Cetakan Tiup Ekstrusi Film Polietilen

 

Film polietilen (PE) adalah jenis film plastik yang paling banyak diproduksi dan banyak digunakan. Bahan ini tidak-beracun, tidak berbau, dan memiliki kekuatan dan ketangguhan tinggi, serta ketahanan terhadap kelembapan yang sangat baik, ketahanan terhadap air, keterbukaan, ketahanan-suhu rendah, dan tingkat transparansi tertentu. Bahan ini memiliki sifat penyegelan panas yang luar biasa dengan suhu penyegelan panas yang relatif rendah (sekitar 100 derajat), yang memungkinkan penyegelan panas melalui pemanas listrik dan pembuatan kantong yang nyaman. Film polietilen diproduksi langsung melalui cetakan tiup ekstrusi menggunakan pelet resin polietilen, umumnya tanpa memerlukan bahan tambahan; masterbatch warna dapat dicampur untuk pewarnaan. Pelet resin polietilen yang digunakan untuk film cetakan tiup meliputi polietilen densitas rendah (LDPE), polietilen densitas rendah linier (LLDPE), dan polietilen densitas tinggi (HDPE).

 

 

1. Film Rumah Kaca Pertanian

Film rumah kaca pertanian adalah-film lebar yang ditiup-yang dibentuk dari LDPE atau campuran resin LDPE dan LLDPE, menggunakan metode tiupan ekstrusi ke atas-horizontal. Diameter lipatan film sangat bervariasi (kurang dari atau sama dengan 1000mm atau lebih besar dari atau sama dengan 5000mm), dengan ketebalan 0,03–0,14mm, kekuatan tarik lebih besar dari atau sama dengan 12MPa, dan perpanjangan putus lebih besar dari atau sama dengan 300%.

 

Film rumah kaca pertanian tahan hujan,-transmisi cahaya, dan-isolasi panas, memungkinkan-penanaman berbagai sayuran, buah-buahan, dan tanaman lainnya sepanjang tahun di tempat perlindungan rumah kaca. Berdasarkan kebutuhan pertanian, saat ini terdapat beberapa jenis film rumah kaca pertanian yang berfungsi sebagai berikut:
(1) Film Rumah Kaca yang Diperkuat: Film ini dibuat dengan menambahkan lebih dari 25% (fraksi massa) resin LLDPE ke LDPE, yang meningkatkan kekuatan tarik hingga 20MPa dan perpanjangan putus menjadi lebih besar dari atau sama dengan 400%. Jika resin LLDPE digunakan seluruhnya untuk peniupan film, kekuatannya akan lebih tinggi, dengan keunggulan tambahan seperti ketahanan terhadap tusukan dan permukaan film yang halus, serta ketebalan film dapat dikurangi sebesar 20%–30%.
(2) Film Rumah Kaca-Berumur Panjang: Masa pakai film rumah kaca biasa adalah 0,5–1 tahun, sedangkan film rumah kaca-masa pakainya bisa dua kali lipat atau lebih, mencapai 2–3 tahun. Mereka diproduksi dengan menambahkan 0,3–0,5 bagian massa penstabil cahaya dan 0,1–0,3 bagian massa antioksidan ke resin LDPE. Pertama, minyak putih digunakan untuk membasahi permukaan LDPE, kemudian dicampur dengannya, dan terakhir diekstrusi dan dicetak-menjadi film.
(3) Film Rumah Kaca Anti-Tetesan: Film-film ini tidak memiliki kabut air atau tetesan air di permukaannya, yang dapat meningkatkan transmisi cahaya dan mendorong pertumbuhan tanaman yang lebih baik. Surfaktan atau masterbatch anti-tetesan dalam jumlah yang sesuai ditambahkan ke resin polietilen untuk meningkatkan afinitas film terhadap air, memungkinkan banyak tetesan air kecil di permukaan film menyatu menjadi tetesan air besar yang mengalir dari dinding film ke tanah. Hal ini menghilangkan kabut air pada permukaan bagian dalam film, meningkatkan transparansi film, dan mencegah tetesan air langsung menetes ke tanaman.

2. Film Mulsa Pertanian

Film mulsa pertanian disingkat menjadi "film-penutup tanah" untuk keperluan pertanian. Ini adalah film ultra tipis -yang dibentuk dari LDPE, dengan ketebalan 0,008–0,014 mm dan lebar 600–1000 mm. Film mulsa biasa yang tidak berwarna dan transparan terutama digunakan sebagai film-pemeliharaan bibit dan film-penutup tanaman, yang dapat mendorong kematangan awal dan meningkatkan hasil tanaman, serta mencegah penyakit dan hama. Umumnya diproduksi menggunakan metode{12}}tiupan ke atas.

