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国内热成型片材生产技术概览


国内热成型片材生产技术概览

国内不断推陈出新的片材生产线、外资和进口设备的引进、以及新的原辅材料的应用,使热 成型行业呈现蓬勃发展的态势。 热成型片材加工技术也随着设备、 材料和用途的不同而五花 八门。日益成熟的加工技术逐渐打破了旧式的常规理论。现在,即使在同一条生产线,也可 以用不同的工艺生产出不同用途、不同规格、不同材质的合格片材;同一种规格用途的片材

也可以用不同的设备、工艺加工出来。“无模式”给生产带来极大的方便。 所谓“无模式”热成型片材生产技术是指:热成型片材可以用多种多样的技术方式生产,无固 定的模式。它是打破“常规”热成型片材生产技术理论,是随着时代发展不断进步、开阔了视 野的热成型片材生产技术理论。这是本人经过十年的时间,亲临生产第一线,通过对英国、 美国、德国、奥地利、国内(包括台湾)等片材生产线的实地考察,经过理论分析和实践证 明得出的结论。目的是使生产片材的工人、技术人员、工程师等开阔视野,了解热成型用片 材的生产方法不仅仅只有一种。 高档的配置固然对生产有利, 但低档的配置未必就不能生产 出高档、实用、价廉、合格的热成型用片材。我常见到那些拥有先进生产线的厂家却未必拥 有先进的生产技术、工艺以及良好的效益。而那些拥有中低档、中高档设备的生产厂家往往 拥有经验丰富的工作人员, 他们的思路更加开阔, 常让我钦佩不已。 他们的片材价廉、 实用, 生产方法多种多样。 本文是“无模式”热成型片材生产技术的概论,主要是针对“挤出机——机头——三辊——牵 引——卷取”热成型用片材生产工艺而言。我将在以后的文章中针对不同材质进行详细地论 述。 仅供大家参考,也希望对提高国内热成型片材生产技术有所帮助。不妥之处,恳请指正。 一. 多种多样的挤出机配置 (1)调速配置:有的用滑差电机调速装置;有的直流电机调速装置;有的用三相异步整流 子电调速装置;有的用变频、电磁调速电机等。 (2)螺杆配置:无论是渐变式、突变式;单节式、双节式;单螺槽、双螺槽;单螺杆、双 螺杆;组合式、整体式;通用的、专用的;旧式的、新式的;直径从 ф45mm—ф200mm, 长径比(L/D)从 20—48 都有成功应用的实例。 (3)料筒配置:排气式、非排气式,组合式、整体式等均有成功应用的实例。 (4)换网器的配置:手动式、自动式(油压式、气压式、电机带动式) ;旋转式、直线式; 单腔式、双腔式;不停机换网的单流道式、双流道式。 熔体输送泵、静态混炼器有的配备,有的没有配置,但都有成功生产的实例。 (5)机头配置:衣架式、鱼尾式;有阻尼条的和无阻尼条的;弹性模唇和活性模唇;模口

内带宽窄可调装置和内无可调装置但外带封堵板;宽度从 700mm——2200mm;机头水平 安装、向下垂直安装等。 (6)机头结构:单流道、多流道的;内复合的、外复合的等。 (7)供料的配置:A.配料方式:人工配料、机器配料;B.加料方式:自动上料、人工上料、 自动配料加料为一体;C.加料斗内有放磁力架的、磁铁的;D.加料口有通冷却水的、不通水 的;E. 加料斗有带干燥装置的、没有带干燥装置的;F.另配干燥装置、结晶装置的等都有 成功应用的实例。 (8)料筒冷却方式:风冷却、水冷却;风冷水冷相结合;无冷却等方式,都有实际应用的 事例。 (9)螺杆中心通水冷却、不冷却的。 (10)换网器前后压力有闭环控制的和无控制的;有压力表显示和无压力表显示的;网前 压力的控制从 10Mpa—40Mpa 都有。 ( 11 ) 过 滤 网 有 用 标 准 网 叠 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) ;有冲床 冲的;也有用进口厚的单层或双层 60—100 目过滤网;也有不需要的。 (12)温控方式的配置:电阻加热(有铸铝包覆式的、铁皮包覆云母式的) 、工频(电磁) 感应加热等;控温方法较常见的有“通—断”、比例、PID 等。 (13)挤出机配置的数量:单台的、两台的、多台的(常见 3—5 台) 。 (14)机头唇口的排气装置:国产机几乎都没有配置,进口机个别配置,但只在出现气包、 气泡、贴附不良等问题较多时才采用。 二. 多种多样的三辊、冷却架配置 (1)排列方式多种多样:卧式、立式、倾斜式;两辊——风(气)刀替代上(或下)辊的。 (2)进料方式:立式的上辊进料、下辊进料;卧式的上进料。 (3)传动方式:伺服电机独立传动、蜗轮蜗杆传动、齿轮传动、链条传动、橡胶同步带传 动等。 (4)冷却水进出方式多种多样: 一边进一边出;进出口都在一边;三个辊筒水路串联、 并联等。 (5)三辊生产时的配合方式:上辊压,下辊不动;上下辊都压;上下辊都不压,另配气刀; 上下辊都不压,也不用气刀,用流涎法生产。

