二次复合铝塑软管生产工艺及设备的选用*

□徐惠朝

三槐机械制造有限公司 江苏南通 226300

二次复合铝塑软管生产工艺及设备的选用*

□徐惠朝

三槐机械制造有限公司 江苏南通 226300

论述了二次复合铝塑软管的构成与生产工艺流程，从铝塑复合软管制管机、全塑挤出软管拉管机两方面介绍了生产设备的选用。

目前，在软管包装市场上，包装材料一般为焊接型铝塑复合软管、挤出型全塑软管。铝塑复合软管由片材用软管制管机制成，再通过高频热熔焊接，在管体上有焊接缝。挤出型全塑软管为挤出机生产的全塑软管。当填充物中含有渗透性强的物质时，这些软管不能很好地进行阻隔，会有渗透挥发现象，使软管中的灌装物料变质[1]。

二次复合铝塑软管又称管中管，是在铝塑复合软管外表面上再复合一层挤出型全塑层，形成二次复合。由于铝塑复合软管抗渗透性较强，在其外表面上再复合一层全塑层，可以弥补存在焊缝的缺点，使软管的密封性能更强，满足对易渗透挥发填充物的需求，保质期更久，同时提升了软管的档次。

基于以上特点，二次复合铝塑软管将逐步取代其它形式的软管，成为软管包装行业市场的新宠儿，受到业界的关注[2]。

1 二次复合铝塑软管的构成

二次复合铝塑软管由内层焊接型铝塑复合软管和外层挤出型全塑软管组成，如图1所示。

图1 二次复合铝塑软管构成示意图

1.1 铝塑复合软管

铝塑复合软管总厚度为0.18～0.22 mm，其中铝箔厚度为0.012 mm。由内至外第1～5层[3]的材料依次为聚乙烯、低密度聚乙烯+粘合树脂、铝箔、粘合树脂+低密度聚乙烯、聚乙烯。

1.2 全塑挤出软管

全塑挤出软管厚度为0.23～0.27 mm。在第5层外，第6、第7层的材料分别为低密度聚乙烯+粘合树脂、聚乙烯。

2 二次复合铝塑软管的生产工艺流程

铝塑复合片材通过铝塑复合软管制管机加工成铝塑复合软管，进入全塑挤出软管拉管机的模头内。全塑挤出软管拉管机将塑料粒子熔融，送入模头内，覆盖在铝塑复合软管外表面上，形成二次复合。再通过真空定形冷却，由牵引皮带将软管送入跟踪旋切刀内，通过测速编码器控制跟踪旋切刀对软管定长切断，得到二次复合铝塑软管成品。生产工艺流程如图2所示。

图2 生产工艺流程图

3 设备的选用

3.1 铝塑复合软管制管机[4]

铝塑复合软管制管机主要由放送装置、对接平台、快速送料装置、贮存器、导向机构、切边机构、过布辊部件、成形环支撑、焊接轴定位块支撑、成形机构、水平牵引机构、水平胀紧机构、高频焊接系统、跟踪切断装置等组成，如图3所示。

图3 铝塑复合软管制管机

（1）放送装置。配有两组放送装置，主要用于片材的安放。工作时一组使用，另一组作预处理用。放送装置主要由放送轴、放送套、大卷盘、锥形套、调节盘等组成。

（2）对接平台。由活动板、手动阀、支撑板等零件组成。

（3）快速送料装置。由上下两组压紧轴、压紧辊组成。片材安装时，使片材处于压紧轴与压紧辊之间的缝隙中，快速送料装置工作，气缸动作，推动压紧辊前移至与压紧轴紧靠，同时送料电动机运转，带动压紧轴转动，快速牵引片材至贮存器贮存片材，确保机器在片材换卷、对接过程中有足够的片材使用，从而达到换卷不停机的目的。在整机工作过程中，贮存工作按钮一直处于激活状态，当一卷片材用料即将结束时，放送装置左侧光电开关发出信号，快速送料装置接收信号，送料电动机运转，快速输送片材至贮存器。当片材输送完毕后，光电开关再次发出信号，送料装置接收到信号，送料电动机停止运转。

（4）贮存器。用于快速送料后片材的贮存。贮存器底部安装有两条直线导轨，导轨固定于机架底板上，导轨滑块固定于贮存器底部，贮存器可前后移动，从而满足不同片材的宽度要求，确保片材中心在同一直线上[5]。

