在目前全球塑料包裝膜市場(chǎng)上,,帶有尼龍的多層共擠膜比例越來越高,,現(xiàn)在歐美、日本等地的尼龍消耗量每年增長(zhǎng)10%以上,在中國(guó)的消耗量每年增長(zhǎng)30%,,而尼龍?jiān)诙鄬庸矓D高阻隔性包裝膜成分中只占10%~15%,可見這種包裝膜在日常生活中使用量越來越大,,而且還會(huì)更加普及,,它可以使各種食品的保質(zhì)期延長(zhǎng)兩倍以上,生產(chǎn)高檔塑料包裝膜定行業(yè)在目前和未來十年里,,都是極具發(fā)展?jié)摿Φ摹?/p>
吹膜機(jī)組主要有幾部分組成,,如擠出機(jī)、機(jī)頭,、風(fēng)環(huán)內(nèi)冷,、牽引及其收卷等,一套質(zhì)量好的吹膜機(jī)組要求從擠出直到收卷的整個(gè)過程都不能的缺陷,,如果其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)原理和制造質(zhì)量出現(xiàn)問題,,生產(chǎn)出來的制品質(zhì)量就會(huì)降低很多,即影響使用又影響銷路,,這個(gè)問題應(yīng)當(dāng)引起重視,。
從中國(guó)吹膜機(jī)制造的現(xiàn)狀可以看出,技術(shù)含量低是一項(xiàng)最大的問題,,吹膜機(jī)的技術(shù)水平直接影響到制品的質(zhì)量,,這就是為什么眾多有實(shí)力的廠家不得購買國(guó)外的先進(jìn)設(shè)備,但是高昂的設(shè)備價(jià)格提高了生產(chǎn)的成本,,在市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)能力受到了影響,。按照技術(shù)難度和重要程度來分,歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家將機(jī)頭和收卷的技術(shù)就放在首要位置,,另外在吹膜工藝上也力求改進(jìn),,使制品的質(zhì)量不斷提高,然而,,中國(guó)與其他國(guó)家在國(guó)情上有很大的不同點(diǎn),,改進(jìn)的項(xiàng)目太多了,會(huì)使生產(chǎn)成本增加很多,,但是制品的質(zhì)量提高不大,,我們應(yīng)當(dāng)針對(duì)中國(guó)的國(guó)情進(jìn)行必要的改進(jìn),同時(shí)又要保證逐漸降低成本,,擴(kuò)大銷路,。
2 多層共擠吹膜技術(shù)的特點(diǎn)
多層共擠膜機(jī)組中有很多技術(shù)在中國(guó)已經(jīng)得到很好的運(yùn)用與發(fā)展,,例如擠出機(jī)技術(shù),按照目前中國(guó)所使用的情況已經(jīng)完全達(dá)到要求了,,人們對(duì)它的投入較大,,取得的成果喜人,在行業(yè)里,,人們稱之為主機(jī),,而其余部分則稱為輔機(jī),恰恰是這些輔機(jī)技術(shù)的改進(jìn),,極大地提高了制品的質(zhì)量,。
(1)多層共擠機(jī)頭 目前中國(guó)的業(yè)內(nèi)人士都知道多層共擠機(jī)頭有很多種類,國(guó)內(nèi)各類文獻(xiàn)介紹也很多,,但是由于地域的局限性,,所寫的內(nèi)容不夠詳細(xì)和準(zhǔn)確,本文在此介紹一種多流道平面疊加式機(jī)頭,。
照片中顯示的是五層共擠雙流平面疊加式機(jī)頭,,它是由碟形片疊加而成的,,每層碟形片有兩個(gè)進(jìn)料口,,可以擠出兩層薄膜,使每一層受熱均勻,,有效改善塑化性能,,所以,這種五層共擠的疊加機(jī)頭吹制出來的膜可以獲得十層的效果,,制品厚度的誤差在5%以內(nèi),。碟與碟之間加有隔熱層,可以單獨(dú)控制每一層機(jī)頭的溫度,,相鄰層之間溫度之差可高達(dá)80℃,。根據(jù)不同的生產(chǎn)要求??梢猿纷?、增加或重新布置各層機(jī)頭,增減容易,,節(jié)省費(fèi)用,。整個(gè)機(jī)頭全部采用38CrMoAIA材料制成,具有良好的熱穩(wěn)定性,,經(jīng)過特殊的熱處理工序,,內(nèi)部電鍍拋光的加工手段,保證了薄膜的強(qiáng)度,,節(jié)省原料,,而且改善塑化性能,,提高產(chǎn)品質(zhì)量。經(jīng)測(cè)定,,同樣厚度的包裝膜,,這種多層共擠膜強(qiáng)度高于同類復(fù)合膜30%,在相同的強(qiáng)度條件下,,這種多層共擠膜要比同類復(fù)合膜節(jié)省原料20%以上,。
