擠出吹塑薄膜

1、1 擠出吹塑薄膜 2 第一節(jié) 概述 塑料薄膜： 一般情況下， 厚度在0.252mm之間的稱為片材 厚度在2mm以上的稱為板材 厚度在0.25mm以下的稱為薄膜 3 塑料薄膜的生產(chǎn)方式 兩大類壓延法和擠出法， 其中 擠出法中又分為擠出吹塑、擠出拉伸和擠 出流延。 目前最廣泛使用的生產(chǎn)工藝有擠 出吹塑、擠出拉伸和擠出流延，尤其是聚 烯烴薄膜，而壓延法主要用于一些聚氯乙 烯薄膜的生產(chǎn)。 4 在擠出吹塑、擠出拉伸和擠出流延中，由 于擠出吹塑設(shè)備的整體制造技術(shù)的不斷提 高以及相對于拉伸和流延設(shè)備而言低得多 的，本應(yīng)用在不斷增多。 5 一 吹塑薄膜的特點(diǎn)和原材料 吹塑法生產(chǎn)薄膜已有近二十年的歷史，它 有以

2、下優(yōu)點(diǎn): 1 設(shè)備簡單，投資少，收效快。如生產(chǎn)幅 寬4米的薄膜，用吹塑法機(jī)頭直徑500毫米， 用扁平機(jī)頭則需機(jī)頭寬度4200毫米，加工 困難，造價(jià)高。 2 薄膜經(jīng)牽伸和吹脹，機(jī)械強(qiáng)度有所提高。 3 用直徑200毫米擠出機(jī)可生產(chǎn)寬達(dá)10米 以上的寬幅薄膜。 6 4 無邊料，廢料少，成本低。用扁平機(jī)頭 擠出法生產(chǎn)薄膜兩端邊緣料需切除。 5 成品為圓筒形，用于包裝可省去一道焊 接工序，寬幅薄膜用于農(nóng)業(yè)，不需焊接， 沒有焊縫，深受廣大貧下中農(nóng)的歡迎。 6 操作簡單，產(chǎn)品價(jià)格低。 7 吹塑法生產(chǎn)薄膜的缺點(diǎn)： （1）薄膜厚度均勻性較差。 （2）因受冷卻限制，卷取線速度一般不 超過10米/分，產(chǎn)量不夠高。

3、因此，吹塑設(shè)備工藝設(shè)計(jì)及操作控制的 關(guān)鍵是如何提高薄膜厚度均勻性和提高生 產(chǎn)線速度。 8 吹塑薄膜的原料主要有： 聚氯乙烯(軟質(zhì)、硬質(zhì)) 聚偏二氯乙烯 聚乙烯聚乙烯(高壓、低壓) 聚丙烯 聚苯乙烯 聚酰胺等。 目前還發(fā)展了乙烯一醋酸乙烯(eva)薄膜、多 層復(fù)合薄膜等新品種 9 二 塑料薄膜的用途 塑料薄膜廣泛用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國防工業(yè) 及人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域中，吹塑薄膜 只是塑料薄膜中的一個(gè)品種。 10 它在輕工、化工、食品和紡織布業(yè)制品包 裝中，用作防潮，防塵防腐蝕的保護(hù)膜。 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，用來育苗，保溫、保溫、 防風(fēng)和防止蟲害，對提高農(nóng)作物的產(chǎn)量有 很大幫助 11 三 吹塑薄膜的成型方法

4、 1 平擠平吹法 使用水平式機(jī)頭，泡管在于機(jī)頭中心線 的同一水平面上形成。此法結(jié)構(gòu)簡單，安 裝、操作方便，一般用于小口徑薄膜的吹 塑成型 12 2 平擠上吹法 使用直角式機(jī)頭，出料方向與擠出方向 垂直，管坯向上擠出，并被牽引一段距離 后被夾住，壓縮空氣自坯料底部向上吹， 成型薄膜制品 13 平擠下吹法 使用直角式機(jī)頭，出料方向與擠出方向 垂直，但與平擠上吹法相反，此法中，管 坯向下擠出，并被牽引一段距離后被夾住， 壓縮空氣自坯料頂部向下吹，成型薄膜制 品 14 第二節(jié) 吹塑薄膜的成型設(shè)備 一 擠出機(jī) 15 二 吹膜機(jī)頭 （1）芯棒式機(jī)頭 如圖1所示，來自擠出 機(jī)的塑料熔體，通過機(jī)頸7 到達(dá)芯棒

