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国内热成型片材生产技术概览
作者:刘勤让 柏喜娜
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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, ...
国内不断推陈出新的片材生产线、外资和进口设备的引进、以及新的原辅材料的应用,使热成型行业呈现蓬勃发展的态势。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。日益成熟的加工技术逐渐打破了旧式的常规理论。现在,即使在同一条生产线,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。

所谓“无模式”热成型片材生产技术是指:热成型片材可以用多种多样的技术方式生产,无固定的模式。它是打破“常规”热成型片材生产技术理论,是随着时代发展不断进步、开阔了视野的热成型片材生产技术理论。这是本人经过十年的时间,亲临生产第一线,通过对英国、美国、德国、奥地利、国内(包括台湾)等片材生产线的实地考察,经过理论分析和实践证明得出的结论。目的是使生产片材的工人、技术人员、工程师等开阔视野,了解热成型用片材的生产方法不仅仅只有一种。高档的配置固然对生产有利,但低档的配置未必就不能生产出高档、实用、价廉、合格的热成型用片材。我常见到那些拥有先进生产线的厂家却未必拥有先进的生产技术、工艺以及良好的效益。而那些拥有中低档、中高档设备的生产厂家往往拥有经验丰富的工作人员,他们的思路更加开阔,常让我钦佩不已。他们的片材价廉、实用,生产方法多种多样。

本文是“无模式”热成型片材生产技术的概论,主要是针对“挤出机——机头——三辊——牵引——卷取”热成型用片材生产工艺而言。我将在以后的文章中针对不同材质进行详细地论述。

仅供大家参考,也希望对提高国内热成型片材生产技术有所帮助。不妥之处,恳请指正。

一. 多种多样的挤出机配置

(1)调速配置:有的用滑差电机调速装置;有的直流电机调速装置;有的用三相异步整流子电调速装置;有的用变频、电磁调速电机等。

(2)螺杆配置:无论是渐变式、突变式;单节式、双节式;单螺槽、双螺槽;单螺杆、双螺杆;组合式、整体式;通用的、专用的;旧式的、新式的;直径从ф45mm—ф200mm,长径比(L/D)从20—48都有成功应用的实例。

(3)料筒配置:排气式、非排气式,组合式、整体式等均有成功应用的实例。

(4)换网器的配置:手动式、自动式(油压式、气压式、电机带动式);旋转式、直线式;单腔式、双腔式;不停机换网的单流道式、双流道式。

熔体输送泵、静态混炼器有的配备,有的没有配置,但都有成功生产的实例。

(5)机头配置:衣架式、鱼尾式;有阻尼条的和无阻尼条的;弹性模唇和活性模唇;模口内带宽窄可调装置和内无可调装置但外带封堵板;宽度从700mm——2200mm;机头水平安装、向下垂直安装等。

(6)机头结构:单流道、多流道的;内复合的、外复合的等。

(7)供料的配置:A.配料方式:人工配料、机器配料;B.加料方式:自动上料、人工上料、自动配料加料为一体;C.加料斗内有放磁力架的、磁铁的;D.加料口有通冷却水的、不通水的;E. 加料斗有带干燥装置的、没有带干燥装置的;F.另配干燥装置、结晶装置的等都有成功应用的实例。

(8)料筒冷却方式:风冷却、水冷却;风冷水冷相结合;无冷却等方式,都有实际应用的事例。

(9)螺杆中心通水冷却、不冷却的。

(10)换网器前后压力有闭环控制的和无控制的;有压力表显示和无压力表显示的;网前压力的控制从10Mpa—40Mpa都有。

(11)过滤网有用标准网叠的(25+50+100+50目);有剪刀剪的(100x2+80x2,100+80x2+60,100+80+60x2, 100+80+60+40,80x2+60x20,40+80+40等);有冲床冲的;也有用进口厚的单层或双层60—100目过滤网;也有不需要的。