與錐形疊加機(jī)頭相比,在相同條件下,,平面疊加式機(jī)頭結(jié)構(gòu)緊湊,,它的實(shí)際高度只有錐形疊加機(jī)頭的60%,提高了塔架的有效高度,,在七層和九層共擠吹膜機(jī)組中,,這種機(jī)頭就有了絕對(duì)的優(yōu)勢(shì);
業(yè)內(nèi)人士都知道,,在多層共擠吹膜工藝中,,LDPE和PA的塑化溫度相差很大,只有能夠獨(dú)立加熱的機(jī)頭才可以生產(chǎn),,錐形疊加機(jī)頭表面上可以獨(dú)立加熱,,但細(xì)細(xì)分析又有些不妥,通過剖面圖可以看出,,它的圓柱部分是相對(duì)獨(dú)立的,,但是其圓錐部分已經(jīng)插入到另外一層的圓柱體中,理論上已經(jīng)受到另外一層加熱溫度的影響了,,況且,,在長(zhǎng)期生產(chǎn)過程中,金屬的熱傳導(dǎo)會(huì)使各層錐形疊片溫度互相干擾,,趨于一致,,必須增加隔熱層才能保證相鄰兩種材料的溫度差。這種設(shè)計(jì)思想在平面疊加式機(jī)頭體現(xiàn)的非常明顯,。
由于平面疊加式機(jī)頭采用側(cè)面進(jìn)料,,機(jī)頭內(nèi)流道拐點(diǎn)少,沒有死點(diǎn),,頻繁停機(jī)和開機(jī)時(shí)絕不會(huì)有糊料現(xiàn)象,,特別是吹制尼龍這種材料的時(shí)候,它的優(yōu)越性是無與倫比的,,這種機(jī)頭的設(shè)計(jì)理論已經(jīng)超出了傳統(tǒng)思想觀念,,是理論上的一種飛躍。
(2)自動(dòng)收卷機(jī)
收卷機(jī)從名義上分類有兩種,一種是表面摩擦式收卷機(jī),,另外一種是轉(zhuǎn)位式中心收卷機(jī),;針對(duì)不同的品種,又出現(xiàn)了帶中心輔助卷曲的表面摩擦式收卷機(jī),、間隙式表面摩擦收卷機(jī)以及帶有表面摩擦輔助的中心式收卷機(jī),、間隙式中心轉(zhuǎn)位收卷機(jī)等等。
這種收卷機(jī)在市場(chǎng)上使用得最為廣泛,,它的技術(shù)要點(diǎn)就是張力控制和薄膜展平,。展平技術(shù)在收卷中極其重要,一套合理的展平機(jī)構(gòu)甚至可以彌補(bǔ)機(jī)組中的某些缺陷,,需要指出的是,,展平機(jī)構(gòu)的功能范圍是有限的,在這個(gè)范圍之外薄膜會(huì)恢復(fù)到展平前的狀態(tài),,因此,,在上牽引和下牽引之間設(shè)置展平裝置的想法是錯(cuò)誤的,它不但增加成本,,而且會(huì)損壞薄膜,,最終還沒有起到作用,這套機(jī)構(gòu)只能在卷曲輥之前使用,。目前國(guó)產(chǎn)的收卷機(jī)上設(shè)置的展平機(jī)構(gòu)無一例外都是不合理的,,展平機(jī)構(gòu)的技術(shù)要點(diǎn)在于薄膜的角度、機(jī)構(gòu)的位置和彎曲的弧度,,這是一點(diǎn)都不能錯(cuò)的,,盡管如此,,薄膜的折徑對(duì)展平的效果有很大影響,,折徑越小,展平效果就會(huì)越好,,當(dāng)薄膜的厚度與層數(shù)增加并經(jīng)過擦邊或折疊時(shí),,可以去掉展平機(jī)構(gòu)。
張力控制要求與薄膜的厚度,、層數(shù)和膜卷的直徑有關(guān)系,,由于機(jī)械化水平的提高,歐美國(guó)家的滿卷直徑一般為1200mm,,隨著張力控制理論的提高,,也有幾家收卷到直徑1500 mm。在單層薄膜滿卷直徑小于1000mm時(shí),,一般都采用恒定的張力控制.滿卷直徑太大的單層或者多層卷曲,,應(yīng)該采用曲線張力控制,張力大小隨著直徑來變化。張力控制機(jī)構(gòu)的靈敏度就應(yīng)該更高,,反之亦然,,當(dāng)薄膜的厚度和層數(shù)增加并經(jīng)過擦邊或折疊時(shí),這種表面摩擦式收卷機(jī)就必須附加中心輔助卷曲機(jī)構(gòu)了,。
