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阻隔膜生产设备的灵活性与模块化

2007-03-05 00:00:00.0 来源：中华印刷包装网责编：中华印刷包装网

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近年来阻隔膜领域的发展变化很大。为了满足快速交货的要求，薄膜厂家必须尽可能缩短生产周期；而另一方面，个别企业一年内甚至要生产数百种不同的薄膜产品，因为用户需要的薄膜品种在日益增多。薄膜设备供应商正试图从提高生产线的灵活性和模块化水平两个方面来与薄膜生产厂家一起面对挑战。

薄膜市场的不断变化带来的一个挑战就是薄膜生产厂家采购了设备以后，难以预测最终会生产什么样的产品。面对这样的问题，一些领先设备制造商提出了他们的解决方案：对生产线进行模块化设计，同时提高相关自动控制系统的功能，从而使设备具有高度的灵活性以及优化组合能力，这样在需要的时候可以很方便、很经济地对设备进行升级和改造。

挤出机：从原料颗粒到熔体

在薄膜生产线上，挤出机的主要任务就是将各种不同的原料颗粒加工成均匀的熔体。当然它还必须保证能够毫无障碍地更换加工原料，并且在原料切换时不需要更换螺杆或者很长的清洗时间。

可供选择的挤出机至少有两种，一种是沟槽式喂料挤出机，另外一种是光滑式喂料挤出机。光滑式挤出机更适合用于阻隔膜的生产。光滑式的喂料段可以很温和很均匀地加工各种生产阻隔膜需要的关键性原料，如EVOH、PA6、PET或者COC等等。为了保证完美的熔体质量，凯孚尔（KIEFEL）公司的挤出机还采用了经过特别设计的、剪切力极小的混料段。该混料段可以保证熔体温度的可控性以及膜泡的稳定性。此外，为了节省空间、减少维护成本，这种挤出机采用了无需传动皮带的齿轮箱直接驱动技术，运转时还有稳定、安静等特点。

吹膜机模头：从多流道到环形模头

预分配器均匀地将从各挤出机出来的熔体流分配到多层环形流道。二元堆栈式预分配器能够保证较低的压力降、良好的自清洁能力、熔体各部分间很小的温度差以及熔体在流道内停留的时间差。

堆栈式的预分配器同时还保证了较低的、更方便操作的模头高度。多层共挤阻隔膜各单独层的厚度和分布的精确度由预分配器、螺旋型芯的设计及其加工精度来决定，各层合流处的口模内部间隙的精度尤其有着举足轻重的作用。因为开模力很低，同轴分布的螺旋型芯可以精确地保证各层的结构以及厚度分布；优化设计也能够保证较短的多层熔体合流路径，可以显著减少温度很高的尼龙(PA)层对其他温度敏感原料层造成的不良影响。

风环：从熔体到膜泡

风环对于薄膜质量以及生产总体过程的经济性等许多方面都起着决定性的作用，因为它不仅影响薄膜的光学属性，还影响着膜泡的稳定性和总的产量。双唇风环可以满足这些要求：从下方缝隙中吹出的空气避免薄膜与第一个唇接触，同时保证膜泡的稳定性；从上方缝隙中吹出的空气用于冷却膜泡，保证膜泡的稳定性，确保其不与第二个冷却唇接触。这样的方法避免了膜泡的移动，使后续的加工更容易，冷却更高效，产量更高。

牵引装置：从膜泡到双层平膜

由于阻隔膜一般都比较硬，在将膜泡通过熄泡工序转变成双层平膜时，对于牵引和熄泡装置的要求比较高。基本的原则是：熄泡架越长，薄膜的皱褶越少。温度控制也在其中起着举足轻重的作用，而这在很大程度上取决于熄泡架的材料。

在凯孚尔（KIEFEL）的牵引装置中，一级夹辊和新的换向辊位于旋转平台上，该旋转平台用来支撑牵引装置最沉重的部分，保证了牵引装置的稳定。新设计的优势还体现在细节上，例如：现在可以在熄泡架上通过较长的熄泡长度实现6.5度的最小压平角度，从而显著改善薄膜的平整度。线性伺服电机用来控制熄泡架的角度以及位置，其参数设置可以保存在KIRION-自动控制系统中，更换产品时可以直接调用，避免费时进行重复调整。

在加工成本不断上涨、原料硬度不断升高、对薄膜质量要求越来越严格的情况下，生产光滑、无褶皱、无划痕的薄膜对于设备提出了挑战。凯孚尔（KIEFEL）公司特别设计了一种斜向尼龙刷毛的刷辊。

相对于传统的压平装置，这样的刷辊设计提供了更多的优势。比如，薄膜整体冷却的均匀对于优异的薄膜平整度来说起着至关重要的作用。铝辊或者碳纤维辊在使用过程中会积累热量而导致自身温度升高，对薄膜的冷却以及厚度产生不良影响；而尼龙刷辊却可以在整个生产过程中保证薄膜的均匀冷却，因为尼龙刷的刷毛很细，所以与薄膜的接触面积也很小，但可以用于散热的侧面积却很大。

尼龙刷辊在筒膜的压平过程中也证明了其价值。在使用通常装置的情况下，在压平时薄膜同一宽度上的速度很难完全一致，常常导致起皱或者刮伤。软刷毛的运动可以均衡相对速度，避免对薄膜品质的破坏。由于与薄膜接触面积很小，也可以避免薄膜压平时有材料粘滞在辊上。在许多的应用领域中，这种特殊设计的尼龙刷辊为高品质薄膜完美压平以及其光学属性提供了保障。

凯孚尔(KIEFEL)公司旋转牵引系统的这些新功能采用了紧凑设计，保证了系统稳定性的同时对空间的要求并没有增加。通过KIRION-自动控制系统还可以设置更小的旋转角度，减少起泡，对于生产平整度要求高的产品有很大的好处。旋转装置的零位以及旋转范围也可以任意选择，并且可以将参数储存于控制系统中。

整个牵引系统最大的特点在于零接触（ZEROTOUCH）空气换向辊系统。其专利保护的外形以及“硬滑动（hardslide）”特氟龙涂层可以消除对薄膜膜表面的刮伤。专利保护外形的空气垫防止了薄膜与空气换向辊的直接接触，保证了其优异的品质。