多层共挤流延膜挤出技术 - 文章

多层共挤流延膜挤出技术

作者：佛山德仕威塑料有限公司流延事业部

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多层共挤流延膜挤出技术是一种传统的薄膜挤出生产工艺。该工艺最大的优势是具有极高的加工精度，且能够最大限度地发挥被加工材料的性能。特别是在加工高阻隔多层共挤流延膜方面，具有无可比拟的优势。

多层共挤流延膜挤出技术特点和优势

多层共挤流延膜挤出技术是一种将两种或两种以上的不同塑料利用2台或2台以上的挤出机通过一个多流道的复合模头，汇合生产多层结构的复合薄膜，并通过急冷辊成型的技术。多层共挤流延膜挤出技术也是传统的生产薄膜的挤出生产工艺。采用这种方法可生产各种不同材料的薄膜，且具有很高的加工精度，尤其是在加工半结晶热塑性塑料时，这种加工方法能够充分地发挥被加工材料的性能，同时又能保持最佳的尺寸精度。所制得的流延膜具有优良的光学性能和厚薄均匀度，并且由于采用急冷辊可以获得很高的生产速度，并改善薄膜的形态结构。此法制得的薄膜与其他薄膜（如吹膜）相比，其优点是生产速度快，产量高，有利于大批量生产；产品的厚薄控制精度较高，厚度均匀性较好；透明性和光泽性俱佳；各向平衡性能优异。某些材料，例如聚丙烯（PP）膜、聚脂（PET）膜加工的通用方法甚至是唯一的方法就是多层共挤流延法。

挤出机单元

多层共挤流延法的主要技术特点是：

● 多种原料和辅助材料的混配和输送的精确控制；
● 2台或2台以上的挤出机实现共挤；
● 共挤熔体经T型平模头挤出后在一个大直径的急冷辊上骤冷和重新固化后成型；
● 多层共挤复合模头的设计使各层熔体在模头展开后能均匀地分布，并防止各层物料间的互窜；
● 既能对整体厚度进行精确监控和调整，又能对某些关键的功能层进行厚度的精确监控和调整；
● 设备的自动控制系统非常复杂，如原料的混配和输送、温度控制、速度控制、共挤控制、厚薄均匀度控制等，另外工艺的控制也相当复杂。

对比干法复合技术，多层共挤流延膜挤出技术能够大幅度降低生产成本，实现清洁化、安全化生产，产品的卫生可靠性更佳。

由于多层共挤流延膜是通过一步加工处理直接制得的多层复合薄膜。因此多层共挤流延膜和干法复合膜法相比，具有生产工序少、能耗小，成本低的优势。一般来说，采用多层共挤流延成膜较之最常用的干法复合成膜，生产成本可降低20%～30%，同时可使产品的结构质量更好、更稳定。在多层共挤流延成型的生产过程中，无三废物质产生，不会污染周边环境，对环境保护的适应性好。同时由于生产过程中，不使用易燃、易爆的有机溶剂之类的物质，生产安全性也好。与之相反，常用的干法复合成膜法，在生产过程中则要使用和排放大量有机溶剂，这些溶剂或多或少地会危害人们的身体健康，而且还往往有易燃、易爆的危险，需要进行妥善处理。在多层共挤流延成型生产过程中，由于不使用有机溶剂和黏合剂，因此在多层共挤流延膜中，不会像干法复合薄膜那样出现残存溶剂的问题。加上多层共挤流延薄膜是一步到位制成，不需要事先制造复合用薄膜的中间产品，从而避免了半成品在储运过程中受到外界环境的污染而引起的卫生性能下降，因而使它具有更好的卫生可靠性。

多层共挤流延薄膜的应用

由多层共挤流延法制得的薄膜，由于它能够使多种具有不同特性的物料在挤出过程中彼此复合在一起，因而使得制品兼有不同材料的优良特性，在特性上能进行互补，从而使制品得到特殊要求的性能和外观，如防氧和防湿的阻隔性、阻渗性、透明性、保香性、保温性、防紫外线、抗污染性、高温蒸煮性、低温热封性以及强度、刚度、硬度等机械性能。

