聚乙烯薄膜吹膜成型工艺

xx_912 · 发表于 2006-8-21 07:30:27

聚乙烯薄膜吹膜成型工艺
一、概述

塑料薄膜是常见的一种塑料制品，它可以由压延法、挤出法、吹塑等工艺方法生产，吹塑薄膜是将塑料原料通过挤出机把原料熔融挤成薄管，然后趁热用压缩空气将它吹胀，经冷却定型后即得薄膜制品。

用吹塑工艺成型方法生产薄膜与其它工艺方法具有以下优点：

1、设备简单、投资少、收效快；

2、设备结构紧凑，占地面积小，厂房造价低；

3、薄膜经拉伸、吹胀，力学强度较高；

4、产品无边料、废料少、成本低；

5、辐度宽、焊缝少、易于制袋；

与其它成型工艺比其缺点如下：

1、薄膜厚度均匀度差；

2、生产线速度低，产量较低（对压延而言）；

3、厚度一般在0.01∽0.25mm，折径100-5000mm；

吹塑薄膜其主要用原料：LDPE、HDPE、LLDPE、EVA、PVC、PP、PS、PA等。

二、聚乙烯吹塑薄膜成型工艺

吹塑薄膜工艺流程，物料塑化挤出，形成管坏吹胀成型；冷却、牵引、卷取。在吹塑薄膜成型过程中，根据挤出和牵引方向的不同，可分为平吹、上吹、下吹三种，这是主要成型工艺也有特殊的吹塑法，如上挤上吹法。

1、平挤上吹法

该法是使用直角机头，即机头出料方向与挤出机垂直，挤出管坏向上，牵引至一定距离后，由人字板夹拢，所挤管状由底部引入的压缩空气将它吹胀成泡管，并以压缩空气气量多少来控制它的横向尺寸，以牵引速度控制纵向尺寸，泡管经冷却定型就可以得到吹塑薄膜。如图所示。适用于上吹法的主要塑料品种有PVC、PE、PS、HDPE。

2、平挤下吹法

该法使用直角机头，泡管从机头下方引出的流程称平挤下吹法，该法特别适宜于粘度小的原料及要求透明度高的塑料薄膜。如PP、PA、PVDC（偏二氯乙烯）。如下图所示。

3、平挤平吹法

该法使用与挤出机螺杆同心的平直机头，泡管与机头中心线在同一水平面上的流程称平挤平吹法，该法只适用于吹制小口径薄膜的产品，如LDPE、PVC、PS膜，平吹法也适用于吹制热收缩薄膜的生产。

以上三种工艺流程各有优缺点，现比较于表工艺流程优点缺点平挤上吹泡管挂在冷却管上，牵引稳定占地面积小，操作方便易生产折径大，厚度较厚的薄膜要求厂房高、造价高不适宜加工流动性大的塑料不利于薄膜冷却，生产效率低平挤下吹有利于薄膜冷却、生产效率较高能加工流动性较大的塑料挤出机离地面较高，操作不方便不宜生产较薄的薄膜平挤平吹机头为中心式、结构简单、薄膜厚度较均匀操作方便、引膜容易吹胀比可以较大不适宜加工相对密度大、折径大的薄膜占地面积大泡管冷却较慢，不适宜加工流动性较大的塑料

三、吹塑薄膜成型设备及结构特点

吹塑设备一般采用单螺杆挤出机，从工艺可知，吹塑薄膜成型的主要设备有挤出机、机头、冷却风环、牵引和卷取。

1、挤出机：

一般使用单螺杆挤出机、螺杆直径Ф45-120mm，Ф的大小由薄膜厚度和折径大小决定。产量受冷却和牵引两速度影响，薄膜窄的用小型挤出机，薄膜厚而宽的用大型挤出机。

挤出机的基本结构包括：传动装置、加料装置、机筒、螺杆、机头和口模等部分。挤出机的好坏，关键在于螺杆结构和螺杆的长径比。

螺杆结构有渐变螺杆，突变螺杆、带混炼图的螺杆。对于PE这三种螺杆均适用，带有混炼图的螺杆效果为佳。螺杆的长径比，过去由于受机械加工的限制，螺杆的长径比较短，它对于塑料的塑化受到影响，一是产量不高，二是质量不好，现在长径比发展到30：1以上，长径比长，对于产品生产，产量高，质量好，长径比宜在25以上为佳。螺杆热处理的好使用寿命长，最好是38CrMnAI，经氮化处理。挤出机的生产能力与螺杆的直径大小成正比挤出机的生产能力与挤出机的转速成正比挤出机的生产能力与料筒和螺杆的间隙成反比，间隙应在0.25mm以下为好。

