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國內熱成型片材生產技術
2019.07.11

國內不斷推陳出新的片材生產線、外資和進口設備的引進、以及新的原輔材料的應用,使熱 成型行業呈現蓬勃發展的態勢。 熱成型片材加工技術也隨著設備、 材料和用途的不同而五花 八門。日益成熟的加工技術逐漸打破了舊式的常規理論?,F在,即使在同一條生產線,也可 以用不同的工藝生產出不同用途、不同規格、不同材質的合格片材;同一種規格用途的片材 也可以用不同的設備、工藝加工出來?!盁o模式”給生產帶來極大的方便。


所謂“無模式”熱成型片材生產技術是指:熱成型片材可以用多種多樣的技術方式生產,無固 定的模式。它是打破“常規”熱成型片材生產技術理論,是隨著時代發展不斷進步、開闊了視 野的熱成型片材生產技術理論。這是本人經過十年的時間,親臨生產第一線,通過對英國、 美國、德國、奧地利、國內(包括臺灣)等片材生產線的實地考察,經過理論分析和實踐證 明得出的結論。目的是使生產片材的工人、技術人員、工程師等開闊視野,了解熱成型用片 材的生產方法不僅僅只有一種。 高檔的配置固然對生產有利, 但低檔的配置未必就不能生產 出高檔、實用、價廉、合格的熱成型用片材。我常見到那些擁有先進生產線的廠家卻未必擁 有先進的生產技術、工藝以及良好的效益。而那些擁有中低檔、中高檔設備的生產廠家往往 擁有經驗豐富的工作人員, 他們的思路更加開闊, 常讓我欽佩不已。 他們的片材價廉、 實用, 生產方法多種多樣。



 本文是“無模式”熱成型片材生產技術的概論,主要是針對“擠出機——機頭——三輥——牽 引——卷取”熱成型用片材生產工藝而言。我將在以后的文章中針對不同材質進行詳細地論 述。 僅供大家參考,也希望對提高國內熱成型片材生產技術有所幫助。不妥之處,懇請指正。

一. 多種多樣的擠出機配置 

(1)調速配置:有的用滑差電機調速裝置;有的直流電機調速裝置;有的用三相異步整流 子電調速裝置;有的用變頻、電磁調速電機等。 

(2)螺桿配置:無論是漸變式、突變式;單節式、雙節式;單螺槽、雙螺槽;單螺桿、雙 螺桿;組合式、整體式;通用的、專用的;舊式的、新式的;直徑從 ф45mm—ф200mm, 長徑比(L/D)從 20—48 都有成功應用的實例。 

(3)料筒配置:排氣式、非排氣式,組合式、整體式等均有成功應用的實例。 

(4)換網器的配置:手動式、自動式(油壓式、氣壓式、電機帶動式) ;旋轉式、直線式; 單腔式、雙腔式;不停機換網的單流道式、雙流道式。 熔體輸送泵、靜態混煉器有的配備,有的沒有配置,但都有成功生產的實例。 

(5)機頭配置:衣架式、魚尾式;有阻尼條的和無阻尼條的;彈性模唇和活性模唇;???內帶寬窄可調裝置和內無可調裝置但外帶封堵板;寬度從 700mm——2200mm;機頭水平 安裝、向下垂直安裝等。 

(6)機頭結構:單流道、多流道的;內復合的、外復合的等。 

(7)供料的配置:

A.配料方式:人工配料、機器配料;

B.加料方式:自動上料、人工上料、 自動配料加料為一體;

C.加料斗內有放磁力架的、磁鐵的;

D.加料口有通冷卻水的、不通水 的;

