से भी कम होती हैं। [11] और अंत में, कास्ट फिल्म में पारदर्शिता , धुंध और चमकसहित बेहतर ऑप्टिकल गुण होते हैं ।

सामान्य समस्या

  • फिल्म परतों और रोलर्स के बीच हवा का फंसना - इससे फिल्म पर खरोंच या झुर्रियाँ पड़ सकती हैं, या कम घर्षण के कारण फिल्म को लपेटते समय प्रसंस्करण संबंधी समस्याएँ हो सकती हैं। इसका संभावित समाधान फंसी हुई हवा को निकालने के लिए वैक्यूम का उपयोग करना या रबर कवर में हीरे के आकार के खांचे के साथ घुमावदार रोल का उपयोग करके सतह क्षेत्र को बढ़ाना और फिल्म में फंसी हुई हवा की मात्रा को कम करना है। [2]
  • डाई से बड़े आउटपुट में उतार-चढ़ाव - यह मोटाई में भिन्नता का कारण बनता है, और एक्सट्रूडर को साफ रखकर और एक्सट्रूडर में अधिक सुसंगत आकार के छर्रों का उपयोग करके इसे रोका जा सकता है। [12]
  • पिघली हुई दरारें - ये फिल्म की सतह पर खुरदरापन या लहरदार रेखाओं के रूप में दिखाई देती हैं, और पॉलिमर पिघल की चिपचिपाहट को कम करके इसे समाप्त किया जा सकता है। यह पिघलने के तापमान को बढ़ाकर या सामग्री संरचना में एक आंतरिक स्नेहक जोड़कर किया जा सकता है। [12]
  • फिल्म में मोटाई में भिन्नता - हर रन से पहले एक्सट्रूज़न लाइन में डाई को केंद्रित करके, शीतलन प्रणाली की हवा की गति को समायोजित करके या गर्म डाई होंठों का उपयोग करके इसे टाला जा सकता है। [12]
  • फिल्म की सतह पर डाई लाइन्स - यह दोष फिल्म की सौंदर्य अपील को कम करता है, ऑप्टिकल गुणों को कम करता है, और यांत्रिक गुणों जैसे कि टियर स्ट्रेंथ को कमजोर करता है। आमतौर पर डाई की आंतरिक सतहों को नियमित रूप से साफ करके और खरोंच या खुरदरी फ्लो सतहों को फिर से तैयार करके इसे टाला जा सकता है। [12]
  • जैल - ये दोष फिल्म में समाहित या फिल्म की सतह पर चिपके हुए छोटे, कठोर कण होते हैं और फिल्म की सौंदर्य अपील को कम करते हैं और तनाव सांद्रता बिंदुओं का कारण बनते हैं जिसके परिणामस्वरूप समय से पहले विफलता हो सकती है। ये डाई में पॉलिमर के क्षरण के बिंदु तक अधिक गरम होने के कारण होते हैं, और इसलिए नियमित रूप से डाई की आंतरिक सतहों की सफाई करके इससे बचा जा सकता है। [12]

प्रक्रिया का अनुकूलन

सह-निष्कासन

ब्लोन फिल्म एक्सट्रूज़न की लाइन दक्षता में सुधार करने का एक तरीका कोएक्सट्रूज़न को लागू करना है। यह एक ही डाई के माध्यम से एक साथ दो या अधिक सामग्रियों को बाहर निकालने की प्रक्रिया है। डाई में छिद्रों को इस तरह व्यवस्थित किया जाता है कि परतें ठंडा होने से पहले एक साथ विलीन हो जाती हैं। [ 2 ] यह प्रक्रिया समय बचाती है क्योंकि यह एक ही समय में दो या अधिक परतों को बाहर निकालती है, और यह बहुपरत फिल्मों का उत्पादन करने के लिए कम चरणों वाली एक विधि प्रदान करती है। तीन परतों की एक कोएक्सट्रूडेड बहुपरत फिल्म के लिए उत्पादन दर लगभग 65 मीटर/मिनट है, [13] और ब्लोन फिल्म की एक परत के लिए उत्पादन दर लगभग 130 मीटर/मिनट है। [11] इस प्रकार, तीन परत वाली बहुपरत फिल्म के 10 000 मीटर का उत्पादन करने के लिए, एकल परत वाली ब्लोन फिल्म प्रक्रिया का उपयोग करने में लगभग 4 घंटे लगेंगे कोएक्सट्रूज़न स्तरित फिल्मों के उत्पादन का सबसे कम खर्चीला साधन है और कोएक्सट्रूज़न प्रणाली उत्पादन लाइन डाउन टाइम को कम करने के लिए त्वरित बदलाव करने में सक्षम है। [14]

