多层共挤吹膜设备绿色化科学发展的分析研究（上）

张友根

（宁波海达塑料机械有限公司，浙江 宁波 315200）

多层共挤吹膜设备绿色化科学发展的分析研究（上）

Analysis of green scientifi c development of multi-layer coextrusion blown fi lm equipment(1)

张友根

（宁波海达塑料机械有限公司，浙江 宁波 315200）

提出了多层共挤吹膜设备绿色化内涵，论述了多层共挤吹膜设备绿色化成型性能的科学发展，研究了多层共挤吹膜设备绿色化技术的科学发展，分析了多层共挤吹膜设备控制技术的科学发展，指出控制技术的创新是国内多层共挤吹膜设备绿色化科学发展的核心。坚定沿着习近平总书记指出的“创新、创新、再创新”的方向发展，一定能创新出多层共挤吹膜设备绿色化的“强国梦”。

吹膜设备；多层共挤；绿色化；科学发展

多层共挤吹塑薄膜通过不同薄膜原料的多层复合组合满足绿色包装功能细分化的科学发展，同时，绿色包装细分化推动了多层共挤吹膜设备的绿色化科学发展。多层共挤吹膜设备高端化主要体现在绿色化技术的科学发展水平。近年来，国内多层共挤吹膜设备有了很大发展，部分取代了进口设备，但多层共挤吹膜机还是以进口为主，特别在大规格领域。国内多层共挤吹膜设备与国际先进水平的差距较大，主要差距是绿色化技术水平，处在模仿“取代”，而不是创新“领先”，附加值较低，出口的平均单价仅3万美元，为进口的平均单价84万美元的1/28。本文提出了多层共挤吹膜设备绿色化内涵，论述了多层共挤吹膜设备绿色化成型性能的科学发展，研究了多层共挤吹膜设备绿色化技术的科学发展，分析了多层共挤吹膜设备控制技术的科学发展，指出控制技术的创新是国内多层共挤吹膜设备绿色化科学发展的核心，坚定沿着习近平总书记指出的“创新、创新、再创新”的方向发展，一定能创新出多层共挤吹膜设备绿色化的“强国梦”。

1 多层共挤吹膜设备绿色化内涵

多层共挤吹膜设备绿色化以现代能源技术、材料技术、生物技术、污染治理技术、资源回收技术、环境监测技术、清洁生产技术、网络技术、数字技术等科学技术为指导，围绕绿色材料、绿色结构、绿色制造、绿色成型加工、绿色能耗、绿色包装、绿色再制造、绿色维修、绿色服务等诸方面，预先防止多层共挤吹膜塑料工程对生态、环境、能耗、资源、清洁等产生负作用，向高能效、低能耗、低消耗、低碳排放的模式科学发展，提高能源和其他资源的利用效率、减少环境污染等技术体系，全方位达到设备与人、自然环境、社会环境的和谐共生。

1.1 资源节约化

实现多层共挤吹塑薄膜最薄化达到最佳的包装功能，实现昂贵的阻隔材料最少化达到最优的性价比。创新实现薄膜几何、形状的高精度化，性能参数的高稳定化，提高资源的利用率及资源的节约化。

资源消耗主要包括：原材料消耗、制造中的物料消耗、包装消耗、运输消耗、使用消耗等。

1.2 节能降耗化

实现最低的成型能耗达到薄膜的最优的性能，实现最高的能效达到设备最低的装载功率。创新实现低温吹膜成型、精密计量成型，开发高效率能量系统，实现对能量的二次回归利用率最大化。

能耗包括：使用原材料的能耗、制造过程的能耗、成型加工的能耗、回收处理的能耗、物流的能耗以及能耗对生态环境的影响等。

1.3 清洁环保化

实现污染物排放的最少化、污染物处理的最优化达到洁净环境的最优化。多层共挤吹膜设备在整个生命周期内，不得释放有害人体健康的受禁物质，不应对环境产生污染和对生态环境的破坏，洁净人类生存环境的健康化。微观污染的治理是绿色化污染治理不同于传统污染治理的特征。