（5）导向机构。导向机构安装于放送墙板上，导向板通过锁紧手轮锁紧于固定板上，燕尾滑块也固定在固定板上。片材安装时置于左右两块导向板中，以防止工作过程中片材前后移动，从而起到导向作用。使用时可根据片材宽度调节导向板前后位置，调节时松开锁紧手轮，使两块导向板在固定板腰形孔内移动。若需调节机构前后位置，可旋转调节手轮，使燕尾滑块相对于滑座前后移动，进而使整个机构相对于放送墙板前后移动。

（6）切边机构。制管时，根据所制成形管管径的大小，计算好所需片材的宽度，片材宽度等于成形管管径乘以3.14再加1～1.5 mm焊缝搭边。将片材绕过切边轴，根据所需片材宽度调整好刀片位置。当片材前移时，切边机构对片材进行自动裁切。裁切下的废边进入废料管，同时对管内进行吹风，使其落入废料箱内[6]。

（7）过布辊部件。包括传动管、主轴、紧边挡圈等。所有过布辊部件均安装于放送墙板上，片材通过一系列过布辊部件进行传动和压紧，水平输送至成形部件。在使用前须调整好传动管前后紧边挡圈的位置，使片材中心与放送装置中的片材中心在同一中心线上，并确保与焊接轴中心一致。

（8）成形机构。包括成形环、成形轮、成形焊接轴、焊接轴定位块、表面压轮等。成形环通过成形环支撑部件安装于机架主墙板上。成形焊接轴一头通过带冷却水接头的焊接轴定位块固定在主墙板上，一头水平置于桌面上。成形轮置于焊接轴两侧，起成形导向作用。焊接轴包括内芯加热电热管、内芯冷却通道、表面滚轮等。工作时，片材穿过成形环，再通过焊接轴左右两侧的成形轮，形成圆弧状裹于焊接轴外圈。片材重叠后被重叠压片压紧于焊接轴表面，再通过高频焊接或加热焊接使片材粘连在一起，同时焊接轴表面压轮在片材被焊接处对焊缝进行压平处理[7]。

（9）水平牵引机构。水平牵引机构由齿轮减速电动机驱动，通过一系列链轮传动，带动牵引机构主轴转动，从而使同步带在水平方向上作一定速度的转动，牵引成形管向前移动。

（10）高频焊接系统。高频焊接系统由高频感应加热设备、冷却系统和高频焊刀组成。片材经成形轮包于芯棒外圈后，由重叠压片压紧于芯棒上，高频焊刀置于芯棒表面，进行高频感应加热，使片材焊接成形，形成圆筒状。

3.2 全塑挤出软管拉管机

全塑挤出软管拉管机主要由外层挤出螺杆、内层挤出螺杆、模头、冷却水喷淋头、二次复合成形套、冷却水管、真空冷却定形水箱、总牵引皮带、测速编码器、同步跟踪底座板、圆切刀等部件组成，如图4所示。

图4 全塑挤出软管拉管机

该机采用双层共挤出形式，针对内外层可选用不同的材料，分别进行温度控制以达到各自最佳的材料流动性，且可增加软管材料的防渗透性。采用跟踪旋转切刀，使切管定位准确，长短一致。

（1）外层挤出螺杆。变频调速电动机带动减速器控制螺杆，电加热圈对螺筒加热，使塑料粒子熔化，螺杆旋转将熔融塑料送入模头。采用直径50 mm、长径比33的螺杆。

（2）内层挤出螺杆。原理、参数与外层挤出螺杆相同。

（3）模头。由内层模头芯、外层模头芯、模头套及口模组成。内层与外层螺杆共挤，将熔融塑料送入双层模头，结合成双层塑料软管。

（4）冷却水喷淋头、真空定形冷却水箱等组成真空定形及冷却部件。

（5）总牵引皮带。包括：第一牵引机构，设置于软管焊缝的外侧，含第一钢带和第一牵引轮，第一钢带与第一牵引轮采用传动连接；第二牵引机构，设置于软管焊缝的内侧，含第二钢带和多个第二牵引轮，第二钢带与第二牵引轮采用传动连接；吸合装置，用于将分别位于软管外内侧表面的第一钢带和第二钢带吸合。第一牵引轮转动带动第一钢带移动，第二牵引轮转动带动第二钢带移动，吸合装置将第一钢带与第二钢带吸合，使位于两者之间的软管跟随移动[8]。

（6）基于圆切刀的切断装置。包括支撑架、传动机构、导向机构和切断机构等。支撑架包括支撑板及穿设于支撑板上的固定套。传动机构包括旋转套、设于固定套上的内动圈，以及设于内动圈上的外动圈。内动圈通过固定设置在内动圈上的限位碰块带动外动圈一起旋转。导向机构固定设置在外动圈上，包括一个导向滑块。切断机构包括刀片固定架及固定设置于刀片固定架上的圆切刀，刀片固定架的一端设置于内动圈上，并与内动圈铰接，用于实现刀片沿径向方向往返切割软管[9]。

