选择适当的塑料薄膜生产设备新技术（1）

来源：塑胶五金网发布时间：2007-12-20 19:45:31点击率：

工业上有两大类塑料薄膜（厚度在0.005mm～0.250mm）生产方法——压延法和挤出法，其中挤出法中又分为挤出吹塑、挤出拉伸和挤出流延。目前广泛使用的生产工艺有挤出吹塑、挤出拉伸和挤出流延，尤其是聚烯烃薄膜，而压延法主要用于一些聚氯乙烯薄膜的生产。在挤出吹塑、挤出拉伸和挤出流延中，由于挤出吹塑设备的整体制造技术的不断提高以及相对于拉伸和流延设备而言低得多的成本，应用在不断增多。不过在生产高质量的各种双向拉伸薄膜中仍然广泛使用挤出拉伸设备。

　　随着食品、蔬菜、水果等对塑料薄膜包装的要求越来越高以及农地膜、棚膜的高性能要求和工业薄膜的应用不断增加、计算机和自动化技术的应用，塑料薄膜设备生产商一直在不断创新，提高薄膜的生产质量。在K2001上展出的塑料薄膜生产设备占据了相当大的展出空间，许多先进的塑料薄膜生产设备生产商展出的新技术令人耳目一新。

1 挤出吹塑

（1）薄膜层数越来越多，满足不断增加的市场需要

　　在单螺杆挤出机中发展快的当数塑料薄膜挤出生产线，尤其是多层共挤薄膜生产线。薄膜层数已经从5层、7层、9层，发展到10～20层，当然原因是多方面的，其中主要的原因是薄膜的终用户，尤其是包装工业得益于多层薄膜的高阻透性和结构特性以及设计的灵活性和美丽的外观。美观主要是因为采用多层共挤后，表层可以采用可印刷表面，而中间层不必采用昂贵的树脂，从而降低成本，深受包装行业的青睐。另外一个原因是叠加机头的发展和广泛采用，也为多层共挤薄膜的发展创造了有利的条件。近几年来新型挤出技术的不断出现，使吹塑薄膜得以迅速发展。

　　Mhi公司开发的一种新型五层共挤吹塑薄膜挤出系统，只需一次操作就能得到与层压薄膜性能相同的包装薄膜，除了可以用于生产医疗和食品包装的阻透薄膜外，还能够加工目前市场已有的每一种树脂，使用户能够在大量的原材料中选择合适的材料，从而降低生产成本，提高薄膜的性能，增强市场竞争力。此外，Mhi还推出了7层共挤吹塑薄膜生产线，能够加工各种树脂，包括聚烯烃、聚苯乙烯和茂金属树脂，以及EVOH和尼龙。生产的热成型用薄膜的厚度可以达到17μm。共挤出机头能够挤出内层树脂的粘度与外层树脂的粘度相差很大的树脂，这样就会大大减少层间表面紊流，得到厚度更为均匀的薄膜。

　　Luigi Bandera公司的多层共挤生产线可以生产厚度为150μm、折径为1600mm的EVOH或PA五层阻透薄膜，主机部分采用5台单螺杆挤出机共挤，其中用于外层的两台单螺杆挤出机的长径比为30：1，螺杆采用了特殊设计的结构，保证多种材料在不同的速度下仍能均匀塑化。此外，共挤机头采用了计算机熔体流动分布模拟软件进行设计，优化熔体流动，保证薄膜厚度均一，提高薄膜的光学、力学性能。

　　SMS Folientechnik展出的7层共挤生产线采用了Contracool挤出机、Optiflow机头以及自动控制膜泡形状的双风口风环，冷却风环气流均匀，提高了膜泡的稳定性，增加了产量。挤出机采用新型VLB VI屏障型螺杆，长径比为30，光滑机筒加料口，每台Contracool挤出机在机筒外吹空气，在底座处将空气排出，以提高机筒的温度控制。

　　吹塑薄膜的权威公司Battenfeld Glouester 的9层共挤薄膜机头采用了Optiflow LPTM机头，其用于土工膜吹塑的机头直径达到了2300mm，ArofileTM风环安装了膜泡定径架，整条生产线的制造精度和采用的技术令人折服。

　　近几年来国内吹塑薄膜设备也得到了长足的发展，典型的代表是广东金明塑胶设备有限公司，该公司引进德国莱芬豪舍关键技术制造的系列三层共挤农膜、土工膜吹塑机组是国内首台幅宽20m、一机两用（能生产农用功能膜及土工膜）的设备，可以挤出LLDPE、mLLDPE、LDPE、HDPE、EVA等多种原料。机组采用了先进的内冷技术（IBC）以及超声波监控技术，同时还采用了机、电、气动液压等先进技术和多项专利技术。型号为SJ160×25×3-MJ-20000的挤出生产线螺杆直径160 mm，L/D为25：1，模唇直径2 350mm，螺杆大转速为65 r/min，大产量达1 800 kg/h，所挤出的农用薄膜的大宽度为2 m，膜厚0.06～0.20 mm；土工膜的大宽度为7 000mm，大厚度为 2 mm。目前已有数条生产线在国内运行。