污染排放主要包括：废弃物、废水、废气、粉尘排放、高分子材料热分解污染、噪声污染、电磁电子干扰等。

1.4 成本绿色化

绿色化成本以用户的成本效益为优先原则，通过绿色技术的创新，使得用户以最小的单位成本生产出最高质量的绿色制品，实现设备制造经济效益的最大化和科学化。传统成本效益着力考虑企业的成本效益，往往把需要化一定成本的绿色技术简化掉，导致设备的绿色技术含量低，不但降低了企业的经济效益，而且降低了社会效益。

绿色化的成本不仅要考虑设计、制造和销售成本的核算，还有考虑包括使用和废弃/回收再生过程中用户和社会所承担的成本、污染物的替代、产品拆卸、环境成本等。

2 多层共挤吹膜设备绿色化成型性能的科学发展

塑料包装薄膜的绿色化科学发展推动了多层共挤吹膜设备绿色化成型性能的科学发展。

多层共挤吹膜设备绿色化成型性能实现塑料包装薄膜的绿色化的“现实需求”和“潜在需求”，主要表现在超宽低能耗化、高速节能化、资源节约化、群层减量化、功能细分化、寿命最大化、吹—印—压在线一体化、多能通用化等方面。

2.1 超宽低能耗化成型性能的科学发展

超宽薄膜实现多层共挤吹膜设备的最大生产率，降低单位能耗。现代控制、制造、检测等技术的科学发展，实现了超宽薄膜的成型。Reifenhäuser公司的Filmtec 7-1700IBC 7层共挤吹膜生产线的Filmtec 7-1700IBC 7层共挤吹膜生产线可生产宽1 600 mm，厚0.02～0.2 mm薄膜，最大挤出量达600 kg/h。布鲁克纳机械有限公司创出6.3 m净宽度的CPP薄膜的世界纪录。世界最宽的6 m复膜机加粘接机可拼成18 m幅宽的复合膜生产设备全线运行；20 m折径的多层共挤薄膜早已交付使用。

2.2 高速节能化成型性能的科学发展

高速提高多层共挤薄膜的生产率，降低无效能耗，提高能量利用率。奥地利SML兰精机械公司的5层共挤吹膜设备，配备5台挤出机，生产能力2 500 kg/h。其中，2台低能耗的HSE系列用于主料挤出的高速挤出机带有新型的驱动装置，1台辅挤出机可保证高速生产时膜边的精密性。下游设备包括大直径的冷却辊、具有表面高硬度高耐磨的薄膜导辊、塔式收卷机。各设备之间良好的协同作业，保证了生产线的有效的高速运转。佛山捷勒塑料设备有限公司配置为9台60 mm光滑机筒挤出机、500 mm机头的9层共挤吹膜设备，生产幅宽最大1 800 mm的尼龙和EVOH对称和非对称高阻隔膜薄膜，产量最大可达450 kg/h。

2.3 精密超薄化成型性能的科学发展

实现多层共挤吹膜的精密成型，严格控制各薄膜层及总体厚度的精密公差，有利于节约高分子材料，提高资源的利用率。德国W&D公司的Varex吹膜生产线，9层阻隔膜的总体厚度只有0.030 mm，EVOH阻隔膜的膜厚仅为0.001 mm，宽度最大2 400 mm。加拿大MACRO公司的5层共挤吹膜设备，加工薄膜的厚度误差5%，比同类多层薄膜节约原料20%以上。佛山捷勒塑料设备有限公司的7层共挤吹膜设备，加工薄膜厚度范围0.025～0.200 mm，幅宽最大1 800 mm，厚度公差±3%。

2.4 群层减量化成型性能的科学发展

多层薄膜的主要功能即为阻隔，实际证明阻隔功能随层数的增加而有利于较薄的厚度实现高的阻隔性能。

薄膜由单层发展到3层，现在5层逐渐成为主力，国际上已发展到11层，向更多层数的“群层化”方向发展。“群层化”不但提高薄膜的阻隔性能，而且有效降低薄膜厚度，即实现薄膜降低资源利用的减量化。佛山捷勒塑料设备有限公司的9层共挤高阻隔吹膜设备，用于生产高品质的对称如m-PE/Tie/PA/EVOH/PA/ Tie/m-PE结构和非对称如PA/ Tie/PE/Tie/PA/Tie/m-PE结构的高阻隔薄膜，可以很方便地在线更换薄膜层结构，使膜制品的成本更低，阻隔性能更优越。金明精机股份有限公司的9层共挤高阻隔吹膜设备，特殊设计的螺杆和模头适于加工PA、EVOH等具有气体阻隔性能的树脂，主要用于生产各种规格的5层及以上薄膜，满足用户对于气体（O2、N2、CO2...）高阻隔性能的包装要求达到保香、保鲜、防腐、气密、延长保质期的包装目的。

