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精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)擠出復(fù)合機(jī)及擠出復(fù)合工藝擠出復(fù)合機(jī)操作人員培訓(xùn)的重要性在很大程度上擠出過程是一種暗箱過程,由于機(jī)器不透明,不可能可視性獲知擠出機(jī)內(nèi)部正在發(fā)生著什么,我們只能觀察到材料進(jìn)入擠出機(jī)和材料從擠出口模中出來,而在進(jìn)料口和擠出口模間如果發(fā)生異常通常被擠出機(jī)機(jī)筒和口模所遮擋,我們看不見。因此我們只能憑借某些經(jīng)驗(yàn)、檢查手段來倒推機(jī)筒內(nèi)部的情形是否異常。對(duì)擠出過程的完整而科學(xué)的認(rèn)識(shí)對(duì)于有效解決擠出問題是很有必要的。因此初步涉及擠出機(jī)的人必須學(xué)習(xí)相關(guān)課程,包括:塑料的材料特性、擠出機(jī)的典型特點(diǎn)、檢測(cè)儀表和操作控制、擠出機(jī)內(nèi)部工作原理、螺桿和擠出機(jī)頭等。通常可以憑借閱讀專業(yè)書籍、聽取培訓(xùn)教程、網(wǎng)上搜索相關(guān)知識(shí)等增強(qiáng)知識(shí)積累,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)和操作實(shí)踐來加以理解和吸收。許多擠出機(jī)操作人員所接受到的培訓(xùn)通常是崗上培訓(xùn),然而崗上培訓(xùn)往往是效率最低和費(fèi)用最多的培訓(xùn)方法。需要投入反復(fù)多次的樹脂、薄膜基材、電費(fèi)、人工等成本甚至批量不良、批量報(bào)廢等所付出的成本損失。擠出機(jī)是昂貴的機(jī)器設(shè)備,必須正確地操作以便生產(chǎn)出良好的制品。如果一臺(tái)擠出機(jī)被錯(cuò)誤地操作,可能會(huì)生產(chǎn)出批量不合格的產(chǎn)品甚至擠出機(jī)被損壞。認(rèn)識(shí)到擠出機(jī)是潛在的危險(xiǎn)設(shè)備也是很重要的,因?yàn)樵S多事故均發(fā)生在沒有正確操作擠出機(jī)的時(shí)候。因此操作擠出設(shè)備的人接受系統(tǒng)的材料、設(shè)備和安全培訓(xùn)是相當(dāng)重要和必須的。擠出復(fù)合機(jī)塑料擠出機(jī)基本知識(shí)擠塑機(jī)的工作原理是:利用特定形狀的螺桿,在加熱的機(jī)筒中旋轉(zhuǎn),將由料斗中送來的塑料向前擠壓,使塑料均勻地塑化(即熔融),通過機(jī)頭和不同形狀的模具,使塑料擠壓成連續(xù)性的所需要各種形狀的塑料件或塑料層。
一,塑料擠出過程塑料薄膜和塑料涂覆層是采用連續(xù)擠出方式進(jìn)行的,擠出設(shè)備一般是單螺桿擠塑機(jī)。塑料在擠出前,要事先檢查塑料是否潮濕或有無其它雜物,然后把塑料預(yù)熱后加入料斗內(nèi)。在擠出過程中,裝人料斗中的塑料借助重力或加料螺旋進(jìn)人機(jī)筒中,在旋轉(zhuǎn)螺桿的推力作用下不斷向前推進(jìn),從預(yù)熱段開始逐漸地向均化段運(yùn)動(dòng);同時(shí),塑料受到螺桿的攪拌和擠壓作用,并且在機(jī)筒的外熱及塑料與設(shè)備之間的剪切摩擦熱的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài),在螺槽中形成連續(xù)均勻的料流。在工藝規(guī)定的溫度作用下,塑料從固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)的可塑物體,再經(jīng)由螺桿的推動(dòng)或攪拌,將完全塑化好的塑料推入機(jī)頭,到達(dá)機(jī)頭的料流,經(jīng)模芯和模套間的環(huán)形間隙,從模口擠出,形成連續(xù)密實(shí)的加工涂覆層,然后經(jīng)冷卻和固化制成產(chǎn)品。二,擠出過程的三個(gè)階段塑料擠出主要依據(jù)的是塑料所具有的可塑性。塑料在擠出機(jī)中完成可塑成型過程是一個(gè)復(fù)雜的物理過程:包括了混合、破碎、熔融、塑化、排氣、壓實(shí)并最后成型定型,這一過程是連續(xù)實(shí)現(xiàn)的。然而習(xí)慣上,人們往往按塑料的不同反應(yīng)將擠塑過程,人為的分成各個(gè)不同階段;塑化階段(塑料的混合、熔融和均化);成型階段(塑料的擠壓成型);定型階段(塑料層的冷卻和固化)。1.塑化階段。也稱為壓縮階段。它是在擠塑機(jī)機(jī)筒內(nèi)完成的,經(jīng)過螺桿的旋轉(zhuǎn)作用,使塑料由顆粒狀固體變?yōu)榭伤苄缘恼沉黧w。塑料在塑化階段獲得熱量的來源有兩個(gè)方面:一是機(jī)筒外部的電加熱;二是螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱。起初的熱量是由機(jī)筒外部的電加熱產(chǎn)生的;當(dāng)正常開車后,熱量的取得則是由螺桿旋轉(zhuǎn)物料在壓縮,剪切、攪拌過程中與機(jī)筒內(nèi)壁的摩擦和物料分子問的內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的。2.成型階段。它是在機(jī)頭內(nèi)進(jìn)行的,由于螺桿旋轉(zhuǎn)和壓力作用,把粘流體推向機(jī)頭,經(jīng)機(jī)頭內(nèi)的模具,使粘流體成型為所需要的規(guī)格和形態(tài)。3.定型階段。它是在冷卻裝置中進(jìn)行的,塑料擠出層經(jīng)過冷卻后,由無定型的塑性狀態(tài)變?yōu)槎ㄐ偷墓腆w狀態(tài)。三,塑化階段塑料流動(dòng)的變化塑化階段,塑料沿螺桿軸向被螺桿推向機(jī)頭的移動(dòng)過程中,經(jīng)歷著溫度、壓力、粘度、甚至化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化,這些變化在螺桿的不同區(qū)段情況是不同的。塑化階段根據(jù)塑料流動(dòng)時(shí)的物態(tài)連續(xù)變化過程又可分成三個(gè)階段:加料段(又稱破碎段);熔融段(又稱塑化段);均化段(又稱均壓段)。各段對(duì)塑料擠出產(chǎn)生不同的作用,塑料在各段呈現(xiàn)不同的形態(tài),從而表現(xiàn)出塑料的擠出特性。1,加料段,首先就是為顆粒狀的固體塑料提供軟化溫度,其次是以螺桿的旋轉(zhuǎn)與固定的機(jī)筒之間產(chǎn)生的剪切應(yīng)力作用在塑料顆粒上,實(shí)現(xiàn)對(duì)軟化塑料的破碎。而最主要的則是以螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生足夠大的連續(xù)而穩(wěn)定的推力和反向摩擦力,以形成連續(xù)而穩(wěn)定的擠出壓力,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)破碎塑料的攪拌與均勻混合,并初步實(shí)行熱交換,從而為連續(xù)而穩(wěn)定的擠出提供基礎(chǔ)。在此階段產(chǎn)生的推力是否連續(xù)均勻穩(wěn)定、剪切應(yīng)變率的高低,破碎與攪拌是否均勻都直接影響著擠出的質(zhì)量和產(chǎn)量。2,熔融段,經(jīng)破碎、軟化并初步攪拌混合的固態(tài)塑料,由于螺桿的推擠作用,沿螺槽向機(jī)頭移動(dòng),自加料段進(jìn)人熔融段。在此段塑料遇到了較高溫度的熱作用,這時(shí)的熱源,除機(jī)筒外部的電加熱外,螺桿旋轉(zhuǎn)的摩擦熱也在起著作用。而來自加料段的推力和來自均化段的反作用力,使塑料在前進(jìn)中形成了回流,回流產(chǎn)生在螺槽內(nèi)以及螺桿與機(jī)筒的間隙中,回流的產(chǎn)生不但使物料進(jìn)一步均勻混合,而且使塑料熱交換作用加大,達(dá)到了表面的熱平衡。由于在此階段的作用溫度已超過了塑料的流變溫度,加之作用時(shí)間較長(zhǎng),致使塑料發(fā)生了物態(tài)的轉(zhuǎn)變,與加熱機(jī)筒接觸的物料開始熔化,在機(jī)筒內(nèi)表面形成一層聚合物熔膜,當(dāng)熔膜的厚度超過螺紋頂與機(jī)筒之間的間隙時(shí),就會(huì)被旋轉(zhuǎn)的螺紋刮下來,聚集在推進(jìn)螺紋的前面,形成熔池。由于機(jī)筒和螺紋根部的相對(duì)運(yùn)動(dòng),使熔池產(chǎn)生了物料的循環(huán)流動(dòng)。螺棱后面是固體床(固體塑料),物料沿螺槽向前移動(dòng)的過程中,由于熔融段的螺槽深度向均化段逐漸變淺,固體床不斷被擠向機(jī)簡(jiǎn)內(nèi)壁,加速了機(jī)筒向固體床的傳熱過程,同時(shí)螺桿的旋轉(zhuǎn)對(duì)機(jī)筒內(nèi)壁的熔膜產(chǎn)生剪切作用,從而使熔膜和固體床分界面的物料熔化,固體床的寬度逐漸減小,直到完全消失,即由固態(tài)轉(zhuǎn)為粘流態(tài)(可塑態(tài))。此時(shí)塑料分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本的改變,分子間張力極度松弛,若為結(jié)晶性高聚物,則其晶區(qū)開始減少,無定形增多,除其中的特大分子而外,主體完成了塑化,即所謂的“初步塑化”,并且在壓力的作用下,排除了固態(tài)物料中所含的氣體,實(shí)現(xiàn)初步壓實(shí)。3,均化段,具有這樣幾個(gè)突出的工藝特性:這一段螺桿螺紋深度最淺,即螺槽容積最小,所以這里是螺桿與機(jī)筒間產(chǎn)生壓力最大的工作段;另外來自螺桿的推力和篩板等處的反作用力,是塑料“短兵相接”的直接地帶;這一段又是擠出工藝溫度最高的一段,所以塑料在此階段所受到的徑向壓力和軸向壓力最大,這種高壓作用,足以使合于塑料內(nèi)的全部氣體排除,并使熔體壓實(shí)、致密。該段所具有的“均壓段”之稱即由此而得。由于高溫的作用,使得經(jīng)過融熔段未能塑化的高分子在此段完成塑化,從而最后消除“顆粒”,使塑料塑化充分均勻,然后將完全塑化熔融的塑料定量、定壓地由機(jī)頭均勻地?cái)D出。四.?dāng)D出過程中塑料的流動(dòng)狀態(tài)擠出過程中,由于螺桿的旋轉(zhuǎn)使塑料推移,而機(jī)筒是不動(dòng)的,這就在機(jī)筒和螺桿之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)塑料產(chǎn)生摩擦作用,使塑料被拖著前進(jìn)。