पिघले हुए तापमान को न्यूनतम करना

पॉलिमर पिघल के तापमान को कम करके उड़ा फिल्म एक्सट्रूज़न की दक्षता में सुधार किया जा सकता है। पिघल तापमान को कम करने से पिघल को एक्सट्रूडर में कम गर्म करने की आवश्यकता होती है। सामान्य एक्सट्रूज़न स्थितियों में पिघलने का तापमान लगभग 190 डिग्री सेल्सियस [15] होता है, इस तथ्य के बावजूद कि पिघल का तापमान केवल 135 डिग्री सेल्सियस होने की आवश्यकता होती है। [7] हालांकि, पिघलने के तापमान को इतना कम करना हमेशा व्यावहारिक नहीं होता है। पिघल तापमान को 2 से 20 डिग्री सेल्सियस कम करके, मोटर लोड को लगभग 1 से 10% तक कम किया जा सकता है। [16] इसके अलावा, पिघल तापमान में कमी से शीतलन की कम आवश्यकता होती है, इसलिए शीतलन प्रणाली का कम उपयोग होता है। इसके अलावा, बुलबुले से गर्मी निकालना आमतौर पर इस एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में दर-सीमित कारक होता है पिघले हुए तापमान को न्यूनतम बनाए रखने का एक तरीका एक एक्सट्रूडर चुनना है जो विशिष्ट प्रसंस्करण स्थितियों से मेल खाता हो, जैसे पिघले हुए पदार्थ की सामग्री, दबाव और थ्रूपुट। [12]

गर्म एक्सट्रूज़न डाई होंठ

आम तौर पर, पिघले हुए फ्रैक्चर के समाधान में आउटपुट को कम करना या एक्सट्रूडर में कतरनी तनाव को कम करने के लिए पिघले हुए तापमान को बढ़ाना शामिल है। ये दोनों विधियाँ आदर्श नहीं हैं क्योंकि वे दोनों ही उड़ाई गई फिल्म लाइन की दक्षता को कम करती हैं। गर्म एक्सट्रूज़न डाई लिप्स इस समस्या को हल कर सकते हैं। यह लक्षित हीटिंग विधि पिघले हुए फ्रैक्चर को खत्म करते हुए संकरे डाई गैप के साथ फिल्म एक्सट्रूडर को उच्च उत्पादन दरों पर चलाने की अनुमति देती है। [17] पॉलिमर पिघल की सतह पर सीधी गर्मी लागू होती है क्योंकि यह डाई से बाहर निकलती है ताकि चिपचिपाहट कम हो जाए। इसलिए, पिघले हुए फ्रैक्चर, जो एक बार में बहुत अधिक पॉलिमर को बाहर निकालने की कोशिश करने पर होते हैं, अब उत्पादन दर बढ़ाने के लिए एक सीमित कारक के रूप में कार्य नहीं करेंगे। [17] इसके अलावा, गर्म डाई लिप्स पिघलने के तापमान को बढ़ाने की तुलना में कम ऊर्जा का उपयोग करते हैं क्योंकि केवल पिघल की सतह को गर्म किया जाता है और तरल के थोक को नहीं। गर्म डाई लिप्स का उपयोग करने का एक और लाभ यह है कि उस स्थिति में फिल्म को पतला बनाने के लिए डाई परिधि के साथ कुछ क्षेत्रों में गर्मी जोड़कर मोटाई भिन्नता को नियंत्रित किया जा सकता है। यह सुनिश्चित करेगा कि कोई अतिरिक्त सामग्री का उपयोग नहीं किया जाता है। [18]

अनुप्रयोग

चित्र 3: विकिपीडिया:प्लास्टिक रैप से उपभोक्ता खाद्य आवरण ।
  • कृषि फिल्म
  • थैलियों
  • उद्योग पैकेजिंग, हटना फिल्म , खिंचाव फिल्म
  • उपभोक्ता पैकेजिंग, खाद्य आवरण, परिवहन पैकेजिंग (चित्र 3 में दिखाया गया है)
  • लैमिनेटिंग फिल्म
  • बैरियर फिल्म
  • बहुपरत फिल्म
  • और नैनोवायर फिल्मों के बड़े पैमाने पर निर्माण में ब्लोन फिल्म एक्सट्रूज़न को शामिल करने के लिए शोध किया गया है [19] [20]

