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文档简介
四、制订包装工艺规程的步骤1、分析研究被包装物品的全面情况。2、包装设计。3、选择包装品。4、拟定包装工艺路线。5、确定各包装工序所采用的加工设备及其所采用的工艺设备。6、确定各包装工序的技术要求及检验方法。7、确定每个包装工序的工时定额。8、技术经济分析。9、填写包装工艺规程文件。
电冰箱包装工艺规程的制订1、包装要求包装技术要求。1)包装技术要求。包装的保护功能在满足使用性能的要求同时还需满足外形美观的要求。2)包装设计要求。结构紧凑、防护周密、安全可靠、便于装卸,确保在正常装卸、运输条件下和在有效储存期限内,产品不会因为包装原因发生损坏、长霉、装原因发生损坏、长霉、锈蚀而降低产品的安全和使用性能。
2、电冰箱包装防护功能设计、1)防潮、防霉与防锈包装根据电冰箱包装要求,应按照国家防潮(GB5048)、防霉(GB4768)和防锈(GB4879)。2)防震包装)a、确定缓冲材料的厚度。b、缓冲材料衬垫形状设计。3)瓦楞纸箱设计。4)包装件防护性能试验。进行堆码、振动、斜面冲击、横木冲撞、跌落等项目试验。3、电冰箱包装工艺过程分析、1)封箱)2)罩内塑料袋)3)套纸箱)4)包装件捆扎)5)包装后期工作)4、电冰箱包装件检验分为:出厂检验:包装方法、随箱文件、捆扎;包装方法型式检验:跌落、斜面冲击、横木冲撞
包装材料生产工艺瓦楞纸板成型原理
瓦楞原纸在高温、高压状态下,通过上下瓦楞辊之间咬合压力使其弯曲,在熨烫中形成瓦楞形状;经过涂胶将里纸和瓦楞粘合形成两层瓦楞纸板,再通过贴面机把面纸贴合,通过高温并以适合的压力压合形成瓦楞纸板。瓦楞纸板生产线工艺流程1.准备工序1-1黏合剂制作1-2原辅料投入2.单面机组2-2单面3.双面机组3-1双面涂胶机3-2烘干冷却4.纵切压线4-1纵向切断4-2纵压线5.横向切断5-1上部切断5-2下部切断6.堆积码垛6-1堆积机6-2侧面输送7.半成品中转7-1销售纸板7-2规格纸板
瓦楞纸板生产控制要素一、瓦楞辊1、种类
镀铬瓦楞辊喷涂碳化钨瓦楞辊2、结构瓦楞纸板生产控制要素3、瓦楞辊的主要技术指标
楞型、单位长度楞数、楞高
安装生产技术指标:配合压力、平行度、上瓦楞辊的中高度瓦楞纸板生产控制要素4、瓦楞辊的日常保养安装调试时的检查和保养:安装前、调试安装时生产运转时的检查和保养:生产前、生产中、停止生产时5、瓦楞的楞型结构对纸板质量和生产成本的影响瓦楞纸板生产控制要素二、水分1、原纸的含水率和仓储条件置于室内,避光、避雨、通风贮存原纸竖放,木块垫高,离地约10cm2、瓦楞纸板生产过程中原纸水分的调节单面机上预热器上其他方面3、黏合剂涂布量的大小黏合剂含水量:75%-78%,纸板每隔一小段时间水分就发生一个变化,黏合剂涂布量越大,影响越大,因此,用量越小越好。瓦楞纸板生产控制要素三、温度温度对瓦楞纸板成型的作用表现在:1、对原纸水分控制的重要性2、是确保瓦楞成型良好的必要条件3、是确保黏合剂糊化的必要条件瓦楞纸板生产控制要素四、压力1、瓦楞纸在下瓦楞辊和上浆辊之间所受的压力瓦楞纸板生产控制要素2、瓦楞纸与里纸(或中夹)在下瓦楞辊和压力辊间所受的压力瓦楞纸板生产控制要素3、单面瓦楞纸板在涂胶机着浆过程所受的压力4、瓦楞纸板通过加热部和冷却部所受的压力5、瓦楞纸板通过纵、横切机时所受的压力瓦楞纸板生产控制要素五、黏合剂1、淀粉黏合剂的粘合机理2、影响黏合剂质量的主要因素水比对粘合剂质量的影响烧碱用量对黏合剂质量的影响硼砂用量对粘合剂质量的影响瓦楞纸板生产控制要素3、淀粉黏合剂控制三要素粘度糊化温度固含量4、黏合剂应用过程中的参数机上粘度温度涂布量瓦楞纸板生产常用技巧
一、重视原纸的检测
1、水分
2、耐破强度3、环压强度4、裂断长5、施胶度瓦楞纸板生产常用技巧瓦楞纸板生产常用技巧二、重视生产的连贯性三、注意成型纸板的瓦楞形状四、注意温度的控制及黏合剂的质量瓦楞纸板生产中常见的问题及解决方法一、纸板翘曲1、纸板翘曲的种类2、引起纸板翘曲的原因3、纸板翘曲的解决方法控制原纸水分含量控制生产温度控制粘合剂的涂布量保证生产的连续性保证原纸张力平衡二、纸板粘合不良黏合剂质量问题粘合剂涂敷量偏大或偏小加热件温度过低或多高原纸质量问题瓦楞纸板生产中常见的问题及解决方法三、瓦楞纸板的物理性能差原纸质量问题粘合不良着浆间隙控制不当压力辊与下瓦楞辊之间的压力过大瓦楞成型差四、尺寸不准,包括:纵切、压线、横向等尺寸问题。纵切压线轮不固定车速和传送皮带原因造成横向切断不准确。单面瓦楞和面纸张力的控制切断机本身或电脑输入程序塑料薄膜生产工艺一、薄膜生产工艺分类1、挤出法:挤出吹塑、挤出拉伸、挤出流延2、压延法3、应用目前最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成本低得多的,此应用在不断增多。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。
挤出吹塑薄膜生产工艺一、生产原理大多数热塑性塑料都可以用吹塑法来生产吹塑薄膜,吹塑薄膜是将塑料挤成薄管,然后趁热用压缩空气将塑料吹胀,再经冷却定型后而得到的筒状薄膜制品。二、特点这种薄膜的性能处于定向膜同流延膜之间:强度比流延膜好,热封性比流延膜差,薄膜的性能同操作参数关系大。用挤出吹塑法生产的薄膜(片)其厚度在0.01~0.3毫米之间(厚度小于0·25毫米的通称为膜,大于0.25毫米的通称为片材),展开宽度最大可达20米。吹塑法生产的薄膜品种有很多,比如:常见:低密度聚乙烯(LDPE)、线性聚乙烯(LLDPE)聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、尼龙(PA)、乙烯一乙酸乙烯共聚物(EVA)等。挤出吹塑薄膜生产工艺三、吹塑薄膜工艺流程
料斗上料一物料塑化挤出→吹胀牵引→风环冷却→人字夹板→牵引辊牵引→电晕处理→薄膜收卷1.平挤上吹法:横向尺寸—
压缩气的大小;纵向尺寸—
牵引速度。直角机头特点:整个膜管挂在上部已冷却的坚韧段上,牵引稳定,可得到厚度范围和幅宽范围较大(D=10m)的薄膜;设备占地面积小,但厂房要高;热空气向上,影响冷却效果。适合:黏度较高的塑料,如PVC、PE、PS等。膜管人字板牵引辊导向辊卷取装置挤出机农地膜、大棚膜吹塑机组2.平挤下吹法:直角机头特点:牵引方向与热气流方向相反,有利于薄膜的冷却,生产线速度较高;膜泡靠自重下垂而进入牵引辊,引膜容易;整个泡管挂在未冷却定型的塑性段上,牵引不稳定,易将膜管拉断;设备安装位置高,不便维修。适合:适用于粘度小的原料,如PP和PA;但不适于生产较薄的薄膜。3.平挤平吹法:特点:引膜容易、操作方便、辅机结构简单;但占地面积大,膜管自重下垂,薄膜厚度不均。直通式水平机头适合:生产折径不大的薄膜,黏度较高的塑料,如PVC、PE等。挤出吹塑薄膜生产工艺四、吹塑薄膜材料的选择1.选用的原料应当是用吹膜级的树脂粒子,含有适量的爽滑剂,保证薄膜的开口性。2.树脂粒子的熔融指数(MI)不能太大,熔融指数(MI)太大,则熔融树脂的粘度太小,加工范围窄,加工条件难以控制,树脂的成膜性差,不容易加工成膜;此外,熔融指数(MI)太大,聚合物相对分子量分布太窄,薄膜的强度较差。因此,应当选用熔融指数(MI)较小,且相对分子量分布较宽的树脂原料,这样既能满足薄膜的性能要求,又能保证树脂的加工特性。吹塑聚乙烯薄膜一般选用熔融指数(MI)在2~6g/10min范围之间的聚乙烯原料。
