高級吹塑薄膜的性能曲線越來越復雜。擠塑線必須能夠加工更多不同種類的物料，因此需要大量的機械零部件。本文分析了吹膜機中各零件的設計對薄膜質(zhì)量的影響。
高級吹塑薄膜的性能曲線越來越復雜。擠塑線必須能夠加工更多不同種類的物料，因此需要大量的機械零部件。本文分析了吹膜機中各零件的設計對薄膜質(zhì)量的影響。
現(xiàn)在，快速提供各種薄膜的能力比以往更加重要，最近數(shù)年平均生產(chǎn)時間大幅度縮短就是很好的例證。而且，薄膜種類不斷增長，目前市場上銷售的薄膜達數(shù)百種。因此，進行新擠塑線投資時，無法預測所投資的擠塑線將生產(chǎn)哪類薄膜。也就是說，吹塑薄膜擠塑線部件以及自動系統(tǒng)必須采用模塊化結(jié)構(gòu)，以便設施更具靈活性，便於日後改型和擴建。在考慮吹塑薄膜線的設計時，必須考慮模塊化部件，同時，還應考慮擠塑機加工各種聚合物所需的能力。而且，具備冷卻、夾膜、收卷等後續(xù)步驟的吹塑薄膜模頭必須能夠生產(chǎn)厚度和寬度範圍極廣、光學性能優(yōu)良的無結(jié)構(gòu)薄膜。
擠塑機－從粒料到聚合物熔體
單擠塑機的主要任務是提供溫度、材料均勻的熔體。而且，還必須在不更換螺桿、避免延長清機時間的前提下處理大量的適用型聚合物。在進行聚烯烴擠塑的單層線和三層線中，通常采用溝面喂料段。這一方式在較低溫度下（螺桿直徑不變）能增加產(chǎn)出，相對於轉(zhuǎn)數(shù)進行線性運轉(zhuǎn)，不依靠背壓。喂料段光滑的擠塑機應用範圍廣泛，因此，常用於加工工藝聚合物。該類機型還可處理各種厚度的臨界性材料，包括EVOH、聚先胺6、PET、COC等。而且，喂料段光滑的擠塑機還能提高熔體的均化度。與所有擠塑機一樣，其混合段應采用低剪切力使熔體充分均化，以便保證較低的熔體溫度，提高膜泡穩(wěn)定性。例如，采用凹槽式傳遞混合機（CT）或甚低剪切力混合機（VLS）就可達到這一要求。
模頭－從螺流槽到環(huán)隙流
吹塑薄膜模頭將各擠塑機中輸出的熔體繞其周長成型，形成多層環(huán)隙流。預分料器應保證較小的低溫範圍和較短的暫停時間，同時，還應保證較低的壓降和優(yōu)良的自清潔性能。理想的解決方案是二元堆疊分料器，通過二元部分時，粘度最高的熔體經(jīng)過每一部分後則變成粘合度最低的熔體。結(jié)果，使溫度得以均化。而且，利用堆疊式預分料，可使吹塑薄膜模頭設計相對精巧。
但是，薄膜的總體厚度可能在縱向方向受計重影響，通過與縱向垂直的曲線控制，層結(jié)構(gòu)取決於螺旋芯棒的設計和吹塑薄膜模頭的加工精確度。尤其重要的是各層合并處內(nèi)部間隙的設計和精確度。軸向螺旋芯棒內(nèi)，可能影響內(nèi)部間隙尺寸的開模力遠低於徑向堆疊模頭或錐形模頭內(nèi)的開模力。此外，多層流體的聯(lián)合流動路線在軸向設計型螺旋芯棒中得以縮短。由於上述兩方面的原因，軸向設計型螺旋芯棒可提高層結(jié)構(gòu)的精確度，使層厚度分布更加均勻。由於PA層溫度升高，可降低EVOH等敏感型聚合物的熱荷載。
冷卻圈－從熔體到薄膜泡
冷卻會影響薄膜的光學特性和膜泡穩(wěn)定性，從而對產(chǎn)品的總體特性產(chǎn)生較大影響。由於采用了聚?胺、EVOH和聚丙烯等材料，膜泡穩(wěn)定性在吹塑薄膜生產(chǎn)中極為重要。例如，雙模唇冷卻圈采用了特定的結(jié)構(gòu)，特別適合於以上用途。下縫口出現(xiàn)的氣流通過非接觸方式將膜泡吸入第一模唇上，因此，對其具有穩(wěn)定作用。來自上縫口的氣流將膜泡冷卻，在第二冷卻圈模唇上再次將其穩(wěn)定（非接觸）。由於減少了膜泡的移動，吹塑薄膜處理可無故障地進行，薄膜容差小、冷卻性能要求高（即：提高產(chǎn)出）時亦如此。
夾膜引出－從膜泡到雙面平膜