美国已出现56层的微层吹膜技术。

2.5 功能细分化成型性能的科学发展

包装细分化推进了多层共挤吹膜设备功能细分化的发展。

2.5.1 石头纸专用吹膜设备

广东金明精机股份有限公司的3层共挤“石头纸专用吹膜设备”，用磨成粉末的石碳酸钙（石头）为主要原料，加上一定比例的塑料，用挤出、成型、吹胀、拉伸、冷却、卷绕的工艺方法生产“石头纸”，解决了传统造纸污染给环境带来的危害问题，又解决了大量塑料包装物的使用造成的白色污染及大量石油资源浪费的问题。3层共挤吹膜工艺增加“石头纸”的强度，采用小型体短流道模头设计有效改善低流动性石头纸原料的流动性能，并降低熔体压力；革新内外冷却风环的风冷流道位置布置形式及流道数量，提高膜泡的冷却效果；通过带拉伸棒的吹塑方法来增大吹胀比和拉伸比，将拉伸棒和内冷风环结合在一起，达到在保证冷却的同时提高“石头纸”的断裂伸长率等物理性能。

2.5.2 重包装膜多层共挤吹膜设备

台湾汉王塑胶机械有限公司的超薄3层共挤重包装吹塑薄膜设备，采用了自动称重混料系统、低重心机头、连续在线测厚、水冷却牵引、水平旋转牵引装置以及最新的逆流式自动风KING-COOL，产量达350 kg/h，薄膜的厚度降低到125 μm。3台挤出机螺直径：Φ55 mm、Φ75 mm、Φ55 mm，使用原料：LDPE/LLDPE/ MLLDPE/HDPE，薄膜度：550 mm。

2.5.3 医用输液膜多层共挤吹膜设备

多层的共挤吹塑医用薄膜成为医疗、医药软包装的发展趋势。随着医疗技术的发展，药液制剂也对包装材料提出了更高的要求，除了安全无毒和对药液稳定性外，还要求包装材料具有柔软、透明、物理机械强度高、耐低温、耐高温消毒、阻隔性好等多种功能，单一品种的高分子材料已难达到这种高功能化的需求。多层结构医用包装薄膜厚度通常为0.05～0.4 mm。北美的医药包装复合膜大部分采用多层共挤复合生产，这主要由于该工艺生产的薄膜具有内在取向性及较高的撕裂强度。无溶剂残留和污染的水性型粘合剂的发展，为医用多层包装复合膜塑料薄膜包装袋的应用发展带来了新的发展空间。

医用输液膜多层共挤成型的净房生产标准是：必须达到美国US联邦标准209E和国际通用标准EN ISO 14644-1的要求，符合GMP认证标准要求。成型过程中不受经由空气传送的粒子（灰尘、细菌、病毒）污染，整个成型过程处于一个洁净的环境中，无尘室的能力达到ISO净房等级7级标准以及US FS10000中的规定：每立方米空气中≥0.5 μm的空气颗粒最多不超过352 000个。设备按净房生产标准的要求进行设计及制造，如设备的动力驱动尽可能用伺服电机等直接驱动执行机构，无油润滑导向运动副，防静电感应设施，金属件防氧化防锈处理，设备表面不用油漆涂装等等。

医用输液膜的特殊性，要求主机厂商能够提供可实现洁净生产的全套生产线，包括多层共挤吹塑设备、洁净室、周边设备、包装、物流等全套解决方案。

国际上已有多家公司能够生产7层、9层甚至11层的医用包装薄膜多层共挤吹塑设备。加拿大Winpak有限公司生产基于尼龙的11层的医用包装薄膜，是当今世界上用于医用包装的层数最多的共挤出薄膜。

医疗非PVC复合膜的多层共挤吹塑设备，利用药用级聚烯烃原料，在 1 万级洁净环境下，经 100 级洁净空气吹塑成筒膜，再分切成各种规格以制作输液软袋。医疗非PVC复合膜的多层共挤吹塑设备主要有两大类别：一类是以美国希悦尔为代表的采用5层共挤上吹风冷式；另一类是以德国玻利西尼公司为代表的采用3层共挤下吹水冷式。