E. 加料斗有帶干燥裝置的、沒有帶干燥裝置的;

F.另配干燥裝置、結晶裝置的等都有 成功應用的實例。 

(8)料筒冷卻方式:風冷卻、水冷卻;風冷水冷相結合;無冷卻等方式,都有實際應用的 事例。 

(9)螺桿中心通水冷卻、不冷卻的。 

(10)換網器前后壓力有閉環控制的和無控制的;有壓力表顯示和無壓力表顯示的;網前 壓力的控制從 10Mpa—40Mpa 都有。 

( 11 ) 過 濾 網 有 用 標 準 網 疊 的 ( 25+50+100+50 目 ) 有 剪 刀 剪 的 ( 100x2+80x2 , ; 100+80x2+60,100+80+60x2, 100+80+60+40,80x2+60x20,40+80+40 等) ;有沖床 沖的;也有用進口厚的單層或雙層 60—100 目過濾網;也有不需要的。 

(12)溫控方式的配置:電阻加熱(有鑄鋁包覆式的、鐵皮包覆云母式的) 、工頻(電磁) 感應加熱等;控溫方法較常見的有“通—斷”、比例、PID 等。 

(13)擠出機配置的數量:單臺的、兩臺的、多臺的(常見 3—5 臺) 。 

(14)機頭唇口的排氣裝置:國產機幾乎都沒有配置,進口機個別配置,但只在出現氣包、 氣泡、貼附不良等問題較多時才采用。



 二. 多種多樣的三輥、冷卻架配置 

(1)排列方式多種多樣:臥式、立式、傾斜式;兩輥——風(氣)刀替代上(或下)輥的。 

(2)進料方式:立式的上輥進料、下輥進料;臥式的上進料。 

(3)傳動方式:伺服電機獨立傳動、蝸輪蝸桿傳動、齒輪傳動、鏈條傳動、橡膠同步帶傳 動等。 

(4)冷卻水進出方式多種多樣: 一邊進一邊出;進出口都在一邊;三個輥筒水路串聯、 并聯等。 

(5)三輥生產時的配合方式:上輥壓,下輥不動;上下輥都壓;上下輥都不壓,另配氣刀; 上下輥都不壓,也不用氣刀,用流涎法生產。

(6)三輥規格:從寬度 700mm——2200mm,直徑 ф200mm——ф490mm 三個相同輥徑 的配置、異徑輥的配置等。 

(7)冷卻架的長短不一:在較短的冷卻架上一般補充有風冷裝置、或增加了一個通冷卻水 的輥筒,常見的長度在(3——11M) 。 

(8)卸料架有單工位、雙工位、四工位;可自動旋轉的、固定的;手動的、機械的;在氣 脹軸的卷取時有用紙筒的,有用膠筒的;有什么都不用的。 

(9)輥筒升降方式:氣動、液壓、手動(蝸輪蝸桿式、絲杠螺母式等) 。 

(10)輥隙限位方式:手動(斜塊、頂絲) 、自動(電腦顯示) 、不用(主要在手動控制三 輥升降,用有余膠的壓延法生產時) 。 

(11)三輥與機頭相對移動方式:用電動機、氣缸、液壓缸作動力,用齒輪齒條,鋼絲繩牽 動;人工(用撬杠)等控制方式。 

(12)三輥與機頭相對位置:機頭比中輥高 1—50mm 比中輥略低,跟中輥平行;機頭距中 輥 50——250mm 均有成功的實例。 

(13)三輥冷卻介質:水、油;加熱介質:蒸汽、油、電熱棒等。有的配置專用的循環恒 溫控制系統,有的直接通自來水,有的用的是冷凍水。 

(14)邊角料的處理:隨機卷取后粉碎;隨機粉碎隨即裝袋(入儲料缸) ;隨機粉碎隨機使 用;邊角料入筐后粉碎;或者直接放在干凈的地面上。 

(15)裁刀的選用:圓形的、四方形的、彎鉤的等多種形狀,材質有鐵的、不銹鋼的,常 用的是裁紙刀片,也有專門配用的裁切裝置等多種形式。 

(16)厚度檢測方式:較多見的手工用千分尺、高檔的全自動各種射線測厚裝置和其他多 種測厚儀器。 