5、軸9轉(zhuǎn)向90，分 成兩股料流沿芯棒軸線流動(dòng)， 在其末端尖處匯合后，沿機(jī) 頭流道芯棒1和口模3的環(huán)隙 擠出管坯，由芯棒軸9中通入 壓縮空氣，將管坯吹脹成膜， 調(diào)節(jié)螺釘5可調(diào)節(jié)管坯厚薄的 均勻性。 圖4-4 芯棒式機(jī)頭 1芯棒 2緩沖槽 3口模 4壓環(huán) 5調(diào)節(jié)螺釘 6上機(jī)頭體 7機(jī)頸 8緊固螺母 9芯棒軸 10下機(jī)頭體 16 芯棒式機(jī)頭結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)頭內(nèi)部通道空隙 小，存料少，熔體不易過熱分解，適用于 加工聚氯乙烯等熱敏性塑料，僅有一條薄 膜熔合線。但芯棒軸受側(cè)向壓力，會(huì)產(chǎn)生 “偏中”現(xiàn)象，造成口模間隙偏移，出料 不均，所以薄膜厚度不易控制均勻。 17 （2）十字形機(jī)頭 如圖2所示，其結(jié)構(gòu)類似于擠管

6、機(jī)頭。 在設(shè)計(jì)這種中心進(jìn)料式機(jī)頭時(shí)，要 注意分流器支架上的支承筋在不變 形的前提下，數(shù)量盡可能少一些， 寬度和長度也應(yīng)小一些，以減少接 合線。為了消除接合線，可在支架 上方開一道環(huán)形緩沖槽，并適當(dāng)加長 支承肋到出口的距離。 圖2 十字形機(jī)頭 1口模 2分流器 3調(diào)節(jié)螺釘 4通壓縮空氣管 5機(jī)頭體 （注意件2上端螺紋線，件5右端螺紋線） 18 十字形機(jī)頭的優(yōu)點(diǎn)是出料均勻，薄膜厚度 易于控制。由于中心進(jìn)料，芯棒不受側(cè)向 力，因而沒有“偏中”現(xiàn)象。其缺點(diǎn)是因 為有幾條支承筋，增加了薄膜的接合線； 機(jī)頭內(nèi)部空腔大，存料多，不適合于容易 分解的塑料 19 （3）螺旋式機(jī)頭 如圖3所示，熔體從機(jī)頭底部 的

7、進(jìn)料口進(jìn)入，通過螺旋芯棒7 上的由若干個(gè)徑向分布孔所組成 的星形分配器，分成28股料流， 分別沿著各自的螺旋槽旋轉(zhuǎn)上升， 并從切向流動(dòng)逐漸過渡為軸向流動(dòng)。 至成型前的流道處匯合，然后經(jīng)緩 沖槽均勻地從定型段擠出。這種機(jī) 圖3 螺旋式機(jī)頭 1進(jìn)料口 2通氣孔 3芯棒 4流道 5緩沖槽 6調(diào)節(jié)螺釘 7口模 頭適合于加工流動(dòng)性好而不易分解 的塑料。 20 （4）多層薄膜吹塑機(jī)頭 也稱復(fù)合吹塑機(jī)頭，是將同種 （異色）或異種樹脂分別加入兩 臺(tái)以上的擠出機(jī)，經(jīng)過同一個(gè)模 具同時(shí)擠出，一次制成多色或多 層薄膜。擠出的各熔融樹脂分別 導(dǎo)入模內(nèi)各自的流路，這些層流 于?？诙ㄐ蛥^(qū)進(jìn)行匯合，如圖4 圖4 多層薄膜吹

