常德机械设备网

当前位置: 首页 >> 建材机械

性能更好的吹膜工艺上

2021年08月18日 常德机械设备网

性能更好的吹膜工艺(上)

薄膜生产的厚度偏差是±15-20%。这意味着有着20mm理论厚度的膜,实际上可以达到16-24mm的厚度。这样,承载能力对应的是厚度16mm的膜。需要各种添加剂来使膜稳定。匈牙利制膜商Dr-Pack Kft公司推出一种新型专利技术,能够以±1-2%的偏差来生产薄膜(图1)。因为塑料有着网状结构,所以所需的添加剂用量也较少,这把机械性能提高了10-150%。新颖的结构意味着可以使用比从前更薄的膜,材料可能会节省25-30%。

传统模头之缺陷

此种技术的两个基本创新之处是形成管子的旋转芯头和支持快速闭合回路冷却的内外空气强冷。

如果模缝的尺寸稳定,并且均一材料进入到强冷均匀的空间,那么就可生产出完美的薄膜。

在生产过程中模头执行几种功能。它改变材料流动的方向,把材料沿圆形截面进行分配,移除不均匀物,确保产生的截面有着稳定的尺寸。

在传统模头中,材料流被分配到几个小口径孔中,每一个孔都引向一个螺旋流道。尽管在螺旋流道之后的出口截面中又出现材料流动,但因为材料流动在出口的速度较快,所以沿圆周的速度不够一致。这样在出口截面上就出现了流速的分布(图2)。

图1:新技术能生产出厚度最小的膜。

图2:在模头中岐管和螺旋流道中料流的

分离和最终汇聚阻止均匀材料结构的形成。

而且,材料流动在模头中的多次分离和再现阻止了均匀材料结构的形成,不断地打破材料在成形时的定位。所以形成不规则不均一的材料结构,这对最终产品的弹性和拉伸强度等机械性能有着负面的影响。

在传统模头中,形成出口环截面的部件被组合在一起。所以部件与另一部件有关的位置(同心度,单轴性)由部件的调整和尺寸与位置偏差所决定。制造技术制约着精度。所以沿圆周的模缝不稳定,这又是膜厚主要偏差的重要原因。模壁上材料的附着度也对膜厚有着影响。在传统过程中,模头和模芯不会相对于对方而旋转。只能通过轴向的材料流动来把附着的材料冲掉。所以更多的颗粒会与已经附着在模头上的颗粒粘合在一起,变厚,并在材料中形成条纹。当它们的尺寸达到临界点时,就会撕裂,并在产品中形成撕裂节点。

通常是由与模头外部相连的加热器对材料进行加热。因为模头材料的不均匀性以及沿熔化塑料四周的形状多样性,加热是不均匀的。加热器所产生热量约有一半来加热周边,而其余的被引到材料中,最终模芯部分是由材料来加热的。所以内壁温度总是比材料温度低的,而外壁温度较高的。所以很容易出现粘附甚至过烧。

在实践中,所有这些缺陷都可能导致薄膜厚度偏差达20%。如果模头旋转,那么这样的薄膜只能被卷取。但是,旋转产生了新问题。因为轴承被加热至200℃,所以润滑剂熔化掉了,必须不断地进行更新。特弗龙(Teflon)材料的轴承可以弥补这一点。加热器电源和机器控制所需的数据传输必须由滑环来完成。

旋转产生的网状结构

在新近开发的旋转芯形模头中,上面所介绍的缺陷是不会出现的。用传统模头,材料会在变向后马上向上运动,不会被迫形成相对均匀的环。在这种情况里,连续变窄的模缝对材料流动产生的阻力会比转芯的旋转要更大。所以首先是环被填充,然后是材料向上流动。模具的阻力控制着转芯的旋转速度。入口流道附近形成更高的体积流动速率,也形成更高的出口速率,使圆周上的速度恒定。

所以,模芯的旋转造就出均匀网状的材料结构(图3)。因为模外环保持稳定,所以内模芯旋转,在材料任何一个表面上形成相当大的速度差别。材料也向上流动。因为运动是在两个方向上,所以材料沿螺旋状路径流动。不同于传统模头,材料流动也没有被分开到几个流道中,最后又汇聚在一起。所以材料保持均一,形成了均匀的网状薄膜结构,具有很好的机械性能。

转芯、模外环和在它们之间高压下流动的材料形成了流体轴承。当模芯在模外环中旋转时,轴承与其下部的特弗龙环一起自动给模芯定心。这确保在出口截面上的模缝稳定,也减少了粘附的可能性。任何可能粘附的颗粒被移动性材料所撕裂,不只是在轴向,而且也有非轴向的。所以制出的薄膜保持了均匀的厚度。

在起动过程中,安装在模环外表面上的加热器对模头进行加热。因为这个模外环,加热器产生热量传送的损失严重。一旦切换到旋转,模芯产生的捏合作业对材料进行有影响的加热。所以材料中的内部磨擦形成了热量。这使材料中和四周的温度分布均匀。

图3:模芯的旋转能形成有序的网状材料结构

图4:从冷却环和内部换热器,通过切点,气体被吹到膜上。

图5:模头可移动,被布置成伞状。

声明:

本文来源于网络版权归原作者所有,仅供大家共同分享学习,如作者认为涉及侵权,请与我们联系,我们核实后立即删除。