2010年4月，广东金明精机股份有限公司自行研制的“MX5B-1200QA医用输液膜5层共挤水冷式薄膜吹塑机组”通过了科技成果鉴定，机组根据医用输液膜（袋）的要求，采用了多项自有专利技术，配备了5层平面式叠加模头、双风口风环、IBC内冷装置、电控式稳泡器、水平式旋转牵引装置、全自动双工位收卷机等多项先进技术配置，并且实现了整机计算机集中控制，整体技术水平处于国内领先地位，可代替进口的同类机械产品。用该机组生产的新型医用多层共挤薄膜厚薄均匀，透明度高，为医用输液市场提供了安全、优质的塑料包装材料，市场前景广阔。

2.5.4 生物基塑料多层共挤吹膜设备

生物基塑料的熔体强度低于石油基塑料。在挤出吹膜加工的过程中，熔体强度低容易造成膜泡形状不稳、褶皱、产能偏低等一系列加工问题，导致吹膜产品的外观甚至物性的重大缺陷。提高熔体强度，除了提高材料自身的支化度和分子量、降低熔体温度之外，在吹膜加工中最为有效的就是提高对熔体的冷却效果，其中以更改不同结构的风环最为有效。双风口风环装置的冷却效果大大高于单风口风环，其冷却效果大大高于单风口风环，双风口结构提高了对于生物基膜泡表面的冷却和整体的托付作用，对于生物基塑料的膜泡有很好的稳定作用。在其他工艺条件不变的情况下，通过调整吹胀比和牵引比的两个关键工艺参数，达到生物基塑料薄膜的纵横向拉伸强度、断裂伸长率和耐撕裂力等性能的最优化。

2.5.5 5层共挤PE吹膜设备［1］

PE原料类型较多，物理性能各异。5层共挤薄膜，赋予PE薄膜在原料的选择和配方设计方面更大的灵活性、原材料成本控制的最优性、应用的细分性。2010年德国K展上，德国W&H展出了口模直径400 mm、配置5台VAREX挤出机的5层共挤PE吹膜设备，产量达到1 000 kg/h以上，引起了市场的强烈反响。金明精机股份有限公司开发的5层共挤PE吹膜设备，研发了流道带有预分配、螺旋芯棒结构的5层共挤PE的专用机头，最高产量680 kg/h，单位能耗0.3 kW/kg。

2.6 寿命最大化成型性能的科学发展

实现设备能满足当前和将来相当长一段时间内的市场需求，最大限度地减少产品过时，延长产品的“使用”周期，实现设备寿命周期的最大化，降低了社会物质资源的消耗及制造能源消耗。用户只要购买一套主机，配备不同的周边设备，就能加工不同类型的薄膜产品。意大利Luigi Bandera公司的多用途多功能的EXPH 300型3层共挤吹膜设备，使用独特的3股冷风通道的冷却风环，模头直径280 mm，可生产折径1 300 mm、厚度为45 μm的收缩膜、复合膜、冷拉伸托盘罩膜等，生产力可达450 kg/h，可加工LDPE、LLDPE、mLLDPE等多种材料以及它们与EVA、MDPE、HDPE、COPP等的掺混物，更换产品尺寸和厚度是均有更大的灵活性，适应更换频繁的小批量多品种的生产。德国莱芬豪舍•凯孚尔挤出公司9层吹膜生产线的吹膜模头可以加工当前行业中很多常用配方。大连吉润企业集团7层共挤吹膜机设备，除了生产7层普通共挤膜外还可以生产拉伸膜、收缩膜、导电膜抗菌膜等功能性特种包装膜，设备产量每300 kg/h，最大吹膜直径2 m，厚度0.04～0.20 mm，厚度误差小于±0.005 mm。 江门市建利丰机械有限公司开发了适合HDPE、LDPE薄膜的单主机可配2/4/6套吹膜系统（模头、风环、牵引、卷取）的系列吹膜机，膜厚0.008～0.08 mm，最大卷取直径650 mm，最大折径980 mm，实现单主机加工不同规格的薄膜，适应快速变化的市场需求。模块化实现设备系统与模块及新技术的灵活组合，可根据未来的市场需求进行简单便捷的调整，从而保证其薄膜生产能保持业内领先地位寿命周期最大化，设备实现最大寿命周期，降低制造占用资源的消耗；制造企业缩短产品交付周期，争取更大的市场份额。德国W&H公司最新开发的11层VAREX II吹膜设备，机组采用模块式结构，包括多种MDO系统、热处理组件及水槽，提供几乎无限的组合可能性，从8 μm厚的PE-HD纸袋内衬膜到仅带1 μm EVOH层的11层阻隔膜，可实现针对薄膜性能的在线改良，这无疑更进一步拓宽了该系统原本就已经很广泛的适用领域。

