多層阻隔薄膜市場(chǎng)的不斷變化要求薄膜生產(chǎn)廠家所采購(gòu)的設(shè)備能夠生產(chǎn)多種產(chǎn)品，以適應(yīng)快速變換的市場(chǎng)要求。為此，德國(guó)凱孚爾公司對(duì)其吹塑膜生產(chǎn)線進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，同時(shí)提高了相關(guān)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能，從而使其設(shè)備具有高度的靈活性以及優(yōu)化組合的能力。該生產(chǎn)線使薄膜生產(chǎn)廠家可以在變換產(chǎn)品的時(shí)候很方便、很經(jīng)濟(jì)地對(duì)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)和改造。
擠出機(jī)
在吹塑薄膜生產(chǎn)線上，擠出機(jī)的主要任務(wù)就是將各種不同的原料顆粒加工成均勻的熔體，當(dāng)然它還必須保證能夠毫無(wú)障礙地更換加工原料，并且在原料切換時(shí)不需要更換螺桿或者花費(fèi)很長(zhǎng)的清洗時(shí)間。
凱孚爾公司可供選擇的擠出機(jī)有兩種，一種是溝槽式喂料擠出機(jī)，另外一種是光滑式喂料擠出機(jī)。光滑式擠出機(jī)更適合于阻隔膜的生產(chǎn)。這是因?yàn)楣饣綌D出機(jī)的喂料段可以以較低的剪切速率均勻地加工各種生產(chǎn)阻隔膜需要的關(guān)鍵性原料，如EVOH、PA6、PET或者COC等等。為了保證完美的熔體質(zhì)量，該公司的這兩種擠出機(jī)還采用了經(jīng)過(guò)特別設(shè)計(jì)的、剪切力極小的混料段。此混料段可以保證熔體溫度的可控性以及膜泡的穩(wěn)定性。此外，為了節(jié)省空間、減少維護(hù)成本，它們均采用了無(wú)需傳動(dòng)皮帶的齒輪箱直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)，從而使擠出機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)更穩(wěn)定、更安靜。
吹膜機(jī)模頭
在多層共擠吹塑阻隔膜的加工中，使用預(yù)分配器可將從各擠出機(jī)出來(lái)的熔體均勻地分配到多層環(huán)形流道中。凱孚爾公司的二元堆棧式預(yù)分配器能夠保證較低的壓力降、良好的自清潔能力、各層熔體之間很小的溫度差以及它們?cè)诟髯粤鞯纼?nèi)停留的時(shí)間差，此外，較低的模頭高度更方便操作。
多層共擠阻隔膜各層的厚度及其分布的精確度由預(yù)分配器、螺旋型芯的設(shè)計(jì)及其加工精度來(lái)決定，而各層合流處的口模內(nèi)部間隙的加工精度顯得尤為重要。凱孚爾公司采用的同軸分布設(shè)計(jì)的螺旋型芯可以精確地保證各層的結(jié)構(gòu)以及厚度分布。同時(shí)，預(yù)分配器的優(yōu)化設(shè)計(jì)也能夠保證多層熔體具有較短的合流路徑，從而可以顯著減少溫度很高的尼龍(PA)層對(duì)其他溫度敏感材料層造成的不良影響。
風(fēng)環(huán)
風(fēng)環(huán)對(duì)于吹塑薄膜質(zhì)量以及生產(chǎn)總過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性等許多方面都起著決定性的作用，因?yàn)樗粌H影響薄膜的透明性，還影響著膜泡的穩(wěn)定性和生產(chǎn)線的產(chǎn)量。凱孚爾公司采用的是雙唇風(fēng)環(huán)，即從上下兩個(gè)方向吹風(fēng)。從下方縫隙中吹出的空氣可避免薄膜與第一個(gè)冷卻唇相接觸，同時(shí)還保證了膜泡的穩(wěn)定性。而從上方縫隙中吹出的空氣則用于膜泡冷卻，以保證膜泡的穩(wěn)定性，確保其不與第二個(gè)冷卻唇相接觸。采用這種雙唇風(fēng)環(huán)的設(shè)計(jì)，可避免膜泡的移動(dòng)，使冷卻更高效，后續(xù)加工更容易，產(chǎn)量更高。