（2）高速高效，提高产量，增加效益

　　加拿大宾顿工程公司推出了AquaFrost水冷、多层共挤薄膜生产线。AquaFrost采用水作为冷却介质，生产的薄膜具有高的透明度、均衡的取向。高的热传递速率保证了薄膜的透明性，同时也使熔体在关键的结晶增长温度区所花的时间缩到短，尤其是尼龙。因此，在挤出相同性能的薄膜时，AquaFrost可以使用比传统吹塑薄膜所要求的更便宜的树脂。均衡的取向使薄膜纵横向的收缩几乎相同，终制品的变形与传统吹塑方法相似。挤出产量比传统的带IBC高阻透共挤出生产线的产量提高2～3倍，只不过这样高的产量需增加20%左右的额外投资，这些投资主要用在加大挤出机、水的泵送系统以及特殊的牵引装置，但生产的每千克制品中设备费用仅为传统的吹塑薄膜生产线的一半。AquaFrost工艺与气冷工艺生产的薄膜的性能对比见图1。从图中可以看出，AquaFrost工艺生产的薄膜的性能大大优于传统工艺生产的薄膜。

　　AquaFrost工艺与传统工艺生产的薄膜性能对比在其吹塑薄膜技术中心，宾顿工程公司已建成了一条五层共挤薄膜生产线，采用的是流线型机头，这种机头可以迅速改变薄膜结构，各层温度独立控制，树脂降解小，机头清洗时间间隔更长。产率两倍于传统吹塑薄膜设备，可以与流延薄膜生产线的产量竞争。

　　Windmoller & Holscher 的Varex吹塑薄膜生产线采用的薄膜冷却和尺寸控制系统，使产能提高达80 %，达到510kg/h，而传统的同类挤出机产量仅为300kg/h。Varex的工作宽度为1 600 mm，有三台挤出机（螺杆直径70/90/70 mm，长径比30）。生产线采用的是新型280 mm机头，其上采用了新型设计的熔体流道，保证熔体在机头内的停留时间短。在这条生产线上还采用了低温螺杆，因此保证了高的产量、低的熔体温度以及优异的均化性能。该生产线的关键部分是其新型Multicool双风口风环和Optifil P3尺寸控制系统。Multicool风环系统中的第二个风环刚好安装在标准风环的上面，以满足更高产量薄膜生产对冷却的要求，而且高度可以自动调节。Optifil P3系统的厚度控制精度达到了&pmn;3.1%。P3是W&H公司的新型尺寸控制系统，综合了Optifil P2和P2K的性能。挤出系统采用的是长径比为30、直径分别为70mm和90mm的螺杆。

2 挤出流延和挤出拉伸

（1）薄膜层数不断增加也是挤出流延和挤出拉伸薄膜的发展趋势之一

　　德国Kuhne公司的流延薄膜生产线能够生产宽度为300mm～2000mm、多达9层的薄膜，其上的一套叠加辊采用了三台单独调速的AC伺服电机，每层薄膜都使用了一把整体气刀，而且还安装了Siemens S7-300控制系统，能够进行远程诊断。9层螺栓适配器可以很容易调节熔体层厚度。

　　奥地利兰精公司开发的PET共挤薄膜生产线可以挤出多达3层的薄膜，所使用的挤出机多达3台，其主要特点是这种设备生产的薄膜的中间层可以使用大量的回收料，而外层使用含有抗粘联剂的纯料。还有可能挤出外层为PET-G的薄膜（PET-G是一种改性的非结晶PET），以及特殊的C-PET薄膜。兰精公司还推出了PP挤出薄膜的革命性技术——套接触技术（Sleeve touch technology）。这种技术解决了厚度在100μm以上的CPP薄膜的光学性能差以及传统的三叠辊生产的CPP薄膜/片材内应力高、影响其热成型等问题，其原理是：从机头处出来的熔体帘的两侧在一金属带（即所谓的套轴）和冷却辊内同时冷却，金属带和冷却辊都是水平放置。该技术与传统技术的不同之处在于用连续环状钢带代替只压延冷辊，包角大，不仅提高了钢带对熔膜的冷却面积，冷却迅速，而且提高了薄膜的表面质量、透明度、光泽度和热成型性，同时大大降低了薄膜的内应力。钢带装置更换快（30分钟），而且钢带的组合设计可实现一机多用。其特点是：易于生产薄的PP薄膜；可以生产厚度在100～500μm的薄膜；得到的PP薄膜的透明度高、雾度低；与压延膜相比，取向程度低，残余内应力低；薄膜中没有光学杂质。

　　此外，还有一点令人欣喜的是一直被国外塑料机械制造商垄断的透气膜生产线已在山东华冠集团塑料机械厂开发成功。该公司所生产的型号为GLFT2000的共挤流延复合透气膜生产线由三台挤出机构成，一台为SJ-120/35，另外两台为SJ-90/35， T型机头宽为2 500 mm，线速度为100 m/min，可以加工LDPE、LLDPE、PP、EVA等树脂，生产的纸尿布透气薄膜的克重为25～40 g/m2（兰精公司生产的用于婴儿尿裤和卫生巾的复合透气膜的克重为41.5 g/m2），薄膜宽度为1 600～2 000 mm，而且薄膜可在线深压花，与无纺布复合等。

（2）高速高效

　　意大利Ｂｉｅｌｌｏｎｉ　Ｃａｓｔｅｌｌｏ公司展出的Ｓｔａｒ　Ｓｔｒｅｔｃｈ　２０００三层共挤流延薄膜生产线的线速度达到<

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