流延(涎)法--塑料热成型片材生产技术

作者：刘勤让 柏喜娜

欢迎访问e展厅 展厅 2 塑料挤出机展厅 片材生产线, 单螺杆挤出机, 双螺杆挤出机, 板材生产线, 木塑挤出机, ... 随着国内片材生产线的推陈出新，外资和进口设备的引进，以及新的原辅材料的应用，热成型行业呈现出蓬勃发展的态势。热成型片材加工技术也随着设备、材料和用途的不同而五花八门，日益成熟的片材加工技术逐渐打破了旧式的常规理论。 现在，即使在同一条片材生产线，也可以用不同的工艺生产出不同用途、不同规格、不同材质的合格片材；同一种规格用途的片材也可以用不同的设备、工艺加工出来。“无模式”给生产带来极大的方便。 流延片材生产工艺是指树脂经挤出机熔融塑化，通过狭缝机头模口挤出，使熔料紧贴在冷却辊筒上，经过拉伸、切边、卷取等工序制成的片材。用“流延法”生产的用于加工塑料热成型包装制品的片材称“流延法”热成型片材. 目前，国内塑料热成型片材加工情况大致这样安排：“压延法”挤出热成型片材大多在国产设备上生产，“压光法”挤出热成型片材大多在进口片材生产线上加工，“流延法”挤出热成型片材多在台湾产的专用流延片材生产线上加工。现在，随着国产片材机加工技术的进步，片材生产技术的提高，在某些国产片材生产线用“压延法”、压光法“也可以加工出合格的塑料热成片材。 “流延法”热成型片材、“压光法”热成型片材、“压延法”热成型片材从设备、工艺、配方、性能、用途、特点等方面均有本质的区别。我们根据自己的实践经验就目前国内用“流延法”在“挤出机——机头——冷却辊——牵引——卷取”工艺生产各种塑料热成型片材的技术谈一些自己的见解，仅供参考。 一、 流延法热成型片材的用途、材料的选用 利用流延法可加工PP、PS、CPS、HIPS、降解等材料的单层、多层或与EVOH、PA等阻隔性材料共挤复合的多层塑料热成型片材。 流延塑料热成型片材主要用于生产较薄的、真空吸塑热成型制品的加工，也可以在正压热成型机上用流延片材加工塑料杯盖、拉伸比较大的方形或圆形塑杯，还可以在正负压配合使用的热成型机上加工各种规格的食品托盘、净菜盘。如PP流延热成型片材可用来加工果冻、布丁杯，一次性杯、盘、碗、盖子及冷冻食品的包装内衬。PS流延热成型片材可加工文具、工业零件、玩具的外壳包装。以PP／EVA／EVOH／EVA／PP结构为材料的流延法热成型片材加工成的容器，具有阻隔氧气、二氧化碳、水蒸气透过的作用，能延长产品的寿命，可用于罐头食品、果冻布丁的包装。 选择用于生产流延法片材原材料的原则是：食品卫生级的挤出板片级、拉丝窄带级、热成型级等型号。 二、气刀的站构、配置、作用、注意事项 “流延法”塑料热成型片材生产的关键是使片材与辊筒紧密贴附，否则，片材表面凹凸不平，透明度降低，二次加工性能变差，影响最终塑料热成型制品的质量。所以，一般设备配置有气刀，从气刀窄缝喷嘴吹出一定气压、温度的气流，使片材紧贴辊筒。空气的提供方式有的采用鼓风机，有的来自空气压缩机。因此，有些人也将“气刀”称作“风刀”。 从气刀吹出的气压大小可调，视片材厚度、宽度、材质、加工温度、生产速度、气刀喷嘴开度大小等略有不同，一般0．3—0．7 Mpa。气流的温度可参考“压延法”、“压光法”的上光辊温度。由于大多数设备没有配置压缩空气温度控制系统，所以一般气流的温度取决于环境温度，大约在20—30℃气刀的另外一个关键作用就是加速片材的冷却，提高生产效率。在热成型片材生产中，气刀喷嘴开度常见0．6一1．0 mm，个别可达2．0 mm。有的气刀装置还包括两个小气刀，单独吹压住片材边部，防止边部翘曲。有的为了提高片材贴附辊筒的效果，在机头附近安装有抽真空装置，把片材与辊筒之间的空气、熔融胚料产生的热气抽走，避免了片材与冷却辊筒因产生气泡而贴附不良的现象。 不用气刀的生产方法也在实际生产中存在，由于生产效率低，片材贴附辊筒的最佳参数不易掌握，一般较少采用。 