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除去吹膜上的折皱

newmaker 来源：现代塑料

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在吹膜工艺中，膜泡在从进入风环到达到最大直径之间的不稳定性是薄膜产生折皱的主要原因。膜泡在吹胀牵引的过程中若出现任何微小的中心偏离现象，都会导致膜泡在碰到人字夹板（collapsing frame）和牵引辊时，其接触部分会在长度上产生很大的差异，进而收卷时在膜泡上交替出现张紧带和松弛带，而在松弛带处往往很容易产生折皱。

树脂越硬、结晶度越高，就越容易形成折皱，而且由于张紧带不容易伸展，产生的折皱也越难以消除。因此，由HDPE、尼龙、聚酯、聚苯乙烯和聚碳酸酯制得的薄膜要比软质树脂，如LDPE、LLDPE和EVA等制得的薄膜更容易形成折皱。

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图1 膜泡不稳定是引起折皱的主要原因
（图片来源：Rick Knittel公司）

控制熔体温度

膜泡的移动是由熔体温度的随机变化引起的，而聚合物的结晶度越高，其熔体模量对熔体温度的变化也越敏感。另外，风环和内冷系统（IBC系统）出现控制故障也可能会引起膜泡的偏移，但这些故障却比较容易诊断和校正。

保持挤出熔体温度的稳定均衡，可有效防止膜泡的偏移。此时，应当检查并调节螺筒温度的设定分布，在不影响物料输送的同时，将螺筒生成的热量尽可能多且快地传递给物料。

通常，传热过程发生在从螺杆的加料段到大部分均化段这一范围内。通过传热可提升固体物料的流动性并软化物料，从而减少摩擦热的生成。

螺杆产生的摩擦剪切热通常会造成局部的非均匀过热，从而使该区域的熔体温度高于其他区域，形成离散域。当处于离散域内的熔体从口模挤出时，会与风环冷却装置起反应，影响风环冷却，从而导致膜泡偏移。这一问题可通过在加工初期生成更多的传导热来解决，因为这样能够降低物料在螺杆压缩段的熔体粘度，从而减少作用于熔体上的剪切热。

“温-热-冷-温” 的温度分布有利于稳定熔体的挤出温度。在加料段，熔体温度的设置应当听从树脂供应商的推荐，压缩段的温度设置应当比初始设定温度高10~37.8℃，而在压缩段的末段和计量段的前段，其温度设定要比初始设定温度低10~37.8℃。最后，再将出料口的温度调整到初始设定温度，以利于挤出。如果调节温度仍无法解决问题，有时改变一下螺杆的设计或对螺杆螺纹进行表面修复可能会减少剪切热，提高挤出温度的稳定性。

温度的随机变化容易使更多的热膜泡暴露在冷空气中，可能会增大吹胀比（BUR）。虽然通过减少暴露于冷空气中无支撑膜泡的面积，可降低膜泡对挤出温度发生微小变化的灵敏度，从而减少吹胀比，但这同时也会降低折径（layflat width）。

如果模头和所需的折径都是既定的，而且是加工那些硬质树脂，如尼龙、丙稀腈共聚物或者聚碳酸酯（PC），而这些树脂只能在非常小的吹胀比下才能实现连续生产，这时可以通过增大风环内膜泡直径的办法来减少冷却面积，同时又不会降低折径。

通过使用带有调节上唇呈锥形延伸的风环，也可增大风环内膜泡的直径，这是由于膜泡在这里基本不受主冷气流的支撑。而中部的锥形风环唇越长，调节上唇可设置的口径也就越大，效果也越明显。另外，也可以采用一对堆叠在一起的风环，并且要求位于上面的风环略大于下面，或者其中一个风环的尺寸大于模头尺寸等措施来达到增大膜泡直径的目的。

保持膜泡稳定

如果通过保持挤出熔体温度的稳定均衡、减少膜泡的冷却面积等措施仍不能消除由于膜泡的偏移所造成的折皱，就只能采用机械方法来保持膜泡的稳定。最常用的稳定装置是膜泡导向辊筒（bubble guides made of rollers）。对于软质膜材料，如LDPE等，它们通常不易产生折皱，因此可以使用木板条固定来稳定膜泡。

IBC系统提供的笼式膜泡稳定架也是保持膜泡稳定的一种非常有效的方法，而若使用的是硬质树脂材料，还需要添加一个更坚实的圆形稳定架来防止膜泡左右晃动，同时将膜泡稳定架置于冷凝线之上。

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图2 在吹膜工艺中，树脂越硬，越易发生折皱，因此需要使用一系列机械装置
（如上图所示）以保持膜泡的稳定
（图片来源：Battenfeld Gloucester公司）

也可以在膜泡的内部装置一些比较先进的带有两面或四面人字夹板的膜泡稳定装置。一种是膜内延展设备（internal bubble spreader），该设备由模头开始，在膜泡完全收卷之前可通过其特殊的手臂装置对膜泡进行预成型，从而消除折痕。另一种稳定装置是膜内旋转筒（internal bubble mandrel），该装置在使用前经过水冷，可保证熔体在加工过程中不会黏附其上。值得注意的是，膜内旋转筒需要分别控制旋转筒上部和下部的膜内压力。

如果采取上述措施仍不能消除折皱现象，最后的办法是改变人字夹板的设计。采用两面人字夹板进行收卷时，由于人字夹板的两侧是不对称的，膜泡一部分的收卷速度会比其他部分更快。解决办法是增大夹板的长度，使接触人字夹板的膜泡部分在其圆周上更加均匀，但同时也需要克服更多的摩擦阻力。摩擦力小的导辊或经润滑的表面可减少摩擦阻力，但这需要进行保养和定期清洗，否则同样会产生折皱现象。

经过铰接或枢接的四面收卷系统可使膜泡的横截面呈正方形，这样，即使是用PP、尼龙或PC等树脂加工非常硬的薄膜材料，也可保证膜泡更加稳定均匀，从而避免产生折皱。不过，这一过程同样要求表面的摩擦阻力必须非常小。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (11/26/2008)


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