Moulage par extrusion-soufflage de films de chlorure de polyvinyle (PVC)

Après avoir ajouté des plastifiants et d'autres additifs à la résine PVC, des films PVC flexibles peuvent être produits via le processus de moulage par soufflage. Selon le type de stabilisant utilisé, ces films peuvent être transparents ou translucides. Ils sont largement utilisés comme films de culture de semis agricoles, films de couverture de ginseng, films de serre, films d'emballage pour diverses matières premières industrielles, produits semi--finis et produits finis, ainsi que films autocollants de protection pour le papier.

1. Formulations

Les formulations de films flexibles en PVC moulés par soufflage-sont présentées dans le tableau 6-13.

Tableau 6-13 Formulations de films flexibles moulés par soufflage en PVC

Remarques sur les formulations des films flexibles moulés par soufflage en PVC- :

La formulation 1 est destinée aux films agricoles ; Formulation 2 pour films d'emballage ; Formulation 3 pour films autocollants.

Une résine PVC de type SG-4 de viscosité moyenne-est sélectionnée. Pour réduire les « yeux de poisson » (particules de gel) dans les films autocollants, la formulation 3 doit utiliser une résine avec une structure lâche et une distribution étroite du poids moléculaire. Si la Formule 2 est utilisée pour le conditionnement alimentaire, une résine non toxique doit être choisie.

Le dosage des plastifiants est généralement de 30 à 40 parties en masse, avec un maximum de 45 parties. Le dépassement de cette limite rendra le tube à bulles trop mou, ce qui entraînera une mauvaise stabilité de la forme et des difficultés dans le contrôle du processus. Compte tenu de l'application à basse -température, les films agricoles et les films d'emballage nécessitent l'ajout de DOS (un plastifiant résistant au froid-), et les films agricoles (utilisés en hiver) nécessitent une dose plus élevée de DOS. Les résines époxy servent également de stabilisants.

Le système stabilisant adopte de l'organoétain ou du stéarate de cadmium, qui offrent une bonne transparence ; les stabilisants à base de plomb-ne sont pas utilisés, car les films autocollants, les films agricoles et les films d'emballage nécessitent tous de la transparence.

Des lubrifiants tels que la paraffine et l'huile blanche sont ajoutés. En raison du dosage relativement faible de plastifiants, une petite quantité de lubrifiants est nécessaire pour améliorer l’aptitude au traitement des matériaux et empêcher l’adhésion du film.

Si la Formule 1 est utilisée pour des films agricoles anti--gouttes, une petite quantité de tensioactifs (par exemple, monostéarate de glycéryle, stéarate de xylitol) doit être ajoutée, la dose ne dépassant pas 1 partie en masse. Les tensioactifs empêchent les gouttes de couler sur la surface interne du film, ce qui est bénéfique pour la croissance des semis.

Étant donné que les films agricoles sont utilisés à l’extérieur pendant de longues périodes, des absorbeurs d’ultraviolets et des antioxydants peuvent être ajoutés de manière appropriée en fonction de l’intensité lumineuse dans la zone d’application.

Les additifs qui inhibent la croissance des plantes, sont absorbés par les plantes puis transférés au corps humain (posant des risques pour la santé) ou provoquent une pollution de l'environnement sont strictement interdits dans les formulations de films agricoles.

2. Principaux équipements de production

(1) Équipement de mélange : un broyeur à trois-rouleaux avec des rouleaux de 400 mm de diamètre (équipé d'un refroidissement par eau) ; un mélangeur à grande vitesse-d'un volume de 200 L.

(2) Équipement de granulation par extrusion : un granulateur par extrusion avec un diamètre de vis de 65 mm, un rapport longueur-sur-diamètre (L/D) de 15 à 20 et une vis progressivement conique.

(3) Équipement de moulage par soufflage : une extrudeuse avec un diamètre de vis de 65 mm, un rapport L/D de 20 à 25 et une vis progressivement conique. La plupart des matrices adoptent une structure de type mandrin-.

3. Flux du processus de production

Les films PVC sont produits soit par la méthode de moulage par soufflage vers le haut, soit par la méthode de moulage par soufflage horizontal. Il existe deux flux de processus de moulage par soufflage :

L'une d'elles implique le moulage par extrusion-soufflage direct de la poudre, à l'aide d'une extrudeuse à double-vis ou d'une extrudeuse à une-vis avec un rapport L/D élevé (adapté au traitement de la poudre).

L'autre implique d'abord la granulation, suivie du moulage par soufflage. Le déroulement du processus de ce dernier est illustré à la figure 6-20.

4. Conditions du processus de production

(1) Dosage et granulation

Pour éliminer les impuretés des matériaux :

La résine PVC est tamisée à travers un tamis de 40 mailles (diamètre du trou du tamis : 0,425 mm).

Les plastifiants sont filtrés sur un tamis en cuivre de 100 mailles (diamètre du trou du tamis : 0,15 mm).

D'autres additifs sont dilués avec des plastifiants et broyés à l'aide d'un broyeur à trois-cylindres jusqu'à une finesse inférieure à 80 μm.

Les matières sont ensuite pesées selon la formulation et placées dans un malaxeur. La température de malaxage est contrôlée entre 100 et 120 degrés et le matériau est déchargé lorsqu'il devient lâche et élastique. Le matériau malaxé est introduit dans un granulateur par extrusion pour la granulation, avec une température contrôlée entre 150 et 170 degrés (des températures trop élevées doivent être évitées).

(2) Température d'extrusion

Pour garantir la qualité du moulage par soufflage, les granulés préchauffés sont privilégiés, car ils contribuent à réduire la consommation d'énergie et à améliorer la qualité de la plastification du film. Les températures d'extrusion des films PVC sont répertoriées dans le tableau 6-14.

Tableau 6-14 Températures d'extrusion des films PVC

À mesure que le dosage de plastifiants augmente, la température d'extrusion diminue. Cependant, la température d'extrusion ne peut pas être trop basse, sinon la surface du film deviendra inégale et des défauts tels que des « yeux de poisson » et des grumeaux durs apparaîtront.

(3) Rapport d'explosion-

Le rapport de gonflement-des films PVC est généralement compris entre 1,5 et 3,0. Le rapport d'agrandissement-affecte la résistance et la transparence du film. Pour la méthode de moulage par soufflage horizontal avec un petit diamètre plié, un rapport d'expansion -plus grand est sélectionné. Sous le même rapport d'étirage longitudinal, l'augmentation du rapport d'expansion - améliore la résistance transversale du film mais réduit sa résistance longitudinale ; par conséquent, le taux d'explosion-ne doit pas être excessivement élevé.

(4) Taux de tirage

Le rapport d'étirage des films PVC est généralement de 4 à 6, ce qui signifie que la vitesse d'étirage est 4 à 6 fois plus rapide que la vitesse linéaire d'extrusion. En fonctionnement réel, un taux d'étirage supérieur au taux d'explosion-assure une meilleure stabilité du tube à bulles. Cependant, pour des propriétés longitudinales et transversales équilibrées du film, il est préférable que le rapport d'étirage soit égal ou proche du rapport d'éclatement-.

L'augmentation de la vitesse d'étirage est également limitée par l'efficacité de refroidissement du film. Un refroidissement insuffisant entraînera le collage du film, rendant impossible sa séparation et affectant sa facilité d'utilisation.

(5) Position de l'anneau d'air de refroidissement

La distance entre la sortie d'air de l'anneau d'air de refroidissement et l'orifice de la filière est généralement comprise entre 50 et 200 mm. Une distance plus petite est utilisée pour les tubes de film de plus grand diamètre, et une distance plus grande pour ceux de plus petit diamètre. Cette distance ne doit pas être trop grande, sinon la ligne de refroidissement du film sera trop haute, ce qui est défavorable au refroidissement du tube de film et à la stabilité de la forme des bulles. La hauteur de la ligne de refroidissement est généralement contrôlée entre 200 et 400 mm.