另外,由于機(jī)頭中的模頭、多孔篩板和濾網(wǎng)的阻力,又使塑料在前進(jìn)中產(chǎn)生反作用力,這就使塑料在螺桿和機(jī)筒中的流動(dòng)復(fù)雜化。通常將塑料的流動(dòng)狀態(tài)看成是由以下四種流動(dòng)形式組成的:正流――是指塑料沿著螺桿螺槽向機(jī)頭方向的流動(dòng)。它是由螺桿旋轉(zhuǎn)的推擠力產(chǎn)生的,是四種流動(dòng)形式中最主要的一種。正流量的大小直接決定著擠出量。倒流――又稱逆流,它的方向與正流的流動(dòng)方向正好相反。它是由于機(jī)頭中的模頭、篩板和濾網(wǎng)等阻礙塑料的正向運(yùn)動(dòng),在機(jī)頭區(qū)域里產(chǎn)生的壓力(塑料前進(jìn)的反作用力)造成的。由機(jī)頭至加料口形成了“壓力下的回流”也稱為“反壓流動(dòng)”。它能引起生產(chǎn)能力的損失。3.橫流――它是沿著軸的方向,即與螺紋槽相垂直方向的塑料流動(dòng)。也是由螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)的推擠所形成的。它的流動(dòng)受到螺紋槽側(cè)壁的阻力,由于兩側(cè)螺紋的相互阻力,而螺桿是在旋轉(zhuǎn)中,使塑料在螺槽內(nèi)產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),形成環(huán)狀流動(dòng),所以橫流實(shí)質(zhì)是環(huán)流。環(huán)流對(duì)塑料在機(jī)筒中的混合、塑化及熱交換影響很大,塑料所以能在螺桿中混合、塑化成熔融狀態(tài),是和環(huán)流的作用分不開的。環(huán)流使物料在機(jī)筒中產(chǎn)生攪拌和混合,并且利于機(jī)筒和物料的熱交換,它對(duì)提高擠出質(zhì)量有重要的意義,但對(duì)擠出流率的影響很小。4.漏流――它也是由機(jī)頭中模頭、篩板和濾網(wǎng)的阻力產(chǎn)生的。不過它不是螺槽中的流動(dòng),而是在螺桿與機(jī)筒的間隙中形成的倒流。它也能引起生產(chǎn)能力的損失。由于螺桿與機(jī)筒的間隙通常很小,故在正常情況下,漏流流量要比正流和倒流小得多。在擠出過程中,漏流將影響擠出量,漏流量增大,擠出量將減小。
塑料的四種流動(dòng)狀態(tài)都不能以單獨(dú)形式出現(xiàn),就某一塑料質(zhì)點(diǎn)來說,既不會(huì)有真正的倒流,也不會(huì)有封閉的環(huán)流。熔體塑料在螺紋槽中的實(shí)際流動(dòng)是上述四種流動(dòng)狀態(tài)的綜合,以螺旋形軌跡向前的一種流動(dòng)。五,擠出量擠出量是擠塑機(jī)的重要特性參數(shù),是擠出理論的重要研究?jī)?nèi)容之一。如上所述擠出過程中塑料流動(dòng)是人為的將螺桿按某工作特性分為三個(gè)部分,事實(shí)上,螺桿本身是一個(gè)整體;塑料沿螺桿全長(zhǎng)上的物態(tài)變化,是逐漸連續(xù)發(fā)生、發(fā)展并完成的,并不存在一個(gè)兩相界面。為此,對(duì)擠出量就有了兩個(gè)假設(shè),把塑料由固態(tài)轉(zhuǎn)為粘流態(tài)的全過程假定發(fā)生并完成在變化區(qū)段的所謂“粘結(jié)點(diǎn)”,而塑料被壓實(shí)則假定發(fā)生并完成在變化區(qū)段的所謂“填實(shí)點(diǎn)”,由此人為的將全部物料分為兩部分,即“粘結(jié)點(diǎn)”前的固體部分和“粘結(jié)點(diǎn)”后的流體部分。對(duì)于一個(gè)結(jié)構(gòu)合理的擠出機(jī)構(gòu),由于擠出具有連續(xù)性的特點(diǎn),其固態(tài)下的擠出量與粘流態(tài)下的擠出量應(yīng)絕對(duì)相等(逸出的氣體忽略不計(jì)),因此擠出量即可由兩部分之一求得,一般都以后段的流體力學(xué)方法計(jì)算,對(duì)等距不等深螺桿的擠出量計(jì)算公式是:
V*b*h1-h2
b*g*p*h12*h22
Q=
h1+h2
6η*L*(h1+h2)
式中:
Q――擠出量(cm3/分);
V――螺桿在推進(jìn)方向的速度(cm/分);
b――螺槽寬度(cm)
h1――填實(shí)點(diǎn)螺紋深度(cm);
h2――端部螺紋深度(cm);
g――重力加速度(cm/分2);
p――擠出壓力(kg/cm2);
η――塑料粘度(kg/cm?分)
L――填實(shí)點(diǎn)到端部螺紋展開長(zhǎng)度(cm)。
擠出量計(jì)算公式來看,影響擠出量的因素主要是:l)擠出壓力越大,擠出量就越小。擠出壓力是推力與其反作用力形成的,擠出壓力大則反作用力大,而反作用力是回流(倒流和漏流)產(chǎn)生的根源,故擠出壓力越大,對(duì)正流的抵消作用也就越大,從而使擠出量減少。2)螺槽越淺,擠出量越穩(wěn)定。在擠出過程中,因溫度、螺桿速度的微小變化,將導(dǎo)致擠出壓力的變化。從擠出量計(jì)算公式第二項(xiàng)可以知道,當(dāng)螺槽深度較大時(shí),(h12*h22)之值將很大,即使擠出壓力發(fā)生微小變化,也將引起第二項(xiàng)式的大量波動(dòng),影響擠出量的大幅度波動(dòng)。3)螺槽寬度越大,螺槽容積越大,則擠出量越大。但不能一味地加大螺槽寬度來提高擠出量,因加寬螺槽寬度,將使螺紋厚度減小或塑化路徑縮短,前者使螺紋耐磨強(qiáng)度降低,后者使塑化能力降低。4)螺紋深度要適當(dāng),太淺則擠出量小;太深則形成擠出量不穩(wěn),并影響塑化均勻性。六,擠出質(zhì)量擠出質(zhì)量主要指塑料的塑化情況是否良好,幾何尺寸是否均一。即徑向厚度是否一致,軸向外徑是否均勻。決定塑化狀況除塑料本身之外,主要是溫度和剪切應(yīng)變率及作用時(shí)間等因素。擠出溫度過高不但造成擠出壓力的波動(dòng),而且導(dǎo)致塑料的分解,甚至可能釀成設(shè)備事故,因此擠出溫度應(yīng)按工藝溫度控制。而減小螺槽深度,增大螺桿長(zhǎng)徑比,雖然有利于塑料的熱交換和延長(zhǎng)受熱時(shí)間,滿足塑化均勻,但將影響擠出量,又為螺桿制造和裝配造成困難。所以確保塑化的重要考慮應(yīng)是提高螺桿旋轉(zhuǎn)對(duì)塑料所產(chǎn)生的剪切應(yīng)變率,以達(dá)到機(jī)械混合均勻,擠出熱交換均衡,并由此為塑化均勻提供保障。這個(gè)應(yīng)變率的大小由螺桿與機(jī)筒間的剪切應(yīng)變力所決定,其剪切的應(yīng)變率數(shù)值的為:
Πd*N
Δ=
h
其中:Δ――為剪切應(yīng)變率(l/min);
D――為螺桿直徑(cm);
N――為螺桿轉(zhuǎn)速(r/min);
H――為螺槽深度(cm);
由此可見,在保證擠出量的要求下,可以在提高轉(zhuǎn)速的情況下加大螺槽深度。此外,螺桿與機(jī)筒的間隙也對(duì)擠出質(zhì)量有影響,間隙過大時(shí)則塑料的倒流、漏流增加,不但引起擠出壓力波動(dòng),影響擠出量;而且由于這些回流的增加,使塑料過熱而導(dǎo)致塑料焦燒或成型困難。
七,擠出理論的研究
塑料擠出理論的研究就是根據(jù)塑料在擠出機(jī)中的三個(gè)歷程――即從加料區(qū)的固態(tài)到過渡區(qū)(熔融區(qū))的固態(tài)――粘流態(tài)、直到均化區(qū)的粘流態(tài)這三種物理過程進(jìn)行研究。擠出機(jī)的擠出理論主要分成三個(gè)職能區(qū)進(jìn)行研究,即一般所謂加料區(qū)的固體輸送理論、熔融區(qū)的熔融理論和粘流體輸送理論。
理論不同程度上揭示了物質(zhì)性質(zhì)、機(jī)器結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝條件對(duì)熔融過程、輸送流率的影響,為改進(jìn)擠出機(jī)結(jié)構(gòu)、制定合理的工藝條件、選擇材料等提供了依據(jù)。
1,固體輸送理論
在擠出過程中,加入螺桿中的固體塑料,由旋轉(zhuǎn)螺桿的推力作用,向前推進(jìn),在機(jī)頭阻力作用下,物料不斷被壓實(shí)。開始塑化和尚未塑化物料連續(xù)整齊排列,形成充塞于整個(gè)送料段螺槽有彈性的“固體塞”。根據(jù)這一現(xiàn)象,利用固體對(duì)固體摩擦的靜力平衡方程為基礎(chǔ),建立了固體輸送理論。
2,熔融理論
熔融理論是建立在熱力學(xué)、流變學(xué)基礎(chǔ)上的一種理論。在加料段末段與加熱機(jī)筒接觸的物料開始熔化,在筒內(nèi)表面形成一層聚合物熔膜,當(dāng)熔膜的厚度超過螺紋頂與機(jī)筒之間的間隙時(shí),就會(huì)被旋轉(zhuǎn)的螺紋刮下,聚集在螺紋的前面,形成熔池。由于隨著溫度的不斷提高及螺桿的剪切作用,熔池不斷擴(kuò)大。影響熔融段長(zhǎng)度的因素主要是物料特性、流率、螺桿轉(zhuǎn)速、機(jī)筒溫度和物料初溫。
3,熔體輸送理論
熔體輸送理論又稱為流體動(dòng)力學(xué)理論,它是研究螺桿均化段如何保證塑料徹底塑化,并使之定壓、定量、定溫?cái)D出,以獲得穩(wěn)定的質(zhì)量和產(chǎn)量。擠出復(fù)合機(jī)概述
擠出復(fù)合工藝是使用1臺(tái)或多臺(tái)擠出機(jī)和T型模頭,把一種或多種熱塑性塑料樹脂在擠出機(jī)內(nèi)熔融后擠入扁平模口,通過T型模頭流延涂覆到另一種基材的表面上,并在熱黏狀態(tài)下壓合成復(fù)合薄膜。
1.?dāng)D出復(fù)合工藝的特點(diǎn)
擠出復(fù)合工藝的成本相對(duì)較低。目前一些較為先進(jìn)的擠出復(fù)合機(jī)配備了薄邊機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了免切邊,使邊料的損失降到最低,進(jìn)一步提高了擠出復(fù)合工藝在成本上的優(yōu)勢(shì)。同時(shí),擠出復(fù)合工藝還具有生產(chǎn)速度快、可供選擇的基材范圍廣,復(fù)合制品殘留溶劑少。環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。
