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9層共擠阻隔薄膜設備實現國產化
9層共擠阻隔薄膜設備與5層或7層薄膜設備相比,因為需要適應更加復雜的工藝性以及復合模頭難于設計制造等原因而長期不能實現國產化,造成國內薄膜加工商只能選擇昂貴的進口設備。為此,廣東金明精機股份有限公司敢于打破國外壟斷,挑戰塑機技術,經過潛心研發于近期成功研制出了9層共擠阻隔薄膜設備。
*,多層高阻隔性薄膜是將氣體阻隔性很強的材料與熱封合性、水分阻隔性很強的聚烯烴同時進行擠出而成的一種具有多層結構的薄膜。使用高阻隔性薄膜,可防止由于氧氣等氣體的滲透而引起的微生物繁殖和內容物氧化變質;防止香味、溶劑等的流出,提高內容物的儲存性,因而此薄膜被廣泛應用于高價值的食品的包裝,以提高內容物的保質期,例如用于提高肉、禽和魚等冷凍產品以及奶粉、堅果、寵物品和酒類等非冷凍型食品的貨架壽命。
多層共擠吹膜機就是一種為了滿足生產過程中對塑料薄膜包裝材料一些特殊功能的需要,將多種特性材料(如透氣、防水、保溫和韌性等材料)共擠并吹膜,而形成多功能塑料薄膜的塑料機械。使用多層共擠吹膜機的目的就是發揮多種材料的優點,規避單種材料或者單層吹膜機的一些缺點,而得到綜合性能優異的薄膜材料。比如PP、PE的共擠吹膜機,正是利用了PP材料硬度大的特點和PE材料亮度高的特點而使之相結合,生產出兩種特性結合的薄膜。
目前,多層共擠工藝已經為廣大薄膜制造商認可和接受,7層共擠結構也已經成為阻隔功能薄膜的主流產品。但是,鑒于客戶對于薄膜阻隔性能的要求趨于個性化,加之阻隔共擠工藝配方切換成本昂貴等因素,9層共擠結構高阻隔薄膜具有更大的優勢:首先,含有更多阻隔材料層的9層共擠高阻隔薄膜更加柔軟,阻隔性能變化更加靈活,從而減少了因為工藝變化清洗螺桿而造成的時間浪費和原料浪費。
其次,通過減少昂貴的阻隔材料和熱封材料的用量可以大大降低生產成本。9層高阻隔薄膜可以將一個厚的尼龍阻隔層分成PA/EVOH/PA的3層阻隔材料層,這樣就可以使尼龍用量更少、阻隔性能更高,同時熱成型性也有所提高。因為尼龍層較薄,包裝上的尖銳邊角保持有阻隔材料,其含量為成型硬質5層膜時的兩倍,所以不會出現應力開裂。對于非對稱結構的9層高阻隔尼龍膜,較薄的尼龍層也減少了薄膜的卷縮和翹邊,這對于5層和7層膜來說都是常見的問題。另外,熱封層在9層薄膜中也可以變得更薄。
盡管9層共擠高阻隔薄膜及其設備在性能和成本都具有明顯的優勢,但是,9層共擠薄膜市場的成長遠不及從3層轉變到5層和7層那么快。這主要是基于以下3個方面的原因:*,9層模頭的流道長度明顯長于5層和7層模頭,造成物料在機頭停留時間延長,進而增加物料留在機頭內分解和凝膠的風險;第二,9層共擠工藝可以處理30~40種不同的原料,工藝復雜性遠超過7層共擠,很多9層薄膜生產廠家也是花費了大量的原料和時間才測試出合格的產品和配方;第三,9層共擠出復合模頭的設計難度也遠超過7層模頭,必須通過計算機模擬來分析PA和PE在流道內的運行情況才能設計出合格的模頭。
金明公司為大的吹膜設備供應商之一,是早開發7層共擠吹膜設備的企業之一,也是zui早開展9層吹膜機的技術論證和前期試驗的企業之一。近年來,金明公司更是通過引進*團隊,采用3D計算機設計軟件和熔體流變分析軟件,針對9層共擠設備的關鍵技術難題,通過與客戶密切溝通,解決了原料和配方工藝的難題。金明公司的科研團隊重點突破的多項關鍵技術如下:
1.通過采用新型緊湊結構9層共擠平面疊加模頭設計技術,在保留平面疊加模頭固有優勢的基礎上,盡可能地縮短主流道的長度。這樣,開機預加熱時間相比傳統模頭減少約50%,同時更有利于提高產量和保證靈活的開機工藝。
