国内热成型片材生产技术概览

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, ... 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)