在以鼓风机提供气流的方式中，特别注意鼓风机的进气口一定要安装空气过滤装置，并且至少每个星期清理一次。在实际生产中，常由于没有按时清理，造成充压力减小，冷却能力下降，片材薄厚难以稳定控制，贴附不良等现象；或者损坏的过滤装置没有及时更换，不洁的空气污染了连接管道以及风刀的内腔，使片材表面出现黑点、麻点等质量问题，影响片材冷却效果。 如果气刀出口有阻塞物，建议先这样处理：先将压缩空气阀门或鼓风机打开，用0．6—0．8 mm厚的铜片把气刀出口刮干净，并打开一边的风管，让异物从气刀的风管接口吹出。如果异物卡得太紧或太大，刮不动，吹不出来，那只好拆开气刀喷嘴的活动压板。 在以空气压缩机提供的气流中，注意由于油水分离不干净，造成气体潮湿，使片材表面出现油点、细小硬斑、料点等质量问后。所以最好加装油水过滤器（需每日排放）或压缩空气干燥、冷却等装置，提高气流质量。 三、流延法热成型片材的“无模式”工艺调节 无论是温度的高低，唇口的开度大小，过滤网的层数目的多少，冷却辊水的温度、气刀角度、气压大小、气隙长短、网压高低的设置，还是配方中添加剂的比例，后续涂覆工艺是否同压光、压延法相似，无固定的模式，无苛刻的要求，根据实际生产情况而定，自由度较大。 例如：温度——从实际生产情况看，即使在同一厂商的同一型号片材生产线上加工同一种材料的热成型片材，不同厂家的温度设置相差10—20℃也是常见的事。 唇口开度——从实际正常生产记录看，一般只要不小于片材厚度就有正常生产的可能。有些资料报道在考虑离模膨胀的情况下，唇口开度甚至可以比片材厚度小。 气隙——由于气隙长短还有一个作用是调节边条宽窄（实际对片材的厚度也有轻微影响），一般为了均匀拉伸，尽量将机头靠近冷却辊筒，常见距离为50—200 mm。 气刀与滚筒间隙、角度、宽窄、气流大小——这些参数对片材紧贴辊筒、片材冷却、片材宽窄等均有影响，需要仔细调节，不断总结。一般气刀间隙比唇口开度略大，一般取2．0—3．0 mm。气刀宽窄应可以自由调整，以方便工艺调节。气流的大小可以通过调节鼓风机进风口大小或进气阀开关。 辊温——有的采用冷却水，有的通自来水，有的是循环水，辊温在20一70℃不等，与生产速度、机头温度、冷却辊的结构、片材规格等因素有关系。在实际生活中，有的甚至不管什么材质，辊温都保持不变，通过调整其他工艺参数达到正常生产。 配方——配方一般也较简单随意，关键要采用正规厂家生产的原辅材料，粉碎或造粒回料应纯净未受其他杂料污染。在真空上料的生产线，配方中应尽可能不用粉状材料（如颜料、透明粉）而选用粒状（如粒状色母、透明剂），防止粉状材料随排风管抽走后，造成不稳定的颜色或透明度。 四、流延法片材生产工艺“无模式”配置及实例 一般流程为：挤出机一机头一气刀、冷却辊筒一切边一牵引一卷取。 "流延法”片材的生产与“压光法”、“压延法”片材的生产最大区别在于“气刀”代替了压光辊。 实际能够生产流延片材生产线的配置、从简单的低档生产线到高档的共挤复合片材生产线，规格、样式多种多样，大致有以下几种： (一) 在专门用于加工流延片材的生产线，通常辊筒采用立式上进料，无上辊筒，在上辊的位置增添了气刀，中辊、下辊位置固定。 例如：台湾某厂产的专门用于挤出流延片材生产线。 配置：φ90 mm挤出机，通用螺杆，L／D=30；直流变频调速电机，功率150 HP；衣架式机头，总宽度1000 mm，活性模唇，有阻尼条，内表面镀铬；专用气刀及供气系统，气刀鼓风机功率5 HP，产风量19．6—23．6 M3／min；立式两辊，上进料，辊简直径φ350 mm，宽度1000 mm，表面镀铬，镜面抛光，链条传动；下辊筒位置固定，不能升降；自动恒温循环水箱度控制三辊温度，并联水路；切边随机粉碎随即挤入加料口使用，真空上料，热风循环干燥料斗，自动涂覆脱模剂，双工位自动翻转卸料装置。 实例：用流延法生产PP热成型片材。 1．片材规格：0．32 mm×610 mmCPP（透明PP）负压吸塑热成型片材。 