此类薄膜主要用于包装工业中需要复合的、专用化的高档薄膜。其产品范围包括：低温热封膜、镀铝基材膜、高阻隔膜、蒸煮膜、消光膜、抗静电膜、抗菌膜、PVB防爆膜等。这些具有综合性能的多层复合薄膜可广泛应用于食品、饮料、茶叶、肉制品、农产品、海产品、纺织品、化工产品、卫生保健品、医药用品、文教用品、化妆用品等的包装。

多层共挤流延膜设备的设计特点以及结构

本文以德仕威多层共挤流延膜生产设备为例，简要介绍这种设备的设计特点以及结构。

德仕威多层共挤流延膜生产设备采用与欧洲技术同步的M型流延系统，配置精密的合金风刀和电子定边系统以及特殊的双室真空箱/短气隙技术，保证薄膜高速、超透的生产。精密的流延辊轮设计，保证了最少的辊面温差，使薄膜的冷却定型更加充分和均匀。模头的有效宽度达5m，可配套各种客户指定规格的共挤分配器、单流道和多流道模头。独特的设计特点能加工最宽范围的熔体粘度与熔体温度差别，允许用户加工最广泛范围的聚合物、流速和结构，保证物料绝不混合及分层。同时采用柔性模唇，并以最有效的间距调节点（25.4mm）来确保柔性模唇所用的金属材质不会因受到熔体流反压的影响而引起模唇间隙的变化，能更有效地微调模头横向宽度上的熔体厚度偏差，使产品更加平整。模具的温度控制采用进口温控模块进行数字智能控制，保证温差控制精度达到±0.5℃。大长径比挤出机及独特螺杆设计保证物料充分塑化及挤出稳定。精密的多组分重力测量加料系统和测厚装置及全线自动控制和瑕疵监测组成一个整体，可实时自动调整各挤出机的挤出量，确保共挤出各层物料稳定的分配和稳定的挤出。配置先进的熔体计量齿轮泵，通过泵前准确的测压，反馈至微机处理调节挤出机的速度，保证了物料挤出压力的稳定。先进的SAME TRAC在线测厚系统精确测量多层共挤材料每一层的厚度，并直接通过层和曲线来显示剖面，具有高精度、高分辨率的特点，且无任何放射性污染，充分符合现代企业环保和安全方面的要求。在线自动可调速摆幅设计，可减少薄膜的收卷累积误差，提高薄膜收卷的平整度。专业设计的跟踪接触辊使膜卷在高速生产翻转时也能保持良好的卷姿。翻转架旋转采用变频控制方式，可实现机架的缓速启动和缓速停止，由此提高停位精度，使薄膜的收卷张力更加稳定。任意锥度张力设定可保证恒扭矩的收卷，可有效地防止膜卷在收卷过程中的缩紧现象，得到整齐的收卷效果。

称重、计量送料装置

德仕威3层共挤流延膜生产线包括：

● 光学级塑料干燥装置 (可选件)采用中央式原料干燥系统，双桶自动交替吸湿。其密封热风循环能够高效吸湿。PLC编程控制、PID温控系统具有多重安全保护功能。
● 多组份计量、称重送料装置（可选件）。
● 挤出机装置包括1台90/35D卧式挤出机、1台120/35D卧式挤出机和1台80/33D卧式挤出机。
● 过滤器包括1台90全液压圆柱式换网器、1台120全液压圆柱式换网器、1台80全液压圆柱式换网器和3套Dynisco温度和压力测量装置。
● 模具包括1个手动T型模头（也有全自动模头可供选择）、1套3层共挤复合分配器以及A/B/C、A/B/A、C/B/A插件各1个。
● 冷却和牵引装置包括2根冷却辊、1把正压风刀、1个真空吸气盒（负压风刀）、2台电子定边装置、1条硅橡胶清洁辊以及12条阳极处理铝合金导辊。
● 测厚装置为红外线或β射线测厚仪（据客户要求），可记录膜厚数据，其扫描速度为6m/min。
● 边料切割、导出和回收装置拥有3套顶紧稳定切边装置、1套边料导出装置以及1套在线边料回收装置。
● 电晕处理装置为?50mm硅胶辊，其输出功率1～20kW可调。
● 摆动装置平移薄膜，以免在膜卷上形成皱折和暴筋。
● 自动收卷装置具有自动张力控制功能，通过精确计米自动换卷。