五、吹塑薄膜的成型设备1.挤出机
选用单螺杆挤出机,螺杆直径一般为45~150mm,挤出机型号由薄膜的折径和厚度尺寸而定(见表5-4、5)。机组型号:SJM-Z□×□-□挤出吹塑薄膜用机组牵引辊工作面宽度螺杆长径比螺杆直径SJPMSJXM平挤平吹平挤下吹2.螺杆
挤出吹塑薄膜,螺杆的前端要加分流板和过滤网,目的是为了清除熔料中的杂质。
应根据所用原料来选择螺杆,如PVC薄膜,选用等距不等深渐变型螺杆;PE和PP薄膜,选用等距不等深突变螺杆。三、机头1.芯棒式机头2.螺旋式机头3.旋转式机头4.十字架式机头5.共挤出复合机头机头的作用:熔融物料在机头内受到一定的压力后,物料更加密实,从机头挤出后成为有一定厚度的膜管。1.芯棒式机头优点:结构简单,拆装方便,造价低,只有一条接缝线。机头内存料少、物料不易过热分解、适用于加工PVC,也可用于PE、PP等大多数塑料。应用最广。缺点:会产生“偏中”现象,薄膜厚度不易控制。工作过程:物料由机颈到达芯棒后分割为两股,绕芯棒轴斜面流动至芯棒尖处重新融合,之后经分流锥扩展成管坯从口模均匀挤出,再由压缩空气吹胀成薄。2、吹膜机头
如图1所示,来自挤出机的塑料熔体,通过机颈7到达芯棒轴9转向90°,分成两股料流沿芯棒轴线流动,在其末端尖处汇合后,沿机头流道芯棒1和口模3的环隙挤出管坯,由芯棒轴9中通入压缩空气,将管坯吹胀成膜,调节螺钉5可调节管坯厚薄的均匀性。
1—芯棒2—缓冲槽3—口模4—压环5—调节螺钉6—上机头体7—机颈8—紧固螺母9—芯棒轴10—下机头体
汇合处2.螺旋式机头优点:出料均匀、厚度易控制。无料流接缝线。
适合PE、PP。缺点:结构复杂、拐角多。
熔融料工作过程:中心进料后经过芯棒上3~8个斜槽进入各自的螺旋槽,螺槽由深变浅,最终消失;物料流动过程中逐渐熔合,可有效消除熔接痕。
如图3所示,熔体从机头底部的进料口进入,通过螺旋芯棒7上的由若干个径向分布孔所组成的星形分配器,分成2~8股料流,分别沿着各自的螺旋槽旋转上升,并从切向流动逐渐过渡为轴向流动。至成型前的流道处汇合,然后经缓冲槽均匀地从定型段挤出。这种机头适合于加工流动性好而不易分解的塑料。
图3螺旋式机头
1—进料口2—通气孔3—芯棒4—流道5—缓冲槽6—调节螺钉7—模口3.旋转式机头
可以是芯棒式、螺旋式或十字形机头;旋转方式可采取外套旋转、芯棒旋转或芯棒和外套同时旋转(同向或反向)。适合PE、PP。旋转作用:将模厚薄不均匀性较均匀地分布到薄膜四周,使薄膜厚度均匀和易于卷取。注意:运动件间的密封和耐磨。4.直通式机头(十字架式机头)上吹法和下吹法平吹法如图2所示,其结构类似于挤管机头。在设计这种中心进料式机头时,要注意分流器支架上的支承筋在不变形的前提下,数量尽可能少一些,宽度和长度也应小一些,以减少接合线。为了消除接合线,可在支架上方开一道环形缓冲槽,并适当加长支承肋到出口的距离。
图2十字形机头
1—口模2—分流器3—调节螺钉4—通压缩空气管5—机头体(注意件2上端螺纹线,件5右端螺纹线)十字形机头的优点是出料均匀,薄膜厚度易于控制。由于中心进料,芯棒不受侧向力,因而没有“偏中”现象。其缺点是因为有几条支承筋,增加了薄膜的接合线,熔接痕数较多;;机头内部空腔大,存料多,不适合于容易分解的塑料(热敏性塑料)。5.共挤出复合机头复合吹塑:将同种异色或不同种树脂分别在不同挤出主机内塑化后导入同一个吹膜机头同时挤出,形成多层复合薄膜。复合膜优点:可使各种材料性能互补,改善薄膜的韧性、气密性、耐热性、化学稳定性、焊接性和粘接性、印刷性等。常见复合膜:不同色泽PE/PE、PE/EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)/PE、PE/EVA/PP、PA/Ionomer(离子聚合物)/PE等。共挤出技术被广泛用于复合薄膜、板材、管材、异型材和电线电缆的生产。
也称复合吹塑机头,是将同种(异色)或异种树脂分别加入两台以上的挤出机,经过同一个模具同时挤出,一次制成多色或多层薄膜。挤出的各熔融树脂分别导入模内各自的流路,这些层流于模口定型区进行汇合,如图4所示。图4多层薄膜吹塑机头1、5、10—加热圈2—口模3—芯棒4—调节螺钉6—外芯模7—机头过渡体8—中层芯模9—内芯模在设计多层薄膜吹塑机头时,一般要求机头内的料流达到相等的线速度。其次,对模内复合机头应注意接合部件形状,使之容易加工制造。另外,模外复合机头往往带有引入氧化性气体通道,使两层薄膜之间进行物理和化学的接合。四、挤出吹塑薄膜辅机1.冷却定型装置3.导向辊与展平辊2.牵引装置4.卷取装置作用:将自挤出机机头连续挤出已获得初步形状和尺寸的塑料熔融态连续体进行冷却定型,使其形状和尺寸固定下来,达到一定的表面质量并经一定的工序,最后成为可供应用的薄膜制品或半制品。1.冷却定型装置作用:为了使接近流动态的膜管固化定型、在牵引辊的压力作用下不相互粘结,并尽可能缩短机头与牵引辊之间的距离,必须对刚刚吹胀的膜管进行强制冷却,冷却介质为空气或水,将来自风机的冷风沿膜泡周围均匀地定量定压定速地吹向薄膜,使其冷却定型。1)普通风环2)双风口减压风环3)负压效应风环4)冷却水环1)普通风环
风环由上、下两部分组成,旋转上盖可改变出风口间隙;为保证风的均匀稳定,采用三个进风口及迷宫结构,由鼓风机送来的空气沿风环切线方向同时进入。风环上下各设一层挡板,对进入的空气起缓冲和稳压作用。风环出风口与轴线呈45°~60°;风环大小应与膜管直径相匹配,一般风环内径为机头直径的1.5~2.5倍;当牵引速度较快时,可用两个风环来冷却。2)双风口减压风环风环中部设隔板和减压室,在上、下各有一个出风口,供风相互独立,并可分别调节。上风口风速比下风口大,起强冷和携带下风口气流作用,调节风口可调整负压区真空度,以控制膜厚,该结构可提高薄膜产量和质量。在普通风环上加了减压室,气流沿管壁平行上吹,形成一定负压;上盖阻尼孔与膜管间距40~50mm,气流转向板出口与模口距离也在40~50mm;此风环可提高生产率3倍。阻尼孔可自动调节膜管直径,当膜管变大时,阻尼孔缝隙减小,减压室内压增大,迫使膜管直径减小。减压室风环可快速冷却,膜结晶度低,透明度增加,膜厚也更均匀。3)负压效应风环4)冷却水环
生产低结晶度、高透明的PP膜或低粘度的PA膜需要采用骤冷,可采用冷却水环冷却。适用于下吹法。2.牵引装置
成型、定型好的膜管,被牵引辊以恒定的速度向上牵引,经人字板展平,最后进入牵引辊辊隙而被压紧,成为连续的双层薄膜被送入卷取装置。直角机头膜管人字板牵引辊导向辊卷取装置挤出机1)人字板2)牵引辊1)人字板
作用:稳定膜泡,使薄膜进一步冷却并逐渐将圆筒形的薄膜折叠成平面状。