2．配料：PP50 kg，回料60 kg，透明剂（粉状，香港）——0．05 kg. 3．工艺参数：机身温度190-207- 215-220-225℃，换网器温度224℃机头温度229-232-237-232-225℃，唇口开度2．0 mm，主机速度25．9，三辊速度7．7（表显），过滤网80 目×2 +100目×2，牵引：5．4，中辊水温：33．6℃，风刀与辊筒间隙：2．5 mm。 (二)随着进口设备、技术的引进，国内片机制造水平不断提高，片材生产线的配置越来越趋向于自动化、精密化、多功能化。高档片材生产线一般采用“精密挤出”技术，有PLC高度自动化可编程计算机控制系统、熔体泵、静态混炼器等，下垂式衣架机头，三辊多为卧式结构，采用伺服电机独立传动，配有独立水温控制系统，集“压延法”、“压光法”、流延法”、“多层共挤复合”于同一条生产线，给片材的生产、开发带来了极大便利。 高档片材生产线一般较多采用“压光法”、“流延法”生产片材，一般不主张在高档生产线采用“压延法”加工片材，主要是为减少“压延法”生产对辊筒、机架的影响，延长机器寿命，保证片材加工精度，甚至0．30 mm以下的片材，有的也要求不主张用“压光法”生产，只能用“流延法”生产。用流延法生产时，需要装上风刀、连接供气管道。 例如：国内公司引进美国五层共挤片材生产线，主要配置如下： 1．DAVIS STANDARD公司挤出机三台。 a．主机 φ120 mm， L／D=30，45in45HT挤出机一台。 b．副机 φ65 mm， L／D=30，15IN25HT挤出机一台。 c．副机 φ50 mm， L／D=30，30IN25HT挤出机一台。 2．EXTEK公司换网器三台： a．HSC-45M换网器，一台。 b．HSC-25M换网器两台。 3．熔体泵三台：LCI ES56／56熔体泵一台，LCI ES36／36熔体泵两台。 4．CLOEREN五层共挤配料块，可更换的选择塞，CLOEREN五层共挤自动厚度调整模头一台，垂直向下安装。 5．卧式三辊压光装置： a．冷却压光辊筒三只。 b．独立伺服电机传动，液压控制辊筒开合。 c．自动恒温循环水控制系统。 6．牵引装置一套，电晕、静电消除、徐覆装置各一套。 7．三工位自动翻转卷取机一台。 8．EPICⅡ自动控制系统一套。 9．NDC厚度自动检测控制系统一套。 10．干燥系统一套，上料控制系统一套。 11．气刀及供气系统一套。 例如：在多功能的精密挤出生片材产线用“流延法”生产高阻隔多层复合热成型片材。 共挤复合层的结构：PP／EVA／EVOH／EVA／PP。 生产方法：压光法或流延法都可以。 下面介绍用“流延法”生产时注意事项： 1．生产PP热成型片材时，将主挤出机螺杆更换为PP专用. 2．将压光辊打开，落低，并用毛毯遮护。 3．装上风刀及风管，小心碰伤冷却辊筒。 4．根据片材表面光洁度、复合层数的需要，确定各机挤出材料，安装适当的选择模塞。一般采用主机生产较厚层，采用副机生产较薄层。 5．在相应的电脑控制屏幕设定主机和副机各段温度、压力、层厚度、生产速度、循环水温、牵引张力、风刀鼓风机速度等参数。其中，粘接层EVA厚度一般不低于0．006 mm，阻隔材料EVOH厚度一般不低于0．008 mm。 6．将真空上料管正确插接。 7．在上料系统设定配方比例：一般PP回料所占配方比例为50％。 8．更换主、副机过滤网，一般用专用网叠，粗网靠近多孔板。 总之，在流延热成型片材生产线中，尽管机头有宽有窄，辊筒有粗有细、有长有短、有多有少，螺杆各式各样，工艺控制五花八门，但流延热成型片材线总的发展趋势应该是：向配有专用气刀和供气系统的集压光、压延、流延等生产方法于一体的高档、精密挤出片材生产线发展。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (1/27/2006)