張友根

（寧波海達塑料機械有限公司）

基于綠色化原則的“十三·五”多層共擠吹膜設備的科學發(fā)展（二）

張友根

（寧波海達塑料機械有限公司）

（上接《塑料包裝》2015年第6期）

2.6 壽命最大化成型性能的科學發(fā)展

實現(xiàn)設備能滿足當前和將來相當長一段時間內的市場需求，最大限度地減少產品過時，延長產品的“使用”周期，實現(xiàn)設備壽命周期的最大化，降低了社會物質資源的消耗及制造能源消耗。用戶只要購買一套主機，配備不同的周邊設備，就能加工不同類型的薄膜產品。意大利Luigi Bandera公司的多用途多功能的EXPH 300型3層共擠吹膜設備，使用獨特的3股冷風通道的冷卻風環(huán)，模頭直徑280mm，可生產折徑為1300mm、厚度為45μm的收縮膜、復合膜、冷拉伸托盤罩膜等，生產力可達450kg／h，可加工LDPE、LLDPE、mLLDPE等多種材料以及它們與EVA、MDPE、HDPE、COPP等的摻混物，更換產品尺寸和厚度是均有更大的靈活性，適應更換頻繁的小批量多品種的生產。德國萊芬豪舍·凱孚爾擠出公司9層吹膜生產線的吹膜模頭可以加工當前行業(yè)中很多常用配方。大連吉潤企業(yè)集團七層共擠吹膜機設備，除了生產七層普通共擠膜外還可以生產拉伸膜、收縮膜、導電膜抗菌膜等功能性特種包裝膜，設備產量每小時300公斤，最大吹膜直徑2米，厚度0.04～0.20mm，厚度誤差小于正負0.005毫米。江門市建利豐機械有限公司開發(fā)了適合HDPE、LDPE薄膜的單主機可配2／4／6套吹膜系統(tǒng)（模頭、風環(huán)、牽引、卷?。┑南盗写的C，膜厚0.008～0.08mm，最大卷取直徑650mm，最大折徑為980mm，實現(xiàn)單主機加工不同規(guī)格的薄膜，適應快速變化的市場需求。

2.7 吹－?。瓑涸诰€一體化成型性能的科學發(fā)展

金明公司研制開的新一代FFS三層共擠重包裝吹膜印刷壓花生產線，整線包括吹膜、印刷、壓紋及插邊等四個單元組成。共用一臺收放卷裝置，實現(xiàn)制膜、印刷、壓紋、插邊、收卷五道工序一次完成，成品膜卷可直接用于后道的充裝、封口。吹膜單元配置三臺單螺桿擠出機，采用陶瓷加熱器，主電機采用變頻電機及進口變頻器，具有過壓自動報警功能。同時配置了美國進口12組份自動稱重混料可以大大提高工作效率和降低操作失誤。模頭采用三層螺旋中心進料結構設計，自主研發(fā)的自動風環(huán)，可以自動調節(jié)控制薄膜的厚薄均勻度。第一牽引部分針對FFS重包裝薄膜的特點采用了三輥式水冷設計以加強冷卻效果，提高產量。收卷裝置為具備自動換卷和自動切斷功能的單工位的平面中心收卷式，薄膜最大的卷取直徑可達1500mm。其他如IBC膜泡內冷裝置、在線自動測厚系統(tǒng)、自動糾偏裝置、電暈處理機等等均做作為標志配置集成在吹塑單元。印刷單元采用四色凹版印刷機，電腦控制套印精度，印刷速度和吹膜速度同步，具備自動循環(huán)供墨、自動粘度控制、刮刀橫向擺動功能。壓紋、插邊單元技術采用金明公司的專利技術，可以實現(xiàn)薄膜雙面雙排內部壓紋和插邊深度可調。整機采用德國西門子公司計算機集中控制系統(tǒng)，能夠對整機的加工溫度、螺桿速度、熔體壓力、熔體溫度、IBC內冷系統(tǒng)和外冷卻風環(huán)、薄膜線速度、張力、收卷等系統(tǒng)進行控制，通關顯示監(jiān)控各溫度、壓力、電流、電壓、張力、速度、長度等參數(shù)，具備自動報警和自診斷功能。