8、塑機(jī)頭 1、5、10加熱圈 2口模 3芯棒 4調(diào)節(jié)螺釘 6外芯模 7機(jī)頭過渡體 8中層芯模 9內(nèi)芯模 所示。 21 在設(shè)計(jì)多層薄膜吹塑機(jī)頭時(shí)，一般要求機(jī) 頭內(nèi)的料流達(dá)到相等的線速度。其次，對 模內(nèi)復(fù)合機(jī)頭應(yīng)注意接合部件形狀，使之 容易加工制造。另外，模外復(fù)合機(jī)頭往往 帶有引入氧化性氣體通道，使兩層薄膜之 間進(jìn)行物理和化學(xué)的接合。 22 三 冷卻裝置 為了使接近流動(dòng)態(tài)的膜管固化定型、在牽 引輥的壓力作用下不相互粘結(jié)，并盡可能 縮短機(jī)頭與牽引輥之間的距離，必須對剛 剛吹脹的膜管進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，冷卻介質(zhì)為 空氣或水。 23 風(fēng)環(huán)是比較常用的冷卻裝置，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。 一般風(fēng)環(huán)的進(jìn)風(fēng)口至少有3個(gè)， 由

9、鼓風(fēng)機(jī)送來的空氣沿風(fēng)環(huán)切線 方向同時(shí)進(jìn)入。風(fēng)環(huán)上下各設(shè)一 層擋板，對進(jìn)入的空氣起緩沖和 穩(wěn)壓作用，以保證風(fēng)環(huán)口的風(fēng)量 均勻。 24 四 牽引裝置 擠出吹膜生產(chǎn)線上的牽引裝置由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通 過減速箱帶動(dòng)牽引鋼輥運(yùn)動(dòng)。牽引輥有兩根：一 根是主動(dòng)輥，為鋼輥；另一根是橡膠輥,為被動(dòng)輥。 橡膠輥工作時(shí)緊壓在主動(dòng)鋼輥上，夾緊薄膜。它 們牽引由成型模具口擠出，經(jīng)吹脹、冷卻固化的 薄膜，輸送給卷取機(jī)。主動(dòng)鋼輥的牽引轉(zhuǎn)動(dòng)速度 由擠出吹膜工藝條件來決定。在整個(gè)生產(chǎn)過程中， 主動(dòng)輥可按工藝條件要求無級調(diào)速，以滿足生產(chǎn) 工藝要求，保證正常生產(chǎn)。 25 組成裝置擠出吹塑薄膜生產(chǎn)線上的牽引裝 置由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過減速箱

10、減速后帶動(dòng) 牽引鋼輥運(yùn)動(dòng)。 26 牽引輥有兩根：一個(gè)是主動(dòng)輥，為輥；另 一個(gè)是輥面包包一層橡膠層的被動(dòng)橡膠輥， 牽引輥。 27 橡膠輥工作時(shí)緊壓在主動(dòng)鋼輥上，夾緊薄 膜。它們牽引由成型模具口擠出，經(jīng)吹脹、 冷卻固化的薄膜，輸送給卷取機(jī)，主動(dòng)鋼 輥的牽引轉(zhuǎn)動(dòng)速度由擠出吹膜工藝條件來 決定。在整個(gè)生產(chǎn)過程中，主動(dòng)輥可按工 藝條件要求無級調(diào)速變化，以滿足生產(chǎn)工 藝要求，保證正常生產(chǎn)。 28 對牽引輥的工作原理： 1、裝配后兩牽引輥面的接觸線應(yīng)與成型模具、風(fēng)環(huán)和人字形夾板 的中心線垂直并相交，以保證擠出模具口的膜泡管始終沿著一條中心 線平穩(wěn)運(yùn)行。 2、牽引輥距模具口的距離不能小于膜泡管直徑的3?5倍，

