宁波市家电行业协会

您当前的位置: 首页 > 政策 > 基于绿色化原则的“十三·五”多层共挤吹膜设备...

基于绿色化原则的“十三·五”多层共挤吹膜设备的科学发展 (三)

[ 宁波市塑料机械行业协会 ] 发表于 2016-02-24 00:00:00 浏览量:0
 多层共挤吹膜设备绿色化加工技术的科学发展

    多层共挤吹膜设备绿色化加工技术以用户的成本效益为优先原则,使得用户以最小的单位成本生产出最高质量的绿色制品,实现设备制造经济效益的最大化和科学化。

多层共挤塑料吹膜设备是将多种功能性塑料共挤吹膜而形成无粘合剂的绿色化多功能薄膜的装备,包含多组挤出、共挤机头、吹膜、稳泡、冷却、牵引、收卷等装置。多层共挤塑料吹膜设备加工技术绿色化的主要标志是全方位实现多层共挤薄膜设备的资源节约化技术的加工。

4.1 精密计量喂料技术的科学发展

自动计量喂料采用减重测量原理,计算出原料的消耗,并和每米产品的重量或产品的厚度目标值比较,通过计算机来处理和计算出各组分的喂料量,直接在挤出机上混料,消除了人为误差和分层现象,保证了产品的稳定性。对于高产能挤出机,也避免了因混料能力不足而造成的空料现象。同时根据挤出机所消耗的原材料的情况及设定的控制目标值,计算机可以精确的控制螺杆转速和牵引速度,从而保证最终稳定的挤出量(厚度),使工艺人员能够精确地控制薄膜的层间厚度比例,有根据地尽可能降低贵重原材料的消耗而不影响产品质量。整个操作过程简单,操作员只需将原料组分、组分密度、产品厚度等相关参数输入到计算机,其他一切均由系统完成,自动化程度大大提高,减少了工人的劳动量。多层共挤要求多台挤出机之间计量喂料不但精密计量而且互相之间精密协调,保证稳定工作。

美国美奎公司的28组分自动称重喂料系统,通过失重计量方式将信号传送到各个重力料斗,精确确定各组分的给料速率;根据薄膜制品的宽度和各层厚度、材料密度和牵引速度在线控制挤出螺杆的转速,实现精密喂料。中山市台达塑料机械有限公司TGB系列称重式拌料机采用新一代的单晶片微处理器、功能更强大、运算速度更快、抗干扰能力更强的单晶片微处理器,具有自动补偿功能,在每次开机时能自动校准以确保精度准确可最实现12组分的原料精确混合,配备PLC触控系统、EEPROM记忆体,可存储500组配方资料。

4.2 高产低能耗挤出螺杆的科学发展

螺杆是多层共挤吹膜设备的塑化部件它关系到设备的产量多层复合薄膜的表观质量(塑化和混色效果。国内设备的产量赶不上进口设备一个主要原因就是螺杆设计不好。国外设备的螺杆基本上采用的是分离型螺杆(Barrier Screw), 再在计量断加上一个混炼元件以提高混炼混色效果。

包装薄膜的挤出塑化同比普通塑料制品的成型加工塑化性能,要求更为严苛。一些塑料包装材料和制品的有害物质超标,并不是塑料原料所含的有害物质超标,而往往是塑料原料挤出熔融塑化工程中,由于设备熔融塑化性能不佳,剪切热过高,造成塑料原料内含某些物质过度分解而超过卫生标准。绿色化塑化技术使塑料原料在塑化熔融过程中,有效控制剪切热,达到低温塑化,不产生对人体有害物质的分解,或将有害物质的分解控制在标准之内,达到成型后塑料制品符合安全健康标准。