但擠出復(fù)合工藝也存在一些缺點(diǎn),如設(shè)備初期投資較大,在升降溫或更換樹脂時(shí)損耗較大,生產(chǎn)和質(zhì)量控制相對(duì)比較復(fù)雜,易產(chǎn)生高溫異味和產(chǎn)品平整度差等問題。另外,擠出復(fù)合工藝的復(fù)合強(qiáng)度相對(duì)較低,尤其是擠出復(fù)合速度較快時(shí)更容易出現(xiàn)這種情況。但隨著塑料樹脂擠出復(fù)合設(shè)備和技術(shù)的不斷發(fā)展,擠出復(fù)合工藝的缺點(diǎn)逐漸被克服。同時(shí),擠出復(fù)合產(chǎn)品的范圍也在進(jìn)一步擴(kuò)大,其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)越來越明顯。
2.?dāng)D出復(fù)合機(jī)的基本類型
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,擠出復(fù)合機(jī)出現(xiàn)了高速化,多層化、自動(dòng)化,數(shù)字化、智能化,連線生產(chǎn)等發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)功能結(jié)構(gòu),擠出復(fù)合機(jī)分為單面一次涂覆復(fù)合型(普通型)、單面兩次涂覆復(fù)合型(串聯(lián)型)、兩面各一次涂覆復(fù)合型、單面兩次和兩面各一次涂覆復(fù)合兼用型、擠出與千式兩用復(fù)合型等。在軟包裝領(lǐng)域,單面一次涂覆復(fù)合型(普通型)和單面兩次涂覆復(fù)合型(串聯(lián)型)占絕大多數(shù)。
(1)單面一次涂覆復(fù)合型該類型是擠出復(fù)合機(jī)基本的構(gòu)成裝置,在軟包裝領(lǐng)域使用最多。在生產(chǎn)線中,它主要由兩部分組成:①樹脂的熔融流延制膜裝置,包括擠出機(jī)、連接器、下型模頭、擠出機(jī)移動(dòng)裝置、擠出機(jī)附屬裝置、加熱與溫控裝置等。②涂布復(fù)合裝置,包括放卷裝置、底涂涂布干燥裝置,預(yù)熱或電暈處理裝置、涂覆復(fù)合裝置、噴粉裝置、收卷裝置等。
通過配置第二基材放卷,可實(shí)現(xiàn)三層復(fù)合(三層夾層復(fù)合)。
(2)單面兩次涂覆復(fù)合型最近在軟包裝領(lǐng)域,該類型裝置的使用越來越多。在生產(chǎn)線中,它由兩臺(tái)涂覆復(fù)合裝置、兩臺(tái)擠出機(jī)組成,在基材的同一面上可以連續(xù)兩次涂覆。基材經(jīng)過第一臺(tái)擠出機(jī)高溫熔融樹脂復(fù)合后,再經(jīng)過第二臺(tái)擠出機(jī)復(fù)合,這樣就能一次生產(chǎn)三層、四層或五層的復(fù)合薄膜。單面兩次涂覆復(fù)合型擠出復(fù)合機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn):
①在同一加工中,可以涂覆兩種樹脂。
②可以變換同種(或異種)樹脂的溫度。
③同種(或異種)樹脂的涂覆厚度可自由組合,通過添加著色母料,可實(shí)現(xiàn)上下兩層不同顏色。
④可有效兼顧加工速度和擠出涂覆厚度。
⑤通過設(shè)置第二基材、第三基材放卷,可實(shí)現(xiàn)多層復(fù)合。擠出復(fù)合的材質(zhì)結(jié)構(gòu)類型①單面一次擠出復(fù)合型擠出樹脂基材方便面包裝膜通常采用這種方式,如BOPP印刷//擠出LDPE②單面多次擠出復(fù)合型擠出樹脂2擠出樹脂1基材常見的果凍杯蓋膜常用此方式,如PET/PET//擠出PE//擠出EVA,NY//擠出PE//擠出EVA
③三明治復(fù)合型基材1擠出樹脂基材2這種復(fù)合方式是將擠出的熔融樹脂放在中間來粘住兩面的基材,擠出的樹脂充當(dāng)著膠黏劑的功能。一般普通洗衣粉包裝膜就用此種方法復(fù)合,如BOPP印刷//擠出LDPE//LDPE薄膜④多層擠出復(fù)合型00基材1樹脂100基材2樹脂200基材3這種類型比較常用,如咖啡包裝袋PET//擠出PE//AL//擠出PE//PE薄膜,還有塑料復(fù)合軟管如牙膏管材結(jié)構(gòu)PE薄膜//擠出EAA//AL//擠出EAA//PE薄膜擠出機(jī)和機(jī)頸
1.?dāng)D出機(jī)的功能要求
擠出機(jī)應(yīng)具有以下功能:
(1)
混煉分散能力良好、擠出均勻。
(2)
脫氣性良好,不混入氣泡。
(3)
擠出能力較大,節(jié)約能源。
(4)溫控精確、穩(wěn)定。
(5)適應(yīng)多種樹脂。
(6)螺桿和料筒之間不會(huì)產(chǎn)生磨損,且維修簡(jiǎn)單,耐久性好。
2.?dāng)D出機(jī)的螺桿
擠出機(jī)的類型很多,單螺桿擠出機(jī)的使用最為普遍。一根普通螺桿包括供料段、壓縮段和均化段。供料段起固體輸送作用,塑料在供料段中呈未塑化的固態(tài);壓縮段起塑料熔融作用,塑料在壓縮段中逐漸由固態(tài)向黏流態(tài)轉(zhuǎn)變,這一段中的攪拌,剪切、摩擦作用都比較復(fù)雜;均化段的主要作用是增大對(duì)壓縮段送來的熔融塑料的壓力,進(jìn)一步均勻塑化,并使其定壓。定量地從機(jī)頭擠出。樹脂的混煉塑化程度是影響擠出復(fù)合剝離強(qiáng)度的重要因素。
擠出復(fù)合用的擠出機(jī)螺桿其直徑一般為45-200mm,目前以直徑為90mm和65mm的螺桿最為普遍,直徑為200mm的螺桿主要用于3m以上的寬幅材料的涂覆。
擠出復(fù)合機(jī)所用的螺桿長(zhǎng)徑比較大(L/D=25-30),要求有足夠的強(qiáng)度,螺桿壓縮比為3.5-4。螺桿的結(jié)構(gòu)類型一般為突變螺桿或漸變計(jì)量型螺桿,計(jì)量段長(zhǎng)為全長(zhǎng)的1/3,以保證熔融樹脂出料均勻、壓力穩(wěn)定。常用于擠出復(fù)合的90mm擠出機(jī),直徑為90mm,長(zhǎng)徑比為25,壓縮比為3.85,擠出量約為150kg/h。
3.?dāng)D出量與加工速度的關(guān)系
擠出量是由螺桿直徑、轉(zhuǎn)速,螺桿形狀、樹脂溫度,背壓等條件決定的。擠出量與加工速度之間的關(guān)系如下式所示:
Q=B×T×D×V
V=Q/(B×T×D)
式中,Q為擠出量(g/min),B為薄膜寬度(cm),T為薄膜厚度(cm),D為樹脂密度(g/cm3),V為加工速度(cm/min)。
4.機(jī)頸
機(jī)頸即為連接擠出機(jī)和T型模頭的部分,該部分應(yīng)具有以下功能:
(1)
可根據(jù)需要方便地進(jìn)行調(diào)整轉(zhuǎn)向螺桿的背壓,以改善熔融樹脂的混煉效果。
(2)更換過濾網(wǎng)方便,有效清除熔融樹脂中的異物。
(3)樹脂滯留少。
T型模頭
1.T型模頭的功能要求
T型模頭是擠出復(fù)合機(jī)的核心部件,下型模頭的質(zhì)量對(duì)擠出產(chǎn)品的質(zhì)量有著決定性影響。
下型模頭應(yīng)具有以下功能:
(1)具備均勻的厚度和成型所需要的溫度,在較寬的樹脂加工溫度、熔融黏度和剪切速率范圍內(nèi)均有高度的均勻性和穩(wěn)定性;模唇厚度的調(diào)節(jié)應(yīng)具備高精度、方便等特點(diǎn)。
(2)有非常方便的薄膜寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
(3)有良好的薄膜邊緣端部調(diào)整和邊部穩(wěn)定功能及防止或控制縮頸的功能。
(4)沒有熔體的熔融定向,沒有或盡量少的熔體部分滯留及異物黏附。
(5)拆卸、裝配方便。
2.T型模頭流延寬度和模唇間隙的調(diào)整
在擠出復(fù)合中,用得最多的是直接支管式下型模頭,模唇大部分呈V型。采用V型的目的是可縮短模唇到冷卻輥與壓輥接觸線之間的距離。這種模頭有利于調(diào)整寬度、厚度和縮頸,而在控制邊部穩(wěn)定性和漏料等方面相對(duì)較難一些。
為適應(yīng)不同厚度和寬度的要求,模唇間隙和流延熔融樹脂的流出寬度應(yīng)可方便調(diào)節(jié)。一般來講,模唇間隙為0.3-1.0mm,使用調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)。涂覆厚度可通過調(diào)節(jié)速度來調(diào)整,當(dāng)擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速一定而復(fù)合線速度即收卷速度提高時(shí),涂覆厚度變薄。相反,如果收卷速度不變,提高螺桿轉(zhuǎn)速,則涂覆量提高、涂覆厚度增加。涂覆薄膜的寬度可用插入金屬棒的方法來調(diào)節(jié)。但模頭設(shè)定寬度即可涂覆材料的寬度,通常受到擠出機(jī)直徑或擠出量的限制。擠出機(jī)直徑越大、擠出量越大,模唇寬度也越大,一般寬度為600-1500mm,最寬的已達(dá)2600mm以上。
3.T型模頭的縮頸現(xiàn)象
縮頸是樹脂在高溫和壓力狀態(tài)下從下型模頭流出后,流延的片狀熔體兩邊發(fā)生的收縮。除了這種橫向的收縮,縱向邊緣上也發(fā)生收縮增厚現(xiàn)象,但主要是橫向的收縮,形成的增厚尺寸應(yīng)在切邊時(shí)切去。近年來,擠出機(jī)下型模頭薄邊機(jī)構(gòu)開始得到越來越多的應(yīng)用,一些先進(jìn)的模頭甚至實(shí)現(xiàn)了免切邊。由此減少了因切邊所造成的樹脂和基材薄膜的浪費(fèi),很大程度上降低了擠出復(fù)合工藝的成本。縮頸的主要影響因素見表1。
4.模頭的移動(dòng)和氣隙調(diào)整
為了保護(hù)涂覆用橡膠壓輥,便于清理調(diào)換螺桿、機(jī)頭而不損壞涂覆裝置,擠出機(jī)應(yīng)裝在導(dǎo)軌上,以便于其在模頭方向上的前后移動(dòng)。為了調(diào)節(jié)氣隙(氣隙是指熔融狀的樹脂離開下型模頭模唇到達(dá)另一基材接觸線即復(fù)合輥和橡膠壓輥接觸線之間同空氣相接觸的一段距離),機(jī)座上還需有上下升降的機(jī)構(gòu)。氣隙愈大,樹脂熔體表面氧化程度愈高,樹脂同基材面之間的黏結(jié)力愈大,復(fù)合牢度愈好,但熱封性能愈差。因此,擠出復(fù)合時(shí),要根據(jù)擠出復(fù)合樹脂的用途來調(diào)節(jié)氣隙長(zhǎng)短,此距離通常在50-150mm。復(fù)合部分