2.針對尼龍等阻隔性原料的流變特性和高阻隔薄膜生產吹脹比較傳統3層吹膜小的工藝特點,采用高精度薄膜厚度控制以及自動加熱筒式口模設計技術,可以提供快速的實時響應和的厚度控制。測試結果表明,該技術可以將薄膜的厚度均勻性基本偏差降低50%,這樣在保證薄膜平均厚度不變的情況下可節省約5%的原料。
3.采用新型高產量、靈活性的單螺桿擠出機設計技術,螺桿結構由原料輸送段、主副螺紋分離塑化段、Eagan直槽式屏障頭以及偏心螺槽共軛熔體混煉器等構成。在加工制造上采用雙金屬高耐磨合金結構,充分滿足塑化良好、高產量、耐磨損和靈活性的加工要求。
4.采用柔性尼龍刷輥式人字夾板設計技術,特別考慮到尼龍和EVOH等阻隔材料剛性比較大的特點。
5.設備采用的其他技術還包括多功能組合式收卷機和現場總線式電氣控制系統,由此提供了多種可調的收卷方式,并且實現了整機的自動配料計量控制、溫度控制、螺桿控制、風環風速控制、穩泡器控制、人字板和護膜板角度控制、牽引系統控制、薄膜線速度控制以及自動收卷機控制等,同時顯示和監控溫度、電流、頻率、壓力、長度、張力和速度等各種參數,并具有打印、自動報警和自診斷等功能。該技術還通過實施現場智能化的控制、監測以及遠程參數化,來方便操作。
近期,金明公司所研制的9層共擠高阻隔吹膜線在客戶工廠中通過驗收,并正式投入生產。按照合同約定,整個驗收過程測試了四個市場*的典型對稱、非對稱高阻隔配方。經過檢測,薄膜厚薄極限偏差為±3.5%,已經達到進口設備水平;全部驗收過程用料不到10t(包括清機),遠低于國內同期的進口設備驗收時間和廢膜量。如此的驗收結果遠遠超出客戶預期,受到客戶的高度稱贊。
從市場商業角度來說,9層共擠高阻隔吹膜設備堪稱當今共擠薄膜行業和塑料機械行業中技術含量zui高的設備技術之一,而國內市場的9層吹膜設備全部依賴進口。金明公司的9層共擠高阻隔吹膜設備成功交付給客戶,標志著金明公司為中國塑料機械的技術水平邁上新臺階作出了新的貢獻。該設備縮短了國內外的技術差距,并打破了歐美廠家在設備領域*的局面。
*,多層高阻隔性薄膜是將氣體阻隔性很強的材料與熱封合性、水分阻隔性很強的聚烯烴同時進行擠出而成的一種具有多層結構的薄膜。使用高阻隔性薄膜,可防止由于氧氣等氣體的滲透而引起的微生物繁殖和內容物氧化變質;防止香味、溶劑等的流出,提高內容物的儲存性,因而此薄膜被廣泛應用于高價值的食品的包裝,以提高內容物的保質期,例如用于提高肉、禽和魚等冷凍產品以及奶粉、堅果、寵物品和酒類等非冷凍型食品的貨架壽命。
多層共擠吹膜機就是一種為了滿足生產過程中對塑料薄膜包裝材料一些特殊功能的需要,將多種特性材料(如透氣、防水、保溫和韌性等材料)共擠并吹膜,而形成多功能塑料薄膜的塑料機械。使用多層共擠吹膜機的目的就是發揮多種材料的優點,規避單種材料或者單層吹膜機的一些缺點,而得到綜合性能優異的薄膜材料。比如PP、PE的共擠吹膜機,正是利用了PP材料硬度大的特點和PE材料亮度高的特點而使之相結合,生產出兩種特性結合的薄膜。
目前,多層共擠工藝已經為廣大薄膜制造商認可和接受,7層共擠結構也已經成為阻隔功能薄膜的主流產品。但是,鑒于客戶對于薄膜阻隔性能的要求趨于個性化,加之阻隔共擠工藝配方切換成本昂貴等因素,9層共擠結構高阻隔薄膜具有更大的優勢:首先,含有更多阻隔材料層的9層共擠高阻隔薄膜更加柔軟,阻隔性能變化更加靈活,從而減少了因為工藝變化清洗螺桿而造成的時間浪費和原料浪費。
其次,通過減少昂貴的阻隔材料和熱封材料的用量可以大大降低生產成本。9層高阻隔薄膜可以將一個厚的尼龍阻隔層分成PA/EVOH/PA的3層阻隔材料層,這樣就可以使尼龍用量更少、阻隔性能更高,同時熱成型性也有所提高。因為尼龍層較薄,包裝上的尖銳邊角保持有阻隔材料,其含量為成型硬質5層膜時的兩倍,所以不會出現應力開裂。對于非對稱結構的9層高阻隔尼龍膜,較薄的尼龍層也減少了薄膜的卷縮和翹邊,這對于5層和7層膜來說都是常見的問題。另外,熱封層在9層薄膜中也可以變得更薄。