多层共挤的挤出螺杆的科学发展主要特点:低熔融温度塑化挤出,达到降低挤出能耗、降低冷却膜泡能耗、提高膜泡的强度;高速高产率,达到降低塑化单位能耗,为实现设备高产化打下基础;高质量熔融混炼性,达到原料颗粒得到充分熔融混炼,实现把流率、压力稳定的熔液送入模头;适应性,达到必须更换挤出螺杆而实现多层薄膜组合位置之间的灵活变动及原料的变化。

高产低能耗主要是通过提高螺杆塑化转速达到提高挤出产能。挤出机螺杆塑化速化也带来了一系列需要克服的难点:如物料在螺杆内停留时间减少会导致物料混炼塑化不均,物料经受过度剪切可能造成物料由于高剪切而急骤升温和热分解,挤出稳定性控制困难会造成挤出物几何尺寸波动,相关的辅助装置和控制系统的精度必须提高,螺杆与机筒的磨损加剧需要采用高耐磨及超高耐磨材质,减速器与轴承在高速运转的情况下如何提高其寿命等问题都需要解决。

高产低能耗的分离型挤出螺杆分离型螺杆的塑化是通过固体床的更有效的热传递和强剪切进行塑化,熔体床的宽度和深度都是变化的,保证了熔体温度不会继续升高,具有优良的低温熔融混炼性能;美国XALOY公司称,他们的通用型螺杆除PVC外,可以加工大多数塑料。金明精机股份有限公司挤出螺杆采用分离、屏障、熔体等温混炼等先进技术,并采用高效的强制送料结构以及抽气式机筒冷却结构,具有塑化良好、产量高、能耗低、噪音小、结构紧凑、易维护、安全等特点,适用于mLLDPELLDPELDPEHDPEEVAPPPAEVOH等塑料的挤出加工。Battenfeld公司用于加工聚烯烃的直径65mm的分离型螺杆,加料段的螺槽深度12.62mm,计量段的螺槽深度9.6mm,由于加料段与计量段螺纹导程不同,加料段一个螺槽体积与计量段一个螺槽体积比为1.5126。

塑料在螺杆内熔融过程太复杂,涉及的方程和变量太多,还没有十全十美的分析软件。完全符合塑料的熔融过程的螺杆设计是不可能的,螺杆设计在一定范围内符合塑料的熔融过程, 那就是好螺杆。分离型螺杆设计主要考虑以下2个方面:(1)副螺棱和机筒之间的间隙是变化的,如何设计能够让熔体一定速度通过到熔体床,这个速度不能太慢,太慢会使固体床还存有熔体,影响了固体料的塑化;(2)副螺陵导程设计和固体床深度的变化,如何使实际固体料体积与固体床体积相一致, 因为固体床体积缩小量超过了固体料体积的缩小量,容易卡料,大于实际固体料的体积,影响了塑化效率。

4.3 薄膜纠偏卷取技术的科学发展

一般的薄膜纠偏技术是当薄膜纠偏装置的导辊调整薄膜的卷取方向时需改变塑料薄膜的张力,导致了薄膜在纠偏过程中产生“张力记忆”,也就使下游设备出现一些问题。如卷曲时塑料薄膜的张力无效,卷轴的边缘将会根据其“张力记忆”产生不均匀现现象。阻止“张力记忆”的产生是薄膜纠偏技术的科学发展的方向。

Macro公司的新型纠偏系统,包括两个转动轴杆和一个薄膜边缘传感器,边传感器在薄膜的一边测量并发出一种对其位置进行量化调整的信号,转动轴杆在塑料薄膜上不产生任何压力下的情况下以平行的方式进行调整使其回到正确的位置,实现塑料薄膜的导引和纠偏。转动轴杆不可以如导辊一样的自由转动,而是设计成薄膜可以以一种接近无摩擦的方式流过转动轴杆以实现阻止“张力记忆”的产生。为消除塑料薄膜和转动轴杆之间的摩擦,当处理一些高摩擦系数的薄膜如黏着性的薄膜或经过特殊涂层处理的顺滑的薄膜(HDPE 或一些PPS)时,转动轴杆可进行气滑。

