Veröffentlichungsdatum: 2025-03-20
Einleitung
Die Extrusion von HDPE/LDPE-Folie mit Regranulat erfordert eine präzise Steuerung der Prozessparameter, um eine hohe Qualität und Produktionsstabilität zu gewährleisten. Da LDPE-Regranulat andere physikalisch-chemische Eigenschaften als neues HDPE aufweist, beeinflusst sein Anteil in der Mischung die Verarbeitbarkeit, die Schmelzviskosität, die Prozessstabilität und die mechanischen Endeigenschaften der Folie.
Welche Parameter müssen optimiert werden, um eine gleichmäßige Folie mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten? Dieser Artikel analysiert die wichtigsten Extrusionseinstellungen und ihre Auswirkungen auf die Produktqualität.
1. Extrusionstemperatur – Wie passt man das Heizprofil an?
Die Temperatur ist entscheidend für eine ordnungsgemäße Schmelzung und Homogenität der HDPE/LDPE-Mischung. Da LDPE eine niedrigere Viskosität und Schmelztemperatur als HDPE aufweist, verändert sein Anteil die Schmelzflussrate und erfordert eine Anpassung des Heizprofils der Extruderschnecke.
| Extruderzone | 100% HDPE | 80/20 HDPE/LDPE | 60/40 HDPE/LDPE | 40/60 HDPE/LDPE |
| Einzugszone | 170–180 | 165–175 | 160–170 | 155–165 |
| Mittelzone | 180–190 | 175–185 | 170–180 | 165–175 |
| Düse | 200–210 | 195–205 | 190–200 | 185–195 |
Wichtige Erkenntnisse:
- Ein höherer LDPE-Gehalt erlaubt niedrigere Extrusionstemperaturen, da LDPE weniger Wärme zum Schmelzen benötigt.
- Zu hohe Temperaturen können zur LDPE-Degradation führen, während zu niedrige Temperaturen mangelnde Schmelzung von HDPE und Gel-Einschlüsse in der Folie verursachen können.
2. Melt Flow Index (MFI) und Prozessstabilität
Der Melt Flow Index (MFI) bestimmt die Fließfähigkeit und Verarbeitbarkeit des geschmolzenen Polymers. HDPE hat typischerweise einen niedrigen MFI (0,3–1,5 g/10 min), was eine höhere Viskosität bedeutet, während LDPE einen MFI von 1–5 g/10 min aufweist.
Wie optimiert man den MFI für eine HDPE/LDPE-Mischung?
- Der MFI des Regranulats sollte dem MFI des neuen HDPE entsprechen, um Phasentrennungen zu vermeiden.
- Ein zu niedriger MFI erhöht die Schmelzviskosität, erschwert die Extrusion und kann Druckschwankungen verursachen.
- Ein zu hoher MFI erhöht das Risiko von Oberflächendefekten (z. B. Schmelzfraktur).
Empfehlung:
Bei einem hohen LDPE-Regranulatanteil sollte der MFI der Mischung regelmäßig überwacht und die Temperatur sowie die Extrusionsgeschwindigkeit angepasst werden, um einen stabilen Schmelzfluss zu gewährleisten.
3. Schneckengeschwindigkeit und Düsendruck
Die Schneckengeschwindigkeit (U/min) und der Düsendruck beeinflussen den Homogenisierungsgrad und die Folienstabilität.
| Parameter | 100% HDPE | 80/20 HDPE/LDPE | 60/40 HDPE/LDPE | 40/60 HDPE/LDPE |
| Schneckengeschwindigkeit (U/min) | 50–100 | 60–110 | 70–120 | 80–130 |
| Düsendruck (bar) | 100–160 | 90–150 | 80–140 | 70–130 |
Praktische Auswirkungen:
- Ein höherer LDPE-Gehalt verringert die Viskosität, sodass die Schneckengeschwindigkeit erhöht werden kann.
- Der Düsendruck sollte überwacht werden, da große Viskositätsunterschiede zwischen HDPE und LDPE Schmelzflussinstabilität verursachen können.
4. Blow-Up Ratio (BUR) und Folienorientierung
Beim Blasfolienextrusionsverfahren beeinflusst das Blow-Up Ratio (BUR) die mechanische Festigkeit in verschiedenen Richtungen.
Empfohlene BUR-Einstellungen für HDPE/LDPE-Mischungen:
| 0% LDPE (100% HDPE) | 2,5:1 – 3,5:1 |
| 20% LDPE | 2,2:1 – 3,2:1 |
| 40% LDPE | 2,0:1 – 3,0:1 |
| 60% LDPE | 1,8:1 – 2,8:1 |
Schlüsselerkenntnisse:
- HDPE erfordert höhere BUR-Werte, um eine hohe Querrichtungskraft zu erreichen.
- Ein höherer LDPE-Gehalt ermöglicht eine niedrigere BUR, da LDPE dehnbarer und leichter in Folie formbar ist.
5. Wie kontrolliert und optimiert man den Extrusionsprozess?
Um die besten Ergebnisse zu erzielen, ist eine systematische Prozessüberwachung unerlässlich:
- MFI-Überwachung – Regelmäßige Viskositätstests helfen, Phasentrennungen zu vermeiden.
- Temperatur- und Schneckengeschwindigkeitsanpassung – Dynamische Anpassung der Parameter sichert eine stabile Produktion.
- Optimierung des BUR-Verhältnisses – Anpassung an die Mischung verbessert die mechanischen Eigenschaften.
Fazit
Die Optimierung der Extrusionsparameter für HDPE/LDPE-Folien mit Regranulat gewährleistet einen stabilen Prozess und eine hochwertige Folie. Die wichtigsten Anpassungen umfassen:
- Extrusionstemperatur – Niedriger für höheren LDPE-Gehalt.
- MFI-Anpassung – Sichert Homogenität und verhindert Phasentrennung.
- Schneckengeschwindigkeit und Düsendruck – Sorgen für einen gleichmäßigen Schmelzfluss.
- BUR und Folienorientierung – Erzielt optimale mechanische Eigenschaften.
Mit den richtigen Einstellungen kann der Regranulatanteil in der Folienproduktion erhöht werden, ohne die Produktleistung zu beeinträchtigen.
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