人字板夹角:平吹法30°,上、下吹法40°2)牵引辊
作用:牵引、拉伸薄膜,使挤出物料的速度与牵引速度有一定的比例即牵引比,从而达到塑料薄膜所应有的纵向强度。通过对牵引速度的调整来控制薄膜的厚度,使薄膜由管状成为折叠状,不引起折皱。通过使牵引辊压紧薄膜,防止膜管漏气,以保证恒定的吹胀比,从而获得宽度一致的薄膜制品。
主动辊镀铬钢辊被动辊橡胶辊挤出吹膜生产线上的牵引装置由电动机驱动,通过减速箱带动牵引钢辊运动。牵引辊有两根:一根是主动辊,为钢辊;另一根是橡胶辊,为被动辊。橡胶辊工作时紧压在主动钢辊上,夹紧薄膜。它们牵引由成型模具口挤出,经吹胀、冷却固化的薄膜,输送给卷取机。主动钢辊的牵引转动速度由挤出吹膜工艺条件来决定。在整个生产过程中,主动辊可按工艺条件要求无级调速,以满足生产工艺要求,保证正常生产。
对牵引辊的工作原理:
1、装配后两牵引辊面的接触线应与成型模具、风环和人字形夹板的中心线垂直并相交,以保证挤出模具口的膜泡管始终沿着一条中心线平稳运行。
2、牵引辊距模具口的距离不能小于膜泡管直径的3~5倍,以保证膜泡管的充分冷却。
3、橡胶辊与钢辊辊面的压紧接触力要均匀,牵引拉力在整个辊面上要相等,这能够阻止泡管内空气泄漏。
4、牵引运行速度稳定,可无级调速,且调速时能平稳、平滑过渡。
5、在牵引辊和卷取辊之间应加几根导辊和展平辊,必要时应加张力辊,以保证膜卷取捆平整,膜布松紧一致。
3.导向辊与展平辊直角机头膜管人字板牵引辊导向辊卷取装置挤出机
折叠了的薄膜在进入卷取装置以前,首先要完全冷却避免粘连;其次应使薄膜松弛,防止其后收缩。因此,牵引装置和卷取装置之间应保持一定距离,并且应设置若干个金属导向辊或展平辊。
4.卷取装置2)中心卷取中心卷取机在卷取轴上有一个大型驱动马达,能轻松地调转方向以卷绕共挤出的或加工过的薄膜。1)表面卷取挤出吹塑薄膜生产工艺六、工艺参数的控制1.挤出机温度
吹塑LDPE、LLDPE薄膜时,挤出温度一般控制在160℃~170℃之间,且必须保证机头温度均匀,挤出温度过高,树脂容易分解,且薄膜发脆,尤其使纵向拉伸强度显著下降;温度过低,则树脂塑化不良,不能圆滑地进行膨胀拉伸,薄膜的拉伸强度较低,且表面的光泽性和透明度差,甚至出现像木材年轮般的花纹以及未熔化的晶核(鱼眼)。挤出吹塑薄膜生产工艺2.吹胀比
吹胀比是吹塑薄膜生产工艺的控制要点之一,是指吹胀后膜泡的直径与未吹胀的管环直径之间的比值。吹胀比为薄膜的横向膨胀倍数,实际上是对薄膜进行横向拉伸,拉伸会对塑料分子产生一定程度的取向作用,吹胀比增大,从而使薄膜的横向强度提高。但是,吹胀比也不能太大,否则容易造成膜泡不稳定,且薄膜容易出现皱折。因此,吹胀比应当同牵引比配合适当才行,一般来说,LDPE、LLDPE薄膜的吹胀比应控制在1.5~3.0为宜。挤出吹塑薄膜生产工艺3.牵引比
牵引使薄膜在引取方向上具有定向作用,牵引比是指薄膜的牵引速度与管环挤出速度之间的比值。牵引比是纵向的拉伸倍数,牵引比增大,则纵向强度也会随之提高,且薄膜的厚度变薄,但如果牵引比过大,薄膜的厚度难以控制,甚至有可能会将薄膜拉断,造成断膜现象。薄膜的牵引比一般控制在4~6之间为宜。牵引比同吹胀比调节合适,所得到的吹胀膜纵横向性能可望平衡,否则,纵横向性能是不平衡的,一般纵向性能大于横向性能。
挤出吹塑薄膜生产工艺4.露点露点又称霜线,指塑料由粘流态进入高弹态的分界线。在吹膜过程中,聚乙烯在从模口中挤出时呈熔融状态,透明性良好。当离开模口之后,要通过冷却风环对膜泡的吹胀区进行冷却,冷却空气以一定的角度和速度吹向刚从机头挤出的塑料膜泡时,高温的膜泡与冷却空气相接触,膜泡的热量会被冷空气带走,其温度会明显下降到聚乙烯的粘流温度以下,从而使其冷却固化且变得模糊不清了。在吹塑膜泡上我们可以看到一条透明和模糊之间的分界线,这就是露点(或者称霜线)。在吹膜过程中,露点的高低对薄膜性能有一定的影响。如果露点高,位于吹胀后的膜泡的上方,则薄膜的吹胀是在液态下进行的,吹胀仅使薄膜变薄,而分子不受到拉伸取向,这时的吹胀膜性能接近于流延膜。相反,如果露点比较低,则吹胀是在固态下进行的,此时塑料处于高弹态下,吹胀就如同横向拉伸一样,使分子发生取向作用,从而使吹胀膜的性能接近于定向膜。挤出吹塑薄膜生产工艺七、工艺中的新技术1、安定筒安定筒是日本placo公司发明的,它是用毛毡包扎在一个不锈钢管上的倒圆锥形状的零件。装在口模的芯棒上,用以吹入空气,熔体薄膜由安定筒上引出,安装安定筒可以起到稳定膜泡,防止膜泡在空气中摇摆而影响薄膜表面质量;通过熔体膜泡在毡上拉出,无形中起到拉伸作用,因此,可以提高吹胀膜的机械强度;实践证明,使用安定筒的吹胀膜厚度的均匀性好。2、二次吹胀工艺日本窒素工业株式会社开发了一种叫二次吹胀工艺,这种工艺是把经过吹胀后熄泡后的塑料薄膜,经加热辊加热后,再次吹胀,然后冷却收卷。二次吹胀工艺可以提高薄膜的开口性、提高薄膜的机械强度,生产出厚度更小的薄膜。而且薄膜厚度的均匀性可以提高。
挤出吹塑薄膜生产工艺八、挤出吹塑薄膜基本性能的技术要求1.规格及偏差聚乙烯薄膜的宽度、厚度应当符合要求,薄膜薄厚均匀,横、纵向的厚度偏差小,且偏差分布比较均匀。2.外观要求聚乙烯薄膜塑化良好,无明显的"水纹"和"云雾";薄膜的表面应当平整光滑,皱折或仅有少量的活褶;不允许有气泡、无穿孔及破裂现象;无明显的黑点、杂质,晶点和僵块;不允许有严重的挂料线和丝纹存在。挤出吹塑薄膜生产工艺3.物理机械性能由于吹塑后的聚乙烯薄膜用于印刷或者复合加工工艺时,要受到机械力的作用,因此,要求聚乙烯薄膜的物理机械性能应当优良,主要包括拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度等几项指标应当符合标准。4.表面张力的大小为了使印刷油墨和复合用胶粘剂在聚乙烯薄膜表面具有良好的润湿性和附着力,要求聚乙烯薄膜的表面张力应当达到一定的标准,否则就会影响印刷和复合生产的顺利进行。一般来说,聚乙烯薄膜的表面张力至少应当达到38达因以上,达到40达因以上更佳。
挤出吹塑薄膜生产工艺九、吹塑薄膜常见故障及解决方法1、薄膜太粘,开口性差故障原因:①树脂原料型号不对,不是吹膜级的聚乙烯树脂粒子,其中不含开口剂或者开口剂的含量偏低;②熔融树脂的温度太高,流造成薄膜的开口性变差;③吹胀比太大,摆动性太大;④冷却速度太慢,薄膜冷却不足,牵引辊压力的作用下发生相互粘结;⑤牵引速度过快。解决办法:①更换树脂原料,或向料斗中加一定量的开口剂;②适当降低挤出温度和树脂的温度;③适当降低吹胀比;④加大风量,提高冷却效果,加快薄膜冷却速度⑤适当降低牵引速度。挤出吹塑薄膜生产工艺2、薄膜透明度差故障原因:①挤出温度偏低,树脂塑化不良,造成吹塑后薄膜的透明性较差;②吹胀比过小;③冷却效果不佳,从而影响了薄膜的透明度;④树脂原料中的水分含量过大;⑤牵引速度太快,薄膜冷却不足。解决办法:①适当提高挤出温度,使树脂能够均匀塑化;②适当提高吹胀比;③加大风量,提高冷却效果;④对原料进行烘干处理;⑤适当降低牵引速度。挤出吹塑薄膜生产工艺3、薄膜出现皱折故障原因:①薄膜厚度不均匀;②冷却效果不够;③吹胀比太大,造成膜泡不稳定,左右来回摆动,容易出现皱折;④人字夹板的夹角过大,膜泡在短距离内被压扁,因此薄膜也容易出现皱折;⑤牵引辊两边的压力不一致,一边高一边低;⑥各导向辊之间的轴线不平行,影响薄膜的稳定性和平展性,从而出现皱折。解决办法:①调整薄膜的厚度,保证厚度均匀一致;②提高冷却效果,保证薄膜能够充分冷却;③适当降低吹胀比;④适当减小人字夹板的夹角;⑤调整牵引辊的压力,保证薄膜受力均匀;⑥检查各导向轴的轴线,并使之相互平行。挤出吹塑薄膜生产工艺4、薄膜有雾状水纹