Reifenhuser公司的Filmtec7-1700IBC七层共挤吹膜生产线的Filmtec 7-1700IBC七层共挤吹膜生产线可生产宽1600mm,厚0.02-0.2mm薄膜,最大挤出量达600kg/h,牵引采用旋转牵引装置,带电动调节的毛刷辊和水平转动杆;定径装置分为滚子轴承定径蓝和带导向套定径蓝。德国W&H公司的多层共挤吹膜设备,模块式回旋牵引装置MULTINIP的标准式配备具有轻质转动性能好的炭素纤维材质的导辊、两根带防粘涂层的吹气转向辊以及电机式遥控装置。该牵引装置的重要设计特点是模块式结构,可以随时添加附加模块对装置进行升级。  

4.4 多层共挤吹膜模头的科学发展

    模头是共挤出吹膜设备中的核心装置,其结构决定着复合塑料薄膜的性能,结构型式根据多层薄膜的类型、功能而不同,主要有叠加型、套管式;进料型式有中心进料式、侧进料式等多种。

4.4.1  多层共挤叠加型模头技术的科学发展

    五层及五层以上共挤吹膜采用叠加型头。共挤叠加型头最大特点层数可以扩展及灵活组合,拓展了薄膜的绿色包装性能。
    共挤叠加模头每层温度可以单独控制,流道短物料不容易分解,大大减少了清洗机头的次数。并且,拆卸清洗方便,哪一层有糊料就拆哪层,不用全部拆卸。共挤叠加模头,每层圆周分层清楚,均匀,最薄可达3μm。每一层物料流道的压力可以调整,即使是相邻两层,厚度比相差很大也能够使薄层很均匀。

4.4.1.1 锥形叠加 

模头由锥形模块单元叠加而成的,每个单元都由一对短锥形模块组成。流道在锥形圆柱面上,承受的熔体的压力更高,密封性更好。锥形叠加共挤机头分为两种,即上斜叠加型和下斜叠加型。

上斜锥形叠加模头是加拿大Macro公司推出的,特点是模头每层由下到上斜面叠加,每层之间相互吻合,从而不易溢料,熔体从每层机头进料,一次分流,主要用于小型(直径10mm100mm)共挤模头。

下斜锥形叠加模头也是加拿大Macro公司的专利,特点是每层机头由上到下斜面叠加,每层之间相互吻合,从而不易溢料,熔体从机头底部同一平面侧进料并流到相应机头层进行一次分流,减少熔体的停滞,并得到好的厚度分布,每层的熔体流道数量不受限制,视直径不同,每层可以设计为16条及以上数量螺旋流道,机头易于清洗,主要用于中型共挤模头。

双锥面叠加型模头。广东金明塑胶设备有限公司开发的高性能多层共挤出中心进料机头,利用中心进料、螺杆心轴分配的双锥面叠加结构。优点是:熔体流程短,薄膜厚度精度高。

锥形叠加头的科学发展。在多层共挤吹膜工艺中,LDPEPA的塑化温度相差很大,只有能够独立加热的模头才可以生产,锥形叠加模头表面上可以独立加热。但从结构上分析,它的圆柱部分是相对独立的,但是其圆锥部分已经插入到另外一层的圆柱体中,理论上已经受到另外一层加热温度的影响了,况且,在长期生产过程中,金属的热传导会使各层锥形叠片温度互相干扰,趋于一致,必须增加隔热层才能保证相邻两种材料的温度差。德国Battenfeld Gloucester工程公司的多层共挤吹塑薄膜机组采用了LP低中心的锥形叠加头,模头部件可进行快速安装和拆卸,并且可以在不需要更换整个机头的情况下改变机头直径和口模间隙。