復(fù)合部分的主要作用是把熔融的片狀樹脂熔體均勻、平整地涂覆在基材薄膜上。在此部分,擠出機(jī)下型模頭擠出的熔融片狀樹脂熔體引入橡膠壓力輥和冷卻輥之間,經(jīng)展平輥展平的基材薄膜也進(jìn)入橡膠壓力輥和冷卻輥之間,片狀樹脂熔體與基材薄膜在壓力作用下實(shí)現(xiàn)復(fù)合。復(fù)合部分主要由冷卻輥,橡膠壓力輥、支撐輥。修邊裝置、防粘噴粉撒布裝置(通過防粘噴粉撒布,防止擠出復(fù)合薄膜產(chǎn)生層間粘連)等組成,它們是影響復(fù)合質(zhì)量好壞的主要部件。其中,冷卻輥的冷卻效果與表面狀態(tài)對(duì)平膜擠出復(fù)合的質(zhì)量有著特殊的關(guān)系。
1.冷卻輥
在復(fù)合部分的各組成部件中,冷卻輥是最重要的。冷卻輥為表面鍍鉻的鋼輥,其作用是將熔融薄膜的熱量帶走,并在冷卻和定型涂覆薄膜過程中通過與橡膠壓力輥之間的壓力作用使涂覆薄膜與基材薄膜相粘合。冷卻輥的表面狀況幾乎決定了復(fù)合膜制品的透明性。因此,冷卻輥應(yīng)具備以下功能:
(1)具有均勻、有效的冷卻能力,即冷卻輥冷卻效果好,溫度分布均勻。
(2)表面光滑,給予復(fù)合產(chǎn)品良好的透明性、光澤度,爽滑性及耐粘連性。
(3)能承受復(fù)合壓輥壓力和冷卻水的壓力。
(4)復(fù)合過程中與樹脂膜的剝離性良好,作業(yè)性良好。
(5)冷卻輥的更換較為方便。
為了提高冷卻效果,使輥的表面溫度均勻,大多采用雙層夾套螺旋式冷卻輥。冷卻輥直徑較大,一般為450-600mm,最大為1000mm。冷卻輥長(zhǎng)度比復(fù)合機(jī)下型模頭寬度稍長(zhǎng)一些。
冷卻水溫度一般要求不高于10-20℃(如用低于10℃的冷卻水效果更好),水溫過高會(huì)使復(fù)合膜透明度降低并產(chǎn)生粘輥現(xiàn)象。水的流速為0.3-0.5m/s,流速過低易使水垢沉積于輥內(nèi)壁而降低冷卻效果。一般均需配備專用水泵供水。
冷卻輥的冷卻速度、表面情況對(duì)涂布層薄膜的性能和表面狀態(tài)有著直接的影響。各種冷卻輥的表面情況及用途如下:冷卻輥薄膜特性表面狀況透明性光澤度滑爽性鏡面輥光亮面好好差半鏡面輥細(xì)目面中中好另外,值得一提的是,冷卻輥表面如果壓出或刻出圖案,則可使復(fù)合膜制品的表面呈現(xiàn)出特殊的花紋。
2.橡膠壓力輥
橡膠壓力輥的作用是將基材和熔融塑料膜以一定的壓力壓向冷卻輥,使基材和熔融塑料薄膜壓緊,粘住并冷卻、固化定型。壓力輥與冷卻輥及機(jī)頭模唇的相對(duì)位置對(duì)于涂覆薄膜與基材薄膜之間的黏結(jié)牢度即復(fù)合強(qiáng)度有著較大的影響。
從機(jī)頭擠出的熔融狀薄膜的溫度高達(dá)300℃以上,它首先與壓力輥接觸,因此要求壓力輥所采用的材料具有耐熱性、耐磨性、與樹脂的剝離性、抗撕性好及橫向變形小等特點(diǎn)。壓力輥是將鋼輥外面包裹20-25mm厚的橡膠制成。包裹壓力輥的橡膠一般是硅橡膠,其耐熱性和耐磨性好、不易與聚乙烯黏附,易剝離,無毒,操作方便。硅膠層最好添加抗靜電劑減少靜電吸附。
橡膠壓力輥的硬度一般為HV75-85,過低或過高都會(huì)對(duì)復(fù)合質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。為防止出現(xiàn)壓力輥受熱劣化,收縮,變形等現(xiàn)象,橡膠壓力輥表面溫度應(yīng)保持在40℃以下,內(nèi)開槽通冷卻水。
3.支撐輥
支撐輥即金屬壓輥。它具有對(duì)橡膠壓力輥加壓和外冷卻的雙重作用。支撐輥對(duì)壓力輥施加壓力一般是通過壓縮空氣加壓的,一般壓力泵的壓力選用范圍為0-0.8Mpa。
4.修邊裝置
擠出熔融薄膜(片狀熔體)由于縮頸現(xiàn)象,會(huì)使薄膜兩側(cè)偏厚,這樣收卷就不平整,涂覆材料易起皺褶。因此,必須將涂覆材料兩邊厚的部分修去。常用的修邊裝置有3種,其中,刀片切割用于薄膜生產(chǎn)和紙基復(fù)合、剪刀式用于厚紙板復(fù)合,劃線刀用于一般涂覆材料。修邊的廢料可用鼓風(fēng)機(jī)吹走,回收。
底涂涂布裝置及干燥裝置
為了提高擠出樹脂同基材表面的黏結(jié)力,對(duì)于表面粗糙的紙類材料而言,使用機(jī)械的方法就可以得到牢固的黏結(jié)力。而對(duì)于塑料薄膜、玻璃紙、鋁箔等表面光滑的基材來說,則需進(jìn)行化學(xué)處理,即通過涂布AC劑(底涂)的方法來提高復(fù)合牢度。
底涂涂布裝置及干燥裝置的主要功能是在基材薄膜上涂布底涂劑并進(jìn)行干燥。所以,擁有下述性能很重要。
(1)AC劑涂布均勻,涂布量調(diào)節(jié)方便。
(2)干燥能力強(qiáng)以減少復(fù)合制品的殘留溶劑。
(3)不產(chǎn)生熱風(fēng)干燥而引起間距變化。
(4)對(duì)有機(jī)溶劑實(shí)施防爆安全措施。
(5)減少有機(jī)溶劑的室內(nèi)揮發(fā),提供良好的作業(yè)環(huán)境。
(6)底涂劑的更換和設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)方便。
放卷部分及張力控制系統(tǒng)
放卷部分包括第一基材放卷和第二基材放卷。放卷裝置分為單軸式、雙軸固定式和雙軸旋轉(zhuǎn)式等,一些先進(jìn)的放卷裝置還帶有自動(dòng)接卷系統(tǒng)。
1.放卷部分的功能要求
放卷部分應(yīng)具有以下功能:
(1)給予基材適當(dāng)?shù)膹埩σ詫?shí)現(xiàn)平整、穩(wěn)定的放卷。
(2)新基材切換時(shí),接卷容易、接卷損失少。
(3)確保基材在一定的位置上(通過EPC裝置實(shí)現(xiàn)良好的邊緣位置控制)。
(4)上卷容易。
2.放卷張力控制
在放卷過程中,放卷的張力受到多方面因素的影響;如:生產(chǎn)過程中啟動(dòng)、增減速、停止等速度的變化以及阻力的變化都可以直接影響到張力的變化。另外,新、舊膜卷換卷時(shí),新膜卷在短時(shí)間內(nèi)由靜止?fàn)顟B(tài)達(dá)到運(yùn)行速度需要很大的張力甚至?xí)^彈性極限。所以在進(jìn)行自動(dòng)換卷時(shí),應(yīng)有新膜卷預(yù)驅(qū)動(dòng)裝置,使新、舊膜卷線速度基本一致(同步)后進(jìn)行接卷。所以,人工接卷只能用于低速復(fù)合,中高速復(fù)合均采用自動(dòng)或半自動(dòng)接卷,這樣有利于提高良品率。
為了得到良好的產(chǎn)品,就必須保持穩(wěn)定合適的張力,所以要對(duì)放卷部分的張力進(jìn)行控制。放卷部分張力控制的主要目的有以下兩點(diǎn):
(1)根據(jù)膜卷直徑的變化調(diào)整適當(dāng)?shù)膹埩Α?/p>
(2)自動(dòng)接卷時(shí)實(shí)現(xiàn)新膜卷的預(yù)驅(qū)動(dòng)同步控制。
放卷張力控制有多種方式,目前廣泛使用的是通過給基材的放卷施加制動(dòng)而獲得。制動(dòng)又分為磁粉制動(dòng)器、盤型制動(dòng)器、電磁板制動(dòng)器、電磁粉制動(dòng)器、直流馬達(dá)或交流馬達(dá)與變頻器控制組合等形式。一般以使用磁粉制動(dòng)器方式較多(容易實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的張力控制)。
收卷部分及張力控制系統(tǒng)
1.收卷部分的功能要求
收卷部分的結(jié)構(gòu)與放卷部分相同,主要有以下功能要求:
(1)收卷良好,卷松緊度適中,無皺褶。
(2)換卷時(shí)制品損失少。
(3)紙管安裝和下卷方便。
2.收卷張力控制
收卷張力的控制通常有直流馬達(dá)電流控制,微變位型檢測(cè)器張力控制,浮動(dòng)輥張力控制等形式。收卷張力控制的目的是將復(fù)合好的基材卷成狀態(tài)最好的膜卷。一般來說,在能夠得到良好收卷的情況下,收卷張力應(yīng)盡量減小。張力控制不好,就會(huì)產(chǎn)生收卷不齊,硬卷,卷芯部變形(菊花芯現(xiàn)象)等一系列問題,同時(shí)也會(huì)造成產(chǎn)品外觀不良嚴(yán)重影響良品率。
為有效地減少上述問題,業(yè)內(nèi)正不斷開發(fā)收卷的張力控制技術(shù)。通過錐度(梯度)張力控制、接觸壓控制來得到良好的收卷?xiàng)l件,可有效減少卷芯部的皺褶。
在錐度(梯度)張力控制方式中,隨著膜卷直徑的增大,張力逐漸縮小。如下式所示:
Tx=TS[I-(φx-φmin/φmax-φmin)×KT)
Tx:收卷直徑為中x的收卷張力(kg)
Ts:自動(dòng)張力設(shè)定值(kg)
KT:梯度設(shè)定值(%)
φx:收卷直徑(mm)
φmin:最小收卷直徑(紙管直徑,mm)
φmax:最大收卷直徑(紙管直徑,mm)擠出復(fù)合工藝擠出復(fù)合概述擠出復(fù)合加工因其操作便利,材質(zhì)結(jié)構(gòu)、材質(zhì)性能可以依照需求靈活變化,在塑塑復(fù)合、紙塑復(fù)合、紙鋁復(fù)合、塑鋁復(fù)合方面具有比干式復(fù)合和共擠制膜更加優(yōu)秀的靈活性型和獨(dú)特性,因而被廣泛應(yīng)用于食品、藥品、機(jī)電、玩具、被服等諸多領(lǐng)域的包材生產(chǎn)。還因其可以靈活加工特殊材料如EVA、EAA、Surlyn等,同時(shí)在某些場(chǎng)合完全不使用溶劑型粘合劑從而可以生產(chǎn)出衛(wèi)生安全、低異味的包裝材料,如藥品包裝、牛奶包裝、咖啡茶葉包裝等。擠出復(fù)合具有簡(jiǎn)便、靈活、低價(jià)、高效的優(yōu)點(diǎn)。擠出復(fù)合需要借助擠出復(fù)合機(jī)來實(shí)現(xiàn)。擠出復(fù)合機(jī)顧名思義具有擠出涂覆和復(fù)合兩個(gè)功能,因此它是由兩個(gè)單元組合而成。擠出單元:由擠出機(jī)炮筒,擠出機(jī)螺桿,模門接合器,模頭組成,螺桿由單獨(dú)的調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)。配套有電氣控制設(shè)備,如空氣開關(guān)、變頻器、接觸器、繼電器、溫控儀、測(cè)速傳感器、測(cè)溫傳感器等,還配套有冷卻水管線及開關(guān)、自動(dòng)吸料裝置、冷卻風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)等。此單元組裝在一個(gè)臺(tái)車上,臺(tái)車車輪沿固定的鋼軌進(jìn)退。復(fù)合單元類似干式復(fù)合機(jī)的基本結(jié)構(gòu),分為放卷部、涂布部、干燥部(烘箱)、復(fù)合部、第二放卷部、收卷部。為了控制機(jī)器運(yùn)行的穩(wěn)定性和增加設(shè)備的克操控性,各工作部位設(shè)置有各具功能的操作按鈕、緊急體質(zhì)按鈕等。在兩個(gè)放卷部位和收卷部位設(shè)置有張力控制裝置(張力控制器操作盒、磁粉剎車、測(cè)力傳感器),為方便控制薄膜行走位置并保持薄膜沿直線行走,糾正卷料不齊,第一放卷不還有自動(dòng)糾偏裝置。在第二放卷部位的料軸還設(shè)計(jì)有供手動(dòng)左右調(diào)節(jié)料軸位置的調(diào)節(jié)裝置。1.擠出復(fù)合工藝及其優(yōu)缺點(diǎn)擠出復(fù)合是將熱熔性樹脂,如PE、EVA、EAA等,由塑料擠出機(jī)熔融塑化后經(jīng)T型模頭擠出在一種基材上,同時(shí)與另一基材復(fù)合貼壓在一起,冷卻后制成復(fù)合薄膜的一種方法。實(shí)際中,往往也把擠出涂布?xì)w為擠出復(fù)合,并不特別列出。擠出涂布是將熱熔性樹脂連續(xù)均勻地?cái)D出,在一種基材上直接冷卻收卷成復(fù)合薄膜,不與另一基材貼合的工藝。
