流延(涎)法——塑料熱成型片材生產(chǎn)技術(shù)
時(shí)間:2006-10-08 11:02:00來(lái)源:wangsl
導(dǎo)語(yǔ):?隨著國(guó)內(nèi)片材生產(chǎn)線的推陳出新,外資和進(jìn)口設(shè)備的引進(jìn),以及新的原輔材料的應(yīng)用
隨著國(guó)內(nèi)片材生產(chǎn)線的推陳出新,外資和進(jìn)口設(shè)備的引進(jìn),以及新的原輔材料的應(yīng)用,熱成型行業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)。熱成型片材加工技術(shù)也隨著設(shè)備、材料和用途的不同而五花八門,日益成熟的片材加工技術(shù)逐漸打破了舊式的常規(guī)理論。
現(xiàn)在,即使在同一條片材生產(chǎn)線,也可以用不同的工藝生產(chǎn)出不同用途、不同規(guī)格、不同材質(zhì)的合格片材;同一種規(guī)格用途的片材也可以用不同的設(shè)備、工藝加工出來(lái)?!盁o(wú)模式”給生產(chǎn)帶來(lái)極大的方便。 流延片材生產(chǎn)工藝是指樹(shù)脂經(jīng)擠出機(jī)熔融塑化,通過(guò)狹縫機(jī)頭??跀D出,使熔料緊貼在冷卻輥筒上,經(jīng)過(guò)拉伸、切邊、卷取等工序制成的片材。用“流延法”生產(chǎn)的用于加工塑料熱成型包裝制品的片材稱“流延法”熱成型片材. 目前,國(guó)內(nèi)塑料熱成型片材加工情況大致這樣安排:“壓延法”擠出熱成型片材大多在國(guó)產(chǎn)設(shè)備上生產(chǎn),“壓光法”擠出熱成型片材大多在進(jìn)口片材生產(chǎn)線上加工,“流延法”擠出熱成型片材多在臺(tái)灣產(chǎn)的專用流延片材生產(chǎn)線上加工?,F(xiàn)在,隨著國(guó)產(chǎn)片材機(jī)加工技術(shù)的進(jìn)步,片材生產(chǎn)技術(shù)的提高,在某些國(guó)產(chǎn)片材生產(chǎn)線用“壓延法”、壓光法“也可以加工出合格的塑料熱成片材。
“流延法”熱成型片材、“壓光法”熱成型片材、“壓延法”熱成型片材從設(shè)備、工藝、配方、性能、用途、特點(diǎn)等方面均有本質(zhì)的區(qū)別。我們根據(jù)自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)就目前國(guó)內(nèi)用“流延法”在“擠出機(jī)——機(jī)頭——冷卻輥——牽引——卷取”工藝生產(chǎn)各種塑料熱成型片材的技術(shù)談一些自己的見(jiàn)解,僅供參考。
一、 流延法熱成型片材的用途、材料的選用
利用流延法可加工PP、PS、CPS、HIPS、降解等材料的單層、多層或與EVOH、PA等阻隔性材料共擠復(fù)合的多層塑料熱成型片材。
流延塑料熱成型片材主要用于生產(chǎn)較薄的、真空吸塑熱成型制品的加工,也可以在正壓熱成型機(jī)上用流延片材加工塑料杯蓋、拉伸比較大的方形或圓形塑杯,還可以在正負(fù)壓配合使用的熱成型機(jī)上加工各種規(guī)格的食品托盤、凈菜盤。如PP流延熱成型片材可用來(lái)加工果凍、布丁杯,一次性杯、盤、碗、蓋子及冷凍食品的包裝內(nèi)襯。PS流延熱成型片材可加工文具、工業(yè)零件、玩具的外殼包裝。以PP/EVA/EVOH/EVA/PP結(jié)構(gòu)為材料的流延法熱成型片材加工成的容器,具有阻隔氧氣、二氧化碳、水蒸氣透過(guò)的作用,能延長(zhǎng)產(chǎn)品的壽命,可用于罐頭食品、果凍布丁的包裝。
選擇用于生產(chǎn)流延法片材原材料的原則是:食品衛(wèi)生級(jí)的擠出板片級(jí)、拉絲窄帶級(jí)、熱成型級(jí)等型號(hào)。
二、氣刀的站構(gòu)、配置、作用、注意事項(xiàng)
