bokee.net

工程师博客

正文 更多文章

透气性塑料薄膜及生产线(转)

 透气性塑料薄膜以聚烯烃树脂(一般为PE)为载体,加入微细特殊填充料(如CaCO3)后用流延冷辊成型法挤出而成,经纵向拉伸处理后,具有独特的微孔结构。这些以高密度分布在薄膜表面的特殊结构微孔,使薄膜既能阻隔液体水的渗漏,又能让水蒸汽等气体分子通过。该薄膜的原材料主要由基本树脂(LLDPE+LDPE、HDPE、EVA或PP)和无机填充物(CaCO3含量在45%~50%之间)组成。在湿度90%、37℃的条件下测量,水蒸气透气率(WVTR)可达到500~5000g/m2(24h),耐水压(60~200cm水柱)。在通常情况下,该薄膜的温度比非透气性薄膜低1.0~1.5℃,手感柔软(与自然的棉制品相似),吸附力强。
前景广阔的透气性塑料薄膜

目前,透气性塑料薄膜的主要应用领域包括个人卫生护理用品、医用防护用品(如医用床垫、防护服、手术服、手术床单、热敷贴、医用枕套等)、特殊场所个人防护用品、服装里衬、药品包装用辅料。

以个人卫生护理用品行业为例,一般这类用品所接触的人体部位很容易因潮湿而滋生各种细菌。由化纤纺织材料制成的产品由于透气性较差,使皮肤释放的水分不能被吸收和蒸发,这样造成湿度过大,不仅使舒适度降低,而且容易促进细菌繁殖,对皮肤产生刺激。因此,利用透气性材料来最大限度地维持皮肤表面的干爽舒适,成为当今个人护理用品行业发展的重要趋势之一。

透气性塑料薄膜可以允许水蒸汽通过而不使液体水通过,将卫生护理用品吸水芯层中的水蒸汽通过薄膜向外排出,使皮肤接触层保持非常高的干燥度,令皮肤表面更干爽,有效抑制细菌滋生,加强对皮肤的保护。此外,其如同丝绸般的柔软手感和无声等特点是目前其他同类材料所无法比拟的。

在欧美、日本、韩国、远东地区以及我国的港台地区,已经广泛使用透气膜作为卫生护理用品的底膜。在中国大陆,随着近年来人民生活水平不断提高,透气性塑料薄膜的生产和使用量逐年上升。社会对保护妇婴健康的重视也进一步推动了透气性塑料薄膜的应用。

目前,国内只有少数大型企业能正常批量生产透气性塑料薄膜,年产量不超过7000t。然而,随着市场需求越来越旺盛(每年的增长率达10%~15%),透气性塑料薄膜还将会拥有更广阔的利润空间和更巨大的发展潜力。可以预期,在未来的医用防护用品、个人卫生护理用品等领域,透气性塑料薄膜的应用将越来越普遍。
具有高性价比的透气性塑料薄膜生产线

据统计,从欧美引进一条透气性塑料薄膜生产线(模唇宽度为2500mm)需要人民币2000万元以上,从韩国引进一条同类型的生产线也大约需要1300万元人民币。佛塑集团在国内已首家研制开发出模唇宽度达2500mm的透气性塑料薄膜生产线。此生产线的长度为25m,宽度为4.5m,高度为4m,重量约为80t,并已投入正式生产。该生产线的投资少,而在综合性能、技术指标等各方面已经与韩国生产线不相上下,具有高速、性能稳定、环保、节能等特点,更具有在性价比方面的明显优势。

1、透气性塑料薄膜生产线主要组成

干燥单元

采用中央式原料干燥系统、PLC编程控制和PID温控系统,密封热风循环实现高效吸湿。

多组分计量、称重、送料单元

由配料装置、真空上料机、计量输送料装置、称重装置、混料装置等组成,可实现精确计量熔体挤出量,以保证稳定挤出。

挤出机单元

采用Φ150/34D螺杆,材质为38CrMoA,氮化处理,氮化层厚度为0.5~0.7mm,表面硬度>HV920,挤出量约为500kg/h。料筒采用进口超低噪音风机冷却。减速箱采用特殊合金齿轮,经特殊的磨齿工艺处理,加上专业高输出扭矩设计,降低机器的噪音并延长其使用寿命。配置熔体计量齿轮泵和圆柱式全液压换网装置,以及美国Dynisco温度和压力测量传感器。

模具

采用全自动流延T型模头,模唇宽度为2500mm,模头材质采用进口优质热作模具钢,模头内部采用衣架式流道结构,流道镀硬铬,表面精细抛光。

冷却单元

主辊轮直径为Φ600mm,材质为45号钢,表面采用高频淬火处理并镀硬铬,表面硬度为HRC63。驱动马达采用德国SEW电机,变频调速。配置英国hansen高品质螺旋锥齿减速装置。

测厚单元

采用X射线非接触式计算机集成测试系统。“O”型扫描架非常轻巧且结构稳定,扫描速度为0~10m/min,配置全电脑控制及显示系统。测厚探头具有很高的灵敏度和稳定性,受环境影响小。