 

Film mulsa fungsional diwarnai dengan menambahkan 3% –5% (fraksi massa) pewarna ke resin polietilen, menghasilkan film dengan berbagai warna seperti merah, kuning, biru, abu-abu, dan hitam. Film berwarna ini memungkinkan sayuran dan buah-buahan yang berbeda memperoleh spektrum cahaya yang dibutuhkan, mencapai tujuan kematangan awal tanaman, peningkatan hasil, pengendalian hama, dan penghambatan pertumbuhan gulma.

3. Film Pengemasan

Film kemasan polietilen dibagi menjadi film kemasan ringan dan film kemasan{0}}tugas berat.
(1) Film Kemasan Ringan: Terbuat dari resin LDPE, terutama digunakan untuk mengemas berbagai produk seperti makanan, kue kering, permen, sayuran, buah-buahan, obat-obatan, tekstil, kebutuhan sehari-hari, dan pakaian. Untuk memfasilitasi produksi pada jalur pengemasan otomatis, sejumlah kecil bahan slip atau bahan antistatis perlu ditambahkan. Umumnya diproduksi menggunakan metode-tiupan ke atas atau metode-tiupan horizontal. Diameter lipatan film sangat bervariasi (kurang dari atau sama dengan 70mm atau lebih besar dari atau sama dengan 1000mm), dengan ketebalan 0,02–0,20mm dan kekuatan tarik lebih besar dari atau sama dengan 10MPa.

 

Tas rompi, tas garmen, dan produk lainnya yang berbahan dasar resin HDPE merupakan tas belanja untuk berbagai komoditas dan memiliki volume pemakaian yang cukup besar. Bahan ini sebagian besar diproduksi menggunakan metode-tiupan ke atas, dengan diameter lipatan 70–1000 mm, ketebalan 0,007–0,10 mm, dan kekuatan tarik lebih besar dari atau sama dengan 25MPa.

 

(2) Film Pengemasan-Tugas Berat: Film ini dihasilkan dari resin LDPE dengan berat molekul yang relatif tinggi menggunakan metode peniupan ke atas-dengan ketebalan 0,2–0,35 mm. Setiap tas dapat menampung barang seberat 20–30kg. Mereka terutama digunakan untuk mengemas berbagai produk seperti produk pertanian, bahan baku kimia, pupuk kimia, pestisida, makanan, gula, garam, obat-obatan, dan tekstil.

 

 

Laju aliran leleh (MFR) resin LDPE yang digunakan untuk film cetakan tiup memiliki kisaran 0,5–7g/10 menit, dan pemilihannya terutama didasarkan pada penggunaan film yang berbeda (lihat Tabel 6-8).

 

 

Tabel 6-8 Pemilihan Resin LDPE untuk Produksi Film

Jenis Film	Film Kemasan Ringan	Film Transparansi-Tinggi	Film Mulsa Plastik Pertanian	Film Rumah Kaca	Film Penyusut Panas	Film Pengemasan-Tugas Berat
Resin MFR / ( g/10 menit )	2~4	5~7	4~7	1.5~4.5	2~5	0.25~0.5

 

MFR resin yang digunakan untuk film LLDPE adalah 1–2g/10 menit, dan untuk film HDPE adalah 0,2–1g/10 menit. Resin HDPE memiliki suhu leleh yang relatif tinggi dan viskositas yang tinggi dalam kisaran perubahan laju geser. Karena struktur molekul liniernya, ia memiliki orientasi aliran yang kuat.

 

 

 

1. Pengekstrusi

Film LDPE biasa dengan diameter lipatan lebih dari 300 mm dibentuk menggunakan metode peniupan ekstrusi horizontal ke atas-, dengan diameter sekrup 45–150 mm. Jika diameter lipatan lebih besar dari 1m, dua ekstruder sekrup tunggal dapat digunakan untuk ekstrusi bersama guna menghasilkan film dengan lebar lebar. Rasio panjang-diameter sekrup adalah 20–30, dan rasio kompresi adalah 3–3,5. Struktur sekrup adalah sekrup tipe{15}}bertahap.

 

Untuk produksi film HDPE, ekstruder-berukuran kecil cocok, dengan rasio diameter-panjang sekrup 16–25. Struktur sekrup dilengkapi dengan bagian geser dan bagian pencampuran.

2. Kepala Mati

Film LDPE kebanyakan menggunakan kepala cetakan spiral atau kepala cetakan laba-laba, dengan diameter lubang cetakan 100–1000mm. Jika diperlukan keseragaman ketebalan yang baik, kepala cetakan yang berputar dapat dipilih. Proses utamanya adalah metode-tiupan ke atas dan metode-tiupan horizontal.