擠出復(fù)合目前主要有三種方式:?jiǎn)螌訑D出復(fù)合,串聯(lián)擠出復(fù)合,共擠出復(fù)合。與其他復(fù)合方式相比,擠出復(fù)合有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),也有一定的缺點(diǎn)。
擠出復(fù)合的優(yōu)點(diǎn)如下:
(1)復(fù)合速度快,適合大批量生產(chǎn);
(2)可自由選擇基材;
(3)加工成本較低,省去了一道熱封膜生產(chǎn)工序,黏合劑使用量極少;
(4)可任意設(shè)定擠壓厚度;
(5)可一次性連線生產(chǎn)多達(dá)9層的復(fù)合材料。
擠出復(fù)合的缺點(diǎn)如下:
(1)初期設(shè)備投資較大;
(2)在升溫、更換擠出樹脂時(shí),損耗較大;
(3)生產(chǎn)控制、質(zhì)量控制較困難;
(4)所用LDPE等原料的耐熱性低,復(fù)合制品有異味;
(5)設(shè)備不夠精良或操作不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品平整度較差。
2.擠出復(fù)合發(fā)展趨勢(shì)
擠出樹脂和擠出復(fù)合設(shè)備的發(fā)展推動(dòng)了擠出復(fù)合工藝的發(fā)展。
(1)擠出復(fù)合用黏結(jié)性樹脂和熱封合樹脂不斷改進(jìn)和發(fā)展,極大地?cái)U(kuò)大了擠出復(fù)合產(chǎn)品的品種和性能。
(2)隨著包裝產(chǎn)品向多品種、少批量的方向發(fā)展,節(jié)約資源、提高效率已成為趨勢(shì),擠出復(fù)合設(shè)備向自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。如快速自動(dòng)調(diào)節(jié)的模頭,厚度自動(dòng)測(cè)量裝置,遙控生產(chǎn)控制系統(tǒng)等。
(3)共擠出復(fù)合技術(shù)不斷發(fā)展。共擠出復(fù)合可以生產(chǎn)特殊的功能性薄膜,可減少生產(chǎn)流程,一次性生產(chǎn)出多層薄膜,且無須溶劑和AC劑,可降低成本,減少昂貴樹脂的用量。總之,共擠出復(fù)合的發(fā)展適應(yīng)了縮短生產(chǎn)周期、節(jié)省資源、增加附加值的需求。
(4)連線生產(chǎn)設(shè)備不斷發(fā)展。綜合性的生產(chǎn)線越來越多,比如擠出復(fù)合與印刷相組合、與濕法復(fù)合相組合、與底涂上光相組合等,可以一次性生產(chǎn)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的產(chǎn)品,尤其適用于生產(chǎn)液體包裝、醫(yī)藥包裝、高阻隔產(chǎn)品包裝、調(diào)味料包裝、牙膏包裝等。
3.擠出復(fù)合用樹脂擠出復(fù)合用樹脂最主要的要求就是其黏合性能、熱封性能和加工性能,擠出復(fù)合用樹脂進(jìn)一步向低溫?zé)岱庑浴⒖刮廴痉饪谛浴狃?qiáng)度高的方向發(fā)展。
擠出復(fù)合一般采用LDPE,主要是由于LDPE價(jià)廉易得、無毒無臭、容易加工。其他常用的樹脂為EVA、PP、EAA、EMAA、離子鍵化合物等。EVA的低溫?zé)岱庑院谩⒖狗饪谖廴拘詮?qiáng);PP耐熱性好、質(zhì)輕透明;EAA的抗化學(xué)性好,黏結(jié)性高。
擠出復(fù)合常用樹脂及用途見表1。表1擠出復(fù)合常用樹脂及用途樹脂名稱合適的加工溫度℃用途LLDPE270-290液體包裝、重包裝EVA240低溫高速包裝、液體包裝、分體包裝EEA270-290膠片封裝、熱粘性薄膜EAA260-310鋁箔復(fù)合包裝、易剝離包裝、復(fù)合軟管EMAA260-310藥用包裝、高速包裝、液體紙容器、易剝離包裝IR260-310油性食品包裝、干燥食品包裝、高速包裝、液體紙容器、復(fù)合軟管CMPS200-230容器蓋材、易剝離包裝4.擠出復(fù)合用AC劑AC劑(AnchorCoatingagent縮寫為AC劑)即錨合劑,是擠出復(fù)合時(shí)用的一種底涂劑,用以增加擠出復(fù)合的牢度,改善復(fù)合膜的層間粘合性能。
1.AC劑的作用
(1)改善親和性。改善基材表面和擠出熔融樹脂的親和力,增強(qiáng)黏合性,提高復(fù)合膜的剝離強(qiáng)度。
(2)基材表面的補(bǔ)強(qiáng)。基材表面存在著微量的低分子量不純物和細(xì)微的裂痕,表面層的機(jī)械強(qiáng)度較弱,聚氨酯系A(chǔ)C劑對(duì)這個(gè)表面層有補(bǔ)強(qiáng)效果。
(3)阻隔層的形成。在有水、增塑劑等物質(zhì)存在而造成基材表面顯著劣化的情況下,AC劑的加入會(huì)增強(qiáng)基材表面的穩(wěn)定性。例如復(fù)合產(chǎn)品中有鋁箔存在時(shí),由于水的進(jìn)入會(huì)導(dǎo)致接觸面生銹,失去機(jī)械強(qiáng)度,黏合被破壞,而AC劑的作用就是阻止水和鋁箔的接觸。另外,對(duì)于塑料薄膜基材而言,AC劑可阻止塑料薄膜中增塑劑之類的添加劑向PE表面遷移,保持穩(wěn)定的黏合性能。2.AC劑的種類
體系優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)鈦系鈦酸烷基脂(alkyltitanate)1.初粘力較好2.有通用性3.結(jié)膜柔軟4.不易發(fā)生互相粘連1.遇水分解,損失大2.溶劑揮發(fā)性高,危險(xiǎn)3.耐水性差4.無需熟化亞胺系聚乙烯亞胺(polyethyeneimine)1.遇水不分解,損失小2.稀釋劑中使用水,危險(xiǎn)性較小3.成本低1.通用性差,加工較困難2.涂布性差,干燥性差3.耐濕、耐水性差4.有發(fā)生互相粘連的危險(xiǎn)異氰酸酯系氨基甲酸酯(urethane)1.有通用性2.有耐水性耐藥品性3.耐煮性好4.遇水不分解,損失小1.使用時(shí)溶劑揮發(fā)性高,危險(xiǎn)2.初粘力較差3.有發(fā)生互相粘連的危險(xiǎn)4.需要熟化3.聚氨酯雙組分黏合劑作為錨合劑
在實(shí)際生產(chǎn)中,由于上述AC劑使用后存在一定的不足,往往采用普通干式復(fù)合用的雙組分聚氨酯黏合劑代替上述AC劑使用,對(duì)提高擠出復(fù)合膜的剝離強(qiáng)度有很大幫助。所采用的黏合劑可以是聚酯類,也可以是聚醚類。一般包裝產(chǎn)品用聚醚類較適合,剝離強(qiáng)度要求高時(shí)可采用聚酯類黏合劑,黏合劑的濃度一般在8%~12%。
4.擠出復(fù)合常用AC劑1)涂布方式:光輥涂布或網(wǎng)紋輥涂布2)AC種類選擇:視基材和擠出樹脂的種類以及最終制品的性能要求選擇。常用的AC劑為三類:亞胺系、鈦系、異氰酸酯系,不同基材使用的AC種類如下:基材鈦系亞胺系異氰酸酯系基材鈦系亞胺系異氰酸酯系普通玻璃紙PT○○○聚酯PET○○○防潮玻璃紙MST○×△尼龍BOPA○○○聚丙烯BOPP○○○鋁箔AL○○○3)AC劑涂布量:視AC劑的種類而變化,具體如下:AC種類涂布量(干物重g/m2)鈦系0.1-0.2亞胺系0.01-0.05異氰酸酯系0.2-1.34)AC劑的干燥:目的是將AC劑里的稀釋劑完全去除。關(guān)系到干燥效果的因素有:溫度、風(fēng)量、風(fēng)速、工作線速度、薄膜種類(部分薄膜對(duì)不同稀釋劑有選擇性吸附)5)AC劑干燥不良的后果:1)氣泡(復(fù)合外觀不良) 2)硬化阻礙(熟化反應(yīng)不徹底或反應(yīng)不充分)3)臭氣(溶劑殘留,緩慢滲透釋放出的溶劑味)4)接著強(qiáng)度低(殘留的稀釋劑充當(dāng)著離型劑的功能,殘留溶劑導(dǎo)致硬化不良強(qiáng)度低下)5)工作不暢(薄膜攜帶未干的AC劑至復(fù)合部污染冷卻輥和復(fù)合膠輥造成樹脂粘附)6)AC劑的接著溫度:樹脂溫度300—330℃,過低的溫度會(huì)接著不良異氰酸酯系的AC劑的接著溫度樹脂溫度320—330℃7)AC劑的熟化:僅反應(yīng)型AC劑需要熟化,具體熟化時(shí)間、溫度視具體牌號(hào)性能要求而定。8)AC劑的調(diào)配比例(生產(chǎn)中視需求可微調(diào),但超出某些范圍須謹(jǐn)慎咨詢后變動(dòng)):干燥食品用(BOPP)AC劑:配料分量(KG)EL-4208乙醇46-60水(蒸餾水為佳)46-32合計(jì)100配料分量(KG)DICEP-108超濃縮1甲醇35異丙醇5合計(jì)41水煮或其他材料接著用AC劑HenkelUK4501配5%固形份UK45015±0.2KGEAC45±1KGHenkelUK4501配15%固形份UK450115±0.2KGEAC35±1KGHenkelUK3640配7.5%固形份UK36405±0.2KGUK68000.1±0.005KGEAC35±1KGTOYOAD-502配13%固形份AD-50210±0.2KGCAT-101±0.005KGEAC35±1KG三井PP-3210配7%固形份(光輥0.2g/m2)PP-32103KGI-30001KGEAC28KG三井PP-3210配10%固形份(光輥0.3-0.4g/m2)PP-32103KGI-30001KGEAC18.5KG三井PP-3100配5%固形份(光輥0.2g/m2)PP-32105KGI-30001KGEAC59KG三井PP-3230配7%固形份(光輥0.2g/m2)PP-32304.5KGI-30001KGEAC47KG9)部分AC劑供應(yīng)商及聯(lián)系方式1)DICEP-108超濃縮(還有普通的EP-108),廈門弘星工貿(mào),廈門湖里區(qū)興隆路25號(hào)信源大廈0592-,或DIC,0755-,2)AD-502江門東洋或其經(jīng)銷商3)PP-3100,PP-3210,PP-3230,廣州豐田通商何先生,廣州豐杰020-,廈門世什發(fā)0592-4)HenkelUK4501,HenkelUK3640,聯(lián)系漢高(中國(guó))的銷售人員即可。