11、以保證膜 泡管的充分冷卻。 3、橡膠輥與鋼輥輥面的壓緊接觸力要均勻，牽引拉力在整個(gè)輥面 上要相等，這能夠阻止泡管內(nèi)空氣泄漏。 4、牽引運(yùn)行速度穩(wěn)定，可無級調(diào)速，且調(diào)速時(shí)能平穩(wěn)、平滑過渡。 5、在牽引輥和卷取輥之間應(yīng)加幾根導(dǎo)輥和展平輥，必要時(shí)應(yīng)加張 力輥，以保證膜卷取捆平整，膜布松緊一致。 29 五 卷曲裝置 1 中心卷取裝置 中心卷取機(jī)在卷取軸上有一個(gè)大型驅(qū)動(dòng) 馬達(dá)，能輕松地調(diào)轉(zhuǎn)方向以卷繞共擠出的 或加工過的薄膜。 30 2 表面卷取裝置 31 第三節(jié) 吹塑薄膜成型工藝 一 成型工藝過程 32 二 成型工藝控制 1 工藝參數(shù) （1）溫度控制 吹塑低密度聚乙烯(ldpe)薄膜時(shí)，擠出溫度一般 控

12、制在160170之間，且必須保證機(jī)頭溫度 均勻，擠出溫度過高，樹脂容易分解，且薄膜發(fā) 脆，尤其使縱向拉伸強(qiáng)度顯著下降；溫度過低， 則樹脂塑化不良，不能圓滑地進(jìn)行膨脹拉伸，薄 膜的拉伸強(qiáng)度較低，且表面 的光澤性和透明度差， 甚至出現(xiàn)像木材年輪般的花紋以 及未熔化的晶核 (魚眼)。 33 （2）吹脹比 橫向拉伸強(qiáng)度和橫向撕裂強(qiáng)度隨吹脹比增 加而上升，縱向拉伸強(qiáng)度和縱向撕裂強(qiáng)度 卻相對 下降，兩裂強(qiáng)度在吹脹比大于3時(shí)趨 于恒定。如果采用的吹脹比不同，隨吹脹 比增加，縱向伸長率下降，而橫向變化不 大。只有當(dāng)機(jī)頭環(huán)形間隙增大時(shí)，橫向伸 長率才開始上升。 34 （3）拉伸比 當(dāng)加快牽引速度時(shí)，從?？诔鰜淼?/p>

13、熔融 樹脂的不規(guī)則料流，在冷卻固化前，不能 得到充分緩和，光學(xué)性能較差，即使增加 擠出速度，也不能避免薄膜透明度的下降。 35 在擠出速度一定時(shí)，若加快牽引速度，縱 橫兩向強(qiáng)度不再均衡，而導(dǎo)致縱向強(qiáng)度上 升，橫向強(qiáng)度下降 。 顯而易見，吹脹比和 拉伸比分別為薄膜橫向膨脹的倍數(shù)與縱向 拉伸倍數(shù)。若兩者同時(shí)加大，薄膜厚度就 會(huì)減小，折徑卻變寬，反之亦然。所以吹 脹比和拉伸比是決定薄膜最終尺寸和性能 的兩個(gè)重要成型工藝參數(shù)。 36 （4）薄膜冷卻 吹塑薄膜的冷卻很重要，冷卻程度與制品 質(zhì)量的關(guān)系很大。管泡自口模到牽引的運(yùn) 行時(shí)間一般大于1min（最長也不超過 2.5min），在這么短的時(shí)間內(nèi)必須使管

14、泡 冷卻定型，否則，管泡在牽引輥的壓力作 用下就會(huì)相互黏結(jié)，從而影響薄膜的質(zhì)量。 吹脹過程中冷卻速度快慢影響泡形，薄膜 的定向性隨泡形的不同亦有所不同 37 2 工藝操作 料斗上料料斗上料物料塑化擠出物料塑化擠出吹脹牽引吹脹牽引風(fēng)風(fēng) 環(huán)冷卻環(huán)冷卻人字夾板人字夾板牽引輥牽引牽引輥牽引電暈處電暈處 理理薄膜收卷薄膜收卷 但是，值得指出的是，吹塑薄膜的性能 跟生產(chǎn)工藝參數(shù)有著很大的關(guān)系，因此， 在吹膜過程中，必須要加強(qiáng)對工藝參數(shù)的 控制，規(guī)范工藝操作，保證生產(chǎn)的順利進(jìn) 行，并獲得高質(zhì)量的薄膜產(chǎn)品。 38 三 成型中的不正?，F(xiàn)象、原因及解 決辦法 1薄膜透明度差薄膜透明度差 原因及方法： 擠出溫度偏低