4.4.1.2  平面叠加型模头

平面叠加型模头,按结构布置形式分为两种:一种是高度方向平面叠加;另一种是径向方向平面叠加。由碟形片叠加而成的,每层碟形片有两个进料口,可以挤出两层薄膜,使每一层受热均匀。碟与碟之间加有隔热层,可以单独控制每一层机头的温度,相邻层之间温度之差可高达80℃。根据不同的生产要求。可以撤走、增加或重新布置各层模头,增减容易,节省费用。整个机头全部采用38CrMoAIA材料制成,具有良好的热稳定性。多层共挤膜强度高于同类复合膜30%,节省原料20%以上,产量可以提高50%。与锥形叠加机头相比,在相同条件下,平面叠加式机头结构紧凑,它的实际高度只有锥形叠加机头的60%,提高了塔架的有效高度,在七层和九层共挤吹膜机组中,这种机头就有了绝对的优势。平面叠加式机头采用侧面进料,机头内流道拐点少,没有死点,频繁停机和开机时绝不会有糊料现象,特别是吹制尼龙这种材料的时候,它的优越性是无与伦比的,这种模头的设计理论已经超出了传统思想观念,是设计理论上的一种飞跃。

轴向平面叠加型共挤模头。国际上以加拿大Brampton Engineering公司为代表,一般采用侧进料,熔体以中心轴线对称,熔体在每层流道中流动层数的变化不会影响模头内外径的大小,模头层数可以任意组合,且每层的温度可以单独控制,这样可以根据不同的物料的需要单独控制每层的温度,也有效的防止物料的分解,适应于高阻隔多层共挤薄膜加工。Reifenhuse公司的Filmtec7-1700IBC七层共挤吹膜生产线机头为BK-F-0500HDS平面叠加机头,口模直径为300mm-500mm

径向方向叠加型共挤模头 。国际上以Battenfeld Gloucester Engineer公司为代表,模头的特点是低中心,模头的高度不会随着层数的增加而增大,优点是熔体的压力是在流道圆周方向平衡掉,螺纹和密封技术确保了层与层之间不会有任何污染,优于轴向平面叠加型模头,而且使加工的灵活性提高,熔体混合效果更好 ,吹塑出的薄膜 的品质更高。缺点是熔体各层的温度不能单独控制,特别是中间层的温度,适用于多层共挤高强度薄膜的加工。

金明精机股份有限公司研发了5层共挤双流平面叠加式模头,它是由碟形片叠加而成的,每层碟形片有两个进料口,可以挤出两层薄膜,使每一层受热均匀。碟与碟之间加有隔热层,可以单独控制每一层机头的温度,相邻层之间温度之差可高达80℃。根据不同的生产要求。可以撤走、增加或重新布置各层机头,增减容易,节省费用。整个模头全部采用38CrMoAIA材料制成,具有良好的热稳定性。多层共挤膜强度高于同类复合膜30%,节省原料20%以上。  

4.4.1.3 双螺旋型叠加模头的科学发展

螺旋型叠加模头的特点是低中心高度不会随着层数的增加而增。由于熔体的压力是在流道圆周方向平衡掉,所以密封比叠加型好。缺点是熔体的温度不能单独控制特别是中间层的温度。

螺旋型叠加模头没有分流支架,物料在螺旋流道中流动的同时伴有轴向流,使物料得以很好地重合,消除了熔接线,达到材料各向同性,熔体温度均匀,提高了薄膜的物理性能。设计螺旋芯棒模头的时候应尽量使模头内物料的轴向流在圆周方向分布加宽,以提高模头的混合性能。影响模头混合性能的主要参数:螺槽深度对机头混合性能影响最大,随后依次为螺旋升角、螺旋消退角和芯棒锥角。螺槽深度参数取大值,螺旋消退角和芯棒锥角两个参数取小值。