(6)三辊规格:从宽度 700mm——2200mm,直径 ф200mm——ф490mm 三个相同辊径 的配置、异径辊的配置等。 (7)冷却架的长短不一:在较短的冷却架上一般补充有风冷装置、或增加了一个通冷却水 的辊筒,常见的长度在(3——11M) 。 (8)卸料架有单工位、双工位、四工位;可自动旋转的、固定的;手动的、机械的;在气 胀轴的卷取时有用纸筒的,有用胶筒的;有什么都不用的。 (9)辊筒升降方式:气动、液压、手动(蜗轮蜗杆式、丝杠螺母式等) 。 (10)辊隙限位方式:手动(斜块、顶丝) 、自动(电脑显示) 、不用(主要在手动控制三 辊升降,用有余胶的压延法生产时) 。 (11)三辊与机头相对移动方式:用电动机、气缸、液压缸作动力,用齿轮齿条,钢丝绳牵 动;人工(用撬杠)等控制方式。 (12)三辊与机头相对位置:机头比中辊高 1—50mm 比中辊略低,跟中辊平行;机头距中 辊 50——250mm 均有成功的实例。 (13)三辊冷却介质:水、油;加热介质:蒸汽、油、电热棒等。有的配置专用的循环恒 温控制系统,有的直接通自来水,有的用的是冷冻水。 (14)边角料的处理:随机卷取后粉碎;随机粉碎随即装袋(入储料缸) ;随机粉碎随机使 用;边角料入筐后粉碎;或者直接放在干净的地面上。 (15)裁刀的选用:圆形的、四方形的、弯钩的等多种形状,材质有铁的、不锈钢的,常 用的是裁纸刀片,也有专门配用的裁切装置等多种形式。 (16)厚度检测方式:较多见的手工用千分尺、高档的全自动各种射线测厚装置和其他多 种测厚仪器。 (17)电晕处理的配置:除个别厂家为使二次加工的热成型产品印色牢固偶尔使用外,多 数不需要用。 (18)涂覆工艺的采用:除个别产品对脱模、透明度有要求而使用外,大多数不需要用。 三. 多种多样的片材生产用原辅材料 (1)原料有用颗粒状的、粉状的;有含透明剂的、不含透明剂的;有共聚或共混的;有的 直接可以使用,有的需要配混其他助剂的等。 (2)透明剂有用粉状的、粒状的;有用酒精、白油浸泡的;也有什么透明剂都不用的。

(3)对回料的使用方法:造成粒料后与新料混合;拉成厚片后粉碎,再与新料混合;粒料、 薄料、厚料搭配使用;回料用于注塑等其他用途;回料掺混比例从 0—100%不等。 (4)填充母料:重质碳酸钙填充母料、轻质碳酸钙填充母料、光—生双降解母料、生物降 解母料等;或者不用母料等。 (5)色料:高档的、低档的;通用的、专用的;颗粒状的、粉状颜料的等。 (6)其他助剂的使用:用的较多的(如 PVC) 、较少的、不用的。 (7)原辅材料产地:进口的(日、韩较多) 、国产的(含台湾) 、自己厂生产的(主要是母 料) 。 (8)材质:PVC、PET、HIPS、KPS(CPS) 、PP、ABS、降解材料等多种材质。 (9)用途:用于正压(压缩空气,助压冲头) 、负压(抽真空吸塑) 、正负压结合的热成型 机(手动、半自动、全自动)加工热成型包装产品。 四. 多种多样的生产工艺控制 (1) 三辊控制方式:上(下)辊压,下(上)辊不动;上下辊都压;上下辊都不压,另 配气刀;上下辊都不压,也不用气刀。 (2) 料筒温度控制方式: (从加料口—换网器)有的正向设置:低—高;有的逆向设置: 高—略低;有的 全部一样。即使同一条生产线、同一种配方,温度的设置也可以大不一样。 (机头温度设置:左边—中间—右边)高—低—高;设置一样;低—高—低 (主要用于因机头两边太宽增加了堵板的情况。 ) (3)三辊温度的设置方式(以立式上进料为例,上—中—下) :高—较高—低;低—高— 低;也有将三个辊温度设置一样的等等。 (4)余胶控制的大小(以立式上进料为例,上—中—下) :从细如发丝(几乎没有余胶) 到粗如食指; 只在上辊; 上下辊都有; 余胶在片材的上面或下面等均有实际成功生产的实例。 (5)生产薄片时有的用气刀法;有的用几乎无余胶的压光法;有的用有余胶的压延法;也 有不用气刀的流涎法。 (6)真空排气装置的配置:有采用的,也有不用(或本身没有)的,有的甚至拆掉后用钢 板封住的。 (7)唇口开度的确定:有的采用唇口(厚)开度≈片材厚度 x(1+10——20%) ;有的是当