盡管9層共擠高阻隔薄膜及其設備在性能和成本都具有明顯的優勢,但是,9層共擠薄膜市場的成長遠不及從3層轉變到5層和7層那么快。這主要是基于以下3個方面的原因:*,9層模頭的流道長度明顯長于5層和7層模頭,造成物料在機頭停留時間延長,進而增加物料留在機頭內分解和凝膠的風險;第二,9層共擠工藝可以處理30~40種不同的原料,工藝復雜性遠超過7層共擠,很多9層薄膜生產廠家也是花費了大量的原料和時間才測試出合格的產品和配方;第三,9層共擠出復合模頭的設計難度也遠超過7層模頭,必須通過計算機模擬來分析PA和PE在流道內的運行情況才能設計出合格的模頭。
金明公司為大的吹膜設備供應商之一,是早開發7層共擠吹膜設備的企業之一,也是zui早開展9層吹膜機的技術論證和前期試驗的企業之一。近年來,金明公司更是通過引進*團隊,采用3D計算機設計軟件和熔體流變分析軟件,針對9層共擠設備的關鍵技術難題,通過與客戶密切溝通,解決了原料和配方工藝的難題。金明公司的科研團隊重點突破的多項關鍵技術如下:
1.通過采用新型緊湊結構9層共擠平面疊加模頭設計技術,在保留平面疊加模頭固有優勢的基礎上,盡可能地縮短主流道的長度。這樣,開機預加熱時間相比傳統模頭減少約50%,同時更有利于提高產量和保證靈活的開機工藝。
2.針對尼龍等阻隔性原料的流變特性和高阻隔薄膜生產吹脹比較傳統3層吹膜小的工藝特點,采用高精度薄膜厚度控制以及自動加熱筒式口模設計技術,可以提供快速的實時響應和的厚度控制。測試結果表明,該技術可以將薄膜的厚度均勻性基本偏差降低50%,這樣在保證薄膜平均厚度不變的情況下可節省約5%的原料。
3.采用新型高產量、靈活性的單螺桿擠出機設計技術,螺桿結構由原料輸送段、主副螺紋分離塑化段、Eagan直槽式屏障頭以及偏心螺槽共軛熔體混煉器等構成。在加工制造上采用雙金屬高耐磨合金結構,充分滿足塑化良好、高產量、耐磨損和靈活性的加工要求。
4.采用柔性尼龍刷輥式人字夾板設計技術,特別考慮到尼龍和EVOH等阻隔材料剛性比較大的特點。
5.設備采用的其他技術還包括多功能組合式收卷機和現場總線式電氣控制系統,由此提供了多種可調的收卷方式,并且實現了整機的自動配料計量控制、溫度控制、螺桿控制、風環風速控制、穩泡器控制、人字板和護膜板角度控制、牽引系統控制、薄膜線速度控制以及自動收卷機控制等,同時顯示和監控溫度、電流、頻率、壓力、長度、張力和速度等各種參數,并具有打印、自動報警和自診斷等功能。該技術還通過實施現場智能化的控制、監測以及遠程參數化,來方便操作。
近期,金明公司所研制的9層共擠高阻隔吹膜線在客戶工廠中通過驗收,并正式投入生產。按照合同約定,整個驗收過程測試了四個市場*的典型對稱、非對稱高阻隔配方。經過檢測,薄膜厚薄極限偏差為±3.5%,已經達到進口設備水平;全部驗收過程用料不到10t(包括清機),遠低于國內同期的進口設備驗收時間和廢膜量。如此的驗收結果遠遠超出客戶預期,受到客戶的高度稱贊。
從市場商業角度來說,9層共擠高阻隔吹膜設備堪稱當今共擠薄膜行業和塑料機械行業中技術含量zui高的設備技術之一,而國內市場的9層吹膜設備全部依賴進口。金明公司的9層共擠高阻隔吹膜設備成功交付給客戶,標志著金明公司為中國塑料機械的技術水平邁上新臺階作出了新的貢獻。該設備縮短了國內外的技術差距,并打破了歐美廠家在設備領域*的局面。
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