2.7 吹—印—压在线一体化成型性能的科学发展

金明公司研制的新一代FFS 3层共挤重包装吹膜印刷压花生产线，整线包括吹膜单元、印刷单元和压纹、插边单元等三个组成部分。共用1台收放卷装置，实现制膜、印刷、压纹、插边、收卷五道工序一次完成，成品膜卷可以直接用于后道的充装、封口。吹膜单元配置3台单螺杆挤出机，采用陶瓷加热器，主电机采用变频电机及进口变频器，具有过压自动报警功能。同时配置了美国进口12组份自动称重混料系统可以大大提高工作效率和降低操作失误。模头采用3层螺旋中心进料结构设计，自主研发的自动风环，可以自动调节控制薄膜的厚薄均匀度。第一牵引部分针对FFS重包装薄膜的特点采用了三辊式水冷设计以加强冷却效果，提高产量。收卷装置为具备自动换卷和自动切断功能的单工位的平面中心收卷式，薄膜最大的卷取直径可达1 500 mm。其他如IBC膜泡内冷装置、在线自动测厚系统、自动纠偏装置、电晕处理机等等均做作为标志配置集成在吹塑单元。印刷单元采用四色凹版印刷机，电脑控制套印精度，印刷速度和吹膜速度同步，具备自动循环供墨、自动粘度控制、刮刀横向摆动功能。压纹、插边单元采用金明公司的专利技术，可以实现薄膜双面双排内部压纹和插边深度可调。整机采用德国西门子公司计算机集中控制系统，能够对整机的加工温度、螺杆速度、熔体压力、熔体温度、IBC内冷系统和外冷却风环、薄膜线速度、张力、收卷等系统进行控制，通关显示监控各温度、压力、电流、电压、张力、速度、长度等参数，具备自动报警和自诊断功能。

2.8 多能通用化成型性能的科学发展

多数多层共挤吹膜设备由于限制了原材料的种类及其配方、吹胀比和加工条件等因数，灵活性比较差。意大利Luigi Bandera公司的多用途多功能的EXPH 300型3层共挤重质包装袋吹膜设备，使用独特的3股冷风通道的冷却风环，模头直径280 mm，可生产折径1 300 mm、厚度为45 μm的收缩膜、复合膜、冷拉伸托盘罩膜等，生产力可达450 kg/h，改进的模头及螺杆可加工LDPE、LLDPE、mLLDPE等多种材料以及它们与EVA、MDPE、HDPE、COPP等的掺混物，更换产品尺寸和厚度是均有更大的灵活性，适应更换频繁的小批量多品种的生产。德国莱芬豪舍•凯孚尔挤出公司9层吹膜生产线的吹膜模头可以加工当前行业中很多常用配方。

3 多层共挤吹膜设备绿色化技术的科学发展

多层共挤吹膜设备绿色化技术主要内涵：以用户的成本效益为优先原则，使得用户以最小的单位成本生产出最高质量的绿色制品，实现设备制造经济效益的最大化和科学化；设备在整个生命周期内，最大限度地减少对环境的负面影响，诸如噪音、振动、热、化学物质以及点辐射等对人类健康损害的要素，均不应对环境产生污染和对生态环境的破坏，洁净人类生存环境的健康化。

3.1 生态健康化技术的科学发展

多层共挤吹膜设备在整个生命周期，即从原材料、成型加工、直至废弃物再生利用的整个制造工程中，直至最终处理的生命周期全过程，均不应对环境产生污染和对生态环境的破坏，最大限度地减少制造对环境的负面影响，诸如噪音、振动、热、化学物质以及各类辐射等对人类健康损害的要素，废弃物、废水、废气、粉尘排放、高分子材料热分解等污染排放对环境的影响，洁净人类生存环境的健康化。