故障原因:①挤出温度偏低,树脂塑化不良;②树脂受潮,水分含量过高。解决办法:①调整挤出机的温度设置,并适当提高挤出温度。②将树脂原料烘干,一般要求树脂的含水量不能超过0.3%。挤出吹塑薄膜生产工艺5、薄膜厚度不均匀故障原因:①模口间隙的均匀性直接影响薄膜厚度的均匀性,如果模口间隙不均匀,有的部位间隙大一些,有的部位间隙小一些,从而造成挤出量有多有少,因此,所形成的薄膜厚度也就不一致,有的部位薄,有的部位厚;②模口温度分布不均匀,有高有低,从而使吹塑后的薄膜薄厚不均;③冷却风环四周的送风量不一致,造成冷却效果的不均匀,从而使薄膜的厚度出现不均匀现象;④吹胀比和牵引比不合适,使膜泡厚度不易控制;⑤牵引速度不恒定,不断地发生变化,这当然就会影响到薄膜的厚度。解决办法:①调整机头模口间隙,保证各处均匀一致;②调整机头模口温度,使模口部分温度均匀一致;③调节冷却装置,保证出风口的出风量均匀;④调整吹胀比和牵引比;⑤检查机械传动装置,使牵引速度保持恒定。挤出吹塑薄膜生产工艺6、薄膜的厚度偏厚故障原因:①模口间隙和挤出量偏大,因此薄膜厚度偏厚;②冷却风环的风量太大,薄膜冷却太快;③牵引速度太慢。解决办法:①调整模口间隙;②适当减小风环的风量,使薄膜进一步吹胀,从而使其厚度变薄一些;③适当提高牵引速度。挤出吹塑薄膜生产工艺7、薄膜的厚度偏薄故障原因:①模口间隙偏小,阻力太大,因此薄膜厚度偏薄;②冷却风环的风量太小,薄膜冷却太慢;③牵引速度太快,薄膜拉伸过度,从而使厚度变薄。解决办法:①调整模口间隙;②适当增大风环的风量,加快薄膜的冷却;③适当降低牵引速度。挤出吹塑薄膜生产工艺8、薄膜的热封性差故障原因:①露点太低,聚合物分子发生定向,从而使薄膜的性能接近定向膜,造成热封性能的降低;②吹胀比和牵引比不适当(过大),薄膜发生拉伸取向,从而影响了薄膜的热封性能。解决办法:①调节风环中风量的大小,使露点高一点,尽可能地在塑料的熔点下进行吹胀和牵引,以减少因吹胀和牵引导致的分子拉伸取向;②吹胀比和牵引比应适当小一点,如果吹胀比过大,且牵引速度过快,薄膜的横向和纵向拉伸过度,那么,就会使薄膜的性能趋于双向拉伸,薄膜的热封性就会变差。挤出吹塑薄膜生产工艺9、薄膜纵向拉伸强度差故障原因:①熔融树脂的温度太高,会使薄膜的纵向拉伸强度下降;②牵引速度较慢,薄膜纵向的定向作用不够,从而使纵向的拉伸强度变差;③吹胀比太大,同牵引比不匹配,使薄膜横向的定向作用和拉伸强度提高,而纵向的拉伸强度就会变差;④膜的冷却速度太快。解决办法:①适当降低熔融树脂的温度;②适当提高牵引速度③调整吹胀比,使之与牵引比相适应;④适当降低冷却速度。挤出吹塑薄膜生产工艺10、薄膜横向拉伸强度差故障原因:①牵引速度太快,同吹胀比相差太大,使纵向产生纤维化,横向强度就变差;②冷却风环的冷却速度太慢。解决办法:①适当降低牵引速度,使之与吹胀比相配合;②加大风环风量,使吹胀膜快速冷却,避免在较高温度的高弹态下被拉伸取向。挤出吹塑薄膜生产工艺11、膜泡不稳定故障原因:①挤出温度过高,熔融树脂的流动性太大,粘度过小,容易产生波动;②挤出温度过低,出料量少;③冷却风环的风量不稳定,膜泡冷却不均匀;④受到了外来较强气流的干扰和影响。解决办法:①调整挤出温度;②调整挤出温度;③检查冷却风环,保证四周的送风量均匀一致;④阻止和减小外界气流的干扰。挤出吹塑薄膜生产工艺12、薄膜表面粗糙,凹凸不平故障原因:①挤出温度太低,树脂塑化不良;②挤出速度太快。解决办法:①调整挤出的温度设置,并适当提高挤出温度,保证树脂塑化良好;②适当降低挤出速度。挤出吹塑薄膜生产工艺13、薄膜有异味故障原因:①树脂原料本身有异味;②熔融树脂的挤出温度太高,造成树脂分解,从而产生异味;③膜泡冷却不足,膜泡内的热空气没有排除干净。解决办法:①更换树脂原料;②调整挤出温度;③提高冷却风环的冷却效率,使膜泡充分冷却。挤出流延薄膜生产工艺一、流延膜流延(Cast)法生产的薄膜称流延膜,用C作字头,如:流延聚丙烯薄膜,称CPP膜。流延法薄膜有挤出流延膜和溶剂流延膜两种。二、溶剂流延法1、特点溶剂流延法生产的薄膜具有更薄且厚度均匀性更好的优点,1-3um的超薄膜只在某些高科技材料中使用,一般在包装材料中不采用,因为设备投资大,溶剂毒性大,而且需使用大量溶剂,溶剂回收设备及操作费用均较大,只有像玻璃纸等极少数不能或很难用挤出法生产的薄膜才使用溶剂法生产。溶剂流延法生产的薄膜有三醋酸纤维素酯、聚乙烯醇、氯醋树脂等。此外,聚四氟乙烯和PC也常用溶剂流延法生产薄膜。热固性的合成胶液也常用于生产高耐热性的薄膜。
挤出流延薄膜生产工艺
(1)薄膜的厚度可以很小,一般在5-8UM,使用水银为载体的薄膜,称为分子膜,其厚度可以低至3UM厚。
(2)薄膜的透明度高、内应力小,多数用于光学性能要求很高的场合下,例如:电影胶卷、安全玻璃的中间夹层膜等。
(3)薄膜厚度的均匀性好,不易掺混入杂质,薄膜质量好。
(4)溶剂流延膜由于没有受到充分的塑化挤压,分子间距离大,结构比较疏松,薄膜的强度较低。
(5)生产成本高,能耗大、溶剂用量大,生产速度低。挤出流延薄膜生产工艺2、溶剂流延法生产膜工艺把热塑性塑料的溶液或使用热固性塑料的预聚体溶胶涂布在可剥离的载体上,经过一个烘道的加热干燥,进而熔融塑化成膜层冷却下来后,从载体离型面上剥离下来卷取而成膜。载体可以是钢带、涂布硅橡胶的离型纸或辊筒。美国一些需要超薄且厚度平整性特别优良的薄膜是把溶胶流延在一个加热的水银池上面,经挥发去除溶剂成膜后,从水银面上捞起薄膜卷取而成。eg.流延三醋酸纤维素酯薄膜生产用胶液的配方如下:三醋酸纤维互酯100份(质量份),混合溶剂(三氯甲烷90%体积,10%的甲醇)700份(质量份),增塑剂三苯基磷酸酯20份(质量份)。
挤出流延薄膜生产工艺三、挤出流延法(以CPP薄膜为例)1、功能及用途
CPP薄膜具有透明性好、光泽度高、挺度好、阻湿性好、耐热性优良、易于热封合等特点。CPP薄膜经过印刷、制袋,适用于服装、针织品和花卉包装袋;文件和相册薄膜;食品包装;及适用于阻隔包装和装饰的金属化薄膜。潜在用途还包括:食品外包装,糖果外包装(扭结膜),药品包装(输液袋),在相册、文件夹和文件等领域代替PVC,合成纸,不干胶带,名片夹,圆环文件夹以及站立袋复合材料。CPP耐热性优良。由于PP软化点大约为140℃,该类薄膜可应用于热灌装、蒸煮袋、无菌包装等领域。加上耐酸、耐碱、耐油脂性能优良,使之成为面包产品包装或层压材料等领域的首选材料。其与食品接触性安全,演示性能优良,不会影响内装食品的风味,并可选择不同品级的树脂以获得所需的特性。挤出流延薄膜生产工艺2、特点(1)生产速度比吹胀法高,可以高达60-80m/min,最近从国外引进的挤出流延膜生产线,可高达150-200m/min,而吹胀法由于受到泡膜冷却速度的限制,一般仅30-60m/min,挤出流延工艺中冷却辊辊温可在0--5℃,直接紧贴在辊筒上,冷却效果好。