擠出復(fù)合機(jī)AC干燥溫度基本檔(TanwanSanying技術(shù)機(jī)密)代碼適用材質(zhì)基重AC劑№1℃№2℃№3℃?zhèn)渥?biāo)準(zhǔn)值允差值標(biāo)準(zhǔn)值允差值標(biāo)準(zhǔn)值允差值00不用AC01庫存碗蓋≥79-105g110±5110±5110±5紙類≥79-105g02紙類≥60-79g100±5100±5100±5格拉辛紙26.5-28g03紙類30-60g90±590±590±5PET類AD-50204OPP類80±580±580±5Nip-110005MST類70±570±570±5CPP類≥4006NY類65±565±565±5CPP類<405.擠出復(fù)合的機(jī)理擠出復(fù)合是以PE等熱塑性樹脂作為黏合材料,將擠出的熔融樹脂薄膜與復(fù)合基材加壓貼合在一起,使界面處的分子互相穿插結(jié)合,將基材黏合起來。黏合是被黏物與黏結(jié)劑接觸后分子間作用力的結(jié)果,有時(shí)兩者還發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。黏結(jié)的條件之一是黏結(jié)劑必須具有良好的流動(dòng)性,可以浸潤(rùn)被黏物表面。
PE是如何完成這一任務(wù)的呢?PE是非極性材料,分子比較規(guī)整,分子極性很弱,在200℃左右的普通加工溫度下,難以與其他材料黏結(jié),在300℃以上的高溫下,PE的熔體易在空氣中氧化,產(chǎn)生極性,并具有足夠的流動(dòng)性、浸潤(rùn)性和鋪展性。這是因?yàn)楸砻鏌嵫趸肓舜罅康幕鶊F(tuán),如羰基、羥基、羧基等,還因脫氫形成不飽和雙鍵。極性基團(tuán)的引入增加了表面間的相互作用力以及與其他材料表面的作用力。分子鏈的斷裂降低了表面分子量,降低了玻璃化溫度和黏度,促進(jìn)了分子在界面的流動(dòng)和擴(kuò)散,達(dá)到了與其他材料復(fù)合的目的。6.擠出復(fù)合工藝1.溫度控制單螺桿擠出機(jī)溫度設(shè)定,根據(jù)材料的物性和加工的產(chǎn)品形狀,一般來講第一段屬于加料段,一般要低于熔點(diǎn)溫度10-20度,起材料預(yù)熱和壓實(shí)以及輸送功能;盡量使物料不會(huì)粘在螺桿上面太多,使物料容易通過到達(dá)第二段第二階段就是熔融段,也是對(duì)應(yīng)螺桿壓縮段,原料在這個(gè)階段進(jìn)一步壓實(shí)、熔融,并將熔體向前輸送,這一段溫度設(shè)置略高于熔融溫度,穩(wěn)定性好的材料設(shè)置可略偏高,確保充分塑化;第三階段均化段,也是計(jì)量段,作用是進(jìn)一步均勻塑化材料,或者進(jìn)一步混煉作用,這一段設(shè)置溫度比前段更高,一般高10-20度,如果有第四段也是一樣。機(jī)頭段溫度要降到熔融溫度附近,以便能形成高的機(jī)頭壓力得到良好外形的制品,也便于產(chǎn)品冷卻定型。每個(gè)階段不一定對(duì)應(yīng)一段加熱段,也許有幾個(gè)加熱段都屬于一個(gè)階段,不同設(shè)備不一樣,有些長(zhǎng)徑比大的擠出機(jī),溫度分十幾段的都有,處理好過渡。口模物料出口處又要低10度左右,出料口段稍低于中間段溫度。單螺桿吹膜機(jī)如果是加工PE可以設(shè)置在150-180左右,PE一段150左右,二段170,三段180左右。加工PP的設(shè)置溫度會(huì)適當(dāng)高20度左右
具體的溫度的設(shè)定主要由所用的樹脂決定,合理的溫度設(shè)定對(duì)擠出復(fù)合極為重要。溫度太低,復(fù)合膜的剝離強(qiáng)度差、塑化不良、外觀暗淡;溫度太高,則塑料易分解、復(fù)合膜脆硬、擠出膜的收縮率增大。典型材料的擠出溫度設(shè)定見表2。另外,T型模頭較寬,兩端易散發(fā)熱量,因此,模頭兩端的溫度設(shè)定可提高2~3℃。表2典型材料的擠出溫度設(shè)定樹脂機(jī)筒溫度℃連接器溫度℃模頭溫度℃123456LLDPE1180-260230-290300-330300-330300-330300-330300-330310-3302220-290280-320300-330300-330300-330300-330300-330310-330EVA常溫130210210230230230230Surlyn180250295295295295295295EAA140220260280280280280280EMAA1802502902952952952902952.過濾網(wǎng)
過濾網(wǎng)的作用是過濾熔體,使熔體流動(dòng)均勻,并且形成背壓作用。過濾網(wǎng)的設(shè)置組合有多種形式,如40/60/80/20、20/100/20、80/100/120/80、80/100/120/120/80等,較細(xì)的網(wǎng)目可使熔體流動(dòng)均勻,塑化良好,但會(huì)使背壓提高。
如何更換過濾網(wǎng)呢?應(yīng)把T模、連接器等保持一定溫度,拆開擋板,將擠出機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn),使過濾網(wǎng)被熔體慢慢頂出。用銅片把樹脂清理干凈,把換下的多孔板上的樹脂燒掉,并自然冷卻。
對(duì)于安裝有自動(dòng)換濾網(wǎng)設(shè)備的擠出機(jī),只要熔體壓力達(dá)到一定值或運(yùn)轉(zhuǎn)了一定時(shí)間后,自動(dòng)切換就可以了。3.擠出量及螺桿轉(zhuǎn)速塑料擠出機(jī)的螺桿設(shè)備轉(zhuǎn)速直接決定出膠量和熔融塑料的擠出速度,正常生產(chǎn)的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)最高轉(zhuǎn)速和最高產(chǎn)量以及質(zhì)量,是理想的機(jī)械生產(chǎn)。理想的生產(chǎn)要求,需要塑料擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速從啟動(dòng)到工作都能處于正常運(yùn)行狀態(tài),而且能夠?qū)崿F(xiàn)最高的運(yùn)行轉(zhuǎn)速。還有最重要的一點(diǎn)就是螺桿轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性能要強(qiáng),因?yàn)槁輻U的轉(zhuǎn)速會(huì)影響塑料的擠出量,轉(zhuǎn)速的波動(dòng)將導(dǎo)致擠出量的波動(dòng),在牽引線速度沒有變化的情況下,會(huì)影響產(chǎn)品厚度均勻性和外觀。同理如牽引裝置線速波動(dòng)大也會(huì)造成加工層縱向厚度均勻性的變化,螺桿和牽引線速度可通過操作臺(tái)上相應(yīng)儀表反映出來,擠出時(shí)應(yīng)密切觀察,確保優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。
要保證塑料擠出機(jī)能夠充分地進(jìn)行生產(chǎn),就要了解塑料擠出機(jī)螺桿的性能知識(shí),正確調(diào)節(jié)適合正常運(yùn)行的螺桿轉(zhuǎn)速,滿足生產(chǎn)需求,提高生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量!擠出量及線速度對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式如下:擠出量=幅寬×涂覆厚度×樹脂密度×線速度×?xí)r間(分)例如:97KG=1.1×0.00002×920×80×60則每分鐘擠出量為1.62KG螺桿轉(zhuǎn)速計(jì)算公式:RPM=擠出量÷(寬度×厚度×密度×工作線速度×60)?速度控制主要是螺桿轉(zhuǎn)速、牽引速度與產(chǎn)品厚度和性能的匹配關(guān)系。螺桿轉(zhuǎn)速高,牽引速度慢、薄膜厚度大;螺桿轉(zhuǎn)速小,牽引速度快、薄膜厚度小。如果擠出量偏大,牽引速度過快,會(huì)造成薄膜的透明度下降,縱向取向增大,使薄膜的機(jī)械方向性增高。
當(dāng)擠出量和薄膜的寬度一定時(shí),薄膜的厚度可以通過涂布的速度來調(diào)整。它們的關(guān)系如下式所示。機(jī)械速度=擠出量÷(樹脂密度×加工薄膜寬度×所加工薄膜厚度)?涂布的厚度同涂布速度和薄膜的寬度成反比關(guān)系,而同擠出量成正比關(guān)系。一般而言,在擠出機(jī)的擠出能力、加熱能力、涂布加工的速度以及涂布的寬度等標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),可以對(duì)涂布的厚度在較寬范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)。EXC1100/90擠出復(fù)合機(jī)擠出IC7A時(shí)的厚度初期設(shè)定表涂層厚度um復(fù)合速度M/min螺桿轉(zhuǎn)速r.p.min幅寬700mm幅寬800mm幅寬900mm幅寬1000mm幅寬1050mm幅寬1100mm155022252832333560263134383942703136404446488034414650525590404651575963100445157636569110485663697276120536168767884205030333842444660354045515356704147535962658046546067707490526068767984100586775848892110647483929710112070819010210611230403441455053555044515763666960536168757983706271798892978068829010010611090809210211311912410088102113125131---注:本表供初期設(shè)定參考用,應(yīng)視濾網(wǎng)堵塞程度、工藝條件及操作條件等情況適當(dāng)調(diào)整。