संदर्भ

  1. ↑यहाँ जाएं:1.0 1.1 1.2 प्लास्टिक विकी। "ब्लोन फिल्म एक्सट्रूज़न।" प्लास्टिक विकी। 2008. 6 नवंबर 2008. < http://web.archive.org/web/20170723214049/http://plastics.inwiki.org:80/Blown_film_extrusion >।
  2. ↑यहाँ जाएं:2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 गाइल्स, हेरोल्ड एफ. जूनियर, जॉन आर. वैगनर जूनियर, और एल्ड्रिज एम. माउंट III. एक्सट्रूज़न: द डेफ़िनिटिव प्रोसेसिंग गाइड एंड हैंडबुक. न्यूयॉर्क: विलियम एंड्रयू पब्लिशिंग, 2005.
  3. ↑यहाँ जाएं:3.0 3.1 चंदा, मानस और सलिल के. रॉय. प्लास्टिक टेक्नोलॉजी हैंडबुक, चौथा संस्करण. फ्लोरिडा: सीआरसी प्रेस, 2007.
  4. ↑ कैलिस्टर, विलियम डी. जूनियर. मैटेरियल्स साइंस एंड इंजीनियरिंग एन इंट्रोडक्शन. 6वां संस्करण. मैसाचुसेट्स: जॉन विले एंड संस इंक, 2003.
  5. ↑यहाँ जाएं:5.0 5.1 रोसाटो, डोनाल्ड वी. प्लास्टिक का संक्षिप्त विश्वकोश। मैसाचुसेट्स: क्लूवर एकेडमिक पब्लिशर्स, 2000।
  6. ↑ वैन, डेर मोलेन थियोडोरस जैकोबू। "उच्च घनत्व वाली पॉलीइथिलीन से कास्ट फिल्म के उत्पादन की प्रक्रिया।" यूरोपीय पेटेंट EP0278569। अगस्त 1988।
  7. ↑यहाँ जाएं:7.0 7.1 वैन, डेर मोलेन थियोडोरस जैकोबू। "ब्लोन फिल्म और ओरिएंटेड फिल्म की तैयारी की प्रक्रिया।" यूरोपीय पेटेंट EP0156130। सितंबर 1991।
  8. ↑ चुई, क्यूएसएच एट अल. "पिघल प्रवाह सूचकांक की एक अंतर-प्रयोगशाला तुलना: सहभागी प्रयोगशालाओं के लिए प्रासंगिक पहलू।" पॉलिमर परीक्षण। खंड 26, अंक 5 (अगस्त 2007):576-586
  9. ↑ एबनेसाजाद, सिना. मेल्ट प्रोसेसेबल फ्लोरोपॉलीमर्स. न्यूयॉर्क: विलियम एंड्रयू इंक, 2003.
  10. ↑ चांग, ​​ए.सी. एट अल. "पॉलीइथिलीन और उच्च पिघलन शक्ति वाले पॉलीप्रोपाइलीन के मिश्रण से बनी ब्लोन फिल्म में तन्यक टूटन के तंत्र।" पॉलिमर। खंड 43, अंक 24 (नवंबर 2002): 6515-6526
  11. ↑यहाँ जाएं:11.0 11.1 डायसन, आर.डब्ल्यू. इंजीनियरिंग पॉलिमर्स। न्यूयॉर्क: चैपमैन और हॉल, 1990।
  12. ↑यहाँ जाएं:12.0 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 कैंटर, किर्क. ब्लोन फिल्म एक्सट्रूज़न: एक परिचय. ओहियो: हैंसर पब्लिशर्स, 2006.
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  14. ↑ कुक, वॉरेन आर. "को-एक्सट्रूज़न उपकरण।" संयुक्त राज्य अमेरिका पेटेंट 5324187. जून 1994
  15. ↑ डॉव्ड, लॉरेंस ई. "ब्लोन फिल्म एक्सट्रूज़न।" यूनाइटेड स्टेट्स पेटेंट 4632801. दिसंबर 1986
  16. ↑ शैनन, पोर्टर सी. "पॉलीइथिलीन फिल्में।" संयुक्त राज्य अमेरिका पेटेंट 7101629. सितंबर 2006.
  17. ↑यहाँ जाएं:17.0 17.1 बेंटिवोग्लियो, अल्फ्रेडो। "हीटेड डाई लिप्स सिस्टम।" कनाडा पेटेंट सीए 2204548. जून 2001।
  18. ↑ मोरियारिटी, ग्रेगरी जे. "एक्सट्रूडेड पॉलीमर फिल्म की मोटाई को नियंत्रित करने के लिए गर्म डाई लिप्स।" यूनाइटेड स्टेट्स पेटेंट 6273701. अगस्त 2001.
  19. ↑ डाल्टन, एलन, और इज़ाबेला जुरेविक्ज़। "नैनोटेक्नोलॉजी मीट्स बबलोलॉजी।" नेचर नैनोटेक्नोलॉजी। खंड 2 (जून 2007): 339-340
  20. ↑ यू, गुइहुआ, एनयुआन काओ, और चार्ल्स एम. लिबर। "अलाइन्ड नैनोवायर और कार्बन नैनोट्यूब की बड़ी-क्षेत्रीय ब्लोन बबल फ़िल्में।" नेचर नैनोटेक्नोलॉजी। खंड 2 (मई 2007): 372-377।
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