(17)電暈處理的配置:除個別廠家為使二次加工的熱成型產品印色牢固偶爾使用外,多 數不需要用。 

(18)涂覆工藝的采用:除個別產品對脫模、透明度有要求而使用外,大多數不需要用。

三. 多種多樣的片材生產用原輔材料 

(1)原料有用顆粒狀的、粉狀的;有含透明劑的、不含透明劑的;有共聚或共混的;有的 直接可以使用,有的需要配混其他助劑的等。 

(2)透明劑有用粉狀的、粒狀的;有用酒精、白油浸泡的;也有什么透明劑都不用的。 

(3)對回料的使用方法:造成粒料后與新料混合;拉成厚片后粉碎,再與新料混合;粒料、 薄料、厚料搭配使用;回料用于注塑等其他用途;回料摻混比例從 0—100%不等。 

(4)填充母料:重質碳酸鈣填充母料、輕質碳酸鈣填充母料、光—生雙降解母料、生物降 解母料等;或者不用母料等。 

(5)色料:高檔的、低檔的;通用的、專用的;顆粒狀的、粉狀顏料的等。 

(6)其他助劑的使用:用的較多的(如 PVC) 、較少的、不用的。 

(7)原輔材料產地:進口的(日、韓較多) 、國產的(含臺灣) 、自己廠生產的(主要是母 料) 。 

(8)材質:PVC、PET、HIPS、KPS(CPS) 、PP、ABS、降解材料等多種材質。 
(9)用途:用于正壓(壓縮空氣,助壓沖頭) 、負壓(抽真空吸塑) 、正負壓結合的熱成型 機(手動、半自動、全自動)加工熱成型包裝產品。


四. 多種多樣的生產工藝控制 

(1) 三輥控制方式:上(下)輥壓,下(上)輥不動;上下輥都壓;上下輥都不壓,另 配氣刀;上下輥都不壓,也不用氣刀。 

(2) 料筒溫度控制方式: (從加料口—換網器)有的正向設置:低—高;有的逆向設置: 高—略低;有的 全部一樣。即使同一條生產線、同一種配方,溫度的設置也可以大不一樣。 (機頭溫度設置:左邊—中間—右邊)高—低—高;設置一樣;低—高—低 (主要用于因機頭兩邊太寬增加了堵板的情況。 ) 

(3)三輥溫度的設置方式(以立式上進料為例,上—中—下) :高—較高—低;低—高— 低;也有將三個輥溫度設置一樣的等等。 

(4)余膠控制的大?。ㄒ粤⑹缴线M料為例,上—中—下) :從細如發絲(幾乎沒有余膠) 到粗如食指; 只在上輥; 上下輥都有; 余膠在片材的上面或下面等均有實際成功生產的實例。 

(5)生產薄片時有的用氣刀法;有的用幾乎無余膠的壓光法;有的用有余膠的壓延法;也 有不用氣刀的流涎法。 

(6)真空排氣裝置的配置:有采用的,也有不用(或本身沒有)的,有的甚至拆掉后用鋼 板封住的。 

(7)唇口開度的確定:有的采用唇口(厚)開度≈片材厚度 x(1+10——20%) ;有的是當 片材厚度低于 0.8mm 時唇口厚度采用 1.0mm, 當片材厚度大于 0.8mm 低于 1.5mm 時, 唇 口開度采用 2.0mm(由于一般熱成型用片材的厚度很少超過 2.0 mm) 。在實際生產 2.3 mm 厚的 PS 片材時,用 2.5 mm 的唇口開(厚)度,采用壓光法(幾乎無余膠)已有成功的記 錄。在生產 0.30—0.35 mmPP 片材時,采用壓延法(有余膠,粗如鉛筆) ,唇口厚度為 2.0 mm 的也已有成功記錄。在生產 0.20-0.25 mmPS、ABS 片材時,也有用壓光法在 2.0 mm 唇口厚度成功生產的記錄??傊?,為便于穩定控制,唇口厚度一般不能低于片材的厚度(即 使考慮離模膨脹的因素) 。 