加工實(shí)例:EXC1100/90擠出復(fù)合機(jī)主要技術(shù)規(guī)格參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)螺桿直徑mm90模寬mm600-1050螺桿長(zhǎng)徑比L/D28-30樹脂涂層厚度um15-40模唇間隙mm0.6-0.8壓縮比約1:4實(shí)例一:BOPP28//PE涂覆膜BOPP28:用氯化聚丙烯油墨印刷,寬度640mmPE粒料:IC7A混合20%M-LLDPE樹脂AC劑:未用樹脂加熱溫度:70℃機(jī)筒溫度:150℃;210℃;275℃;300℃;310℃;310℃換網(wǎng)、模頸、接套溫度:310℃模頭溫度:310℃樹脂溫度:305℃冷卻水溫度:18℃機(jī)頭壓力:3.8Mpa;復(fù)合壓力:4bar;背輥壓力:3-4bar螺桿轉(zhuǎn)速:40.3r/min;線速度:70m/min實(shí)例二:BOPP19//PP涂覆膜BOPP19:用改性氯化聚丙烯油墨印刷,寬度670mmPE粒料:tpc公司FC9413G混合10%色母料AC劑:未用樹脂加熱溫度:70℃機(jī)筒溫度:120℃;180℃;230℃;270℃;280℃;280℃換網(wǎng)、模頸、接套溫度:280℃模頭溫度:280℃樹脂溫度:273℃冷卻水溫度:18℃機(jī)頭壓力:Mpa;復(fù)合壓力:4bar;背輥壓力:3-4bar螺桿轉(zhuǎn)速:90r/min;線速度:90m/min實(shí)例三:BOPP28//PE15//LDPE50洗衣粉袋BOPP28:局部氯化聚丙烯油墨印刷,寬度665mmPE粒料:IC7A混合16%色母料AC劑:普通雙組份聚氨酯,網(wǎng)紋輥涂布,主劑(75%):固化劑(75%):EAC=1:0.2:5烘箱溫度:45℃;55℃;65℃;熟化條件:50-55℃36小時(shí)樹脂加熱溫度:70℃機(jī)筒溫度:150℃;220℃;285℃;310℃;310℃;310℃換網(wǎng)、模頸、接套溫度:320℃模頭溫度:310℃樹脂溫度:303℃冷卻水溫度:18℃機(jī)頭壓力:6.7Mpa;復(fù)合壓力:4bar;背輥壓力:3-4bar;剝離輥壓力:1bar螺桿轉(zhuǎn)速:45r/min;線速度:100m/min實(shí)例四:BOPP19//PE15//書寫紙80//PE20紙塑復(fù)合BOPP19:寬度665mmPE粒料:IC7A混合4%色母料AC劑:未用烘箱溫度:未開熟化條件:未用樹脂加熱溫度:70℃機(jī)筒溫度:150℃;230℃;280℃;300℃;310℃;315℃換網(wǎng)、模頸、接套溫度:315℃模頭溫度:315℃樹脂溫度:306℃冷卻水溫度:18℃機(jī)頭壓力:4.7Mpa;復(fù)合壓力:5bar;背輥壓力:3-4bar;剝離輥壓力:1bar螺桿轉(zhuǎn)速:43r/min;線速度:90m/min實(shí)例五:BOPP18//PE14//VMCPP20卷膜BOPP28:滿版氯化聚丙烯油墨印刷,寬度635mmPE粒料:IC7AVMCPP20:寬度635mmAC劑:未用烘箱溫度:未開熟化條件:未用樹脂加熱溫度:70℃機(jī)筒溫度:150℃;240℃;280℃;315℃;320℃;320℃換網(wǎng)、模頸、接套溫度:320℃模頭溫度:320℃樹脂溫度:308℃冷卻水溫度:18℃機(jī)頭壓力:5.6Mpa;復(fù)合壓力:4bar;背輥壓力:2-3bar;剝離輥壓力:1bar螺桿轉(zhuǎn)速:43r/min;線速度:110m/min實(shí)例六:瓜子原紙70g//PE14//VMPET12/CPP20瓜子原紙70g:表面印刷,寬度603mmPE粒料:IC7AVMPET12/CPP20:干復(fù)半成品,寬度605mmAC劑:未用烘箱溫度:未開熟化條件:未用樹脂加熱溫度:70℃機(jī)筒溫度:150℃;230℃;295℃;325℃;330℃;330℃換網(wǎng)、模頸、接套溫度:330℃模頭溫度:330℃樹脂溫度:312℃冷卻水溫度:18℃機(jī)頭壓力:6.6Mpa;復(fù)合壓力:4bar;背輥壓力:6bar;剝離輥壓力:1bar螺桿轉(zhuǎn)速:18.8r/min;線速度:60m/min實(shí)例七:BOPA15//PE15//乳白MPE65洗衣粉袋BOPA15:局部聚氨酯油墨印刷,寬度590mmPE粒料:IC7A混合LLDPE樹脂乳白MPE65:吹膜,寬度590mmAC劑:普通雙組份聚氨酯,網(wǎng)紋輥涂布,主劑(75%):固化劑(75%):EAC=1:0.2:5烘箱溫度:45℃;55℃;65℃;熟化條件:50-55℃36小時(shí)樹脂加熱溫度:70℃機(jī)筒溫度:150℃;240℃;280℃;320℃;320℃;320℃換網(wǎng)、模頸、接套溫度:320℃模頭溫度:320℃樹脂溫度:309℃冷卻水溫度:18℃機(jī)頭壓力:3.6Mpa;復(fù)合壓力:4bar;背輥壓力:2-3bar;剝離輥壓力:1bar螺桿轉(zhuǎn)速:40r/min;線速度:85m/min實(shí)例八:PET12/書寫紙75//PE10//AL07//PE10//L3388易撕料10PET12/書寫紙75g:干復(fù)半成品第一、二次PE粒料:IC7A第三次粒料:L3388易封易撕EVA(MI:9,D:0.93)AL07:軟鋁,寬度410mm第一次加工AC劑:未用烘箱溫度:未開熟化條件:未用第二次加工AC劑:用聚氨酯型AC劑烘箱溫度:45℃;55℃;65℃;熟化條件:45-50℃48小時(shí)第一、二次加工條件樹脂加熱溫度:70℃機(jī)筒溫度:150℃;240℃;280℃;320℃;320℃;320℃換網(wǎng)、模頸、接套溫度:320℃模頭溫度:320℃樹脂溫度:306℃冷卻水溫度:18℃機(jī)頭壓力:3.2Mpa;復(fù)合壓力:4bar;背輥壓力:5-6bar;剝離輥壓力:2bar螺桿轉(zhuǎn)速:13.7r/min;線速度:65m/min第三次加工條件樹脂加熱溫度:70℃機(jī)筒溫度:150℃;200℃;270℃;270℃;278℃;278℃換網(wǎng)、模頸、接套溫度:278℃模頭溫度:278℃樹脂溫度:276℃冷卻水溫度:20℃(半鏡面輥)機(jī)頭壓力:4.2Mpa;復(fù)合壓力:4bar;背輥壓力:3bar;剝離輥壓力:打開螺桿轉(zhuǎn)速:19.5r/min;線速度:60m/min4.氣隙
從模唇口到冷卻輥、復(fù)合壓力輥接觸線的距離稱為氣隙。氣隙大,則復(fù)合溫度低、復(fù)合牢度差、透明度不好;但另一方面,氣隙大也增加了熔體表面的熱氧化程度,促進(jìn)了復(fù)合膜剝離強(qiáng)度的提高。氣隙一般控制在50~100mm。
另外,模口擠出的PE熔膜要略向復(fù)合橡膠輥方向傾斜,絕不可向冷卻輥方向傾斜,避免熔體急劇降溫影響復(fù)合膜的剝離強(qiáng)度。
根據(jù)其線速度和氣隙可計(jì)算出氣隙時(shí)間,最佳的氣隙時(shí)間可能得到最強(qiáng)的黏合強(qiáng)度。計(jì)算公式如下:氣隙時(shí)間=(氣隙÷線速度)×60建議采用60~110ms的氣隙時(shí)間,牢靠、沙林和牢靠AE的氣隙時(shí)間一般控制在表3的陰影范圍內(nèi)。與牢靠AE相混的PE宜選用涂布級(jí)LDPE,因?yàn)樗缓_口劑、滑爽劑等助劑,黏合性較好,而且涂布級(jí)LDPE的分子量分布較窄,擠出復(fù)合時(shí)的縮頸現(xiàn)象較小。表3最佳氣隙時(shí)間速查表
5.縮幅控制
熔體簾在模口下垂過程中會(huì)發(fā)生彈性回復(fù),使得兩邊有一定的縮幅,不但使復(fù)合膜兩邊增厚,影響收卷及成品質(zhì)量,還會(huì)使得擠出復(fù)合寬度控制困難。縮幅除了與樹脂本身的性能有關(guān)外,還與擠出溫度及牽引速度有相當(dāng)大的關(guān)系。圖1為成型速度與縮幅的關(guān)系,圖2為樹脂溫度與縮幅的關(guān)系。
圖1成型速度對(duì)縮幅的影響
圖2樹脂溫度與縮幅的關(guān)系6.模頭幅寬的控制
由于生產(chǎn)的產(chǎn)品寬度有變化,所以模頭的寬度也要經(jīng)常調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)主要有兩方面,一是出料的寬度,二是出料的均勻性,最終要保證穩(wěn)定平直的擠出膜。
擠出膜的寬度主要由三角金屬棒調(diào)幅桿調(diào)節(jié),為了達(dá)到平直均勻的料流,需要把阻流棒、異形金屬板及調(diào)幅桿調(diào)節(jié)到逐漸張開的狀態(tài)。如果兩邊出料量大,需把阻流棒及異形金屬板往中心調(diào);如果中間出料量大,則反向調(diào)節(jié)。
7.螺桿末端壓力的重要性
在擠出復(fù)合中,螺桿末端壓力非常重要,它反映了螺桿下游所有物體的阻力,包括過濾網(wǎng)和適配輸送管,以及模具自身。該壓力不但依賴于這些組件的幾何形狀,還依賴于系統(tǒng)中的溫度,同時(shí),該壓力反過來又影響到樹脂的溫度、黏度和通過量。就安全角度來說,每臺(tái)擠出機(jī)的溫度測(cè)量和控制是非常重要的,如果溫度太高,模頭和模具可能會(huì)崩裂,造成擠出機(jī)損壞或傷害到操作人員。雖然壓力對(duì)機(jī)筒內(nèi)樹脂的攪拌是有利的,但是壓力太大就意味著電機(jī)要輸出更大的能量,這樣會(huì)造成樹脂熔體的溫度過高。可以通過規(guī)定壓力極限來避免這種情況。8.新設(shè)備升溫應(yīng)注意的幾點(diǎn)
(1)從室溫加熱至38℃,停留30分鐘;
(2)從38℃加熱至65℃,停留30分鐘;
(3)從65℃加熱至120℃,停留15分鐘;
(4)從120℃加熱至模具運(yùn)轉(zhuǎn)溫度。9.涂布量的測(cè)量
在薄膜基材上貼附一塊離型紙(橫向尺寸與基材寬度相當(dāng),縱向尺寸約15cm),擠出涂布之后,在離型紙的左、中、右三個(gè)部位各切下一塊擠出涂布的薄膜,大小為10cm×10cm,分別稱量其質(zhì)量并計(jì)算其涂布量,然后計(jì)算得出平均涂布量(單位:g/m2)。10.其他注意點(diǎn)
(1)對(duì)涂布后的基材所經(jīng)過的滾筒必須采取防黏措施,如包上聚四氟乙烯膠帶。
(2)對(duì)噴粉裝置要經(jīng)常檢查,換掉受潮的粉。
(3)對(duì)排煙罩要經(jīng)常進(jìn)行清理,防止油污滴落。