(12)温控方式的配置:电阻加热(有铸铝包覆式的、铁皮包覆云母式的)、工频(电磁)感应加热等;控温方法较常见的有“通—断”、比例、PID等。

(13)挤出机配置的数量:单台的、两台的、多台的(常见3—5台)。

(14)机头唇口的排气装置:国产机几乎都没有配置,进口机个别配置,但只在出现气包、气泡、贴附不良等问题较多时才采用。

二. 多种多样的三辊、冷却架配置

(1)排列方式多种多样:卧式、立式、倾斜式;两辊——风(气)刀替代上(或下)辊的。

(2)进料方式:立式的上辊进料、下辊进料;卧式的上进料。

(3)传动方式:伺服电机独立传动、蜗轮蜗杆传动、齿轮传动、链条传动、橡胶同步带传动等。

(4)冷却水进出方式多种多样: 一边进一边出;进出口都在一边;三个辊筒水路串联、并联等。

(5)三辊生产时的配合方式:上辊压,下辊不动;上下辊都压;上下辊都不压,另配气刀;上下辊都不压,也不用气刀,用流涎法生产。

(6)三辊规格:从宽度700mm——2200mm,直径ф200mm——ф490mm三个相同辊径的配置、异径辊的配置等。

(7)冷却架的长短不一:在较短的冷却架上一般补充有风冷装置、或增加了一个通冷却水的辊筒,常见的长度在(3——11M)。

(8)卸料架有单工位、双工位、四工位;可自动旋转的、固定的;手动的、机械的;在气胀轴的卷取时有用纸筒的,有用胶筒的;有什么都不用的。

(9)辊筒升降方式:气动、液压、手动(蜗轮蜗杆式、丝杠螺母式等)。

(10)辊隙限位方式:手动(斜块、顶丝)、自动(电脑显示)、不用(主要在手动控制三辊升降,用有余胶的压延法生产时)。

(11)三辊与机头相对移动方式:用电动机、气缸、液压缸作动力,用齿轮齿条,钢丝绳牵动;人工(用撬杠)等控制方式。

(12)三辊与机头相对位置:机头比中辊高1—50mm比中辊略低,跟中辊平行;机头距中辊50——250mm均有成功的实例。

(13)三辊冷却介质:水、油;加热介质:蒸汽、油、电热棒等。有的配置专用的循环恒温控制系统,有的直接通自来水,有的用的是冷冻水。

(14)边角料的处理:随机卷取后粉碎;随机粉碎随即装袋(入储料缸);随机粉碎随机使用;边角料入筐后粉碎;或者直接放在干净的地面上。

(15)裁刀的选用:圆形的、四方形的、弯钩的等多种形状,材质有铁的、不锈钢的,常用的是裁纸刀片,也有专门配用的裁切装置等多种形式。

(16)厚度检测方式:较多见的手工用千分尺、高档的全自动各种射线测厚装置和其他多种测厚仪器。

(17)电晕处理的配置:除个别厂家为使二次加工的热成型产品印色牢固偶尔使用外,多数不需要用。

(18)涂覆工艺的采用:除个别产品对脱模、透明度有要求而使用外,大多数不需要用。

三. 多种多样的片材生产用原辅材料

(1)原料有用颗粒状的、粉状的;有含透明剂的、不含透明剂的;有共聚或共混的;有的直接可以使用,有的需要配混其他助剂的等。

(2)透明剂有用粉状的、粒状的;有用酒精、白油浸泡的;也有什么透明剂都不用的。

(3)对回料的使用方法:造成粒料后与新料混合;拉成厚片后粉碎,再与新料混合;粒料、薄料、厚料搭配使用;回料用于注塑等其他用途;回料掺混比例从0—100%不等。

(4)填充母料:重质碳酸钙填充母料、轻质碳酸钙填充母料、光—生双降解母料、生物降解母料等;或者不用母料等。

(5)色料:高档的、低档的;通用的、专用的;颗粒状的、粉状颜料的等。

(6)其他助剂的使用:用的较多的(如PVC)、较少的、不用的。

(7)原辅材料产地:进口的(日、韩较多)、国产的(含台湾)、自己厂生产的(主要是母料)。

(8)材质:PVC、PET、HIPS、KPS(CPS)、PP、ABS、降解材料等多种材质。

(9)用途:用于正压(压缩空气,助压冲头)、负压(抽真空吸塑)、正负压结合的热成型机(手动、半自动、全自动)加工热成型包装产品。

四. 多种多样的生产工艺控制

(1) 三辊控制方式:上(下)辊压,下(上)辊不动;上下辊都压;上下辊都不压,另配气刀;上下辊都不压,也不用气刀。

(2) 料筒温度控制方式:(从加料口—换网器)有的正向设置:低—高;有的逆向设置:高—略低;有的 全部一样。即使同一条生产线、同一种配方,温度的设置也可以大不一样。

(机头温度设置:左边—中间—右边)高—低—高;设置一样;低—高—低

(主要用于因机头两边太宽增加了堵板的情况。)

(3)三辊温度的设置方式(以立式上进料为例,上—中—下):高—较高—低;低—高—低;也有将三个辊温度设置一样的等等。

(4)余胶控制的大小(以立式上进料为例,上—中—下):从细如发丝(几乎没有余胶)到粗如食指;只在上辊;上下辊都有;余胶在片材的上面或下面等均有实际成功生产的实例。