(6) Volume d'air de refroidissement

Le volume d'air de refroidissement affecte directement l'effet de refroidissement. Un volume d'air plus important améliore l'efficacité du refroidissement, mais un volume d'air trop important fera osciller le film, affectant la stabilité du tube à bulles. À l’inverse, un volume d’air insuffisant entraînera un mauvais refroidissement et une mauvaise adhérence du film.

(7) Contrôle d'angle des plaques de serrage de refroidissement

L'angle des plaques de serrage à chevrons de refroidissement doit être bien contrôlé : 30 degrés pour la méthode de moulage par soufflage horizontal et 60 degrés pour la méthode de moulage par soufflage vers le haut. Un angle trop grand provoquera des plis sur le film.

L'extrusion-soufflage est l'un des procédés de formation de films PVC rigides. Les films produits via ce processus présentent une transparence élevée, une bonne résistance et ténacité, une excellente résistance aux chocs et à la déchirure, une bonne étanchéité à l'air et sont non-toxiques, inodores et insipides- préservant efficacement la fraîcheur et l'arôme des produits emballés. Les films moulés par soufflage -en PVC rigide transparent ressemblent à de la cellophane et sont utilisés pour emballer des cigarettes, des bonbons et divers composants électriques et électroniques.

1.Formulation

Les films d'emballage transparents en PVC rigide sont des produits en PVC rigide sans plastifiant-. La résine de type SG-6 est préférée pour sa bonne aptitude au traitement. Si elle est utilisée pour l’emballage alimentaire, une résine de qualité alimentaire doit être sélectionnée, avec une teneur résiduelle en monomère de chlorure de vinyle dans la résine inférieure à 5 mg/kg. Une formulation typique de films d'emballage transparents en PVC rigide est présentée dans le tableau 6-15.

Tableau 6-15 Formulation typique de films d'emballage transparents en PVC rigide

2. Principaux équipements de production

Un mélangeur à grande vitesse-d'un volume de 300 L.

Une unité d'extrusion équipée d'une extrudeuse (diamètre de vis : 100 mm, rapport L/D : 25, taux de compression : 3) avec une structure à vis de type barrière-.

Une filière avec un diamètre d'orifice de 250 mm et un écart de 1,3 mm.

3. Processus de production

Le flux de processus des films transparents en PVC rigide est illustré à la figure 6-21.

Le flux de processus ci-dessus implique le moulage par soufflage direct de poudre. Si l'extrudeuse n'est pas adaptée au traitement direct de la poudre, la granulation doit être effectuée en premier (des températures de granulation trop élevées doivent être évitées). Les films PVC transparents produits par soufflage peuvent être utilisés directement ou après des traitements de revêtement antistatiques et thermoscellants. Lorsqu'elle est utilisée pour l'emballage de cigarettes, la surface du film doit être recouverte d'un matériau de thermoscellage à basse -température-, dont le composant principal est une résine copolymère de chlorure de vinyle-acétate de vinyle.

Les films d'emballage transparents en PVC rigide sont généralement formés à l'aide de la méthode d'extrusion horizontale-soufflage vers le haut. Les principales conditions opératoires sont les suivantes :

Mise en lots et pétrissage : pesez les matériaux selon la formulation, ajoutez-les dans un pétrin à grande vitesse-et pétrissez pendant 5 à 8 minutes à une température d'environ 102 degrés. Après le pétrissage, transférez le matériau dans un pétrin à basse vitesse-pour le refroidir à 40–50 degrés.

Moulage par extrusion-soufflage : le moulage par soufflage de poudre est similaire au moulage par soufflage de granulés conventionnel. La température de l'extrudeuse est de 160 à 180 degrés, la température de l'adaptateur de matrice est de 180 à 190 degrés et la température de la matrice est de 190 à 210 degrés. Le rapport de gonflement du film-est de 2 à 3 et la vitesse de traction est de 10 à 30 m/min.