(2)挤出流延法生产的薄膜透明性比吹胀法好,无论是PE或PP均可以用挤出流延法生产出透明性良好的薄膜,而吹胀法风冷却时,PP不能有良好的透明性,要得到良好透明性,必须使用水冷却法。
(3)挤出流延法薄膜的厚度均匀性比吹胀法好。
(4)挤出流延膜的纵横向性能是均衡的,而吹胀法薄膜的纵横向性能由于牵引辊速度和吹胀比的不同而不同。原则上,挤出流延法生产的薄膜是由一个辊筒传递给另一个辊筒,不应当存在卷取或牵引的拉力,因而挤出流延膜无论纵向或横向都不受到拉伸,性能是均衡的。
(5)正因为挤出流延膜不受到任何方向上的拉伸,其热封性能比吹胀膜好,而双向拉伸膜则没有热封性。挤出流延膜受热时的收缩性最小,有利于热封制袋。挤出流延薄膜生产工艺3、CPP薄膜的性能:
厚度20-30um
雾度5.5%~6%
拉伸强度,纵/横≧40/20MPa
断裂伸长率,纵/横≧400%/500%
直角撕裂强度,纵/横≧100kgf/cm/140kgf/cm
表面张力≧42×10-3N/m挤出流延薄膜生产工艺
4、挤出流延生产工艺流程(以CPP为例)PP粒子真空上料——挤出机T型口模挤出——气刀吹贴——1#冷却辊骤冷——2#冷却辊冷却——电晕处理——切废边——卷取成流延膜产品挤出流延薄膜生产工艺5、流延膜生产工艺的要点T型机头T型机头是生产关键设备之一,机头设计应使物料沿整个机唇宽度均匀地流出,机头内部流道内无滞留死角,并且使物料模具有均匀的温度,需考虑包括物料流变行为在内的多方面因素。要采用精密加工机头,常用的是渐减歧管衣架式机头。冷却辊的表面应经过精加工,表面粗糙度不大于0.15mm,转速应稳定,动力平衡性能应良好,以免产生纵向的厚度波动。T型口模使用螺栓人工调节流延膜厚度,应当指出的是,目前国内进口先进的流延膜生产线均采用R射线测厚仪(走查式)能自动测厚显示记录并反馈到T型口模上的热膨胀螺丝上,从而自动调控T型口模间隙,可以使流延膜厚度的平均误差在2%以内。人工调节螺丝调节,只能在10%以内(1m宽度)。要生产合格的流延薄膜,不仅要在原料上调节工艺,而且要掌握好加工工艺条件。
挤出流延薄膜生产工艺气刀和气隙气刀和气隙在挤出流延薄膜中有重要的作用,气刀是安装在T型口模下方的一条狭长的缝口,由此喷出压缩空气,使由T型口模流延出来的熔体薄膜能紧贴在1#冷却辊上,提高了冷却效果,且能使塑料薄膜表面平整度提高,减少流延膜二端产生的缩颈现象。
气隙是熔体塑料膜离开T型口模到达1#冷却辊表面之间的距离,气隙愈长则薄膜在熔融高温下同空气接触的时间愈长,薄膜表面气化就愈大,而且气隙愈大,薄膜二端因冷却而产生的缩颈现象就愈厉害,薄膜平整度愈差。一般讲来,气隙愈小,引膜困难愈大,合适的气隙距离为2.0cm左右。气隙小,表面氧化少,有利于薄膜的热封性的提高,但不利于薄膜粘结力的提高。
挤出流延薄膜生产工艺温度对薄膜性能影响最大的是温度。树脂温度升高,膜的纵向(MD)拉伸强度增大,透明度增高,雾度逐渐下降,但膜的横向(TD)拉伸强度下降。比较适宜的温度为230~250℃。冷却辊上风刀使薄膜与冷却辊表面形成一层薄薄的空气层,使薄膜均匀冷却,从而保持高速生产。风刀的调节必须适当,风量过大或角度不当都可能使膜的厚度不稳定或不贴辊,造成折皱或出现花纹影响外观质量。冷却辊温度升高,膜的挺度增加,雾度增大。机筒温度:210℃、230℃、240℃、255℃、265℃共5段,连接器温度265℃,T型口模温度(共2m宽)均为265℃。1#冷却辊使用自来水经冷却器热交换器冷却到0~-5℃后进入,2#冷却器冷却水温为8~10℃。挤出流延薄膜生产工艺压力和张力流延薄膜比较柔软,收卷时必须根据膜的厚度、生产速度等因素调整好压力和张力。否则会产生波纹影响平整性。张力选择要根据产品的拉伸强度大小而定,通常收卷张力越大,卷取后的产品不易出现卷筒松弛和跑偏现象,但在开始卷取时易出现波纹,影响卷平整。反之,卷取张力小,开始效果好,但越卷越易出现膜松弛、跑偏现象。因此,张力大小应适中,并控制张力恒定。冷却辊筒
冷却辊筒表面若有原料内部添加物析出,必须停机清理,以免影响薄膜外观质量。挤出流延薄膜生产工艺6、流延薄膜生产中常见问题的分析解决a.薄膜横向厚度不均匀薄膜横向厚度不均匀的根本原因是模口的出料量不均匀:(1)模唇间隙调节不当,需局部调整或全部重新调整;(2)模头横向温度分布不匀,需检查加热器是否有故障;(3)模腔中有杂物,从而引起物流紊乱,出料不匀,每年需定期清理数次;(4)熔体压力过高或波动太大,这样会造成挤出熔流不稳,影响厚度的均匀性,可通过调节温度、挤出速度及调整原料等改善;(5)气刀位置、方向不恰当或者出风不均匀,造成冷却不均匀以致厚度不均匀;(6)回料加入过多或加入不均匀,一般加入回料量应少于15-20%,并要均匀加入。b.薄膜晶点多晶点是由于原料中少量过高分子量的树脂没能塑化造成的,在设备上可加静态混合器及其他提高剪切和熔体压力的方法,比如:(1)机筒温度不够或过高,温度低,原料不能完全塑化,温度过高,熔压小,剪切力小,对聚烯烃塑料塑化反而不利;(2)熔体压力小,以致剪切程度小,塑化不良,可适当增加滤网层数和目数;(3)模口到冷却辊的距离大,没能及时骤冷;(4)所用原料较差,要选用合适型号原料,还要注意是否混有差异较大的料。挤出流延薄膜生产工艺c.膜卷有暴筋膜卷出现暴筋,根本原因在于厚薄不均匀,哪怕很微小,经过累积也可造成较明显的暴筋:(1)薄膜厚薄不匀(2)收卷张力太大,膜卷太紧;(3)熔体压力不稳定造成厚薄不匀(4)气刀位置、方向不当或出风口不匀(5)原料、膜卷存放条件造成膜卷放置后收缩率大。d.薄膜透明度差聚烯烃为结晶性高聚物,改善透明度的关键是降低结晶度及使结晶细小,主要影响因素是树脂原料,工艺的调节只能从提高冷却效果方面,在一定程度上改善薄膜的透明度:(1)降低冷却辊温度(2)缩短模口到冷却辊的距离(3)放慢挤出速度。e.膜表面白色斑点多斑点主要是原料中的添加剂、低分子量树脂及粉尘等,在加工中凝结在冷却辊上,累积一定数量后被膜不断带走形成的,生产较厚(大于等于0.06mm)的膜时,很易产生。由于是树脂中的析出物造成的,所以不能从根本上消除,工艺上主要的调节方法为:(1)选出析出物较少的树脂型号;(2)生产一定时间后停机擦洗冷却辊;(3)把冷却辊温度略升高,使析出物较难凝结在辊筒上而被膜逐渐带走(4)每生产几卷膜后把气刀压力放最大,清洁辊压力放大;(5)冷却辊内部水垢沉积,冷却不均匀;(6)清洁辊压力偏小。