3.1.1 生态健康化加热技术

传统的电阻丝加热效率仅为40%～60%，其余的能量以辐射的形式浪费到环境中去，不但浪费能量，而且恶化周围工作环境，造成环境污染。生态健康化的电磁感应加热技术在多层共挤吹膜设备上得到推广应用。

电磁感应加热系统。加热效率能够达到90%，降低CO2的排放量。没有传统电阻发热圈加热方式辐射到空气中的能量，可显著降低环境温度。表面的温度在50 ℃以下，人体完全可以安全触摸，完全避免传统加热方式带来的因表面高温而造成的烧伤、烫伤事故发生。杜绝了因表面高温引燃附作物发生不安全事故。由于表面温度低，它不会烧焦吸附在它表面的异物：如塑料颗粒、油污、灰尘等，不会产生有害气体，改善了车间的空气环境，保证了设备及员工的安全。电磁感应加热的工作原理是高频电磁感应原理，交变磁场的磁力线通过金属材料时产生强大的涡流，导致金属材料自行快速发热，具有优异的节能、环保、实时的绿色化性能，逐渐在多层共挤薄膜设备上得到应用，明显表现出了清洁环境、节能高效、提高薄膜性能的绿色化性能。

上海新三花薄膜有限公司［2］在塑料吹膜设备采用电磁感应加热方式，以同机组、同原料型号、同规格的薄膜进行分析，平均日产量基本相同，耗能由79 kW·h/h下降为79 kW·h/h，以每天生产22 h、全年生产330天计算，可节约用电137 940 kW·h，相当于全年节能量约55.73 t标准煤；温度控制精准，产品质量明显提高，纵、横各自的拉伸强度由18 MPa提高到25 MPa、断裂伸长率由300%提高到450%、落镖冲击由100/g提高到200/g。

3.1.2 生态健康化驱动技术［3］

生态健康化驱动的核心是采用高效率的动力驱动源，动力驱动源高效率意味着能量损耗小，即降低转变为噪声的能量，减少对环境的噪声污染。交流伺服电机直接驱动执行机构运行系统，无液压驱动可能产生的油液污染、噪声污染，并且动态反映快、大幅度节能，被称谓绿色驱动技术，取代变频驱动，在多层共挤吹膜设备上得到推广应用。

低速高力矩交流伺服电机驱动单螺杆挤出塑化，实现低噪声的高效率动力驱动。江苏南通三信塑胶装备科技有限公司低速大扭矩交流伺服电机驱动单螺杆挤出机，采用德国包米勒公司最新推出的DST（150）-400系列低速大扭矩交流伺服电机，其转速范围为100～300 r/min，其扭矩范围为110～14 752 N·m，（涵盖了11～75 kW的交流驱动电机，螺杆直径35～120 mm规格的挤出机），交流伺服电机与主轴连为一体的推力轴承箱（俗称推力包），不需要减速箱，直接与挤出螺杆相连。湖北轻工机械股份有限公司是国内常规3～5层共挤吹膜设备制造的代表，采用包米勒公司的低速高力矩交流伺服电机驱动单螺杆挤出塑化，降低了噪声，并提高了能效。金明精机股份有限公司采用法国PARKER公司的低转速、高力矩的电机取代传统的电动机和齿轮箱，直接驱动螺杆塑化。

加拿大宾顿工程公司FlexWIN收卷机，交流伺服电机直接驱动，实现精确的力矩控制，节省能源。

3.1.3 生态健康化清洁技术

发展清洁生产技术，是人类有意识引导科学技术以适应环境保护的一种尝试。多层共挤吹膜设备的清洁技术是现代生产过程的一种新的、创造性的思维方式。清洁生产意味着对生产过程、产品和服务持续运用整体预防的环境战略，以期增加生态效率并降低人类和环境的风险；把设备在成型加工过程中对环境的污染及交叉污染降到不断发展的技术标准上；根据设备成型加工的不同对象的清洁度要求，采用不同的洁净度标准。

3.1.3.1 环境清洁化技术

清洁多层共挤吹膜的冷却膜泡排出的介质污染环境是生态环境治理的重点。意大利Luigi Bandera公司的K-Centrro稳泡架配备了排放单体的抽吸装置，减少设备由于污染而可能产生的质量问题，显著改善生产线周围的卫生清洁状况和操作者的工作环境。广东金明精机股份有限公司的抽风装置，超声波控制膜泡内冷并把膜泡内的热量排出生产车间，减少对车间环境温度的影响及热污染现象的发生。