(4)復(fù)合鋁箔時(shí),導(dǎo)輥尤其要清洗干凈。LDPE擠出復(fù)合LDPE擠出復(fù)合是塑料包裝材料生產(chǎn)中廣泛使用的一種比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的復(fù)合加工方法。原理是用擠出機(jī)將聚乙烯等熱塑性塑料塑化后,通過模頭呈薄膜狀擠出,在兩輥筒之間將熔融樹脂和基材壓合,冷卻后制成復(fù)合薄膜。
LDPE樹脂的選用
擠出復(fù)合產(chǎn)品的物理性質(zhì)取決于樹脂的熔融指數(shù)和密度,通常情況下,擠出復(fù)合用的LDPE熔融指數(shù)(MI,單位為g/10min)選用2~l5,密度在0.915~0.935范圍內(nèi)。
熔融指數(shù)是衡量樹脂流動(dòng)性的指標(biāo),與平均分子量的關(guān)系很大,分子量小,熔融指數(shù)就高,流動(dòng)性就好。密度和結(jié)晶度、分子中短支鏈數(shù)有關(guān),短支鏈多,結(jié)晶度低,因而密度低。在選用樹脂時(shí)要考慮到熔融指數(shù)和密度對(duì)復(fù)合產(chǎn)品性能、擠出復(fù)合加工性的影響。
可以看出,樹脂的熔融指數(shù)和密度變化時(shí),擠出復(fù)合產(chǎn)品的物理性質(zhì)和成型加工性的各項(xiàng)指標(biāo)不是同一方向變化,因此選擇樹脂時(shí)要均衡復(fù)合產(chǎn)品物理性能和成型加工性各項(xiàng)指標(biāo)。
在生產(chǎn)過程中,應(yīng)注意對(duì)樹脂的縮幅量進(jìn)行控制。縮幅越大,復(fù)合膜兩邊偏厚就越嚴(yán)重,需修邊量就越大,損耗就越大。縮幅特性主要取決于熔融樹脂的表面張力和回彈的平衡。樹脂的熔融彈性愈大,即分子,量大,長(zhǎng)支鏈多,分子量分布廣,縮幅性就愈小。縮幅也因工藝參數(shù)變化而變化,樹脂溫度越高,縮幅就越大,加工速度就越低。
基材和樹脂的粘結(jié)性
基材和樹脂粘結(jié)性的衡量指標(biāo)是基材和樹脂的剝離強(qiáng)度,在擠出復(fù)合生產(chǎn)中,剝離強(qiáng)度需定期檢測(cè)控制,是復(fù)合產(chǎn)品的一項(xiàng)重要質(zhì)量指標(biāo)。樹脂的熔融指數(shù)和密度對(duì)粘結(jié)性的影響:
1.熔融指數(shù)高的樹脂粘度低,對(duì)基材潤(rùn)濕和浸透良好,容易獲得高的粘結(jié)強(qiáng)度;
2.低密度樹脂短支鏈多,有雙鍵的傾向,易起氧化作用,對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度有利;
3.樹脂溫度越高,氧化度越大。生產(chǎn)中一般將LDPE樹脂溫度控制在300320*2;
4.氣隙是指從模唇到冷卻輥和硅膠輥接觸線間的距離,實(shí)際生產(chǎn)中,氣隙一般控制在50~ll0n-an之間。
氣隙通過時(shí)間=氣隙÷加工速度從以上公式可知,為了獲得適當(dāng)?shù)难趸龋_保復(fù)合膜的粘結(jié)強(qiáng)度,必須注意選擇適當(dāng)?shù)臉渲瑴囟取庀逗图庸に俣取?/p>
復(fù)合膜的熱封性能
復(fù)合膜的下一工序是制袋包裝,要求復(fù)合膜要有好的熱封性能,所以擠出復(fù)合加工過程中要特別注意對(duì)產(chǎn)品的熱封性能進(jìn)行控制。
LDPE復(fù)合膜的熱封性能和樹脂的熔融張力有關(guān),而熔融張力和樹脂的熔融指數(shù)有關(guān),一般情況下,低熔融指數(shù)、高密度的樹脂熱封性能好。
同時(shí),加工過程中樹脂的氧化度對(duì)熱封性能影響比較大。可知樹脂氧化度和熱封強(qiáng)度的關(guān)系,因此,在生產(chǎn)過程中,適當(dāng)控制樹脂的氧化度,避免樹脂表面氧化過度,引起復(fù)合產(chǎn)品的熱封性能下降。
復(fù)合膜的透明性復(fù)合膜是光膜時(shí),對(duì)透明性有一定的要求。一般情況下,設(shè)備的冷卻輥表面的加工質(zhì)量很大程度上決定了產(chǎn)品的透明性,但在生產(chǎn)過程中也可以通過降低冷卻輥表面的溫度和適當(dāng)提高樹脂溫度來提高產(chǎn)品的透明性。EVA擠出復(fù)合
1.基材的使用
對(duì)于PET、PA、BOPP、鋁箔等材料,要先涂布一層PE后再擠涂EVA;對(duì)于紙、無紡布、布料等材料,可直接擠涂EVA。
2.擠出工藝
(1)擠出機(jī)溫度設(shè)定不可超過235℃。
(2)氣隙應(yīng)小于12mm,因EVA擠出復(fù)合時(shí)縮幅較大,應(yīng)盡可能縮小氣隙。
(3)涂布幅寬應(yīng)比基材略小一些,防止脫輥困難。由于縮幅較大,收卷后兩端會(huì)起暴筋,應(yīng)進(jìn)行切邊,切除約20mm寬即可。
(4)冷卻輥的溫度應(yīng)盡量降低,這是因?yàn)镋VA的脫輥剝離性較差。如果由于溫度過低而在冷卻輥上產(chǎn)生結(jié)露,必須在開機(jī)前擦干凈,否則擠出復(fù)合的產(chǎn)品上就會(huì)留下痕跡而影響外觀。
(5)EVA熔點(diǎn)低,易發(fā)生黏連和架橋,料斗的下端應(yīng)配有冷卻水。
(6)復(fù)合好的產(chǎn)品應(yīng)在陰冷處保存,避免陽光直射,且遠(yuǎn)離高溫源和水。擠出機(jī)的原料轉(zhuǎn)換和清洗
1.原料轉(zhuǎn)換一般的聚合物轉(zhuǎn)換見表4,表4原料轉(zhuǎn)換的順序轉(zhuǎn)換前原料轉(zhuǎn)換后原料順序LLDPE、LDPEEVOH直接EVOHLLDPE、LDPE直接PA、HDPE、PP、PSEVOHPA、HDPE、PP、PS→LDPE→EVOHEVOHPA、HDPE、PP、PSEVOH→LDPE→PA、HDPE、PP、PS對(duì)溫度敏感的樹脂即低熔點(diǎn)樹脂,如Surlyn、Nucrel、EVA、牢靠AE等,在加入料斗前必須先將機(jī)筒和T模部的溫度降低至設(shè)定溫度;結(jié)束加工后升溫前,必須先沖出這些對(duì)熱敏感的樹脂。
(1)從高熔點(diǎn)樹脂(如LDPE)到低熔點(diǎn)樹脂(如Nucrel、Surlyn或EVA)的轉(zhuǎn)換。
①將螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定在10rpm左右;
②降低設(shè)定溫度到Nucrel、Surlyn或EVA要求的溫度條件;
③螺桿轉(zhuǎn)速保持10rpm以下,直到機(jī)器達(dá)到新的設(shè)定溫度;
④達(dá)到新的設(shè)定溫度后,將LDPE從料斗中放空后,倒入需要轉(zhuǎn)換的低熔點(diǎn)樹脂;
⑤將T模打開至最大,拔出銅針;
⑥設(shè)定螺桿轉(zhuǎn)速為50rpm,直到新的樹脂從T模中心至兩側(cè)擠出,觀察流延膜的變化,由濁白色到透明;
⑦開始變轉(zhuǎn)速?zèng)_洗程序;
⑧結(jié)束變轉(zhuǎn)速?zèng)_洗循環(huán)后,檢查擠出的樹脂膜,如果流延的樹脂膜透明,沒有凝膠和雜質(zhì),可以開始生產(chǎn);如果檢查不合格,重復(fù)變轉(zhuǎn)速?zèng)_洗程序。
(2)從低熔點(diǎn)樹脂(如EVA)到高熔點(diǎn)樹脂(如LDPE)的轉(zhuǎn)換。
①從料斗中清空EVA樹脂,清理料斗并加入LDPE;
②將T模打開至最大,拔出封嘴銅條;
③設(shè)定螺桿轉(zhuǎn)速為50rpm,直到LDPE樹脂從T模中心至兩側(cè)擠出,觀察流延膜的變化,由濁白色到透明;
④在設(shè)定的EVA擠出溫度條件下,開始變轉(zhuǎn)速?zèng)_洗程序;
⑤結(jié)束變轉(zhuǎn)速?zèng)_洗循環(huán)后,檢查擠出的樹脂膜是否透明,有無凝膠和雜質(zhì)(注意:務(wù)必確認(rèn)EVA樹脂已完全沖洗出擠出機(jī)和T模,如果流延的樹脂膜仍不干凈,還要重復(fù)變轉(zhuǎn)速?zèng)_洗程序);
⑥確認(rèn)沖洗干凈后,如果停機(jī),保持螺桿轉(zhuǎn)速在20~30rpm左右,待溫度到達(dá)停機(jī)溫度后,按規(guī)定關(guān)機(jī);如果繼續(xù)生產(chǎn),將溫度升高到LDPE的加工溫度,保持螺桿轉(zhuǎn)速在20-30rpm,待溫度到達(dá)后方可加工。
(3)EVA樹脂與LDPE樹脂的轉(zhuǎn)換也可采取以下步驟完成。
①由LDPE轉(zhuǎn)換為EVA。將擠出機(jī)電源關(guān)閉,冷卻后升溫,機(jī)筒200℃,連續(xù)器200℃,模頭200℃;加入EVA,螺桿在30-40rpm低速下運(yùn)轉(zhuǎn),在確認(rèn)擠出機(jī)中的LDPE已經(jīng)完全被EVA置換后約30-60min,再重新設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)加工條件,再擠出10min就可正式生產(chǎn)。
②由EVA轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)DPE。當(dāng)EVA加工結(jié)束,在料斗中加入LDPE,在低速運(yùn)轉(zhuǎn)下擠出樹脂,把調(diào)幅桿調(diào)到最大寬度,直到擠出機(jī)、模頭中的EVA完全被LDPE置換。再按照LDPE的標(biāo)準(zhǔn)加工溫度設(shè)置,達(dá)到溫度要求后即可開始生產(chǎn)。2.擠出機(jī)清洗
(1)清洗方法。擠出機(jī)在生產(chǎn)不同產(chǎn)品時(shí)經(jīng)常會(huì)更換原料,花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間、用掉很多原料才能完全置換干凈前一種原料。特別是用高熔點(diǎn)原料替換低熔點(diǎn)原料,如用LDPE來替換EVA、EAA、離子聚合物、HDPE、PP、茂金屬聚合物時(shí),尤其困難。清洗螺桿的方法有普通置換法和專用螺桿清洗劑清洗法,但前一種辦法會(huì)耗用大量樹脂,后者需要專用的清洗劑。下面推薦一種水清洗法,使用少量的水來清洗螺桿,能減少清洗時(shí)間并能避免生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)晶點(diǎn)。具體步驟如下(以下設(shè)定均基于螺桿直徑φ=90mm、螺桿長(zhǎng)徑比L/D=28的典型擠出機(jī)):
①設(shè)定螺桿低速轉(zhuǎn)動(dòng),一般為10r
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