 

Film HDPE menggunakan kepala cetakan mandrel spiral. Perlu dicatat bahwa laju geser yang berlebihan harus dihindari pada struktur dan dimensi saluran aliran, garis spiral, dan lubang cetakan; jika tidak, kemungkinan besar akan terjadi keretakan lelehan. Karena karakteristik cetakan HDPE di atas, ukuran lubang cetakan film HDPE relatif kecil, umumnya 30–200mm.

3. Pendinginan

Metode pendinginan cincin udara terutama digunakan. Tekanan blower adalah 4000–8000Pa, dan laju aliran 15–75m³/menit.

 

 

1. Suhu Ekstrusi

Suhu ekstrusi terutama ditentukan oleh laju aliran lelehan polietilen. Semakin tinggi laju aliran leleh, semakin rendah suhu ekstrusi. Suhu ekstruder secara bertahap meningkat dari port umpan ke pelat filter, dan suhu pada kepala cetakan pada dasarnya sama dengan suhu pada kepala sekrup atau sedikit lebih rendah sebesar 10-20 derajat. Hal ini memastikan blanko film tebal yang stabil dan transparansi film yang baik. Suhu ekstrusi film polietilen ditunjukkan pada Tabel 6-9.

 

 

Tabel 6-9 Suhu Ekstrusi Film Polietilen

Jenis Film		Suhu/derajat Sekrup & Barel			Suhu/derajat
		Zona 1	Zona 2	Zona 3	Konektor	Cetakan
Film LDPE	Film Kemasan Ringan Film Rumah Kaca Film Pengemasan-Tugas Berat	120~140 130~140 140~160	150~160 150~170 160~180	170~180 180~190 180~200	170~180 180~190 190~200	160~170 170~180 180~190
Film LLDPE		160~180	180~200	200~220	200~220	220~230
Film HDPE		200~220	220~240	240~260	250~260	240~250

2. Celah Lubang Mati

Ukuran celah lubang lubang bervariasi menurut resin yang berbeda, dan kisarannya ditunjukkan pada Tabel 6-10.

 

Tabel 6-10 Rentang Celah Die Orifice

Jenis Film	LDPE	LLDPE	HDPE
Celah Mati/mm	0.5~1.0	1.5~2.5	1.2~1.5

 

 

Ketika laju aliran lelehan resin meningkat, celah lubang cetakan yang lebih kecil dipilih; ketika ketebalan film bertambah, celah yang lebih besar dipilih. Misalnya, untuk film pengemasan tugas berat LDPE-, MFR relatif kecil dan film lebih tebal, sehingga dipilih celah lubang lubang sebesar 1 mm; untuk film kemasan ringan LDPE, MFRnya relatif besar dan filmnya lebih tipis, sehingga celah lubang cetakannya adalah 0,5–0,6 mm.

 

Resin LLDPE memiliki viskositas leleh yang tinggi, dan viskositas lelehnya tidak sensitif terhadap perubahan laju geser. Oleh karena itu, suhu ekstrusi LLDPE lebih tinggi dibandingkan LDPE, dan celah lubang lubang juga jauh lebih besar dibandingkan LDPE. Jika jaraknya tidak diperbesar, permukaan film akan tampak pola "kulit hiu" yang kasar.

 

Resin HDPE memiliki laju aliran leleh yang relatif kecil, sehingga celah lubang lubangnya sedikit lebih besar dibandingkan LDPE.

3. Rasio-Peningkatan

Setelah blanko film keluar dari die head, udara terkompresi meniup blanko film tebal, meningkatkan diameternya dan mengurangi ketebalannya (peregangan melintang). Rasio ledakan-umumnya 2–5. Rasio ledakan-tidak boleh terlalu besar; jika tidak, tabung gelembung akan bergetar, bentuk gelembung tidak stabil, ketebalan film tidak rata, dan film mudah pecah. Ketika rasio ledakan meningkat, kekuatan tarik melintang, kekuatan sobek, dan kekuatan benturan film semuanya meningkat, namun transparansi dan kilap menurun, dan kekuatan tarik memanjang menurun. Rasio ledakan film polietilen ditunjukkan pada Tabel 6-11.

 

Tabel 6-11 Rasio Ledakan Film Polietilen

 

Jenis Film	LDPE	LLDPE	HDPE
Rasio Ledakan-Naik	1.5–3.5	1.5–2.0	3.2–6.0

4. Rasio Gambar

Setelah film polietilen keluar dari kepala cetakan ekstrusi dan diarahkan ke gulungan tarik, film tersebut mengalami peregangan memanjang. Kecepatan linier gulungan tarik umumnya 3–5 kali lebih cepat daripada kecepatan linier ekstrusi, sehingga film diregangkan 3–5 kali dalam arah memanjang, dan kekuatan tarik memanjangnya meningkat secara signifikan. Hal ini bermanfaat untuk penggunaan kantong kemasan film, karena kantong tersebut terutama menanggung gaya tarik memanjang.