“流延法”塑料熱成型片材生產(chǎn)的關(guān)鍵是使片材與輥筒緊密貼附,否則,片材表面凹凸不平,透明度降低,二次加工性能變差,影響最終塑料熱成型制品的質(zhì)量。所以,一般設(shè)備配置有氣刀,從氣刀窄縫噴嘴吹出一定氣壓、溫度的氣流,使片材緊貼輥筒??諝獾奶峁┓绞接械牟捎霉娘L(fēng)機(jī),有的來(lái)自空氣壓縮機(jī)。因此,有些人也將“氣刀”稱作“風(fēng)刀”。 從氣刀吹出的氣壓大小可調(diào),視片材厚度、寬度、材質(zhì)、加工溫度、生產(chǎn)速度、氣刀噴嘴開(kāi)度大小等略有不同,一般0.3—0.7 Mpa。氣流的溫度可參考“壓延法”、“壓光法”的上光輥溫度。由于大多數(shù)設(shè)備沒(méi)有配置壓縮空氣溫度控制系統(tǒng),所以一般氣流的溫度取決于環(huán)境溫度,大約在20—30℃氣刀的另外一個(gè)關(guān)鍵作用就是加速片材的冷卻,提高生產(chǎn)效率。在熱成型片材生產(chǎn)中,氣刀噴嘴開(kāi)度常見(jiàn)0.6一1.0 mm,個(gè)別可達(dá)2.0 mm。有的氣刀裝置還包括兩個(gè)小氣刀,單獨(dú)吹壓住片材邊部,防止邊部翹曲。有的為了提高片材貼附輥筒的效果,在機(jī)頭附近安裝有抽真空裝置,把片材與輥筒之間的空氣、熔融胚料產(chǎn)生的熱氣抽走,避免了片材與冷卻輥筒因產(chǎn)生氣泡而貼附不良的現(xiàn)象。
不用氣刀的生產(chǎn)方法也在實(shí)際生產(chǎn)中存在,由于生產(chǎn)效率低,片材貼附輥筒的最佳參數(shù)不易掌握,一般較少采用。 在以鼓風(fēng)機(jī)提供氣流的方式中,特別注意鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口一定要安裝空氣過(guò)濾裝置,并且至少每個(gè)星期清理一次。在實(shí)際生產(chǎn)中,常由于沒(méi)有按時(shí)清理,造成充壓力減小,冷卻能力下降,片材薄厚難以穩(wěn)定控制,貼附不良等現(xiàn)象;或者損壞的過(guò)濾裝置沒(méi)有及時(shí)更換,不潔的空氣污染了連接管道以及風(fēng)刀的內(nèi)腔,使片材表面出現(xiàn)黑點(diǎn)、麻點(diǎn)等質(zhì)量問(wèn)題,影響片材冷卻效果。 如果氣刀出口有阻塞物,建議先這樣處理:先將壓縮空氣閥門或鼓風(fēng)機(jī)打開(kāi),用0.6—0.8 mm厚的銅片把氣刀出口刮干凈,并打開(kāi)一邊的風(fēng)管,讓異物從氣刀的風(fēng)管接口吹出。如果異物卡得太緊或太大,刮不動(dòng),吹不出來(lái),那只好拆開(kāi)氣刀噴嘴的活動(dòng)壓板。
在以空氣壓縮機(jī)提供的氣流中,注意由于油水分離不干凈,造成氣體潮濕,使片材表面出現(xiàn)油點(diǎn)、細(xì)小硬斑、料點(diǎn)等質(zhì)量問(wèn)后。所以最好加裝油水過(guò)濾器(需每日排放)或壓縮空氣干燥、冷卻等裝置,提高氣流質(zhì)量。
三、流延法熱成型片材的“無(wú)模式”工藝調(diào)節(jié)
無(wú)論是溫度的高低,唇口的開(kāi)度大小,過(guò)濾網(wǎng)的層數(shù)目的多少,冷卻輥水的溫度、氣刀角度、氣壓大小、氣隙長(zhǎng)短、網(wǎng)壓高低的設(shè)置,還是配方中添加劑的比例,后續(xù)涂覆工藝是否同壓光、壓延法相似,無(wú)固定的模式,無(wú)苛刻的要求,根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況而定,自由度較大。
例如:溫度——從實(shí)際生產(chǎn)情況看,即使在同一廠商的同一型號(hào)片材生產(chǎn)線上加工同一種材料的熱成型片材,不同廠家的溫度設(shè)置相差10—20℃也是常見(jiàn)的事。