4 二次复合铝塑软管制管机

二次复合铝塑软管制管机如图5所示，包括外层挤出螺杆、内层挤出螺杆、复合片材输送导轮、复合片材卷安装轴、复合管成形导轮、高频感应加热装置、高频焊刀、焊缝压轮、复合管牵引皮带、复合管成形芯棒、模头、冷却水喷淋头、复合成形套、冷却水管、真空冷却定形水箱、总牵引皮带、测速编码器、同步跟踪底座板和圆切刀等部件。外层挤出螺杆的一端，以及内层挤出螺杆的一端与模头连接，复合片材输送导轮、复合片材卷安装轴、复合管成形导轮、高频感应加热装置、高频焊刀、焊缝压轮、复合管牵引皮带位于模头的一侧，冷却水喷淋头、复合成形套、冷却水管、真空冷却定形水箱、总牵引皮带、测速编码器、同步跟踪底座板和圆切刀位于模头的另一侧。复合管成形芯棒穿过复合片材卷安装轴、复合管成形导轮、高频感应加热装置、高频焊刀、焊缝压轮、复合管牵引皮带、模头、冷却水喷淋头和复合成形套。

图5 二次复合铝塑软管制管机

二次复合铝塑软管制管机制造复合铝塑软管包括以下步骤：铝塑复合片材预先安装在复合片材卷安装轴上，通过一组复合片材输送导轮进入复合管成形导轮内，包裹在复合管成形芯棒上；同时通过复合管牵引皮带对铝塑复合管进行牵引输送；高频感应加热装置工作，使高频焊刀对铝塑复合管对接处加热形成焊接缝，再由焊缝压轮对焊接缝处进行滚压，使焊接牢固；形成铝塑复合管后，由复合管牵引皮带将铝塑复合管送入模头内，外层挤出螺杆和内层挤出螺杆同时工作，将熔融的聚乙烯、聚乙烯+粘合树脂材料送入模头内，与送来的铝塑复合管进行复合，包裹在铝塑复合管外表面，形成二次复合；由冷却水喷淋头喷出的冷水对铝塑复合管进行快速冷却，使铝塑复合管外表面的聚乙烯、低密度聚乙烯+粘合树脂材料迅速凝固，进入复合成形套，对铝塑复合管进行定径，再在真空冷却定形水箱内进行完全冷却定形；总牵引皮带对二次复合成形的铝塑复合管进行牵引输送，测速编码器检测铝塑复合管的速度，控制复合管牵引皮带、同步跟踪底座板的速度与总牵引皮带的速度同步，并由圆切刀对铝塑复合管进行圆切定长。

5 结论

二次复合铝塑软管制管机及其制造复合铝塑软管的技术和方法可用于在铝塑复合软管外表面上复合挤出软管，使软管外表面无焊接缝，外形更美观。两种材料软管的复合，提高了软管的防渗透性，使软管适用性更广。基于以上优势二次复合铝塑软管将成为软管包装行业未来的发展方向，拥有广阔的市场前景。

[1] 魏庆葆.铝塑复合软管的应用与发展[J].郑州牧业工程高等专科学校学报，2001，21(1)：36-37.

[2]无缝铝塑共挤出复合软管：GB/T31515—2015[S].

[3]王晓飞.铝塑复合软管与全塑复合软管之比[C].中美软塑包装薄膜发展论坛，上海，2008.

[4]王俊雄，肖升红，张建奎，等.包装用复合软管管体成型机：2006200717706[P].2007-06-13.

[5]王俊雄.复合软管制管机的贮存装置：200520077448X [P].，2007-01-03.

[6]王俊雄.复合软管制管机的切边部件：2005200774475[P]. 2006-12-20.

[7]王俊雄.复合软管制管机的成型装置：2005200774460[P]. 2007-01-03.

[8]徐惠朝.软管成型焊缝的牵引装置：2015100790372[P]. 2015-05-20.

[9]徐惠朝，张艳娟.一种软管自动切断装置：2014102235406 [P].2014-08-13.

Gave a discourse upon the formation and production process of secondary aluminum-plastic composite hose and an introduction on the selection of production equipment from aluminum-plastic composite tubing machine and plastic hose extrusion machine.

软管包装；二次复合铝塑软管；制造

Hose Packing；Secondary Aluminum-plastic Composite Hose；Manufacture

TH145.9

B

1672-0555（2016）04-026-05

*中国专利（专利号：200920208735.8）

2016年5月

徐惠朝（1977—），男，本科，工程师，主要从事机械制造及自动化控制工作