挤出流延薄膜生产工艺f.薄膜滑爽性差(1)原料结晶度低,如一些共聚物;(2)加工温度及冷却温度偏高,膜粘性增加;(3)原料中的添加剂析出多;(4)模口到冷却辊的距离偏大;(5)挤出牵引速度快,冷却不充分。g.收卷时跑卷(1)环境温度太高,使膜柔软,更易滑出;(2)收卷张力小;(3)膜静电太大。h.膜卷端面不齐(1)收卷张力小,膜卷松;(2)收卷张力、接触张力不稳定;(3)纸芯不够紧;(4)电晕处理电流强度偏小i.薄膜横向强度小生产较薄膜(小于0.3mm)时,横向强度易偏小:(1)挤出速度、牵引速度太快以致取向大;(2)模唇间隙过大,应小于20倍膜厚;(3)冷却温度太低。挤出流延薄膜生产工艺j.膜有条纹人字形纹:(1)气刀压力太高;(2)冷却辊内部有水垢,冷却不均匀。直条纹:(1)模唇有损伤;(2)模口有杂质。k.膜折皱(1)张力偏小(2)张力太大(3)平衡辊幅度太大,引起膜斜向;(4)膜横向厚薄均匀度差。l.薄膜收缩大(1)原料的熔体指数偏大(2)原料的密度偏高、结晶度高(3)加工时温度偏高,冷却效果差(5)存放环境气温高。双向拉伸薄膜生产工艺一、成型原理及特点、应用双向拉伸薄膜是通过对塑料薄膜的纵向和横向的机械拉伸而发生高聚物分子的定向,提高了高聚物分子的结晶度和结晶的细微化,从而大大提高双向拉伸膜的机械强度和透明度。一般来讲,聚合物结晶度提高,透明速度会降低,但是,分子在拉伸过程结晶度提高的同时,结晶颗粒细微化,细微的结晶颗粒不能阻挡光线的穿透性,为此,透明度也能提高。分子定向丧失了热封性,为此,双向拉伸薄膜是不能热封的。双向拉伸薄膜常常作为软塑包装材料的面层或中间层材料使用,这种材料不要求有热封性,但要求有良好的粘结剂粘结牢度,起功能性和印刷作用。
双向拉伸薄膜生产工艺二、双向拉伸工艺
双向拉伸工艺有管膜法和平膜法之分,平膜法中又有逐级双向拉伸工艺和同步双向拉伸工艺之分。
1、管膜法BOPP生产工艺使用日本窒素工程公司制造的管膜法BOPP流水线生产,工艺流程如下:PP粒子挤出机挤出圆形口模→挤出厚骤冷→提升管道热风加热到高弹态→吹胀膜泡→剖切→二个卷取轴卷取。热定型设备上放卷→加热辊加热到热定型温度→保持张力和温度一定时间→逐渐冷却→电晕处理→收卷。2、挤出机技术参数螺杆直径65mm,L/D=28,主电机功率22kW,可无级变速,加热功率16kW,口模模唇直径70mm,加热圈3.6kW,骤冷用自来水经制冷机热交换后,水温控制在-10℃,厚膜厚度误差在2%以下。
双向拉伸薄膜生产工艺
使用日本窒素化学公司生产的PP原料,F5361和XF2376两种树脂,机筒温度如下:
F5361
220℃/230℃/240℃/240℃/240℃(连接器)/230℃(口模)
XF2376
220℃/210℃/220℃/220℃/220℃/220℃(连接口)220℃(口模)
拉伸加热烘道使用热空气加热厚膜,拉伸箱管道加热温度预热器1段24kW,预热器2段18kW,拉伸段12kW。管膜拉伸温度如下
双向拉伸薄膜生产工艺电晕处理装置极板电压3.4kV,极板电流0.13A,栅极电流55mA,电极与辊筒距离0.5-1mm。退火处理(热定型)使用4只加热辊筒和两只定型箱子,可以二片BOPP膜同时进行,其温度如下:
安装静电消除器在收卷前的薄膜上。3、管膜法BOPP薄膜的性能
宽度500-600mm
厚度15-30μm
雾度<3-4%
抗张强度>100-120MPa
断裂伸长率30-100%
100℃下热收缩率<9%
双向拉伸薄膜生产工艺2、平膜法双向拉伸工艺
无论是逐级双向拉伸或同步双向拉伸都是使用挤出机挤出PP粒料,经T型口模流延出厚膜,骤冷后在加热辊筒上加热到拉伸温度,然后先纵向快辊逐级拉伸,再使用夹具把边幅夹紧后,使夹具按倒八字形状逐渐横向拉伸,经定型温度下定型冷却后,电晕处理,分切成要求宽度后卷取、包装出厂。原料粒子→挤出机→T型口模→挤出厚膜骤冷(铸片)→加热辊加热→纵向快辊逐级拉伸→张力架呈八字形横向拉伸→保持拉伸时的张力提高温度进行热定型→冷却辊逐渐冷却→电晕处理→分切收卷。平膜法双向拉伸工艺可以使薄膜的纵向及横向机械性能均匀的加以平衡,同时也可以有意的生产出具有纵向和横向不同性能的薄膜。双向拉伸薄膜生产工艺同步双向拉伸是纵横向同时一次完成。同步双向拉伸工艺的优点
可以用来生产不能使用逐级拉伸技术的塑料薄膜,如:尼龙6薄膜和聚乙烯醇薄膜等,这是因为上述塑料极易结晶,而拉伸可以促进结晶,逐级拉伸时,纵向拉伸后的结晶度已经很高,难以再进行横向拉伸。为此,结晶速度快、结晶度高,容易结晶的聚合物是不适宜于逐步双向拉伸的,只适宜于同步双向拉伸工艺。同步双向拉伸工艺适用的塑料范围广泛,如表4-17中所示。
同步双向拉伸工艺可以生产超薄型的薄膜,最薄的可以生产1UM左右的厚度,透明度好,而且同步双向拉伸工艺使薄膜的厚度均匀性、薄膜的机械强度都较好。
同步拉伸工艺的流水线进口价格很贵,是逐步拉伸工艺的2.5倍。世界上目前还只有不到10条的生产线在生产BOPP和BOPET薄膜。
双向拉伸薄膜生产工艺工艺参数
a.BOPET的生产技术参数
PET颗粒170℃下沸腾床干燥,挤出温度270℃~290℃,纵向拉伸温度80~90℃,拉伸倍数3.5,横向拉伸温度100~110℃,横向拉伸倍数3.7,定型温度230~240℃,冷却温度150~50℃。目前我国共有19条BOPET生产流水线,生产能力可达14万t/a,现年生产9.4万tBOPET薄膜。
b.BOPS薄膜的生产技术参数
挤出温度200℃,可以直接冷却到100~130℃后进行纵横向拉伸,纵向拉伸3.8倍,而横向拉伸3.5倍,然后是拉伸张力下于170~190℃热定型处理。应当注意到的是:PS是无定形聚合物,不必先骤冷再加热到高弹态,可以直接由熔点以下降低到高弹态下拉伸定向。但是,热定型对无定形聚合物而言起的作用并不太大,为此,BOPS薄膜即使热定型后仍旧有较大的收缩率(可达10%~44%),是热收缩膜良好材料,但不适宜于作复合膜的面层材料。
双向拉伸薄膜生产工艺c.BOPA薄膜的生产参数
可以用管膜法或平膜法生产BOPA,挤出机机筒温度在270~290℃下挤出,PA粒子熔点为250℃,在140~150℃下双向拉伸,拉伸倍数为2.2~3.5倍,然后在拉伸张力下于150~210℃的温度热定型。4、特点比较双向拉伸薄膜生产工艺三、影响BOPP薄膜性能的生产因素
