多功能阻隔性塑料薄膜流延成型设备

作者：松德机械股份有限公司 熊国中

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, ... 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很高的加工精度，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。 近年来，在日本、欧洲阻隔性薄膜的消费量每年以10%左右的速度增长；而美国阻隔性树脂的消费年均增长13.6%。尽管在我国阻隔性薄膜只是近几年才引起薄膜生产企业的重视，但早已在食品、医药等行业得到广泛的应用，消费市场巨大，有很大的发展空间。 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。随着我国经济的高速发展，对优质薄膜的需求逐年增长。虽然现在国产流延膜设备起步较晚，在控制精度、高速性、可靠性、成套性等方面与进口设备还有较大差距，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。但通过国内全体同行的不懈努力，目前我国已成功进行了七层、九层共挤流延膜设备的研发和生产，CPP层共挤流延膜、PE透气膜、PVC、PE保鲜膜、EVA太阳能光伏膜、PE缠绕膜等流延膜成型设备在国内市场已取代了进口设备，与进口设备的差距正在逐年缩小，而且每年有相当数量的设备出口，已开始进入国际市场。如南通三信塑胶装备科技有限公司已成功为世界500强的包装行业公司开发和制造了用于食品包装的九层共挤多功能阻隔流延膜生产线。 阻隔流延膜生产线 用于医疗包装的七层共挤多功能阻隔流延膜生产线请见图1。 主要零部件结构 产品主要结构见图2，主要由上料系统、挤出系统、模头、正负压风刀、电子锁边、流延成型系统、测厚、摆幅机构、切边装置、牵引及双工位收卷机构、水冷却、电气控制等装置组成。 技术参数及性能指标 1) 使用树脂： 七层共挤，螺杆分配A/B/C/D/C/B/E : PE（PP）/ 粘合剂 /PA /EVOH/PA /粘合剂/ PE（PP）； 五层共挤，螺杆分配 A/B/C/B/E : PE（PP）/粘合剂 / PA /粘合剂 /PE（PP）； 三层共挤，螺杆分配A/C/E : PP /PP /PP。 2) 模口宽度：1600mm ； 3) 薄膜厚度范围：80μm-300μm； 4) 最大挤出量： 250 Kg/h； 5) 最大速度：≤35 m/min（最大产量：250 Kg/h时）； 6) 最大收卷直径：600mm； 7) 电源：AC380V/50HZ/3相；控制电源： DC24V； 8) 整机容量：约380KW； 9) 整机重量：约45 T。 医疗包装七层共挤多功能阻隔流延膜成型工艺 原料干燥→真空上料→挤出→换网器→熔体管道→分配器→模具→流延冷却定型→在线测厚→摆幅→牵引及切边在线分切→双工位中心收卷→成品卸卷 各部件的主要配置及结构 1) 上料系统 挤出机的供料系统由真空上料装置和料斗装置组成，其作用是保证挤出机生产时能及时为机筒供料，以使挤出机生产连续平稳地进行。 2) 挤出部分 ▲ 料筒螺杆备有（A）Φ80/（B）Φ45／（C）Φ65／（D）Φ45/(E)Φ65五组，五组的挤出机的分配分别为三种情况：A/B/C/D/C/B/E七层，A/B/C/B/E五层，A/C/E三层。 适用原材料：PP、PE（其中C级备用了PA6专用螺杆，可挤PA6原料）。可满足不同客户对不同颜色、性能、质量、用途的CPE/CPP薄膜的生产要求。 螺杆驱动是采用(Siemens)西门子系列交流变频器驱动，减速机采用高强度硬齿面减速机组成，可实现无极变速，满足不同的挤出工艺的要求。 ▲ 机筒采用AC220V陶瓷加热器，配冷却风机。采用欧陆MIN18智能温控模块，PLC控制。螺杆头部装熔体温度、压力传感器。 ▲ 采用液压换网系统，该系统具有良好的密封性，定位精确，使换网动作迅速快捷，操作维修方便。 3) 模头、分配器、风刀 ▲本机采用衣架式模头，宽1600mm，依靠手动调整螺栓，调整唇口间隙来控制薄膜的厚度。为了使多层共挤时，边料由多种树脂组成而无法在线回用，该模头采用了先进的单一料包边系统，即将A螺杆所挤出的PE（PP）料，通过分配器直接进入模头的两外侧，而其宽度等于切边宽度。这样一来，切边时，所切去的边料就是单一的PE（PP）料，它可以在线粉碎后直接回用。 ▲ 本机采用七层薄膜共挤出模头分配器，并配有七层共挤、五层共挤、三层共挤三个分流芯棒，当挤不同层次的薄膜时，只需更换对应的芯棒。七层共挤的分配原理见图3。 ▲为了提高薄膜贴辊效果，本机采用正压气刀（交流变频风机），通过气刀的气流是使薄膜紧贴冷却辊表面，从而提高冷却效果，生产出较透明的薄膜。