最后，通过德仕威公司HMC-Ⅱ控制系统控制、调节、监测整个生产过程。

设备调试以及维护保养

一般来说，同一类设备的调试、维护、保养遵循的原则相似。在此，以德仕威多层共挤流延膜生产设备为例简单介绍该设备的调试以及维护保养。

首先，按如下的顺序进行开机前的准备：接通水、电，检查电流、电压和水压、水温是否正常；开启空压机和液压泵，检查气压、油压是否达到预定值。对称使用的气缸，其行程速度必须同步；对各润滑点加注润滑油4#钙基润滑脂，减速箱加注90#机械油至油位线以上；检查吸料系统是否正常；启动直流电机，检查电机风冷系统、滤网是否堵塞，电机温升是否正常（注意：必须在温度达到要求或电机与螺杆分离的情况下启动电机）；设定、调整二组牵引张力和收卷张力。冷却辊、牵引辊应进行同步转速调整，达到调速同步；打开测厚仪，检查工作是否正常；按要求调节摆幅辊的摆动幅度和速度；启动负压风刀系统，调节负压及风口位置，抬高负压刀架；调整切刀切断位置并对收卷机进行调试，保证工作正确可靠；按工艺要求调整好流延系统前后、上下位置；按通热控柜电源，首先预热模具30min，再加热料筒和连接部件，观察各加热段是否正常，当温度达到设定值后，须再保温30min以上，以保证机器里外温度的一致及机筒模头内物料充分熔化；清洗所有辊筒表面，检查冷却辊表面温度，使辊面温度在设定值的±2℃之内，辊面各点温差≤±1℃；当加热温度达到工艺温度后，清洗模头唇口。清理应使用较软的铜片、铜丝球等，以免损伤模唇。清理好后应在模唇口表面涂上脱模剂或硅油。

准备工作做好以后，可以按顺序开机。先低速启动挤出机排出机内残料，然后把流延成型系统移到工作位置。启动流延等各系统使其低速运转，牵引薄膜到冷却辊后，再调节模头唇口与冷却辊的距离。开启冷却水泵、清洁辊、正负压风刀、薄膜定边机等。把成膜裁成斜边后穿过测厚仪、摆幅机构及各牵引和展平辊等，直到收卷机把膜卷上。压上所有压辊，调节气压。启动测厚仪、摆幅机构、边料回收装置，根据产品宽度调整在线分切切刀位置。调节挤出机挤出量，同步提高流延辊、冷却辊等转速，调节牵引和卷绕张力、正负压风刀和薄膜定边机的位置和电压。观察测厚仪上薄膜厚度的变化，直至达到设定的生产线速度和产品厚度。如果发生异常情况，应立即降速查明原因。当机组运转正常后，从测厚仪显示屏上，观察薄膜厚度的变化，调节与其相对应的模头螺栓的松紧，控制薄膜的厚度和误差，直至薄膜厚度及误差达到设定值。在设备及产品完全正常后即可换卷，进入连续生产。

至于停机的操作，按如下顺序进行。同步降低挤出机、冷却辊和牵引辊等的转速，挤出机的转速逐渐降到3～5r/min。关闭薄膜测厚仪、正负压风刀、风机、摆动装置、边料回收装置等，打开所有压辊，降下流延系统并割断薄膜，把流延系统退回到非生产位置。降低挤出机及模头温度并使挤出机低速运转，待降到设定温度后关闭挤出机。用木条等软性材料把模具唇口封上。关闭水泵、气源，最后关闭机组总电源。

