基于绿色化原则的“十三·五”多层共挤吹膜设备的科学发展（二）

张友根

（宁波海达塑料机械有限公司）

基于绿色化原则的“十三·五”多层共挤吹膜设备的科学发展（二）

张友根

（宁波海达塑料机械有限公司）

（上接《塑料包装》2015年第6期）

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280mm，可生产折径为1300mm、厚度为45μm的收缩膜、复合膜、冷拉伸托盘罩膜等，生产力可达450kg／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。大连吉润企业集团七层共挤吹膜机设备，除了生产七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，设备产量每小时300公斤，最大吹膜直径2米，厚度0.04～0.20mm，厚度误差小于正负0.005毫米。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0.008～0.08mm，最大卷取直径650mm，最大折径为980mm，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。

2.7 吹－印－压在线一体化成型性能的科学发展

金明公司研制开的新一代FFS三层共挤重包装吹膜印刷压花生产线，整线包括吹膜、印刷、压纹及插边等四个单元组成。共用一台收放卷装置，实现制膜、印刷、压纹、插边、收卷五道工序一次完成，成品膜卷可直接用于后道的充装、封口。吹膜单元配置三台单螺杆挤出机，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组份自动称重混料可以大大提高工作效率和降低操作失误。模头采用三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1500mm。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、插边单元技术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

提高多层共挤吹膜设备加工的灵活性。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280mm，可生产折径为1300mm、厚度为45μm的收缩膜、复合膜、冷拉伸托盘罩膜等，生产力可达450kg／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。

2.9 模块化和专业化的科学发展

“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，适应不同用户的特殊要求，缩短新产品的研发周期，争取更大的市场份额。而“专业化”生产可以将挤出成型装备的各个系统模块部件安排定点生产甚至进行全球采购，这对保证整机质量、降低成本、加速资金周转都非常有利。

德国W＆H公司最新开发的十一层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微米厚的PE－HD纸袋内衬膜到仅带1微米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。

德国KIEFEL公司的九层共挤吹膜设备，采用模块化技术。挤出机采用了经过特别设计的、剪切力极小的混料段。该混料段可保证熔体温度的可控性以及膜泡的稳定性。此外，为了节省空间、减少维护成本，这种挤出机采用了无需传动皮带的齿轮箱直接驱动技术。模头采用预分配器均匀地将从各挤出机出来的熔体流分配到多层环形流道。多层共挤阻隔膜各层的厚度和分布的精确度由预分配器、螺旋型芯的设计及其加工精度来决定，各层合流处的口模内部间隙的精度尤其有着举足轻重的作用。因为开模力很低，同轴分布的螺旋型芯可精确地保证各层的结构以及厚度分布。优化设计也能够保证较短的多层熔体合流路径，可以显著减少温度很高的尼龙（PA）层对其他温度敏感原料层造成的不良影响。采用旋转牵引系统，可以设置更小的旋转角度，减少起泡，对于生产平整度要求高的产品有很大的好处。

3 多层共挤吹膜设备绿色化生态技术的科学发展

多层共挤吹膜设备绿色化生态技术主要内涵：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。

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，以及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 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%，降低二氧化碳的排放量。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°C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79kWh／h下降为60kWh／h，节能19kWh／h以每天生产22h、全年生产330天计算，可节约用电137940 kWh，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18MP提高到25MPa、断裂伸长率由300%提高到450%、落镖冲击由100／g提高到200／g。

3.2 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。

低速高力矩的交流伺服电机驱动单螺挤出塑化，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转／每分钟，其扭矩范围为110～14752Nm，（涵盖了11kW－75kW的交流驱动电机，螺杆直径35～120mm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的交流伺服电机驱动单螺挤出塑化，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。

（未完待续：见本刊2016年第2期）