阻隔膜生產設備的靈活性與模塊化
2007-03-05 00:00 來源:中華印刷包裝網 責編:中華印刷包裝網
近年來阻隔膜領域的發展變化很大。為了滿足快速交貨的要求,薄膜廠家必須盡可能縮短生產周期;而另一方面,個別企業一年內甚至要生產數百種不同的薄膜產品,因為用戶需要的薄膜品種在日益增多。薄膜設備供應商正試圖從提高生產線的靈活性和模塊化水平兩個方面來與薄膜生產廠家一起面對挑戰。
薄膜市場的不斷變化帶來的一個挑戰就是薄膜生產廠家采購了設備以后,難以預測最終會生產什么樣的產品。面對這樣的問題,一些領先設備制造商提出了他們的解決方案:對生產線進行模塊化設計,同時提高相關自動控制系統的功能,從而使設備具有高度的靈活性以及優化組合能力,這樣在需要的時候可以很方便、很經濟地對設備進行升級和改造。
擠出機:從原料顆粒到熔體
在薄膜生產線上,擠出機的主要任務就是將各種不同的原料顆粒加工成均勻的熔體。當然它還必須保證能夠毫無障礙地更換加工原料,并且在原料切換時不需要更換螺桿或者很長的清洗時間。
可供選擇的擠出機至少有兩種,一種是溝槽式喂料擠出機,另外一種是光滑式喂料擠出機。光滑式擠出機更適合用于阻隔膜的生產。光滑式的喂料段可以很溫和很均勻地加工各種生產阻隔膜需要的關鍵性原料,如EVOH、PA6、PET或者COC等等。為了保證完美的熔體質量,凱孚爾(KIEFEL)公司的擠出機還采用了經過特別設計的、剪切力極小的混料段。該混料段可以保證熔體溫度的可控性以及膜泡的穩定性。此外,為了節省空間、減少維護成本,這種擠出機采用了無需傳動皮帶的齒輪箱直接驅動技術,運轉時還有穩定、安靜等特點。
吹膜機模頭:從多流道到環形模頭
預分配器均勻地將從各擠出機出來的熔體流分配到多層環形流道。二元堆棧式預分配器能夠保證較低的壓力降、良好的自清潔能力、熔體各部分間很小的溫度差以及熔體在流道內停留的時間差。
堆棧式的預分配器同時還保證了較低的、更方便操作的模頭高度。多層共擠阻隔膜各單獨層的厚度和分布的精確度由預分配器、螺旋型芯的設計及其加工精度來決定,各層合流處的口模內部間隙的精度尤其有著舉足輕重的作用。因為開模力很低,同軸分布的螺旋型芯可以精確地保證各層的結構以及厚度分布;優化設計也能夠保證較短的多層熔體合流路徑,可以顯著減少溫度很高的尼龍(PA)層對其他溫度敏感原料層造成的不良影響。
風環:從熔體到膜泡
風環對于薄膜質量以及生產總體過程的經濟性等許多方面都起著決定性的作用,因為它不僅影響薄膜的光學屬性,還影響著膜泡的穩定性和總的產量。雙唇風環可以滿足這些要求:從下方縫隙中吹出的空氣避免薄膜與第一個唇接觸,同時保證膜泡的穩定性;從上方縫隙中吹出的空氣用于冷卻膜泡,保證膜泡的穩定性,確保其不與第二個冷卻唇接觸。這樣的方法避免了膜泡的移動,使后續的加工更容易,冷卻更高效,產量更高。
牽引裝置:從膜泡到雙層平膜
由于阻隔膜一般都比較硬,在將膜泡通過熄泡工序轉變成雙層平膜時,對于牽引和熄泡裝置的要求比較高。基本的原則是:熄泡架越長,薄膜的皺褶越少。溫度控制也在其中起著舉足輕重的作用,而這在很大程度上取決于熄泡架的材料。
在凱孚爾(KIEFEL)的牽引裝置中,一級夾輥和新的換向輥位于旋轉平臺上,該旋轉平臺用來支撐牽引裝置最沉重的部分,保證了牽引裝置的穩定。新設計的優勢還體現在細節上,例如:現在可以在熄泡架上通過較長的熄泡長度實現6.5度的最小壓平角度,從而顯著改善薄膜的平整度。線性伺服電機用來控制熄泡架的角度以及位置,其參數設置可以保存在KIRION-自動控制系統中,更換產品時可以直接調用,避免費時進行重復調整。
在加工成本不斷上漲、原料硬度不斷升高、對薄膜質量要求越來越嚴格的情況下,生產光滑、無褶皺、無劃痕的薄膜對于設備提出了挑戰。凱孚爾(KIEFEL)公司特別設計了一種斜向尼龍刷毛的刷輥。
相對于傳統的壓平裝置,這樣的刷輥設計提供了更多的優勢。比如,薄膜整體冷卻的均勻對于優異的薄膜平整度來說起著至關重要的作用。鋁輥或者碳纖維輥在使用過程中會積累熱量而導致自身溫度升高,對薄膜的冷卻以及厚度產生不良影響;而尼龍刷輥卻可以在整個生產過程中保證薄膜的均勻冷卻,因為尼龍刷的刷毛很細,所以與薄膜的接觸面積也很小,但可以用于散熱的側面積卻很大。
尼龍刷輥在筒膜的壓平過程中也證明了其價值。在使用通常裝置的情況下,在壓平時薄膜同一寬度上的速度很難完全一致,常常導致起皺或者刮傷。軟刷毛的運動可以均衡相對速度,避免對薄膜品質的破壞。由于與薄膜接觸面積很小,也可以避免薄膜壓平時有材料粘滯在輥上。在許多的應用領域中,這種特殊設計的尼龍刷輥為高品質薄膜完美壓平以及其光學屬性提供了保障。
凱孚爾(KIEFEL)公司旋轉牽引系統的這些新功能采用了緊湊設計,保證了系統穩定性的同時對空間的要求并沒有增加。通過KIRION-自動控制系統還可以設置更小的旋轉角度,減少起泡,對于生產平整度要求高的產品有很大的好處。旋轉裝置的零位以及旋轉范圍也可以任意選擇,并且可以將參數儲存于控制系統中。
整個牽引系統最大的特點在于零接觸(ZEROTOUCH)空氣換向輥系統。其專利保護的外形以及“硬滑動(hardslide)”特氟龍涂層可以消除對薄膜膜表面的刮傷。專利保護外形的空氣墊防止了薄膜與空氣換向輥的直接接觸,保證了其優異的品質。
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