拉伸单元

采用热油加热系统,包括两条预热辊、6条拉伸辊及压辊。预热辊直径为300mm,经磨光、镀铬处理。拉伸辊及压辊直径为150mm,材料为矽胶(或陶瓷)。各辊表面的横向温差为±1℃。加热总功率为40kW,内部油温最高达100℃。

摆动单元

配置进口微型减速电机,传动稳定,摆动范围为0-300mm可调,可避免膜卷上形成皱折和暴筋。

边料回收单元

配备顶紧稳定切边装置、铝质双导向边料牵引轮,及在线边料破碎切粒回收装置。

电晕处理单元

采用Φ250mm液态硅胶辊,内部通水冷却。配置空气间隙调整装置及电晕冷却辊,输出功率在1-25kW间可调。

收卷单元

采用双工位圆盘翻转式收卷方式,最大收卷直径为600mm,通过精确计米实现全自动换卷。收卷电机采用直流电机,配置英国欧陆(Eurotherm)直流调速器。齿轮箱配置英国hansen高品质螺旋锥齿减速装置。
2、透气性塑料薄膜生产线生产过程

干燥好的树脂原料经过挤出机熔融塑化后,通过过滤器和联接管进入流延T型模头,经过狭缝型模唇挤出。薄膜直接紧贴在急冷辊上,通过2条冷却辊冷却和重新固化。随后,薄膜通过测厚仪测厚,再经预热辊、拉伸辊后进行纵向拉伸,定型冷却、电晕后再切去较厚的边料,通过全自动卷绕装置卷取为膜卷,进行在线分切,得到筒状的薄膜产品。
3、透气性塑料薄膜生产线优异的性能

本生产线采用了精心研发的多种创新挤出技术,与其他国产流延膜生产线相比,拥有高效节能的最优化配置组合,并以在制造及加工工艺方面具有独特的优势,显示出优异的综合性能:
对于薄膜成型及各种加热冷却等温度控制,生产线的温控精度达到±1℃(部分已达±0.5℃);
经多次生产测试,平均能耗为0.4kw/kg,从整体来说已基本达到国际先进水平,可以有效地降低运行成本,使用户快速收回投资;
经测试,薄膜成型精度达到±1%~±3%,不仅有利于提高薄膜品质,而且节省原料并降低生产成本;
生产线的机械线速度达到200m/min,可实现生产过程的高速、高效、高产能;
设计合理,安全可靠,适用范围广。

经过运行及测试,此条生产线的各项技术指标均已达到国际先进水平,是目前速度最快、技术最先进的国产透气性塑料薄膜生产线。采用该生产线生产出来的透气性塑料薄膜在湿度90%、37℃的条件下测量,其WVTR高达8000g/m2(24h),已达到了国际先进水平。

4、独特的设计

在生产线中,应用特殊的双金属螺杆挤出控制系统,通过优化流道设计,可以更好地提高熔体流速和原料的塑化效果,满足树脂原料特殊的挤出要求;通过采用国际一流的下垂式衣架型流道设计,全自动模头配合高精度的厚度自动检测控制系统,可更有效地跟踪控制薄膜的横向和纵向厚度均匀度,从而保证其高品质。这对保证薄膜的后续工艺和无问题拉伸来说相当关键。

模唇采用柔性设计,并以最有效的间距调节点(25.4mm)来确保所用金属材质不会因受到熔体流反压的影响而引起模唇间隙变化,从而更有效地微调模头横向宽度上的熔体厚度偏差,使薄膜更加平整。

冷却辊应用自动恒温双流道循环冷却控制系统,加上先进的内流道和薄壁设计,使进出水的压力损耗只有0.5bar(1bar=105Pa),辊面温度的控制精度在±1℃以内,确保辊面温度均匀分布,极大保证了薄膜的高品质。

精密的三组分重力测量加料系统可实现物料的自动称重、计量、上料、混合、储存及分配,此系统和测厚装置及全线自动控制系统构成一个闭环整体,可实时自动调整挤出机的挤出量,确保物料更加稳定地挤出。精确的矢量同步伺服传动系统可提高生产线的速度及稳定性,减少维修保养成本并节约能耗。

全自动高速收卷装置避免了传统收卷方式的缺陷,专业设计的跟踪接触辊使膜卷在高速翻转时也能保持良好的卷姿;翻转架旋转采用变频控制方式,可实现机架的缓速启动和停止,提高停位精度,使收卷张力更加稳定;任意锥度张力设定方式可保证恒扭矩收卷,有效防止膜卷在收卷过程中的缩紧现象,获得整齐的收卷效果;在线自动调速摆幅设计可减少收卷的累积误差,提高膜卷的平整度。

由PLC、分布式控制模块、工控机、触摸屏及智能仪表组成的集散控制系统,可实现对生产线的集散控制、工艺曲线的实时显示、关键参数的存储等,便于生产管理,节约能耗,并提高产品的质量;专门为此生产线开发的Super Controller-2000电脑控制系统使人机控制的有机结合成为现实,最大限度地提升了温度、速度、扭矩的控制精度,使远程在线控制也变得更加简便,并具备先进的故障自我诊断功能。由于采用了西门子S7300系列的PLC及Proftibus总线控制,与以往使用模拟量控制的设备相比,该生产线的速度更快,精度更高,抗干扰能力更强。

分享到:

上一篇:

下一篇: