三層共擠吹膜設備簡介及在國內發展

  1 三層共擠吹膜設備在國內的發展

　　改革開放二十多年來，我國的塑料包裝行業得到穩步的高速發展，已經從一個初期分散性的行業發展成為獨立的、產品門類齊全的現代化產業體系。據預測，到2005年我國塑料包裝材料領域的市場年需求將達到550萬噸，年均需求增長率為1O%，在塑料制品行業中增長速度最快，是具有廣闊發展前景的朝陽產業。其中，薄膜是用量最大的塑料包裝材料，由于其無毒、質輕、包裝美觀、成本低的特點，因而應用領域在不斷拓展，幾乎滲透到工農業產品和日常生活用品的各個方面，塑料包裝薄膜行業的投資正在快速增長?！　?BR>
    工業上有兩大類塑料薄膜(厚度在0．005mm-0．250mm．)生產方法———壓延法和擠出法，其中擠出法又分為擠出吹膜、擠出拉伸和擠出流延。目前最廣泛使用的生產工藝有擠出吹膜、擠出拉伸和擠出流延，尤其是聚烯烴薄膜，而壓延法主要用于一些聚氯乙烯薄膜的生產。在擠出吹膜、擠出拉伸和擠出流延中，由于擠出吹膜設備的整體制造技術的不斷提高以及相對于拉伸和流延設備而言相對低得多的成本，應用在不斷增多。　　

    在單螺桿擠出機中發展最快的當數塑料薄膜擠出生產線，尤其是多層共擠薄膜生產線。薄膜層數已經從3層、5層、7層、9層，發展到10—20層，當然原因是多方面的，其中主要的原因是薄膜的最終用戶，尤其是包裝工業得益于多層薄膜的高阻透性和機構特性以及設計的靈活性和美觀性。美觀主要是因為采用多層共擠后，表層可以采用可印刷的表面，而中間層不必采用昂貴的樹脂，從而降低成本，深受包裝行業的青睞。另外的原因是疊加機頭的發展和廣泛應用，也為多層共擠薄膜的發展創造了有利的條件。近幾年新型擠出技術的不斷出現，使吹塑薄膜得以迅速發展。　　

    在歐洲和北美等國家地區，塑料薄膜吹塑設備目前仍以三層共擠為主，部分五層，少數七層，八層～九層以上的薄膜吹塑設備主要是塑機制造商為標志技術水平、作技術儲備而開發的樣板機，目前尚無推廣的真正價值。

    隨著我國加入WTO和經濟全球化，市場的激烈競爭以及人民生活水平的提高，人們追求精神和物質文明，注重內在質量已大勢所趨，不少人開始接受發達國家注重功能、輕外表的包裝觀念，渴求無污染的衛生包裝及裝潢，這對多層共擠塑料薄膜及吹塑設備的發展無疑是一個良機。目前我國塑料薄膜設備不少為早期購買的單層薄膜吹塑老設備，普遍存在技術落后，設備嚴重老化，原料的適應性差，能耗大，產量低，薄膜質量不好，必須更新換代。近5—6年國內塑料廠購一定數量的二層～三層共擠薄膜吹塑設備，但數量遠遠達不到目前多層共擠塑料薄膜生產發展的需要，不能滿足高阻隔功能等塑料薄膜一次擠出成型的生產，從而無法更有效地取代溶劑揮發、污染環境、殘余有害物質污染包裝食品、影響人體健康的干式復合工藝。

    2．三層共擠薄膜吹塑設備的主要構造及特點

　　一臺典型的三層共擠薄膜設備的主要構造如下圖所示。它主要包括：加料系統，擠出機，冷卻風環、牽引和卷繞系統。

    2．1加料系統　　以前普遍采用簡單的人工稱重、混合加料方式，設備非常簡陋，導致加料混合不均勻，特別是加入的少量添加劑，很難保證其在原料中均勻分布。當前流行的方式是采用稱重式流量調節系統和稱重式原料配比系統，同時在原料配置至中間料倉及進入擠出機的過程中，始終保持混合后的物料處于連續攪拌狀態，確保原料混合均勻。

    2．2擠出機　　薄膜的產品質量和性能是否能到達要求，擠出機是至關重要的，我們把它稱之為三層共擠吹膜設備的心臟。三層以上的共擠機頭可以每層各配置一臺擠出機，也可以根據制品的具體層間結構，即制品樹脂相同，顏色相同的層次配置一臺擠出機，從而使機器緊湊，制造成本下降。但當制品的結構發生變化時，如各層的原料不同或配方不同時，設備就顯得局促性，無法加工客戶所需要的制品。因此，為使機器有較大的靈活性和適應性，在選擇設備時還是考慮機頭層數與擠出機配置數以1：1為好?！　?BR>
    擠出機設備現在有了很大改進，如螺桿直徑增加到45mm／50mm，長徑比增大到28：1，同時在材質上提高了螺桿硬度和料筒硬度，以保證在高溫下正常運行，采用雙金屬機筒，提高耐腐蝕性和耐磨性能，采用變頻電機以穩定擠出機轉速，使螺桿運行平穩，保證供料均衡等。但由于具體材質、加工精度、裝配質量等原因，擠出機螺桿的使用年限平均只能保證1～2年，而采用更完善的技術可以連續使用5年以上。最為關鍵的是，在溫度控制、壓力控制等方面，僅僅是安裝簡單的溫度指標計和普通壓力表，由人工根據其指標數據，依靠經驗進行“事前調節”和“事后控制”加熱溫度、熔體壓力等工藝參數。先進的擠出機設備采用計算機控制的恒溫調節器，同時其螺桿運行速度、熔體壓力和溫度以及螺桿的送料率等，全部在計算機指示屏上直接顯示，并配有報警指示、報警信息反饋與自動或手動處理系統，保證進料段部分始終處于最佳工藝條件之下，整個塑化單元的粒料可均勻地熔化，從而保證熔融體的質量達到設計要求。

    2．3冷卻風環　　冷卻風環分析：對于阻透薄膜來說，由于加入PA、EVOH等材料，給膜泡帶來的不穩定因素很大，所以選擇適當的冷卻系統至關重要，采用雙風口負壓冷卻系統對含PA、EVOH等的阻透薄膜的生產極為有利。下風口出來的氣流不經上風口，直接冷卻薄膜，上風口出來的氣流同樣不經過下風口，直接冷卻薄膜，由此膜泡可得到充分的冷卻，且由冷卻氣流導致的膜泡的不穩定極小。即使是對厚度公差和冷卻要求極為苛刻的薄膜，這種結構處理起來也是毫無問題。

    2．4牽引和卷繞系統　　牽引和卷繞系統：目前設備普遍采用無接觸式膜厚自動測量、顯示、跟蹤與反饋，薄膜厚薄均勻自動調節系統，氣泡框架高度自動顯示功能幾乎沒有，導致生產出的薄膜厚度誤差比采用該方法的產品大得多。從目前的平均分析數據對比分析，沒有采用計算機控制的厚度系統的薄膜誤差在80%~10％，采用該系統，厚度誤差可以控制在5％以內，實際水平在3％～4％。目前國際先進的牽引機構采用水平±360°擺動式旋轉，薄膜線速度恒定，結構科學合理，節能易維護。取代了模頭旋轉，簡化了模頭結構，徹底解決了旋轉模頭的流道長，熔體密封難，易漏料，加熱不均、維護難，薄膜厚度公差大等一系列難題?！　?BR>
    為使薄膜離開擠出機后形成一完整堅實的膜卷，高速卷繞機是必不可少的，收卷的方式取決于薄膜的生產方式。目前國際流行采用模塊化設計，這樣可以先選擇基本機型，以后再增加卷繞機，不管是最初的設計還是后來增加的卷繞設備，都使系統能夠適應不同的產品和客戶需求。

    3 結語　　隨著物質生活水平的提高，三層共擠吹膜設備在國內的應用將越來越廣泛。以發達國家的薄膜應用為鑒，在日用品包裝膜，牛奶膜，食品包裝膜方面，三層共擠薄膜的占有率是很大的。萊芬豪舍在蘇州工廠所提供的三層共擠吹膜生產線，不僅會提高國內三層共擠吹膜設備的生產水平，也會滿足國內市場對高品質薄膜的需求。