多层共挤流延膜挤出设备的维护保养可分部件进行，现分别叙述。

挤出机包括主机马达、减速箱和联轴器以及机筒、加料装置。具体保养规程如下：
● 主机马达：每星期必须用压缩空气将马达全面清理一次，保持整体清洁；每天检查冷却风机过滤网是否有杂物，每隔一个星期拆下清洁一次（如吹风清洁，须取下过滤网，用肥皂水清洁，安装前必须干燥）；每月检查碳刷的接触状况和磨损情况；每月检查测速电机的反馈信号；每月检查整流控制电路，检测保护电路的性能，保证安全可靠。

● 减速箱和联轴器：每月检查减速箱的油位高度是否适当；轴承的运转是否正常；300h后第一次换油，以后每生产3000h后清洗一次减速箱,更换润滑油；每月检查进、出口处旋转轴油封的密封情况；每星期检查冷却油路循环系统是否工作正常；每星期检查联轴器的橡胶环是否有损坏。

● 机筒、加料装置：每季度检查发热圈与机身的联接情况一次，如有必要，重新拧紧固定螺丝；每季度重新校正各段加热温度的控制精度一次；每月检查一次料斗座冷却管道是否畅通；每年拆洗螺杆机筒一次，并检测螺杆与机筒的配合间隙，确定其达到标准，否则更换；每星期清洁风机冷却栅上的灰尘、脏物，保证风机干净及运转正常；每8000操作小时后给风机上油一次；每星期检查一次自动吸料装置，保证其正常工作。

对于流延装置，每星期应彻底清理一次流延辊、风刀、抽真空装置，保持辊轮表面干净，没有任何杂质和油污；每月检查传动皮带及链条的张力状况一次，保证松紧适当；每星期检查冷却装置一次，保证各仪表读数准确，工作正常；每星期清理润滑传动装置一次，保证运转正常。

德仕威多层共挤流延薄膜生产线

对于测厚装置，每星期清理、润滑传动导轨一次，保持皮带的正常张力状况。每月校正测厚精度一次，并用压缩空气将探头彻底清理干净。

对于电晕处理装置，需每星期彻底清理放电极、硅胶辊表面的污染物，并清理一次主电路，保证各元件表面清洁、散热良好。每月要检查一次放电极与硅胶辊的间隙，使距离合适均匀。

对于牵引卷取装置，需每星期彻底清理所有传动导辊，保证其表面光洁，并将各处轴承加油润滑一次；每月拆检一次收卷轴的离合器，保证连接密实可靠、工作正常；每月检查清理各处传动装置，按要求做好润滑处理；每星期检查清理一次切边回收破碎机及其管路系统。

对于控制电柜的保养应做到每天进行外表擦拭，保持屏面清洁及各控制按扭灵敏；每星期要将电柜冷却风机的过滤网拆下更换清洗一次；每月要对电柜内各元件用吸尘器清洁除尘处理，保证各元件清洁，散热良好。

最后，对于工业冷水机和空气压缩机每月检查工作情况一次，看工作是否正常，有否有冷媒外泻等。

发展趋势和国内现状

近年来，随着机械加工和制造技术的成熟，塑料薄膜的多层共挤流延复合技术发展较快，目前多层共挤流延膜设备正在向着多层化、大型化、精密化的方向发展，较之国内流行的三层、五层共挤生产线，国外已出现了七层、九层甚至十一层共挤生产线。另外，随着环保呼声日烈，包装薄膜呈现轻量化、薄壁化的发展趋势，这一趋势也是多层共挤流延膜设备的发展方向。而高效、环保、节能也永远是塑机生产企业的追求。

现在国产流延膜设备在控制精度、高速性、可靠性、成套性等方面与进口设备还差距较大，多层共挤薄膜的高端产品如高阻隔性薄膜、高档金属化薄膜还有赖进口设备的生产。所以国内全体同行应在流延新工艺、新材料、新设备等方面多作努力，不断提高设备的专业水平和技术含量，向进口设备看齐，争取在高端市场跟国外设备进行竞争，这样才能给国产多层共挤薄膜设备带来更广阔的发展空间，才能很好地顺应市场的需求，迎来国产多层共挤薄膜设备的美好明天。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (6/26/2006)


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