牽引裝置
由于阻隔膜一般都比較硬，在將膜泡通過(guò)熄泡工序轉(zhuǎn)變成雙層平膜時(shí)，對(duì)于牽引和熄泡裝置的要求比較高。一般來(lái)說(shuō)，熄泡架越長(zhǎng)，薄膜的皺褶越少。另外溫度的控制精確與否也是一個(gè)重要因素，而對(duì)溫度的控制在很大程度上要取決于熄泡架的制造材料。
凱孚爾公司對(duì)其牽引裝置進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。在該設(shè)計(jì)中，一級(jí)夾輥和換向輥位于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，該旋轉(zhuǎn)平臺(tái)是用來(lái)支撐牽引裝置最沉重的部分，這保證了牽引裝置的穩(wěn)定。另外，新設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：具有零接觸(ZERO TOUCH)空氣換向輥系統(tǒng)。其專利保護(hù)的外形空氣墊防止了薄膜與空氣換向輥的直接接觸，再加上“硬滑動(dòng)(hardslide)”特氟龍涂層，可以完全消除對(duì)薄膜膜表面的刮傷，這也是整個(gè)牽引系統(tǒng)最大的特點(diǎn)；可以在熄泡架上通過(guò)較長(zhǎng)的熄泡長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)6.5o。的最小壓平角度，從而顯著改善了薄膜的平整度；采用線性伺服電機(jī)來(lái)控制熄泡架的角度以及位置，其參數(shù)設(shè)置可以保存在 KIRION控制系統(tǒng)中，以便更換產(chǎn)品時(shí)可以直接調(diào)用，從而無(wú)需進(jìn)行重復(fù)調(diào)整。
在加工成本不斷上漲，原料硬度不斷升高，對(duì)薄膜質(zhì)量要求越來(lái)越嚴(yán)格的情況下，還要求設(shè)備能夠生產(chǎn)出光滑、無(wú)褶皺、無(wú)劃痕的薄膜，這無(wú)疑對(duì)于壓平裝置提出了新的挑戰(zhàn)。為此，凱孚爾公司特別設(shè)計(jì)了一種斜向尼龍刷毛的刷輥。
相對(duì)于傳統(tǒng)的壓平裝置，這種刷輥設(shè)計(jì)具有更多的優(yōu)勢(shì)。由于薄膜整體冷卻的均勻度對(duì)于優(yōu)異的薄膜平整度來(lái)說(shuō)起著至關(guān)重要的作用，因而凱孚爾公司采用了獨(dú)特的尼龍刷輥。雖然尼龍刷的刷毛很細(xì)，與薄膜的接觸面積也很小，但可以用于散熱的側(cè)面積卻很大，因而使用它能夠在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中保證薄膜的均勻冷卻。而老式的鋁輥或者碳纖維輥在使用過(guò)程中則會(huì)因熱量的積累導(dǎo)致自身溫度升高，從而對(duì)薄膜的冷卻以及厚度產(chǎn)生不良影響。
這種尼龍刷輥在筒膜的壓平過(guò)程中也起到了重要作用。當(dāng)使用傳統(tǒng)的壓平裝置時(shí)，對(duì)薄膜在同一寬度上的壓平速度很難控制得完全一致，常常導(dǎo)致薄膜的起皺或者刮傷。而尼龍刷輥上的軟刷毛在其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可以均衡相對(duì)速度，從而避免了由壓平速度不同所引起的對(duì)薄膜品質(zhì)的破壞。另外由于它與薄膜接觸面積很小，也可以避免薄膜在壓平時(shí)有材料粘滯在輥上。因此可以說(shuō)，在薄膜的眾多應(yīng)用領(lǐng)域中，這種經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的尼龍刷輥為生產(chǎn)出具有完美平整度及透明屬性的薄膜提供了保障。
凱孚爾公司的這套新型牽引系統(tǒng)采用了緊湊設(shè)計(jì)，使其在穩(wěn)定性得到提高的同時(shí)卻并不要求增加空間成為可能。通過(guò) KIRION控制系統(tǒng)還可以設(shè)置更小的旋轉(zhuǎn)角度，以減少起泡，非常利于生產(chǎn)平整度要求高的薄膜產(chǎn)品。而且旋轉(zhuǎn)裝置的零位以及旋轉(zhuǎn)范圍也可以任意選擇，并且可以將參數(shù)儲(chǔ)存于控制系統(tǒng)中。