唇口開(kāi)度——從實(shí)際正常生產(chǎn)記錄看,一般只要不小于片材厚度就有正常生產(chǎn)的可能。有些資料報(bào)道在考慮離模膨脹的情況下,唇口開(kāi)度甚至可以比片材厚度小。
氣隙——由于氣隙長(zhǎng)短還有一個(gè)作用是調(diào)節(jié)邊條寬窄(實(shí)際對(duì)片材的厚度也有輕微影響),一般為了均勻拉伸,盡量將機(jī)頭靠近冷卻輥筒,常見(jiàn)距離為50—200 mm。
氣刀與滾筒間隙、角度、寬窄、氣流大小——這些參數(shù)對(duì)片材緊貼輥筒、片材冷卻、片材寬窄等均有影響,需要仔細(xì)調(diào)節(jié),不斷總結(jié)。一般氣刀間隙比唇口開(kāi)度略大,一般取2.0—3.0 mm。氣刀寬窄應(yīng)可以自由調(diào)整,以方便工藝調(diào)節(jié)。氣流的大小可以通過(guò)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口大小或進(jìn)氣閥開(kāi)關(guān)。
輥溫——有的采用冷卻水,有的通自來(lái)水,有的是循環(huán)水,輥溫在20一70℃不等,與生產(chǎn)速度、機(jī)頭溫度、冷卻輥的結(jié)構(gòu)、片材規(guī)格等因素有關(guān)系。在實(shí)際生活中,有的甚至不管什么材質(zhì),輥溫都保持不變,通過(guò)調(diào)整其他工藝參數(shù)達(dá)到正常生產(chǎn)。
配方——配方一般也較簡(jiǎn)單隨意,關(guān)鍵要采用正規(guī)廠家生產(chǎn)的原輔材料,粉碎或造?;亓蠎?yīng)純凈未受其他雜料污染。在真空上料的生產(chǎn)線,配方中應(yīng)盡可能不用粉狀材料(如顏料、透明粉)而選用粒狀(如粒狀色母、透明劑),防止粉狀材料隨排風(fēng)管抽走后,造成不穩(wěn)定的顏色或透明度。
四、流延法片材生產(chǎn)工藝“無(wú)模式”配置及實(shí)例
一般流程為:擠出機(jī)一機(jī)頭一氣刀、冷卻輥筒一切邊一牽引一卷取。 "流延法”片材的生產(chǎn)與“壓光法”、“壓延法”片材的生產(chǎn)最大區(qū)別在于“氣刀”代替了壓光輥。
實(shí)際能夠生產(chǎn)流延片材生產(chǎn)線的配置、從簡(jiǎn)單的低檔生產(chǎn)線到高檔的共擠復(fù)合片材生產(chǎn)線,規(guī)格、樣式多種多樣,大致有以下幾種:
(一) 在專門用于加工流延片材的生產(chǎn)線,通常輥筒采用立式上進(jìn)料,無(wú)上輥筒,在上輥的位置增添了氣刀,中輥、下輥位置固定。
例如:臺(tái)灣某廠產(chǎn)的專門用于擠出流延片材生產(chǎn)線。
配置:φ90 mm擠出機(jī),通用螺桿,L/D=30;直流變頻調(diào)速電機(jī),功率150 HP;衣架式機(jī)頭,總寬度1000 mm,活性模唇,有阻尼條,內(nèi)表面鍍鉻;專用氣刀及供氣系統(tǒng),氣刀鼓風(fēng)機(jī)功率5 HP,產(chǎn)風(fēng)量19.6—23.6 M3/min;立式兩輥,上進(jìn)料,輥簡(jiǎn)直徑φ350 mm,寬度1000 mm,表面鍍鉻,鏡面拋光,鏈條傳動(dòng);下輥筒位置固定,不能升降;自動(dòng)恒溫循環(huán)水箱度控制三輥溫度,并聯(lián)水路;切邊隨機(jī)粉碎隨即擠入加料口使用,真空上料,熱風(fēng)循環(huán)干燥料斗,自動(dòng)涂覆脫模劑,雙工位自動(dòng)翻轉(zhuǎn)卸料裝置。
實(shí)例:用流延法生產(chǎn)PP熱成型片材。
1.片材規(guī)格:0.32 mm×610 mmCPP(透明PP)負(fù)壓吸塑熱成型片材。
2.配料:PP50 kg,回料60 kg,透明劑(粉狀,香港)——0.05 kg.