(5)生产薄片时有的用气刀法;有的用几乎无余胶的压光法;有的用有余胶的压延法;也有不用气刀的流涎法。

(6)真空排气装置的配置:有采用的,也有不用(或本身没有)的,有的甚至拆掉后用钢板封住的。

(7)唇口开度的确定:有的采用唇口(厚)开度≈片材厚度x(1+10——20%);有的是当片材厚度低于0.8mm时唇口厚度采用1.0mm,当片材厚度大于0.8mm低于1.5mm时,唇口开度采用2.0mm(由于一般热成型用片材的厚度很少超过2.0 mm)。在实际生产2.3 mm厚的PS片材时,用2.5 mm的唇口开(厚)度,采用压光法(几乎无余胶)已有成功的记录。在生产0.30—0.35 mmPP片材时,采用压延法(有余胶,粗如铅笔),唇口厚度为2.0 mm的也已有成功记录。在生产0.20-0.25 mmPS、ABS片材时,也有用压光法在2.0 mm唇口厚度成功生产的记录。总之,为便于稳定控制,唇口厚度一般不能低于片材的厚度(即使考虑离模膨胀的因素)。

(8)PS光亮热成型制品用片材:有用单台挤出机生产的单层片材;有共挤复合光亮层的;也有复合薄膜的;有的在热成型产品印刷时采用光亮油墨的。

(9)彩色图案PP热成型制品用片材:有随机印刷的;有复合彩色薄膜的;有专门用于二次加工的热成型产品印刷彩色图案的印刷机。

(10) 卷重量的控制:有60—150kg的小卷,有400—600kg的大卷;有人工卸的、液压车卸的、有用吊葫芦吊的;有用磅秤称的,有用电子称的,有的吊葫芦上带电子称的,有的通过卷的直径、宽度、材质计算的(考虑了误差),有的是实际称量列表统计总结归纳的。

(11) 片材的包装:有的用纸;有的用编织带(袋);有的用薄膜;有的用直接放在仓板或干净的瓷砖地面(等到生产热成型产品时在用布抹干净)等。

(12) 三辊的表面清洁的方法:标准应该用酒精(食用、医用);有的用自来水;但有的用天那水(有毒,但去污力强,不主张经常用)。

(13) 辊筒进水口与出水口的温差控制范围:一般不能超过5℃(否则要清洗辊筒内的污垢);但在实际生产中温差超过15—20℃还是可以正常生产的。

(14) 三辊内污物的清洁方法:用专用的清洗机和清洗剂,速度较快,效果较好;有的将除垢剂按一定比例溶于循环水池,到一定时间后将污水全部排掉,重新加入净水;有些采用先进的配置一开始就对水进行了软化、清洁处理,不会结垢,几乎不需清洗。

(15) 整个生产线的控制的方法:有的高档生产线采用精密闭环联调、联锁、联控、打印的高度自动化;有简单的独立控制。

五. 多种多样的生产管理模式

(1)有的企业通过了ISO9002、ISO14000的认证;而有些企业则采用A模式管理;或者综合其他优秀管理方法实行具有自己企业特色的管理方法,效果也不错。我的看法:如果企业管理缺少个性,一味争相通过某个管理模式的认证,不一定是好事情。

(2)人员配置:常见的一条生产线配置操作工1—2人(配料、加料、调机、卸卷);在自动化程度较高的生产线,一个人可照看多台设备;质量要求较高、实力雄厚的企业还专门配置工程技术人员,进行产品开发和现场疑难问题解决。检验由操作工、领班负责,或配专职QC。

(3)工作时间安排:一般两班制,有的上8小时倒班,有的上12小时倒班;也有的实行三班两运转,即每个班上12小时,休息24小时;个别的三班制,每班8小时;生产不忙时,也有实行四班三运转,每班8小时,休息24小时。

(4)工资的计算:较多的一般实行计件工资;质量要求高的企业较多采用计时工资;个别企业实行两者结合。但不管怎样计算,在同一地区的工人工资相差不是很大。

六. 供应热成型片材企业的现状

有的只生产热成型用片材,出售给二次加工热成型产品的企业;有的生产各种用途的片材或板材;多数供应自己的热成型产品加工生产线。

总之,目前国内热成型片材的生产技术可以说是百花齐放,日趋成熟。“一样的米饭,各人的手段”,不管怎样,能够满足二次加工热成型产品的热成型片材生产技术就是好技术。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (11/5/2008)
作者简介:
刘勤让,男,中国陕西西安
电话:, 手机: 18662653946,
专注于国内外塑料板片膜生产线以及产品应用的发展,在多家外资企业工作学习,谋求提高国内技术的进步。擅长一次性塑杯热成型加工,精通PP\PS\PET\PVC\ABS\ASA等材料片材的加工与生产管理。尤... (更详细的作者介绍)
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