這是一臺(tái)用于大棚膜和土工膜卷曲的帶中心輔助卷曲的表面摩擦式收卷機(jī),,首先明確的是,這種收卷機(jī)對(duì)張力控制的精度和靈敏度要求都不高,,不過,,這種薄膜在卷曲時(shí)張力還是很大的,有時(shí)大到出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,,這里摩擦卷是主要的,,中心卷起到輔助作用,單是中心卷的扭矩不足以卷起如此大的膜卷,,只起到收緊卷芯的功能,,以保證膜卷的完美。同樣道理,,帶有表面摩擦輔助的中心式收卷機(jī)是以中心收卷為主,,表面摩擦收卷為輔以幫助增加動(dòng)力。
這種收卷機(jī)主要用于膜厚較小,,卷徑也小的場(chǎng)合,,它是最大滿卷直徑不宜超過400mm,其主要技術(shù)除了展平和張力控制以外,,還需要有一個(gè)橡膠壓輥靠在膜卷上,,因此,多數(shù)情況下,,它的收卷效果要好于摩擦式收卷機(jī),。需要注意的是,在卷曲很薄的薄膜如香煙膜等,,每一個(gè)輥都必須有動(dòng)力,,防止拉傷薄膜。(圖五)右側(cè)的照片就是這樣一種收卷機(jī),。國(guó)內(nèi)用來卷曲地膜的八輥摩擦卷取是不能用來收卷包裝膜的,。
(3)吹膜工藝的改進(jìn)
吹膜工藝主要指吹膜生產(chǎn)中的一些主要步驟,如擠出,、成型,、冷卻、牽引和收卷等,,它們的主要目的是為了保證制品的質(zhì)量和產(chǎn)量,,說到產(chǎn)量,它是降低生產(chǎn)成本的一個(gè)重要因素,影響產(chǎn)量的因素有很多,,但是增大擠出量,、提高牽引速度已經(jīng)是輕而易舉的事,最主要的因素當(dāng)屬機(jī)頭的設(shè)計(jì)加工水平,。本文提到的多層平面疊加機(jī)頭由于擠出層數(shù)多出一倍,,吸熱面積就大,塑化效果好,,自然就會(huì)提高質(zhì)量,,輔之以冷卻技術(shù)的提高,產(chǎn)量可以提高50%,。
所謂冷卻技術(shù),,就會(huì)讓人想到風(fēng)環(huán)和內(nèi)冷以及冷水機(jī)組,這都已經(jīng)是普遍使用的技術(shù)了,,人們多想到這些技術(shù)可以提高產(chǎn)量,,但是用它來提高質(zhì)量的人并不多,北美使用冷卻技術(shù)主要是為了提高質(zhì)量,,他們用乙二醇制冷機(jī)組來替代冷水機(jī)組,,提出風(fēng)環(huán)和內(nèi)冷的出口溫度要達(dá)到50℃,目的是提高冷卻和結(jié)晶速度,,這樣就會(huì)提高制品的透明度,、強(qiáng)度和韌性,也就是提高經(jīng)濟(jì)效益,。在冷卻方式中,,水冷的效果是最好的,然而從衛(wèi)生角度考慮,,醫(yī)用膜和食品包裝膜不允許使用水冷,,即使流延里的冷水輥都是不可以使用的,因?yàn)槭覂?nèi)空氣與冷卻水的溫度差異,,會(huì)使冷卻輥的表面凝結(jié)水汽,,不符合衛(wèi)生要求,,由此可以看出,,制品的生產(chǎn)車間也必須滿足這些衛(wèi)生要求。
由于平面疊加機(jī)頭從側(cè)面進(jìn)料,,因此機(jī)頭無法旋轉(zhuǎn),,只好采用上牽引旋轉(zhuǎn),上牽引旋轉(zhuǎn)在世界上也分幾種,,雖然外形不盡相同,,但是工作都很可靠,由于旋轉(zhuǎn)原理自身的影響,薄膜會(huì)產(chǎn)生周期性偏移,,如果收卷時(shí)不進(jìn)行切邊的話,,就要加上電子糾偏裝置。