2.8 多能通用化成型性能的科學發(fā)展

提高多層共擠吹膜設備加工的靈活性。意大利Luigi Bandera公司的多用途多功能的EXPH 300型3層共擠重質包裝袋吹膜設備，使用獨特的3股冷風通道的冷卻風環(huán)，模頭直徑280mm，可生產折徑為1300mm、厚度為45μm的收縮膜、復合膜、冷拉伸托盤罩膜等，生產力可達450kg／h，改進的模頭及螺桿可加工LDPE、LLDPE、mLLDPE等多種材料以及它們與EVA、MDPE、HDPE、COPP等的摻混物，更換產品尺寸和厚度是均有更大的靈活性，適應更換頻繁的小批量多品種的生產。德國萊芬豪舍·凱孚爾擠出公司9層吹膜生產線的吹膜模頭可以加工當前行業(yè)中很多常用配方。

2.9 模塊化和專業(yè)化的科學發(fā)展

“模塊化”實現(xiàn)設備系統(tǒng)與模塊及新技術的靈活組合，可根據(jù)未來的市場需求進行簡單便捷的調整，從而保證其薄膜生產能保持業(yè)內領先地位壽命周期最大化，設備實現(xiàn)最大壽命周期，降低制造占用資源的消耗，適應不同用戶的特殊要求，縮短新產品的研發(fā)周期，爭取更大的市場份額。而“專業(yè)化”生產可以將擠出成型裝備的各個系統(tǒng)模塊部件安排定點生產甚至進行全球采購，這對保證整機質量、降低成本、加速資金周轉都非常有利。

德國W＆H公司最新開發(fā)的十一層VAREX II吹膜設備，機組采用模塊式結構，包括多種MDO系統(tǒng)、熱處理組件及水槽，提供幾乎無限的組合可能性。從8微米厚的PE－HD紙袋內襯膜到僅帶1微米EVOH層的11層阻隔膜，可實現(xiàn)針對薄膜性能的在線改良，這無疑更進一步拓寬了該系統(tǒng)原本就已經很廣泛的適用領域。

德國KIEFEL公司的九層共擠吹膜設備，采用模塊化技術。擠出機采用了經過特別設計的、剪切力極小的混料段。該混料段可保證熔體溫度的可控性以及膜泡的穩(wěn)定性。此外，為了節(jié)省空間、減少維護成本，這種擠出機采用了無需傳動皮帶的齒輪箱直接驅動技術。模頭采用預分配器均勻地將從各擠出機出來的熔體流分配到多層環(huán)形流道。多層共擠阻隔膜各層的厚度和分布的精確度由預分配器、螺旋型芯的設計及其加工精度來決定，各層合流處的口模內部間隙的精度尤其有著舉足輕重的作用。因為開模力很低，同軸分布的螺旋型芯可精確地保證各層的結構以及厚度分布。優(yōu)化設計也能夠保證較短的多層熔體合流路徑，可以顯著減少溫度很高的尼龍（PA）層對其他溫度敏感原料層造成的不良影響。采用旋轉牽引系統(tǒng)，可以設置更小的旋轉角度，減少起泡，對于生產平整度要求高的產品有很大的好處。

3 多層共擠吹膜設備綠色化生態(tài)技術的科學發(fā)展

多層共擠吹膜設備綠色化生態(tài)技術主要內涵：設備在整個生命周期內，最大限度地減少對環(huán)境的負面影響，諸如噪音、振動、熱、化學物質以及點輻射等對人類健康損害的要素，均不應對環(huán)境產生污染和對生態(tài)環(huán)境的破壞，潔凈人類生存環(huán)境的健康化。

多層共擠吹膜設備在整個生命周期，即從原材料、成型加工、直至廢棄物再生利用的整個制造工程中，以及最終處理的生命周期全過程，均不應對環(huán)境產生污染和對生態(tài)環(huán)境的破壞。最大限度地減少制造對環(huán)境的負面影響，諸如噪音、振動、熱、化學物質以及各類輻射等對人類健康損害的要素，廢棄物、廢水、廢氣、粉塵排放、高分子材料熱分解等污染排放對環(huán)境的影響，潔凈人類生存環(huán)境的健康化。