1、原材料性能PP是一种典型的立体规整性聚合PP物,根据烃基在分子平面两侧的分布,可分为等规PP、间规PP和无规PP。由于间规PP分子结构的规整度较低,使得间规PP具有较低的结晶速率和结晶度。研究表明,等规度越大,结晶速率越快,薄膜产品的屈服强度和表面硬度会明显增大,而无规PP在聚合物中起内部润滑剂的作用,并有利于聚合物定向,有助于改善薄膜的光学性能。实践证明,只有等规PP的质量分数为95%~97%,无规PP的质量分数为3%~5%的PP才适合生产BOPP薄膜,并且一般选用熔体流动速率为2~4g/10min的PP。双向拉伸薄膜生产工艺2、纵、横向拉伸比在一定的温度下,拉伸比愈大,PP分子链的取向度愈大。即薄膜的力学强度提高、模量增大、断裂伸长率减小,冲击强度、耐折性增大,透气、光泽性变好。BOPP薄膜生产过程中的取向主要发生在纵向拉伸和横向拉伸过程中,在经过纵向拉伸后,高分子链呈单轴纵向取向,大大提高了铸片的纵向力学性能,而横向性能劣化。进一步横向拉伸后,高分子链呈双轴取向状态。随着分子链取向度的提高,薄膜中伸直链段数目增多,折叠链段数目相应减少,晶片之间的连接链段逐渐增加,材料的密度和强度都相应提高,而断裂伸长率降低。因此双向拉伸可以综合改善PP薄膜的性能。纵向拉伸比和横向拉伸比的差异最终决定BOPP薄膜纵、横向的物理、力学性能差异。如果纵向拉伸比和横向拉伸比相差不大,两个方向上的分子取向就没有明显的差异,BOPP薄膜表现出各向同性。为了生产纵向性能高于横向性能的BOPP薄膜,纵、横拉伸比的选择相当重要,一般情况下,纵向拉伸比(4.5~5.5)小于横向拉伸比(7.5~9.0)。BOPP薄膜的横向拉伸是一个重要且复杂的过程,整个过程在一个连续的热环境中进行。双向拉伸薄膜生产工艺横向拉伸过程具有多拉伸起始点,这主要是由横向上的某些薄弱点以及薄膜中杂质、气泡和外观缺陷等因素造成的,较高的横向拉伸速率易引起产品厚度不均匀。同时在横向拉伸时,有“阶梯拉伸”和“固有拉伸倍数”的问题。即在横向拉伸过程中,在薄膜的横向有若干个突然被拉伸到最大倍数的“阶梯”点。随着拉伸过程的进行,“阶梯”逐渐向两侧扩展,直至在整个幅面上全部被拉伸。在BOPP薄膜生产中,拉伸程度必须达到“固有拉伸倍数”,即薄膜的纵向拉伸比和横向拉伸比的乘积必须达到40左右。如果纵向拉伸比不足,拉伸后薄膜横向出现许多“斑马纹”或厚条道;如果横向拉伸比不足,两个边部就会出现厚条道。
双向拉伸薄膜生产工艺3、温度拉伸各区的温度分布是影响BOPP薄膜拉伸取向、结晶的关键因素。温度是通过聚合物粘度和松弛时间的作用来影响取向过程的。温度升高,聚合物粘度降低,在恒定应力作用下,高弹形变和粘性形变都要增大,高弹形变增加有限,粘性形变发展却很快,有利于聚合物取向。(1)在高于粘流温度Tf或熔点(Tm)温度拉伸时,聚合物的大分子活动能力很强,在很小的外应力作用下就会引起分子链解缠、滑移和取向,然而在高温作用下,其分子的解取向速率也会加快,使有效取向度降低。(2)当温度逐渐升高到Tg以上时,聚合物具有弹性,热运动的能量克服了某些物理交联点的牵制,使链段产生运动,但整个分子链尚不能移动。(3)当在Tg以下拉伸时,外力只能引起分子链伸缩、振动和键角的微小改变。塑料薄膜的拉伸温度一般在Tg~Tm(或Tf)之间,具体温度根据聚合物的性能决定。
双向拉伸薄膜生产工艺实践证明,采用比较低的预热、拉伸温度或者拉伸后立即进行冷却,是提高BOPP薄膜取向度、减小结晶度的有效方法。预热温度过高会导致PP形成球晶,薄膜透明性下降;而拉伸温度过高,PP链段易于解取向,不但引起热封性面层材料粘辊,而且大大降低BOPP薄膜的物理、力学性能。横向拉伸区的温度分布应力求均匀、稳定,否则会影响BOPP薄膜横向厚度的均匀性及拉伸的连续性。PP是结晶性聚合物,其最大结晶速率的温度约为Tm的0.80~0.85倍,温度越高(如在Tm附近)或越低(如在Tg附近),越难结晶。如果在拉伸过程中要防止预热、拉伸时PP结晶度的急剧增加,选择拉伸温度时最好不要在其最大结晶速率的温度区域,而选在结晶开始熔融、分子链能够运动的温度下,即在低于Tm25℃左右的温度范围内进行拉伸。
双向拉伸薄膜生产工艺四、BOPP薄膜生产中常见的问题及解决办法1、铸片常见的缺陷和解决办法a.横向条纹(1)大间距横向条纹其产生原因主要有挤出熔体压力不稳、急冷辊转速或温度不均、风刀风量波动过大3点。其中第1点比较常见。造成压力不稳的因素有很多,最主要的一方面是生产线线速度提速过快,造成计量泵转速迅速提高,而另一方面主挤出机螺杆转速提高相对较慢,造成模头吐料不足,压力不稳。遇到此类情况,最好适当延长提速时间,待线速度稳定后,横向条纹自然消失。还有一种比较常见的情况,就是原料因素。在各项工艺条件控制较好,经多次调整无明显改善时,就要考虑更换原料。(2)小间距横向条纹小间距横向条纹在实际生产过程中并不常见,产生原因有4点:机头的角度不适宜、风刀角度或风量不适宜、机头附近气流影响、急冷辊转速不稳。可从这4个方面加以解决。
双向拉伸薄膜生产工艺b.纵向条纹在铸片过程中,有时会看到挤出铸片局部、固定位置处有连续纵向条纹。如果用这种铸片来生产BOPP薄膜,将导致薄膜横向厚度不均匀;收卷、分切薄膜外观出现明显的突起(暴筋)或纵向条纹。消除纵向条纹通常采取的措施有:①选用结构合理、质量好的模头,保证唇口光洁,不得有任何机械损伤。②加强熔体过滤。③及时清除唇口上的杂物,做好机头维护工作。④提高气刀吹风的均匀性。⑤合理控制挤出各段温度。⑥调整好机头相对急冷辊的位置。
双向拉伸薄膜生产工艺c.两边翘曲该现象主要是由附片效果不好、铸片过程中两面温差过大造成的。铸片翘曲将影响薄膜的平整性,就PP来说,由于铸片冷却不均匀,结晶不均匀,直接影响薄膜的成膜性。铸片边缘通常向温度较低的一面翘曲,因此在生产过程中可根据铸片的翘曲情况判断急冷辊面与水槽中冷却水温度的高低,进而考虑解决办法。
d.出现气泡如果熔体中夹带杂质,原料含水率过高,挤出温度过高,物料加热时间过长或者挤出机、过滤器中积存空气或降解物等情况时,铸片中就可能出现气泡。在正常生产过程中如果出现气泡,要仔细观察气泡形状、颜色等,分析产生原因并加以解决。如果空螺杆开机挤出或更换新的熔体过滤器再次开机时,挤出机或过滤器中可能存有空气或降解物,此时铸片中一般会出现气泡。这种问题一般通过充分排料就可以解决。
双向拉伸薄膜生产工艺e.边缘不整齐铸片边缘不整齐可能是由于模唇两端密封件损坏造成边部漏料,也可能是压边系统不正常,或者是挤出熔体压力不稳。查明原因后要及时使用相应的方法解决,否则容易造成横拉脱夹。f.其它缺陷在铸片过程中可能还会出现铸片内含有晶点、焦料、未熔料、结晶度不适宜、光泽度不良及出现鲨鱼皮现象等缺陷。这些缺陷在工艺较成熟、技术水平较高的生产线上一般不会出现。
双向拉伸薄膜生产工艺2、拉伸破膜的原因及解决办法
a.横拉前破膜在铸片或纵拉过程中生产条件发生了明显变化、薄膜纵向厚度变化很大或铸片出现很大缺陷时,使得铸片在拉伸过程中局部拉伸应力超过了材料的允许承受应力,导致横向破膜。不过横拉前破膜在正常生产过程中很少见。
b.横拉破膜横拉破膜在生产过程中最为常见。薄膜被高速横向拉伸时最容易破裂。一般把横拉破膜分为横向破膜、纵向破膜和脱夹破膜3种类型。(1)横向破膜横向破膜原因很多,具体可分为:①原料中含有性能差异较大的杂质(低分子物、油污等)。②铸片上有明显的横向条纹、气泡。③各种不明显的横拉前破膜因素进一步扩大(纵向厚度波动等),使局部区域应变过大。④铸片的结晶、取向状况偏差过大。⑤过滤器损坏,片铸片杂质含量高。⑥机头漏料。⑦辊面压伤。⑧废料、设备划伤薄膜。⑨挤出、纵向拉伸温度设定不当。⑩烘箱顶部及风管上聚集的各种挥发物落到薄膜上。另外,链夹损坏也是其中一个重要原因。
双向拉伸薄膜生产工艺(2)纵向破膜如果出现纵向破膜,可以从以下几个方面分析:①薄膜横向厚度偏差过大。②纵、横向拉伸比过大。③纵向拉伸时边缘温度过高。④纵向拉伸定型温度过高,铸片结晶取向不好。⑤链夹温度过高。⑥横拉烘箱内有废料划伤薄膜。