佛山捷勒公司采用预分配式螺旋流道设计的低模体的螺旋芯棒式模头,使熔体料在进入汇合前分布均匀,保证了料流的流速和压力分布,各层汇合后流动阻力相同,汇流流道短,熔体的滞留时间短,薄膜的阻隔层均匀,成型性能好。模头背压小,挤出量高。利用表面工程技术,使流道表面的镀层无死角,镀层硬度高、耐磨、耐蚀,不产生剥落和裂纹,并能长期保持表面光亮,以解决流道的腐蚀和磨损问题;

Alpine公司推出了一种新型X系列11层共挤阻透薄膜用侧加料螺旋型叠加模头螺旋体中的熔体进料点被优化布局,可产生极高的熔体流动性和均匀性,消除了薄膜共挤过程中条纹线的产生。在更换料时,极短的流道降低了原料的损失和获得最短的清料时间。模头直径400-560mm.薄膜上无出口流纹,因为螺旋形是在芯棒内切铣而成的,而非其外切铣而成。出口是圆形的,不是半圆,使料流更具流线性,清洗和换色快达15min。 这种机头对于容易留下出口流痕的窄分子量分布的物料来说优势明显。

    大连橡胶塑料机械股份有限公司三层共挤出重包装膜吹塑机组采用了的双螺旋模块化叠加型共挤出吹塑模头。

4.4.2  多层共挤套管式模头的科学发展

    多层共挤出套管式模头主要有中心进料式、侧进料式等多种。根据适用的原料和使用情况,有芯棒式、堵块式、摆叶式等型式可供选择,通过分配复合能均匀稳定调节方便地结合一起,各层比例任意调节;传统的套管式圆柱体机头的主要缺点是随着共挤出层数的增加,机头的外径将相应增大,从而熔体与机头表面的接触面积相应增大,熔体压力降增加,同时熔体在流道内的停留时间也相应延长,物料降解的可能性也不断增大。浙江瑞安市瑞森塑料包装机械厂三层塑料共挤吹塑复合膜机组采用分层式螺旋芯棒型可360度连续旋转模头,简化了模头结构,缩短了流道的长度,减小了模头体积和质量,降低了制造成本。

    三层共挤头具有三通道而减少压力损失薄膜厚薄度更均匀,耗电更省用一台主机供里外层料,可以减少一台主机的配置,同时达到降低成本,节能低耗的目的。可吹制低压,高压,线形低密度三种聚乙烯薄膜,不但适应它们的新料吹膜,还适用于它们的再生塑料吹膜。

    “智”适应分层均匀、稳定是机头复合分配器性能的发展方向。

4.4.3 多层共挤吹膜模头技术创新的科学发展

    机头结构如何满足高产量要求是设计者面临的巨大挑战之一;在满足薄膜性能要求的前提下,如何提高机头的热效率、降低能耗 ,实现高效节能也是未来机头结构设计必须解决的问题。

    多层共挤吹膜模头技术创新的思路是实际经验理论相结合。把物料的参数和产量作为初始设计条件理论计算出熔体在模头内的压力分布停留时间剪切速率,以及最重要的螺旋流道终止处的速度分布根据理论计算的数据分析流道参数的合理性,根据实际经验,修改理论参数,进行理论复核,以得到最好的分析结果。多层模头来说,每层流道参数根据那层的材料参数,产量来计算。在多层熔体汇合熔接处,还要算出各层的厚度分布。可采用高分子流场分析软件(POLYFLOW等先进软件,对机头内部物料流场的模拟分析,得到复合膜机头各流道内每一个结构部位的熔体流动的速度场、压力场、剪切速率场、粘度场以及熔体介质的流线等仿真结果了解机头各部位物料流动的速度、压力及粘度沿出口方向的梯度,理论上掌握各流道各部位物料流动的顺畅性,分析是否有物料的阻淄、涡旋等,从而来判定流道设计的好坏,是否需要修改结构和参数。生产试车,检验设计的效果,不断提高流道结构得科学合理性经过多次理轮—实践的反复修改,达到预定的效果。