3.1 生態(tài)健康化加熱技術

傳統(tǒng)的電阻絲加熱效率僅為40%～60%，其余的能量以輻射的形式浪費到環(huán)境中去，不但浪費能量，而且惡化周圍工作環(huán)境，造成環(huán)境污染。生態(tài)健康化的電磁感應加熱技術在多層共擠吹膜設備上得到推廣應用。

電磁感應加熱系統(tǒng)。加熱效率能夠達到90%，降低二氧化碳的排放量。沒有傳統(tǒng)電阻發(fā)熱圈加熱方式輻射到空氣中的能量，可顯著降低環(huán)境溫度。表面的溫度在50°C以下，人體完全可以安全觸摸，完全避免傳統(tǒng)加熱方式帶來的因表面高溫而造成的燒傷、燙傷事故發(fā)生。杜絕了因表面高溫引燃附作物發(fā)生不安全事故。由于表面溫度低，它不會燒焦吸附在它表面的異物：如塑料顆粒、油污、灰塵等，不會產生有害氣體，改善了車間的空氣環(huán)境，保證了設備及員工的安全。電磁感應加熱的工作原理是高頻電磁感應原理，交變磁場的磁力線通過金屬材料時產生強大的渦流，導致金屬材料自行快速發(fā)熱，具有優(yōu)異的節(jié)能、環(huán)保、實時的綠色化性能，逐漸在多層共擠薄膜設備上得到應用，明顯表現(xiàn)出了清潔環(huán)境、節(jié)能高效、提高薄膜性能的綠色化性能。

上海新三花薄膜有限公司［2］在塑料吹膜設備采用電磁感應加熱方式，以同機組、同原料型號、同規(guī)格的薄膜進行分析，平均日產量基本相同，耗能由79kWh／h下降為60kWh／h，節(jié)能19kWh／h以每天生產22h、全年生產330天計算，可節(jié)約用電137940 kWh，相，當于全年節(jié)能量約55.73 t標準煤。溫度控制精準，產品質量明顯提高，縱、橫各自的拉伸強度由18MP提高到25MPa、斷裂伸長率由300%提高到450%、落鏢沖擊由100／g提高到200／g。

3.2 生態(tài)健康化驅動技術［3］

生態(tài)健康化驅動的核心是采用高效率的動力驅動源，動力驅動源高效率意味著能量損耗小，即降低轉變?yōu)樵肼暤哪芰?，減少對環(huán)境的噪聲污染。交流伺服電機直接驅動執(zhí)行機構運行系統(tǒng)，無液壓驅動可能產生的油液污染、噪聲污染，并且動態(tài)反映快、大幅度節(jié)能，被稱謂綠色驅動技術，取代變頻驅動，在多層共擠吹膜設備上得到推廣應用。

低速高力矩的交流伺服電機驅動單螺擠出塑化，實現(xiàn)低噪聲的高效率動力驅動。江蘇南通三信塑膠裝備科技有限公司低速大扭矩交流伺服電機驅動單螺桿擠出機，采用德國包米勒公司最新推出的DST（150）－400系列低速大扭矩交流伺服電機，其轉速范圍為100～300轉／每分鐘，其扭矩范圍為110～14752Nm，（涵蓋了11kW－75kW的交流驅動電機，螺桿直徑35～120mm規(guī)格的擠出機），交流伺服電機與主軸連為一體的推力軸承箱（俗稱推力包），不需要減速箱，直接與擠出螺桿相連。湖北輕工機械股份有限公司是國內常規(guī)3～5層共擠吹膜設備制造的代表，采用包米勒公司的低速高力矩的交流伺服電機驅動單螺擠出塑化，降低了噪聲，并提高了能效。金明精機股份有限公司采用法國PARKER公司的低轉速、高力矩的電機取代傳統(tǒng)的電動機和齒輪箱，直接驅動螺桿塑化。

加拿大賓頓工程公司FlexWIN收卷機，交流伺服電機直接驅動，實現(xiàn)精確的力矩控制，節(jié)省能源。

（未完待續(xù)：見本刊2016年第2期）