收卷機(jī)
為了獲得無(wú)皺、平整、寬度精確的膜卷，以有利于進(jìn)行更有效、更經(jīng)濟(jì)的加工，凱孚爾和其子公司溫泰克(WINTECH)公司對(duì)其薄膜收卷設(shè)備進(jìn)行了最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，即在KIRION-M 收卷機(jī)中將整個(gè)收卷路徑分成了一個(gè)個(gè)小的獨(dú)立子路徑，也就是讓需要收卷的薄膜先后進(jìn)入各子路徑。由于從收卷機(jī)上方的二級(jí)夾輥開(kāi)始就裝有薄膜的測(cè)控系統(tǒng)，在每一站的薄膜都會(huì)經(jīng)歷展平及再一次的測(cè)控，從而消除了薄膜在前行路徑上的不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，以便于膜管在壓平后能夠被準(zhǔn)確地切開(kāi)。在分切薄膜時(shí)，保持穩(wěn)定而不漂移之所以特別重要，是因?yàn)槠茣?huì)造成膜卷側(cè)邊不平整，或者分切時(shí)寬度不一致，從而影響整體產(chǎn)品質(zhì)量。
分切后各分卷將被再次展平，這要?dú)w功于溫泰克的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。采用這種可分別調(diào)節(jié)的展平輥而使各個(gè)輥具有細(xì)微的速度差的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)對(duì)薄膜造成拉伸變形，從而保證了分卷的連續(xù)展平。在隨后的收卷工位中也具有測(cè)控系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)可消除所有的外界影響，即只有當(dāng)薄膜行進(jìn)路線毫無(wú)偏差時(shí)，它才會(huì)被允許離開(kāi)測(cè)控系統(tǒng)而被碳纖維輥接收，然后通過(guò)集成的真空吸附系統(tǒng)向收卷點(diǎn)傳送，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)漂移的完美收卷。這對(duì)于具有收縮功能的薄膜來(lái)說(shuō)具有更為重要的意義。
在同一個(gè)收卷點(diǎn)上，該收卷機(jī)還能提供一系列不同的收卷方式：
●具有恒定接觸壓(CLP)功能的表面收卷；
●具有或者不具有恒定接觸壓功能的表面以及中心收卷；
●間隙收卷；
●DCD（雙中心驅(qū)動(dòng)）中心以及間隙收卷；
該收卷機(jī)通過(guò)上述功能不僅可以收卷所有樹(shù)脂制得的薄膜，而且還能根據(jù)不同的材料組合調(diào)整膜卷的軟硬度。
自動(dòng)化控制系統(tǒng)
自動(dòng)化控制系統(tǒng)是對(duì)復(fù)雜的吹塑薄膜生產(chǎn)加工過(guò)程進(jìn)行有效監(jiān)控的必要手段。凱孚爾公司在其吹塑薄膜的生產(chǎn)線上安裝了包括中文在內(nèi)的多語(yǔ)言中央控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)無(wú)失真的總線系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，具有標(biāo)準(zhǔn)視窗界面的觸摸屏。根據(jù)薄膜原料的不同，該自動(dòng)化系統(tǒng)可以通過(guò)改變模頭溫度、風(fēng)環(huán)溫度以及風(fēng)環(huán)風(fēng)量的設(shè)置來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。
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