超宽幅双面淋膜机组关键技术的研究

何二君

摘要：宽幅双面淋膜机组是以聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）为原料，基布有PE或PP编织布、网格布、铝箔等，是生产宽幅复合制品的高性能设备。机组采用双共挤双面淋膜复合工艺，可在一个生产流程中完成基材的双面复合。深入研究超宽幅双面淋膜机组技术，将进一步提高设备自动化水平，向高产高效高性能方向发展。

关键词：宽幅；淋膜；双面；复合；放送机；收卷机

中图分类号：TB486 文献标识码：A 文章编号：1400 （2021） 07-0035-04

Research On Key Technology of Ultra-Wide Double Side Film Spraying Unit

HE Er-jun（Guangdong Jinming Machinery Co.， Ltd.， Guangdong 515098， China）

Abstract： Wide-width double-sided film spraying machine is based on polyethylene （PE） or polypropylene（PP） as raw material， the base cloth is PE or PP woven cloth， mesh cloth， aluminum foil， etc.， is the production of wide composite products of high-performance equipment. The unit adopts double coextruding double-sided film laminating technology， which can complete the double-sided laminating of the substrate in one production process. In-depth research on the ultra-wide double-sided film spraying unit technology will further improve the level of automation of equipment and develop towards the direction of high yield， high efficiency and high performance.

Key words： wide； film； double sided； compound； deck； winding machine

1 机组概况及其应用

淋膜机是挤出成型机械的一种，其工艺原理是塑料粒子经螺杆塑化后由平模头模口成线型挤出，拉伸后附着于纸张、薄膜、无纺布、编织布等柔性基材表面，冷却定型压合成兼有塑料薄膜层的阻隔性和热封性、基材的强韧度和功能特性的复合材料。超宽幅6.5米淋膜机用于无纺布、编布织、网格布等基材的淋膜，广泛应用于宽幅塑料编织遮阳布、帐篷布、防水布、土工布、重型包装布、灯箱广告布、国外建筑用布、牧草膜仓储等制品。宽幅双面淋膜机组是以聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）为原料，基布有PE或PP编织布、网格布、铝箔等，是生产宽幅复合制品的高性能设备。整机必须适应如下工艺要求。

该机组由悬挂式单螺杆挤出机、悬挂式单螺杆共挤挤出机、第一基布双工位放送机、烘干装置、布面翻转架装置、第一复合机、第二复合机、分切装置、第二基布双工位放送机、铝箔放送机、收卷机、计算机控制系统等构成。其主要技术参数如下：

1）复合宽度：4400-6200mm。

2）涂膜厚度：15-50g/m2。

3）复合机械速度：30-200m/min。

4）一复合挤出机：φ200，最大产量1000kg/h。

5）二复合挤出机：φ200+φ120共挤，最大产量1300kg/h。

6）T型模头：宽度6500mm。

7）复合线压力：20kg/cm。

8）收卷最大直径：φ1500mm。

9）基布放卷最大直徑：φ1500mm。

10）铝箔放卷最大直径：φ500mm。

2 机组关键技术研究

该机组采用双共挤双面淋膜复合工艺，可在一个生产流程中完成基材的双面复合。第一基布放送机以编织布为放送基材，基材通过自动纠编后经过张力辊，采用张力传感器对基材表面张力进行自动调节控制，进入烘干预热辊组加热，经过翻转架，再进入第一复膜机。经第一挤出机加热挤出后从模头淋出的融熔膜料与传送来的编织布基材在复合冷辊与硅胶辊的辊压作用下进行复膜，完成第一面复膜。出来的复膜基材同第二放送机（或铝箔放送机）的基材同时进入第二复膜机并与第二共挤挤出机挤出的融熔膜料复合背面。经冷却辊组进行冷却处理，制成双面复膜制品，切边后进行自动收卷进行卷绕成卷。生产出的复膜产品要求膜层均匀，厚薄层可控，光泽度、牢固度、清晰度好等。

2.1 半自动双工位基布放送机

如图2所示，放送机在生产速度200m/min的条件下实现不降速半自动驳接换卷，接片片层要求小于300mm，实现恒张力控制，张力精度±0.3kg，换卷成功率达100%，对整机机电一体化的设计提到一定的高度。基材卷径达到Φ1500mm，重量达到9000kg，整机的安全性、可靠性更融合人机工程的设计原理。

2.2 高精度大负荷复合部

如图3所示，复合部是淋复机的关键部件，复合辊选用复合橡胶材料，线压力达到20kg/cm，胶层硬度达到邵氏90度以上。在高速运转高挤压复合的工况下辊面全跳动精度不大于0.02mm，复合辊开合运动附采用高精度直线导轨附，动力源采用液压系统。确保设备在200m/min高速运行中复合部的稳定性。