(3)脱夹破膜脱夹主要从膜片、夹具和工艺3方面分析:首先,如果铸片边缘不好或者厚度偏差大,就容易造成脱夹。此时要及时调整铸片工艺,把铸片的缺陷消除。其次,如果在正常生产中出现脱夹,经人工复位后仍然脱夹,此时就要考虑设备原因,可能是有链夹损坏无法闭合,也可能是有废膜挂在链夹上,或者可能是入口导边器失灵。出现此种情况,要立即停机,并认真检查。另外,薄膜横向拉伸时预热、拉伸温度过低,入口张力不适宜等也会造成脱夹。双向拉伸薄膜生产工艺c.横拉后破膜(牵引、收卷破膜)横拉后破膜主要是由于设备故障或操作不当造成的。主要可以归纳为:①牵引、收卷张力过大。②电晕电极与电晕辊间距过小,擦伤薄膜。③切边切刀不锋利,造成薄膜边缘不整。④吸边不及时。⑤薄膜包辊。⑥飞刀不合适,无法正常换卷等。
压延薄膜生产工艺以辊筒为塑化成型工具,利用热塑性塑料在熔融状态下具有的延展性,在辊筒的强大压力下制成薄膜、片材的方法叫压延工艺。压延法生产薄膜是PVC的主要成膜工艺。压延工艺虽然投资大、设备维修保养技术要求高、操作较复杂,但具有生产速度快、生产的薄膜质量好的优点,可以生产70~350微米的各种厚度的PVC膜、片。
压延薄膜生产工艺一、软PVC压延薄膜生产工艺流程生产软质聚氯乙烯薄膜的工艺流程,首先按规定配方,将材脂和助剂加入高速混合机(或管道式捏合机)中充分混合,混合好的物料送入到密炼机中去预塑化,然后输送到挤出机(或炼塑机)经反复塑炼塑化,塑化好的物料经过金属检测仪,即可送入压延机中压延成型。压延成型中的料坯,经过连续压延后得到进一步塑炼并压延成一定厚度的薄膜,然后经引离辊引出,再经轧花、冷却、测厚、卷取得到制品。压延薄膜生产工艺压延(机)生产工艺流程:压延薄膜生产工艺压延薄膜生产工艺二、硬聚氯乙烯压延片材生产工艺流程
主要由高速混合机、密炼机、炼塑机、压延机等组成。1-辅料混合吸附器2-旋风分离器3-储罐4-风机5-布袋过滤器6-风机7-文氏管8-螺旋加料器9-储仓10-高速混合机11-密炼机12-炼塑机13-压延机14-冷却装置15-光电器16-切割装置17-片材
压延薄膜生产工艺三、影响压延制品质量的因素(一)、压延机的操作因素
1、辊温与辊速
物料在压延成型时所需的热量,一部分是辊筒提供的,另一部分来自物料与辊筒间的摩擦以及物料本身的剪切作用产生的热量。产生摩擦热的大小除与辊速有关外,还与物料的增塑程度有关,也即与其粘度有关。因此,不同的物料,在相同的辊速条件下,其温度控制就不同,同样,相同配方不同的转速时,其控制温度也不同。
压延时,物料常粘于高温或高速辊筒上,为了使物料能依次贴于辊筒上,避免空气夹入,各辊简的温度一般是依次递增的,但三、四辊温度较接近,这样便于薄膜从三辊上引离下来。各辊的温度差为5—10℃。
压延薄膜生产工艺2、辗筒的速比
压延机相邻两辊筒线速度之比称为辊筒的速比。使压延机具有速比的目的,不仅使压延物依次贴于辊筒,而且还在于使塑料能更好地塑化,因为这样能使物料受到更多的剪切作用。此外,还可以位压延物取得一定的拉伸与取向,从而使所制薄膜厚度减小和质量提高。为了达到拉伸与取向的目的,辅机与压延机辊筒速度也有相应的速比。这就使引离辊、冷却辊、卷取辊的线速度依次增加,并都大于压延机主辊筒(一般四辊压延机以三辊为准)的线速度。但速比不能太大,否则薄膜厚度将会不均匀,有时还使薄膜产生过大的内应力。薄膜冷却后要尽量避免拉伸。
调节速比的要求是既不能使物料包辊,又不能不吸辊。速比过大会发生包辊现象,反之则会出现不吸辊现象,以致空气带入使产品出现气泡,如果对硬片来说,则会产生“脱壳”现象,塑化不良,造成质量下降。压延薄膜生产工艺3、辊距与存料量
调节辊距的目的是为了适应不同厚度制品的要求,也是为了改变存料量。压延机的辊距,除最后一道与产品厚度大致相等之外,其它各道都比这个数值要大,而且按压延机辊筒的排列次序自下而上逐渐增加,借以使辊筒间隙中有少量存料,辊隙存料在压延成型中起储备.补充和进一步塑他的作用。存料的多少与存料旋转的状态宜接影响产品质量。存料过多,薄膜表面出现毛糙和云纹,并容易产生气泡。在硬片生产中还会出现冷疤。此外,存料过多对设备也不利,因为增加了辊筒的负荷。若存料过少,则因压力不足造成薄膜表面毛糙。如在硬片中会出现变形孔洞。存料过少通常容易引起边料的断裂,以致不易牵致压延机再用。存旋转也不佳,会使产品横向厚度不均匀,薄膜有气泡,硬片有冷疤。存料旋转不好的原因在于料温太低,辊筒温度也低或辊距调节不当,所以综上所述可知辊隙存料是压延操作中需要经常观察和调节的。压延薄膜生产工艺(二)原材料因素
1、树脂
一般说来,使用分子量较高和分子量分布较窄的树脂较好,可以得到物理力学性能好的,热稳定性高和表面均匀性好的制品,但会增加压延温度和对设备负荷,对生产较薄的膜更为不利,所以在设计配方时要进行多方面考虑,选用适用的树脂。
近几年来为了提高产品的质量,用于压延成型的树脂有了很大的发展,用本体聚合的树脂产品透明度好,吸收增塑剂效果也好。此外通过树脂与其它材料的掺合改性和单体接枝成段共聚,从而得到性能更好的树脂,如在聚氯乙烯中加入丙烯酸类均聚物,可提高加工速度和生产片材厚度至0.8毫米的硬片,由于主体有较高的强度,压延时就允许有较大的牵引速度和以后热成型时可以有较大的牵伸度,而且可以在较低的温度下加工。树脂的灰分、水分和挥发物含量不能大大,灰分过高,降低膜的透明度,而水分和挥发物过高则会使制品常带气泡,此外各级分的纯度与均匀皮对制品的质量也有影响。
压延薄膜生产工艺2、其它组分
配方中对压延成型影响较大的是增塑剂和稳定剂。增塑剂含量越多,物料的粘度就越低,因此在不改变压延机负荷下,可以提高辊简转速或降低压延温度。
采用不适当的稳定剂经常使压延辊筒(包括花辊筒)表面蒙上一层蜡状物质,致使膜面不光,生产中发生粘辊现象或在更换产品时发生困难。压延温度越高,这种现象越严重。出现蜡状物质的原因,是由于稳定剂与树脂的相容性太差,而且其分子极性基团的正电性较高,以致压延时被挤出而包在辊子表面,形成蜡状物。颜色、润滑剂及毡合剂等原料也有形成蜡状层的可能,但不如稳定剂严重。
避免蜡状物形成的方法有:①选用适当的稳定剂。硬脂酸钡的正电性高,所以在配方中要尽量控制用量。此外最好不用月挂酸盐而用液体稳定剂。②掺入吸收金属皂类更强的填料,如含水氧化铝等。②加入酸性润滑剂,如硬脂酸等。酸性润滑剂对金属皂有更强的亲合力,可以首先占领辊筒表面并对稳定剂起润滑作用,因而可避免稳定剂粘附辊筒表面。但硬脂酸的用量不宜过多,否则物科不好塑化,也容易在薄膜中析出或在膜酌二次加工时影响粘接性。压延薄膜生产工艺3、供料前的混合与塑炼
混合与塑炼的目的是使塑料各组分充分地分散和塑化均匀。如果分散不好,对薄膜的内在性能和表面质量都有影响。塑炼时温度不能过高、时间不宜过长,否则会使过多的增塑剂散失以及引起树脂的分解。塑炼时温度不能过低,不然不粘辊或无法塑化。适宜的温度视配方而定,一般软制品在165-170℃,而硬制品在170-190℃之间。
压延薄膜生产工艺(三)设备因素
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