4.5 风环的绿色化技术的科学发展

风环的主要功能是稳定膜泡外径、壁厚。稳定膜泡与薄膜的表面质量、厚度精度、生产率都有极大的影响。

4.5.1 内风环

内风环也叫膜泡内部冷却系统。冷却的空气进入膜泡内部,吸收薄膜内表面的热量,热的空气和膜泡内冷却而产生的挥发物通过内风环排出,如此循环从薄膜的内表面降低薄膜的温度。现在国外的多层共挤吹塑设备都采用了IBC,IBC能使产量提高30%左右。内风环除了能提高产量功能,还有两个功能:1)能提高薄膜的光学性能。内冷却使膜泡冷却速度加快,使结晶减少,同时通过空气在内部的流通,带走了膜泡内的挥发物;2)膜泡的稳定性大大的提高。这也不仅仅是因为内冷使膜泡冷却速率加快,使冷凝线下的熔体温度降低,提高了熔体强度,另外一个主要因素是当膜泡内冷时,可以在膜泡的内外形成对流的气流,可以抵消彼此的冲力。而膜泡不用内冷时,膜泡内部气体是静止的,只有外部风环出来的气体是流动的,所以不能抵消外部气流带来的冲力。

内风环和环型柱体结合的冷却装置。环型柱体使装置使来自风环的气流方向与膜泡径向几乎平行,迫使冷却空气沿膜泡表面流动,增加了接触面积。环型柱体导管越高,接触面积越大,冷却效果也越好,可达到提高20%的产量。

4.5.2 外风环

外风环基本上都采用双唇风环结构,相对于单唇风环,它的冷却效率大大的提高,所以可以使多层共挤吹膜设备的产量提高。单唇风环仅在膜泡外表面形成了一层气层,靠近膜泡外表面的温度高,而这个气体层是平行于膜泡向上运动,所以气层内侧的温度越来越高,膜泡的冷却效率会越来越低。而对于双唇风环,另一个风唇的气体会冲乱第一个风唇的气体层,使冷却气体层产生湍流,膜泡冷却效率大大的提高。据报道双唇风环比单唇风环,设备的产量提高25%左右。

4.5.3 双风环

下风口气流起到了预冷膜泡的作用,上风口的高速气流冲击着下风口气流,形成紊流混合,破坏了滞流边界层,强化了传热过程,冷却效果明显提高,可在膜泡的周围有关位置分别控制冷却空气量降低或者增加,可以准确地调节膜泡壁厚的变化。继双风口风环广泛应用之后,为了在不增加风机功率和风量的前提下,有效提高膜泡的冷却效率和薄膜产量,人们又开发了射流式双风口风环,即在双风口风环上增加射流环,产生射流效应,把环外的自然空气通过射流环的进气孔强行吸入环内,从而增大环内的气流量,提高风环的冷却能力,同时达到一定的节能效果德国Octagon公司生产的双风环的两股冷却气流保证了最佳的冷却,比单风口风环的产量提高30%,可以将吹塑薄膜的产量提高多达50%Rerfenhauser公司还推出了一种高性能双风环—REI 2 cool,其高度可调,有专用的IBC稳定器不同于普通的双风环,是两个独立的风环,一个安装在机头上,另一个安装在人字板下面,高度可调两个风环之间产生的是一种圆形泡颈,而不是椭圆形的,稳定性更高Rerfenhauser称,要求吹胀比大的各种薄膜都可以用该装置把产量提高到最大。德国W&H公司的在冷却环内部和膜泡上进行的创新空气导向,提高了冷却率,降低了压力损耗,进一步提升了产能。

4.5.4 内外表面同步冷却装置

为了增加冷却面积可采用膜泡内外表面同时进行冷却的装置。此装置在机头里有两条通道,外层为进气通道,里层为出气通道。输入的冷风经进气通道的缝隙或小孔吹出对薄膜进行冷却,而热风经里层通道被抽走。由于热风上升,其排气通道延伸到膜管较高位置。这种冷却装置其效果可提高 33%以上,吹膜线速度已达到200m/min,产量比只用风环外冷的传统吹膜法提高50%~70%。同时,由于膜泡被骤冷,薄膜的透明度的光学性能也有所提高。