3.工藝參數(shù):機(jī)身溫度190-207- 215-220-225℃,換網(wǎng)器溫度224℃機(jī)頭溫度229-232-237-232-225℃,唇口開(kāi)度2.0 mm,主機(jī)速度25.9,三輥速度7.7(表顯),過(guò)濾網(wǎng)80 目×2 +100目×2,牽引:5.4,中輥水溫:33.6℃,風(fēng)刀與輥筒間隙:2.5 mm。
(二)隨著進(jìn)口設(shè)備、技術(shù)的引進(jìn),國(guó)內(nèi)片機(jī)制造水平不斷提高,片材生產(chǎn)線的配置越來(lái)越趨向于自動(dòng)化、精密化、多功能化。高檔片材生產(chǎn)線一般采用“精密擠出”技術(shù),有PLC高度自動(dòng)化可編程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、熔體泵、靜態(tài)混煉器等,下垂式衣架機(jī)頭,三輥多為臥式結(jié)構(gòu),采用伺服電機(jī)獨(dú)立傳動(dòng),配有獨(dú)立水溫控制系統(tǒng),集“壓延法”、“壓光法”、流延法”、“多層共擠復(fù)合”于同一條生產(chǎn)線,給片材的生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)帶來(lái)了極大便利。
高檔片材生產(chǎn)線一般較多采用“壓光法”、“流延法”生產(chǎn)片材,一般不主張?jiān)诟邫n生產(chǎn)線采用“壓延法”加工片材,主要是為減少“壓延法”生產(chǎn)對(duì)輥筒、機(jī)架的影響,延長(zhǎng)機(jī)器壽命,保證片材加工精度,甚至0.30 mm以下的片材,有的也要求不主張用“壓光法”生產(chǎn),只能用“流延法”生產(chǎn)。用流延法生產(chǎn)時(shí),需要裝上風(fēng)刀、連接供氣管道。
例如:國(guó)內(nèi)公司引進(jìn)美國(guó)五層共擠片材生產(chǎn)線,主要配置如下:
1.DAVIS STANDARD公司擠出機(jī)三臺(tái)。
a.主機(jī) φ120 mm, L/D=30,45in45HT擠出機(jī)一臺(tái)。
b.副機(jī) φ65 mm, L/D=30,15IN25HT擠出機(jī)一臺(tái)。
c.副機(jī) φ50 mm, L/D=30,30IN25HT擠出機(jī)一臺(tái)。
2.EXTEK公司換網(wǎng)器三臺(tái):
a.HSC-45M換網(wǎng)器,一臺(tái)。
b.HSC-25M換網(wǎng)器兩臺(tái)。
3.熔體泵三臺(tái):LCI ES56/56熔體泵一臺(tái),LCI ES36/36熔體泵兩臺(tái)。
4.CLOEREN五層共擠配料塊,可更換的選擇塞,CLOEREN五層共擠自動(dòng)厚度調(diào)整模頭一臺(tái),垂直向下安裝。
5.臥式三輥壓光裝置:
a.冷卻壓光輥筒三只。
b.獨(dú)立伺服電機(jī)傳動(dòng),液壓控制輥筒開(kāi)合。
c.自動(dòng)恒溫循環(huán)水控制系統(tǒng)。
6.牽引裝置一套,電暈、靜電消除、徐覆裝置各一套。
7.三工位自動(dòng)翻轉(zhuǎn)卷取機(jī)一臺(tái)。
8.EPICⅡ自動(dòng)控制系統(tǒng)一套。
9.NDC厚度自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)一套。
10.干燥系統(tǒng)一套,上料控制系統(tǒng)一套。
11.氣刀及供氣系統(tǒng)一套。
例如:在多功能的精密擠出生片材產(chǎn)線用“流延法”生產(chǎn)高阻隔多層復(fù)合熱成型片材。
共擠復(fù)合層的結(jié)構(gòu):PP/EVA/EVOH/EVA/PP。
生產(chǎn)方法:壓光法或流延法都可以。
下面介紹用“流延法”生產(chǎn)時(shí)注意事項(xiàng):
1.生產(chǎn)PP熱成型片材時(shí),將主擠出機(jī)螺桿更換為PP專用.
2.將壓光輥打開(kāi),落低,并用毛毯遮護(hù)。
3.裝上風(fēng)刀及風(fēng)管,小心碰傷冷卻輥筒。
4.根據(jù)片材表面光潔度、復(fù)合層數(shù)的需要,確定各機(jī)擠出材料,安裝適當(dāng)?shù)倪x擇模塞。一般采用主機(jī)生產(chǎn)較厚層,采用副機(jī)生產(chǎn)較薄層。
5.在相應(yīng)的電腦控制屏幕設(shè)定主機(jī)和副機(jī)各段溫度、壓力、層厚度、生產(chǎn)速度、循環(huán)水溫、牽引張力、風(fēng)刀鼓風(fēng)機(jī)速度等參數(shù)。其中,粘接層EVA厚度一般不低于0.006 mm,阻隔材料EVOH厚度一般不低于0.008 mm。
6.將真空上料管正確插接。
7.在上料系統(tǒng)設(shè)定配方比例:一般PP回料所占配方比例為50%。
8.更換主、副機(jī)過(guò)濾網(wǎng),一般用專用網(wǎng)疊,粗網(wǎng)靠近多孔板。
總之,在流延熱成型片材生產(chǎn)線中,盡管機(jī)頭有寬有窄,輥筒有粗有細(xì)、有長(zhǎng)有短、有多有少,螺桿各式各樣,工藝控制五花八門,但流延熱成型片材線總的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該是:向配有專用氣刀和供氣系統(tǒng)的集壓光、壓延、流延等生產(chǎn)方法于一體的高檔、精密擠出片材生產(chǎn)線發(fā)展。
轉(zhuǎn)自:佳工機(jī)電網(wǎng)
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