(8)PS 光亮熱成型制品用片材:有用單臺擠出機生產的單層片材;有共擠復合光亮層的; 也有復合薄膜的;有的在熱成型產品印刷時采用光亮油墨的。 

(9)彩色圖案 PP 熱成型制品用片材:有隨機印刷的;有復合彩色薄膜的;有專門用于二 次加工的熱成型產品印刷彩色圖案的印刷機。 

(10) 卷重量的控制:有 60—150kg 的小卷,有 400—600kg 的大卷;有人工卸的、液壓 車卸的、有用吊葫蘆吊的;有用磅秤稱的,有用電子稱的,有的吊葫蘆上帶電子稱的,有的 通過卷的直徑、寬度、材質計算的(考慮了誤差) ,有的是實際稱量列表統計總結歸納的。 

(11) 片材的包裝:有的用紙;有的用編織帶(袋) ;有的用薄膜;有的用直接放在倉板或 干凈的瓷磚地面(等到生產熱成型產品時在用布抹干凈)等。 

(12) 三輥的表面清潔的方法:標準應該用酒精(食用、醫用) ;有的用自來水;但有的 用天那水(有毒,但去污力強,不主張經常用) 。 

(13) 輥筒進水口與出水口的溫差控制范圍:一般不能超過 5℃(否則要清洗輥筒內的污 垢) ;但在實際生產中溫差超過 15—20℃還是可以正常生產的。 

(14) 三輥內污物的清潔方法:用專用的清洗機和清洗劑,速度較快,效果較好;有的將 除垢劑按一定比例溶于循環水池,到一定時間后將污水全部排掉,重新加入凈水;有些采用 先進的配置一開始就對水進行了軟化、清潔處理,不會結垢,幾乎不需清洗。 

(15) 整個生產線的控制的方法:有的高檔生產線采用精密閉環聯調、聯鎖、聯控、打印 的高度自動化;有簡單的獨立控制。 

五. 多種多樣的生產管理模式 

(1)有的企業通過了 ISO9002、ISO14000 的認證;而有些企業則采用 A 模式管理;或者 綜合其他優秀管理方法實行具有自己企業特色的管理方法,效果也不錯。我的看法:如果企 業管理缺少個性,一味爭相通過某個管理模式的認證,不一定是好事情。 

(2)人員配置:常見的一條生產線配置操作工 1—2 人(配料、加料、調機、卸卷) ;在自 動化程度較高的生產線,一個人可照看多臺設備;質量要求較高、實力雄厚的企業還專門配 置工程技術人員,進行產品開發和現場疑難問題解決。檢驗由操作工、領班負責,或配專職 QC。 

(3)工作時間安排:一般兩班制,有的上 8 小時倒班,有的上 12 小時倒班;也有的實行 三班兩運轉,即每個班上 12 小時,休息 24 小時;個別的三班制,每班 8 小時;生產不忙 時,也有實行四班三運轉,每班 8 小時,休息 24 小時。 

(4)工資的計算:較多的一般實行計件工資;質量要求高的企業較多采用計時工資;個別 企業實行兩者結合。但不管怎樣計算,在同一地區的工人工資相差不是很大。 


六. 供應熱成型片材企業的現狀 

有的只生產熱成型用片材, 出售給二次加工熱成型產品的企業; 有的生產各種用途的片材或 板材;多數供應自己的熱成型產品加工生產線。 


總之,目前國內熱成型片材的生產技術可以說是百花齊放,日趨成熟?!耙粯拥拿罪?,各人 的手段”,不管怎樣,能夠滿足二次加工熱成型產品的熱成型片材生產技術就是好技術。 

文章由橡膠工業網整理


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