北美還有一種紅外線測(cè)厚技術(shù),,通過機(jī)頭的局部加熱,,來提高薄膜的均勻度,它號(hào)稱可以將制品的厚度誤差控制在3.5%以內(nèi),,對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)我們應(yīng)當(dāng)辯證來看,,首先,在設(shè)備,、環(huán)境等的綜合影響之下,,我們是否能夠生產(chǎn)出誤差3.5%以內(nèi)的制品?另外,在保證5%誤差的基礎(chǔ)上,,設(shè)備增加十萬美金獲得這樣的成績(jī)?cè)谙M(fèi)市場(chǎng)上必要性如何?這都是用戶們應(yīng)當(dāng)考慮的問題,。很明顯,在包裝膜市場(chǎng)上,,高檔優(yōu)質(zhì)的制品一定要有高技術(shù),、高質(zhì)量的設(shè)備來生產(chǎn),開發(fā)產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)以市場(chǎng)為主,,提高設(shè)備的性能價(jià)格比,。
3 吹膜技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)
通過提高吹膜機(jī)擠出、成型,、冷卻,、牽引和收卷等一系列技術(shù)水平,我們已經(jīng)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多層共擠薄膜,,應(yīng)用在各行各業(yè),,如醫(yī)院用的輸液袋,各類食品用的包裝袋,,總之,,生產(chǎn)高強(qiáng)度,高阻隔性,,高透明性的包裝膜已經(jīng)是明顯的趨勢(shì),,在這個(gè)前提下,提高質(zhì)量,,降低成本是主要任務(wù),,隨著市場(chǎng)要求和吹膜技術(shù)的不斷提高,共擠的層數(shù)會(huì)更多,,但是在中國(guó),,包裝膜吹膜設(shè)備的規(guī)格會(huì)出現(xiàn)向小型化發(fā)展的趨勢(shì),。
從吹膜工藝對(duì)制品質(zhì)量的影響來看,小規(guī)格的多層共擠吹膜設(shè)備有許多優(yōu)點(diǎn),。第一,、薄膜質(zhì)量好;這里的薄膜指的是輸液膜,、高阻隔膜等高檔薄膜,,小規(guī)格的共擠設(shè)備生產(chǎn)的制品泡徑適中,從制冷機(jī)組出來的冷風(fēng)在這種規(guī)格中的冷卻效果最好,,而且折徑較小的薄膜無論是牽引,、旋轉(zhuǎn)還有收卷,成品的表面質(zhì)量都是最好,,不容易出現(xiàn)皺紋,。第二、性能價(jià)格比高,;小規(guī)格設(shè)備并不是什么都小,,這種五層平面疊加機(jī)頭的產(chǎn)量很大,通過口模的變換,,可以生產(chǎn)出小規(guī)格的薄膜,,在提高質(zhì)量的同時(shí),其產(chǎn)量也是其它同類設(shè)備的1.5倍,,它價(jià)錢便宜,、能耗低、生產(chǎn)效率高,、機(jī)架高度小,,廠房高度可以降低,衛(wèi)生環(huán)境好控制,、可以為更多用戶所接受,。通過成本分析可以計(jì)算出,兩臺(tái)小設(shè)備所生產(chǎn)制品的產(chǎn)量如果與一臺(tái)大設(shè)備產(chǎn)量相同的話,,這樣的兩臺(tái)小設(shè)備成本總和要少于一臺(tái)大設(shè)備,,而且小設(shè)備生產(chǎn)出的制品質(zhì)量高于大設(shè)備。第三,、適應(yīng)經(jīng)過分切這一道工序,,分切多了,對(duì)收卷效果會(huì)有影響,,同時(shí),,這種設(shè)備無法生產(chǎn)小規(guī)格筒狀包裝膜,如重包裝袋等,。而小機(jī)器可以吹制0~800mm范圍之內(nèi)的任何規(guī)格,、任何層數(shù)的筒狀類、分切類包裝膜,,在不用修改任何設(shè)備配置的情況下,,它能夠生產(chǎn)的制品種類最多,適應(yīng)市場(chǎng)的多樣化要求,,最重要的是,,在這樣的規(guī)格和成本下制品極具質(zhì)量?jī)r(jià)格優(yōu)勢(shì),在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地,。