15、，樹脂塑化不良，造成吹塑后 薄膜的透明性較差；適當(dāng)提高擠出溫度，使樹脂 能夠均勻塑化 冷卻效果不佳，從而影響了薄膜的透明度； 應(yīng)加大風(fēng)量，提高冷卻效果。 樹脂原料中的水分含量過大；需先對原料進(jìn) 行烘干處理 牽引速度太快，薄膜冷卻不足。該適當(dāng)降低 牽引速度 39 2薄膜出現(xiàn)皺折薄膜出現(xiàn)皺折 原因及方法： 薄膜厚度不均勻；調(diào)整薄膜的厚度，保證厚度均勻一致 冷卻效果不夠；提高冷卻效果，保證薄膜能夠充分冷卻 吹脹比太大，造成膜泡不穩(wěn)定，左右來回?cái)[動(dòng)，容易出現(xiàn)皺折， 適當(dāng)降低吹脹比； 人字夾板的夾角過大，膜泡在短距離內(nèi)被壓扁，因此薄膜也容易 出現(xiàn)皺折；適當(dāng)減小人字夾板的夾角 牽引輥兩邊的壓力不一致，一邊

16、高一邊低；調(diào)整牽引輥的壓力， 保證薄膜受力均勻 各導(dǎo)向輥之間的軸線不平行，影響薄膜的穩(wěn)定性和平展性，從而 出現(xiàn)皺折。檢查各導(dǎo)向軸的軸線，并使之相互平行。 40 3薄膜有霧狀水紋薄膜有霧狀水紋 原因及方法： 擠出溫度偏低，樹脂塑化不良；調(diào)整 擠出機(jī)的溫度設(shè)置，并適當(dāng)提高擠出溫度。 樹脂受潮，水分含量過高。將樹脂原 料烘干，一般要求樹脂的含水量不能超過 0.3。 41 4薄膜厚度不均勻薄膜厚度不均勻 原因及方法： 模口間隙的均勻性直接影響薄膜厚度的均勻 性，如果?？陂g隙不均勻，有的部位間隙大一些， 有的部位間隙小一些，從而造成擠出量有多有少， 因此，所形成的薄膜厚度也就不一致，有的部位 薄，有的部

17、位厚；調(diào)整機(jī)頭?？陂g隙，保證各處 均勻一致； 模口溫度分布不均勻，有高有低，從而使吹 塑后的薄膜薄厚不均；調(diào)整機(jī)頭?？跍囟?，使模 口部分溫度均勻一致 42 冷卻風(fēng)環(huán)四周的送風(fēng)量不一致，造成 冷卻效果的不均勻，從而使薄膜的厚度出 現(xiàn)不均勻現(xiàn)象；調(diào)節(jié)冷卻裝置，保證出風(fēng) 口的出風(fēng)量均勻； 吹脹比和牽引比不合適，使膜泡厚度 不易控制；調(diào)整吹脹比和牽引比 牽引速度不恒定，不斷地發(fā)生變化， 這當(dāng)然就會(huì)影響到薄膜的厚度。檢查機(jī)械 傳動(dòng)裝置，使?fàn)恳俣缺３趾愣?43 5薄膜的熱封性差薄膜的熱封性差 原因及方法： 露點(diǎn)太低，聚合物分子發(fā)生定向，從而使薄膜的性 能接近定向膜，造成熱封性能的降低；調(diào)節(jié)風(fēng)環(huán)中風(fēng)量的 大小，使露點(diǎn)高一點(diǎn)，盡可能地在塑料的熔點(diǎn)下進(jìn)行吹脹 和牽引，以減少因吹脹和牽引導(dǎo)致的分子拉伸取向； 吹脹比和牽引比不適當(dāng)(過大)，薄膜發(fā)生拉伸取向， 從而影響了薄膜的熱封性能。吹脹比和牽引比應(yīng)適當(dāng)小一 點(diǎn)，如果吹脹比過大，且牽引速度過快，薄膜的橫向和縱 向拉伸過度，那么，