片材厚度低于 0.8mm 时唇口厚度采用 1.0mm, 当片材厚度大于 0.8mm 低于 1.5mm 时, 唇 口开度采用 2.0mm(由于一般热成型用片材的厚度很少超过 2.0 mm) 。在实际生产 2.3 mm 厚的 PS 片材时,用 2.5 mm 的唇口开(厚)度,采用压光法(几乎无余胶)已有成功的记 录。在生产 0.30—0.35 mmPP 片材时,采用压延法(有余胶,粗如铅笔) ,唇口厚度为 2.0 mm 的也已有成功记录。在生产 0.20-0.25 mmPS、ABS 片材时,也有用压光法在 2.0 mm 唇口厚度成功生产的记录。总之,为便于稳定控制,唇口厚度一般不能低于片材的厚度(即 使考虑离模膨胀的因素) 。 (8)PS 光亮热成型制品用片材:有用单台挤出机生产的单层片材;有共挤复合光亮层的; 也有复合薄膜的;有的在热成型产品印刷时采用光亮油墨的。 (9)彩色图案 PP 热成型制品用片材:有随机印刷的;有复合彩色薄膜的;有专门用于二 次加工的热成型产品印刷彩色图案的印刷机。 (10) 卷重量的控制:有 60—150kg 的小卷,有 400—600kg 的大卷;有人工卸的、液压 车卸的、有用吊葫芦吊的;有用磅秤称的,有用电子称的,有的吊葫芦上带电子称的,有的 通过卷的直径、宽度、材质计算的(考虑了误差) ,有的是实际称量列表统计总结归纳的。 (11) 片材的包装:有的用纸;有的用编织带(袋) ;有的用薄膜;有的用直接放在仓板或 干净的瓷砖地面(等到生产热成型产品时在用布抹干净)等。 (12) 三辊的表面清洁的方法:标准应该用酒精(食用、医用) ;有的用自来水;但有的 用天那水(有毒,但去污力强,不主张经常用) 。 (13) 辊筒进水口与出水口的温差控制范围:一般不能超过 5℃(否则要清洗辊筒内的污 垢) ;但在实际生产中温差超过 15—20℃还是可以正常生产的。 (14) 三辊内污物的清洁方法:用专用的清洗机和清洗剂,速度较快,效果较好;有的将 除垢剂按一定比例溶于循环水池,到一定时间后将污水全部排掉,重新加入净水;有些采用 先进的配置一开始就对水进行了软化、清洁处理,不会结垢,几乎不需清洗。 (15) 整个生产线的控制的方法:有的高档生产线采用精密闭环联调、联锁、联控、打印 的高度自动化;有简单的独立控制。 五. 多种多样的生产管理模式 (1)有的企业通过了 ISO9002、ISO14000 的认证;而有些企业则采用 A 模式管理;或者 综合其他优秀管理方法实行具有自己企业特色的管理方法,效果也不错。我的看法:如果企 业管理缺少个性,一味争相通过某个管理模式的认证,不一定是好事情。 (2)人员配置:常见的一条生产线配置操作工 1—2 人(配料、加料、调机、卸卷) ;在自 动化程度较高的生产线,一个人可照看多台设备;质量要求较高、实力雄厚的企业还专门配 置工程技术人员,进行产品开发和现场疑难问题解决。检验由操作工、领班负责,或配专职 QC。

(3)工作时间安排:一般两班制,有的上 8 小时倒班,有的上 12 小时倒班;也有的实行 三班两运转,即每个班上 12 小时,休息 24 小时;个别的三班制,每班 8 小时;生产不忙 时,也有实行四班三运转,每班 8 小时,休息 24 小时。 (4)工资的计算:较多的一般实行计件工资;质量要求高的企业较多采用计时工资;个别 企业实行两者结合。但不管怎样计算,在同一地区的工人工资相差不是很大。 六. 供应热成型片材企业的现状 有的只生产热成型用片材, 出售给二次加工热成型产品的企业; 有的生产各种用途的片材或 板材;多数供应自己的热成型产品加工生产线。 总之,目前国内热成型片材的生产技术可以说是百花齐放,日趋成熟。“一样的米饭,各人 的手段”,不管怎样,能够满足二次加工热成型产品的热成型片材生产技术就是好技术。

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