4.5.5 膜泡冷却的绿色化技术的科学发展

泡膜内冷系统从无到有、从粗到精的几代发展。通过感应泡膜直径尺寸的变化,在冷却膜泡同时又能稳定膜泡外径。冷却介质从风环出口处以一定的角度,适当的风速吹向膜泡,沿着表面形成一堵“冷却风墙”,与高温膜泡表面接触,进行热交换,热量由空气带走,膜泡温度下降。冷却介质是膜泡被冷却速率快慢的决定因素。

4.5.5.1 水冷介质[4]

传统的多层吹塑薄膜的配方不能直接适用于水冷技术水冷方式有效抑制了PP、PA等材料的结晶现象的发生,生产出的薄膜接近无结晶分子结构,提升了薄膜成品的表面光泽度、透明度、耐刺穿度、柔软度。宾顿工程公司9层共挤的水冷AquaFrost吹塑薄膜生产线,水冷使熔体在关键的结晶增长温度区所花的时间缩到最短,薄膜具有高的透明度及内应力的均衡取向使薄膜纵横向的收缩几乎相同,同时产量同比气冷的要高出1.52倍。水冷的效果是最好的,然而从卫生角度考虑,医用膜和食品包装膜的冷却不允许使用水冷,因为室内空气与冷却水的温度差异,会使冷却辊的表面凝结水汽,不符合卫生要求。

4.5.5.2 乙二醇冷却介质

乙二醇制冷机组来替代冷水机组,可大幅度提高冷却和结晶速度,薄膜达到更高的透明度、强度和韧性。

4.5.5.3  逆流冷却装置的科学发展

普通的风环冷却装置都为顺流冷却装置,即加热的空气流与膜泡牵引方向一致,汇集在膜泡上部,这在某种程度上,影响了薄膜的冷却。逆流冷却装置,在一个标准的风环上,安装一个圆形护罩。由护罩顶部引入的冷却空气流 称为逆流 同底部风环吹出的空气成逆流,冷却膜泡,冷却后的混合气流收集在圆形护罩上部空腔内,然后通过排风口排出。圆形护罩可上下调节,以达到适当的位置。冷却效率可提高20~30%

4.6  收卷机技术的科学发展

收卷速度直接影响到设备的生产速度。全自动收卷装置实现高速生产不可缺少的装置,具备多项自动功能:自动换卷、自动切膜、自动卸卷、自动控制张力等。 

收卷机名义上分类有两种,一种是表面摩擦式收卷机(表面式),另外一种是转位式收卷机(旋转式);针对不同的品种,又出现了中心辅助卷曲的表面摩擦式收卷机、间隙式表面摩擦收卷机以及带有表面摩擦辅助的中心式收卷机、间隙式中心转位收卷机等等。旋转式收卷机在北美得到了大量的应用,而欧洲更偏重于表面式收卷机,旋转式只用于特殊要求或结构复杂的薄膜,在共挤吹塑薄膜方面只占到了20%

模块绿色化。德国W&H公司的FILMATIC系列收卷机按功能分成多个工作模块,根据客户要求进行组合。FILMATIC N为满足吹膜设备最高收卷要求的新型接触式收卷机,分成中心驱动、间歇式收卷 、转向(向右/向左旋转)、无折边初始收卷、直角切割、真空-切膜-接触辊、自动化膜卷卷芯安装和粘贴、手动卸卷、自动卸卷等功能的模块,可以配备各种纵向幅切切刀,两个独立工作的中心驱动装置在初始收卷时就能确保精确的张力控制,带有重量平衡装置并可精确控制的上压辊可以在间隙式收卷时自始至终保证侧面平整的薄膜收卷,可以进行直角切割以及无折边初始收卷,从而避免了废品产生。其基本配置机型可以很好地满足多种用途。如果添加中心驱动式和间歇式收卷功能以及转向功能和无折边初始收卷功能等选项,那么该收卷机可以满足薄膜收卷技术的最高要求。其他选项配置如专利产品真空-切膜-接触辊等,可以在任何时候后需添加,对机器进行升级。