夾膜架和引出裝置的目的是使膜泡成型為質(zhì)量優(yōu)良的雙面平膜。明顯地，不同的材料要求不同的夾膜架。因此，模塊化結(jié)構(gòu)特別重要。只有采用模塊化才能使引出裝置處理多樣化的材料，從恤衫包裝袋所用的HDPE到食品包裝和制藥業(yè)中所用的復雜型多層阻隔薄膜，無所不包。為滿足膜卷質(zhì)量的嚴格要求，建議采用配置臥式轉(zhuǎn)向桿的360。轉(zhuǎn)向式引出裝置。熱成型片材類阻隔薄膜總體厚度可能超過200μ，聚先胺含量達30-40，因此，剛性較大。尤其是在上述應用中，夾膜架越長，薄膜在無皺紋及平整度方面的質(zhì)量越佳。這一原理也適用於表面保護、標簽薄膜和層壓材料。另外，在夾膜過程中，還應均勻控制薄膜溫度。鋁質(zhì)壓輥熱傳導性較高，因此，不適合於這一應用。碳纖維塑料壓輥的熱傳導性較低，但也存在散熱性不足的問題。因此，當流程繼續(xù)進行時，溫度會越來越高，長時間之後，易於引起薄膜熔垂。
配置刷具的壓輥具有諸多優(yōu)點。刷具接觸薄膜的表面面積極小。也就是說，類似於氣墊，刷具只能通過刷毛尖吸收少量熱量。吸收的熱量通過與刷梗成正比的較大表面排放。刷式壓輥的較大外直徑還能降低阻力。另一優(yōu)點是刷毛的柔軟性。薄膜的側(cè)面移動量小，從而能進一步減少或消除印痕。
收卷機－從薄膜到膜卷
為保證薄膜離開擠塑線時保持質(zhì)量優(yōu)良、收卷緊實的膜卷，必須采用合適的高速收卷機。收卷主要決定於生產(chǎn)的薄膜。不同之處在於：
-壓敏型薄膜采用接觸式收卷；
-便於膜卷硬度控制的薄膜采用100-2000N恒定涂布壓力（CLP）接觸式收卷；
-抗滑薄膜采用中心收卷及100-2000N CLP接觸式收卷；
-抗滑薄膜、表面敏感型薄膜和EVA、PP共聚物或PP含量高、易於後收縮的薄膜采用間隙收卷；
-敏感性強的薄型薄膜及多基料產(chǎn)品采用永久性中心收卷（收卷開始處結(jié)合縱切）。
不同應用中要求不同的厚度，因此，收卷機必須采取模塊化設計，以便根據(jù)需要進行升級。所有收卷系統(tǒng)中，應保證在自動換卷的前提下同時高速生產(chǎn)多卷膜。
自動化－全過程設備與控制
對於低成本薄膜生產(chǎn)而言，除了計重、溫度、運行長度、重疊式基料寬度和基料導向控制等一般性控制功能之外，薄膜厚度曲線控制也十分重要。一般地說，三大系統(tǒng)之間的差別在於：
-部分影響模頭周圍的熔體溫度；
-部分影響冷卻圈周圍的冷卻空氣溫度；
-部分影響冷卻圈周圍的空氣流量。
機械和自動化系統(tǒng)必須采用模塊化設計，以便與三大系統(tǒng)之一組合。只有這樣，才能完成各類薄膜的生產(chǎn)。
除了自動化系統(tǒng)的模塊化結(jié)構(gòu)之外，生產(chǎn)線的操作方便性對於低成本生產(chǎn)擠塑薄膜也十分重要。在需要頻繁更換產(chǎn)品的情況下，操作錯誤以及流程過於復雜均會導致成本高昂。若在整個系統(tǒng)中配置中心控制站，就可避免上述弊端。中心控制站通過穩(wěn)定的總線系統(tǒng)與線上的所有部件實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。這樣，操作員對所有相關(guān)功能均一目了然。通過采用觸屏式面板和傳統(tǒng)型窗口界面可避免操作錯誤，使新員工易學易用。
產(chǎn)品更換屬十分關(guān)鍵的操作環(huán)節(jié)。因此，從成本角度看，自動化系統(tǒng)應在整個過程中支持操作員，例如，能通過可調(diào)式搜索和分類功能在集成數(shù)據(jù)庫中快速確定產(chǎn)品的位置。另外，還必須同時顯示原有、現(xiàn)有及當前機械設置。
對於連續(xù)性質(zhì)量控制而言，必須保存所有相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，儲存該等數(shù)據(jù)達數(shù)月之久。借助於與自動化系統(tǒng)集成、聯(lián)網(wǎng)的信息系統(tǒng)，可讓不同用戶實現(xiàn)數(shù)據(jù)存取。這樣，可快速識別和避免錯誤。而且，還必須通過調(diào)制解調(diào)器連接以實現(xiàn)遠程診斷，以便快速診斷和消除潛在的問題。
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