2.3 复合冷却辊的设计制造

复合冷却辊的精度直接影响淋复层的厚薄精度亮度；复合冷却辊直径选用Φ750mm，表面鍍硬铬后抛镜面、喷砂辊面，铬层硬度达到HRC65°以上。冷却辊内设置有多头冷却螺旋槽，螺旋式的流道采用矩形螺纹导流片，冷却水与复合冷却辊的接触面积大，接触面积分布均匀，保证辊面温度场较均匀。如图4所示为冷辊示意图。在塑料挤出的高温（挤出温度达到320℃）生产中，辊面温度确保在20℃左右。辊面温差不超过±1℃。

2.4 悬挂式单螺杆共挤挤出机

如图5、图6所示。机筒螺杆结构为主副螺纹结构的分离型螺杆，带屏障、混炼功能，并经过特殊硬化处理，不仅有良好的耐腐蚀性和耐磨性，而且具有高产出、低能耗、塑化好等特点，机筒采用强制加料结构，下料口配螺旋槽式冷却水道，均匀性好。螺杆采用热加工工艺，锻造、调质、氮化，氮化后表面硬度HV≥840，氮化深度（单边）0.5-0.7mm；机筒调质HB250-290，内孔氮化深度0.5-0.7mm，硬度HV≥940。齿轮箱采用20CrMnTi材料，渗碳淬火，高硬度齿面，精磨；钢材为重型卡车减速器专用材料，经表面渗碳处理后经德国NILES高精度磨齿精密加工而成，外部带循环油润滑系统，提高使用寿命。挤出机整体安装采用高架悬挂式，采用两台单螺杆挤出机共挤出方式，使用配方需求。螺杆直径分别为φ200和φ120，长径比均为33：1，最大挤出量1300kg/h，挤出机出口配备柱塞式快速换网器和熔体计量泵，保证出口压力稳定，采用自动控温、气动上料、无级调速。模头采用T型单流道模头加分配器方式，模头内挡板采用电动调节，模头加热方式采用内加热，配备排烟功能。

2.5 大幅宽、大卷径全自动收卷机

如图7所示，收卷机在生产速度200m/min的条件下实现不降速全自动换卷。接片内皱要求小于300mm，实现锥度张力收卷，张力精度±0.3kg，换卷成功率达100%，对整机机电一体化的设计提到一定的高度，收卷两端面平整度达到±1mm。我们在设计中增加了跟踪压辊，压辊压力可通过电气比例阀进行锥度调节。增加了张力缓冲辊以吸收自动换卷时切刀切断带来的振动。

2.6 计算机控制系统

变频器选用西门子产品，先进的PID控制方式，最大限度提高控温精度（误差≤±1℃），主控系统采用德国西门子可编程（PLC）程序控制，配德国西门子人机界面，可监控机组运行数据，各辅机之间控制可实现单控与群控联动。系统控制主要电气元器件选用通过CE或UL认证产品，辅助元器件选用中外合资或国内名牌厂家产品，使整机提高配置质量和自动化控制水平。机组所有电气系统均通过电气线路分别集中于电屏、主控台及机台设备控制板。操作时只要按铭牌板面所示，按动相应开关或按钮，设备便可按指令进行工作。各电控面板均设有紧急停机按钮。

1）采用先进的传感测控技术，具有逻辑判断，精确的数据统计处理。

2）具有自检测、自诊断、自校准、人机对话、信息储存与记忆、安全密匙等功能，具备远程诊断及维护、自动声光报警等功能，整机实现智能化控制。

3）配置PLC可编程控制系统和西门子人机界面操作及监控面，温控单元采用高精度温度控制模块。

4）挤出及机械传动采用变频调整，确保生产线调速准确。张力控制采用浮动辊方式，由低摩擦气缸带绝对编码器进行位置张力检测，通过PLC进行闭环自动张力控制。

5）控制操作系统的页面具备中文、英文的切换功能。

3 总结

随着超宽幅双面淋膜机组技术的深入研究，将进一步提高设备自动化水平，向高产高效高性能方向发展，另外要不断拓展设备应用领域，重视工艺研发，提高宽幅淋膜产品应用领域。

参考文献：

[1] 史美芬.塑料的挤出复合技术[J].中国包装，1989，（01）.

[2] 李钢，孙宇，董野.基于Fluent仿真的流延辊流道设计研究[J].塑料，2008，37（06）：35-38+8.