高速化。德国W&H公司的FILMATIC TX/TC收卷机,最大收卷速度可达200/分钟,具有内置式或外置式,以适应根据场地大小以及公司内部的膜卷物流的情况,可以选择配备展宽辊、切膜辊的牵引装置,分切多幅料带。佛山捷勒塑料设备有限公司的全新设计的收卷机相比传统收卷机有重大改进,在结构上省却了传统收卷机必备的两侧壁板,采用两副重载直线导轨;在运动行程上省却了传统的液压油缸、油管等部件,全部采用电机和气缸驱动,彻底杜绝了漏油安全隐患,最大线速度可达200m/min

型式及控制的多样化,适应功能化生产的需求。德国W&H公司的FILMATIC S薄膜收卷机,提供两种型式供选择:一种可以放置在地面上以方便操作人员的操作,另一种可以放置在高台上以节省空间;具有两种收卷工位:内置式,外置式。全自动卷芯安装及膜卷拆卸,允许在同一收卷轴上同时收卷不同宽度的膜卷,达到前所未有的规格灵活性。

4.7  牵引技术的科学发展

广东金明精机股份有限公司的水平式旋转牵引系统拥有三项专利技术:ZL01243077.“一种吹塑机的气垫辊”、ZL01243076.5“一种吹塑机的新型展平辊”、ZL01243079.x“一种吹塑机的旋转牵引装置”。气垫辊在导向辊与膜承接的面上开有若干个气孔,从导向辊的内部向气孔吹气,能使膜与导向辊两者之间的磨擦降到最低,既减小了因磨擦引起的牵引阻力,同时使膜面不易受磨损。新型的展平辊的表面有螺旋形的凹槽,其凹入方向均向辊的端部倾斜,使薄膜的展平效果更出色。水平式薄膜旋转牵引系统通过扇形齿轮运动副以土3600的转角缓慢地把薄膜均匀地分布在膜卷上的各个部位,使所生产的薄膜表面平整,薄膜卷的圆柱精度高、外观质量良好,为薄膜的后加工工序(如印刷等)提供更高质量的薄膜材料。佛山捷勒塑料设备有限公司生产的一条三层共挤上吹薄膜吹膜设备旋转牵引机构采用了齿盘式回转支撑设计,不仅方便安装调校中心,同时减少了旋转牵引运行过程中的中心偏差的问题。

立式旋转牵引装置具有刚性强度好,方便维护等特点,可以有效降低机器的整体高度,特别适于生产大宽幅薄膜。金明精机股份有限公司开发的辊宽2800mm3200mm的两台立式旋转牵引装置,分别在安徽及泰国客户工厂投入使用。

3.2.8 挤出塑化冷却技术的科学发展

      新型的空气冷却技术与传统的相比有了极大的提高。传统的空气冷却是在机筒外安装鼓风机,产生强制空气冷却,加热器外表面或加热器间的垫圈常制成冷却筋。新型的空气冷却是利用负压法将室温空气(经紧固的屏蔽)导入每个加热区的电加热片,受热的空气通过绕曲管向下到达气流控制缓冲器空气通过一个打开的缓冲器进入挤出机机座,在那里会经过压力通风打开一个单独的排气管道,三个挤出机共用一个风机将气体排出室外,带走热量。 
    新型的空气冷却技术采用大风机取代多个小鼓风机,投资并不大,因此除了具备原有的优点,还克服了噪音大、热空气影响加工环境的缺点。其冷却过程更趋缓和,更均匀,节能及清洁的效果更突出。