同时，还有两个电子锁边装置，压住薄膜边部，防止边部扭曲，还可以减少薄膜两端的缩颈，此外，在模头另一侧，装置真空室装置（俗称：负压风刀）（前后室分别采用交流变频风机），利用真空原理把薄膜和冷却辊表面之间的空气抽去，从而避免薄膜与辊筒之间产生气泡，从而提高冷却效果。 ▲ 电子锁边机两台。 4) 流涎部分 本部件主要有流延辊、冷却辊、清洁辊、前后移动装置、上下升降装置组成。 ▲ 流延辊为雾面辊，直径Φ700；冷却辊为镜面辊，直径Φ500。两辊长度1700mm，均采用德国SEW型三相交流变频电机加减速机构驱动（带刹车片），交流变频电机采用(Siemens)西门子矢量闭环变频器控制，可实现无极变速及与其它牵引机构的同步控制。 ▲ 在流延薄膜的挤出中，冷却依靠强制水循环冷却。为了提高冷却效果，降低辊筒表面温差，流延辊设计为双螺旋夹套式，辊筒内是空心的，冷却介质从两端进入，沿螺旋槽流动；从另一端流出，减少了辊筒表面温差。冷却辊设计为单螺旋夹套式，辊筒内是空心的，冷却介质从一端进入，沿螺旋槽流动；从另一端流出。 ▲ 橡胶清洁辊一根，直径Φ200，两辊长度1700mm。 ▲ 流涎成型装置的前后移动采用电机变速传动机构，驱动架设在两铁轨上的轮轴来实现，前后移动距离由铁轨上的行程开关定位。升降采用减速器和升降螺杆机构组成，用于调节模头与流涎辊面的距离。 5) 测厚仪 本机采用法国思肯德（广州）X射线测厚仪。测量头巡回检测行程1700mm。 6) 摆幅机构 为了获得良好的收卷效果，消除薄膜在收卷时的纵向厚度积累误差，改善膜卷成品质量。本机设有整体摆幅机构。本机构主要由摆辊、连杆、减速器和电机组成。摆动幅度（0~100）mm，摆动速度变频可调。 7) 切边装置及废边处理 为了除去多余部分确定薄膜的宽度尺寸。本机采用切边装置、边料用卷绕后回收装置。 8) 牵引、展平及张力控制 ▲ 牵引装置：本机在摆幅后至收卷前设有2个牵引辊，直径Φ120，两辊长度1600mm。表面包三元乙丙橡胶，矢量闭环变频器控制，交流变频电机加减速机构驱动，可实现无极变速及与其它牵引机构的同步控制。使薄膜按一定的比例的速率运动，牵引并送至卷取装置，保证薄膜的形状及尺寸稳定。 ▲ 展平装置：展平辊是防止薄膜收卷时产生褶皱，本机在摆幅后至收卷前设有二个展平辊，展平辊由人字形展平辊、弧形辊组成。 ▲ 张力控制器：为了调整膜卷的平整度及松紧度，本机在摆幅后至收卷前设有2个日本三菱公司生产的张力控制器。 ▲ 1个磨擦辊，直径Φ200，两辊长度1600mm。表面包三元乙丙橡胶，矢量闭环变频器控制交流变频电机加减速机构驱动，可实现无极变速及与其它牵引机构的同步控制。 9) 本机设有静电消除装置，2台。 10) 双工位间隙收卷装置 本机为双工位间隙卷取装置，主要由卷取机构、切割裁断机构、翻转机构组成。 ▲ 卷取机构由二台矢量闭环变频器控制，交流变频电机加减速机构驱动；3”气涨轴3根。 ▲ 翻转机构：采用这种传动系统是当一个工位上的卷取辊卷满薄膜后，通过德国SEW三相交流电机+减速机驱动翻转架翻转180°，使其一端处于割断薄膜位置，另一个工位则处于卷取工作状态，实现在高速下自动收卷，自动化程变高，操作方便可靠。 ▲ 薄膜切断机构：当一个工位上的卷取辊卷满薄膜后，通过各种传感器发出的控制信号，此时气缸驱动切刀作快速直线运动，将卷取辊卷满工位上的薄膜切断，并使裁断的断头通过自动方式卷入到新的卷取心轴上，完成换卷。 11) 水冷却系统 ▲本机配有两台水泵，（由交流电机驱动），不锈钢循环水箱两个,容积(0.3～0.5)m3；中间隔板,外带保温层,流量采用比例阀控制,分别向料筒冷却部分、流涎辊、冷却辊、电晕冷却辊强制供应符合工艺要求的冷却水。 ▲外设不锈钢循环水箱,容积3.5m3；中间隔板，外带保温层；配有两台水泵供水，（由交流电机驱动） 12) 电气控制部分 整机控制采用(Siemens)西门子S7-300PLC控制系统，LED大屏幕彩色触摸屏显示，并配有电源控制、温度控制、挤出控制、牵引控制、收卷控制等6个电控柜及总操作台、流涎操作及收卷等三个操作台，可对CPE/CPP膜生产的全过程：上料、料筒的温度，螺杆的挤出速度、压力，模头的温度，正压风刀的风量、风压，流涎辊的转速和温度，测厚、牵引张力，边料回收，快速断膜，双工位收卷等有关参数进行设定、显示，适时监控、修改，实现了机组各部件动作的协调、同步、高效及全自动控制。系统具有工艺参数储存及故障自我诊断显示、报警功能。整机设有手动、自动操作。 ▲ 温控部分采用欧陆MIN18或台达温控模块，设定与监控进入人机界面。 ▲ 流涎辊、冷却棍、卷取机构采用矢量闭环变频器控制三相交流变频电机加减速机构驱动，挤出螺杆、正负压风机采用V/F变频器控制三相交流变频电机加减速机构驱动，翻转机构采用SEW减速机驱动，可实现单机运转、整机联动、同步。 ▲ 本机在摆幅后至收卷前设有2个日本三菱公司生产的张力放大器，以调整膜卷的平整度及松紧度。(end)

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