3.1.3.2 热能清洁化技术

热能利用率提高10%，就意味着热污染的15%得到控制。造成热污染最根本的原因是能源未能被最有效、最合理地利用。

挤出塑化余热是可以利用的二次能源，同时也是减少热污染的最主要措施。废热用于加热需要升温的原料；既回收了废热，节约了能源，又防止了环境的热污染。把塑化机筒的电阻丝加热圈辐射散发的热量收集起来，送入干燥加料斗，转为烘料热量使用，节省干燥料斗原需电加热供给的烘料热能。

伺服电机采用水冷式，保证有效的热分散，杜绝由于局部高温而产生有害气体，为洁净室或高度清洁环境下推荐。

干燥温度自适应节能控制。最大限度降低加热所消耗的能量。通过测量加入树脂的温度可离开干燥料斗的回风温度，调节送入干燥料斗的气流量，使回风（从干燥料斗返回干燥机中）温度略高于加入干燥料斗中的树脂温度，达到在确保树脂温度情况下，将气流量减到最少实现干燥加热的能量最小化。控制回风温度即控制送入干燥料斗的气流速率，也就是通过改变鼓风机的运转速度。鼓风机的运转速度通过变频驱动装置实现。干燥温度自适应控制与传统技术相比，可降低30%的干燥能耗。

3.1.3.3 静电清洁化技术

伺服电机驱动高速旋转产生静电，塑料原料在快速上料过程中会因摩擦而产生静电，运动件的高速移动摩擦也会产生静电。

静电污染的绿色设计有效提高环境质量。静电放电会导致微粒污染，导致电子电气设备故障，也可能会影响到附近其他设备的运转。静电吸引会造成关键性产品和设备的表面污染增加，从而导致产品出现瑕疵并增加维护费用。静电放电也会产生电磁干扰数控系统，妨碍到控制系统（特别是基于微处理器的机器人技术）的正常工作。物体表面带了静电，由于静电吸引就会吸附在洁净室层流中传播的粉尘，亚微米级的尘粒会影响到高科技产品的质量，它们一旦被吸附，产品表面就很难清除。计算机控制系统的推广应用，静电污染设计显得越来越重要，静电会导致污染和设备故障等问题。

现代的洁净室环境广泛地使用了接地技术，其中使用具有导电性和静电耗散性能的材料。设备上所有易产生静电的部位都应可靠的接地。对于带静电、孤立的且具有导电性和静电耗散性的物体，接地可以将静电荷从它们上面移走。洁净室避免使用诸如碳颗粒和化学添加剂的方法来让这些绝缘体具有静电耗散性能。

3.1.3.4 设备涂装清洁化技术

设备表面清洁绿色化，对涂装提出了更高的要求。常见涂装缺陷主要有：涂膜脱落；附着力不良；开裂；橘皮；平光漆表面粗糙；凹凸不平或有颗粒；光泽不良；咬底；干燥不良；流挂（流泪）；气泡（暗泡、针孔等）。推广新型涂料的喷涂工艺，及时更新已经习惯了的传统低档喷涂手法；推广高压无气喷涂、静电喷涂等低污染喷涂技术和设备。

纳米喷涂表面装饰。纳米喷涂是一种绿色环保表面处理技术，具有优异的附着力、抗冲击力、耐腐蚀性、耐气候性、耐磨性、耐擦伤性、良好的防锈性能，工艺简单、绿色环保、用途广泛、是一种原料可回收利用的表面处理技术。设备装饰采用纳米喷涂设计，达到设备对环境、塑料原料、塑料制品的污染及交叉污染，达到（防电磁波、屏蔽）EMC、EMI技术规范，实现清洁、防电磁污染的环保要求。电气控制箱、操纵箱、行线槽等采用纳米喷涂，实现防电磁波、屏蔽的性能，提高了控制系统的可靠性。

（未完待续）

TQ320.66

1009-797X（2015）02-0014-09

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.02.003

张友根，男，教授级高级工程师，终生享受国务院政府特殊津贴，现主要从事塑料机械的科学发展工作。

2014-09-04