螺杆直径与挤出量，薄膜折径及动力的关系省标

螺杆直径mm 最大挤出量kg/h 吹膜折径mm 动力（HP）机身加热量kw M1=0.2-1.0重包装料 M1=1.0-8轻包装料 30 5 50-300 3 2 2 45 10 100-500 7.5 3 4 50 20 400-900 10 5 6 65 30 500-1000 20 7.5 9 90 50 700-1200 30 15 24 120 100 -2500 75 25 36 150 150 -3000 100 40 54

国外螺杆直径 mm 最大挤出量 kg/h 吹膜折径 mm 动力（HP）机身加热量 kw M1=0.2-1.0 重包装料 M1=1.0-8 轻包装料 40 15-25 　　　　 45 15-25 　　 5-10 　 50 30-40 　　 10-20 　 65 45-75 　　 20-40 　 90 100-180 　　 50-100

　 2、机头和口模用于吹塑薄膜的机头类型主要有转向式直角型和水平方向的直通型两大类。直角型又分为芯棒式、螺旋芯棒式、莲花瓣式、旋转式等几种。直通型又分为水平式和直角式两种，该类特别适合熔体粘度较大和热敏性塑料。

2.1 芯棒式机头优点：机头内存料少，不易过热分解，适宜加工PVC，结构简单，易制造，操作方便，只有一条合缝线；缺点：芯棒易产生偏中，使直角拐弯处料流缓慢，易产生薄膜厚薄不均。

2.2 螺旋芯棒式机头优点：机械强度好、稳定，不易倾斜偏中，薄膜厚薄均匀；缺点：体积大，设计不合理，导致薄膜合缝线多，易降低薄膜的力学强度。

2.3 莲花瓣式机头优点：结构简单，加工方便，造价底，易操作清理；缺点：合缝线多，易降低制品强度。

2.4 中心进料机头优点：薄膜厚度较均匀，不易产生偏中现象，适合加工PE、PP、PA；缺点：机关内存料多，合缝线多，操作不方便。

2.5 旋转机头优点：薄膜厚度均匀，不易产生偏中现象，可使局部不超标的部位的薄膜，分散卷于轴卷上，使卷曲的薄膜平整，便于印刷，质量高；缺点：结构较复杂，造价高一点。

3.1 模头间隙和膜厚之间的关系口模间隙mm 膜厚mm 0.5-0.75 0.075以下 0.75-1.25 0.075-0.3 注：上表模头间隙对生产LDPE而言，对于生产HDPE则间隙要大些。

3.2 模头直径与膜管折径以及吹胀比的关系如图示模头直径、膜管折径、吹胀比查对表直径m/m 　 300 1.1 1.3 1.6 1.9 2.2 2.4 2.7 2.9 3.2 3.5 3.7 4.0 250 1.3 1.6 1.9 2.0 2.5 2.9 3.2 3.5 3.8 4.1 4.5 4.8 200 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 3.9 4.4 4.8 5.2 5.7 6.0 150 1.1 1.6 2.1 2.7 3.2 3.7 4.2 4.8 5.3 5.8 100 1.6 2.4 3.2 4.0 4.8 5.6 75 1.1 2.1 3.2 4.2 5.3 50 1.6 3.2 4.8 　 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 折平宽度（英寸） 1英寸=25.4m/m 注：线左边适合吹制LDPE；线右边适合吹制HDPE。

3.3 模头直径、膜管折径、吹胀比查对表吹胀比为膜泡直径与模头直径之比，对于LDPE膜，以控制在1：2.5左右为好。吹胀比--膜管口径与机头口径之比 δ=h/rb 即r=h/δb r--吹胀度 δ--薄膜厚度 h--口模间隙 b--为牵伸速度折叠宽度=DΠ/2

3.4 模头电热量，视模头体积大小而定，一般要求为CM2为2-3WV。

3.5 吹胀比一般控制在一定范围内，吹胀比过小产品纵横向强度不均匀，吹胀比过大，难易操作，产品厚薄匀匀度难易控制对LDPE而言，一般控制在1.5-2.5为宜对HDPE一般控制在3-5之间为宜对PP膜，控制在1.5-2.5之间为宜对PA膜，控制在1.5-2.5之间为宜对PVC膜，控制在1.5-3之间为宜。

4、冷却装置在薄膜的生产过程中，泡管的冷却很重要，从口模到牵引辊只有十几秒钟的时间，在这段时间里，泡管就要达到一事实上的冷却程度，否则热料经牵引辊压紧容易粘着，风环的种类很多，有普通风环、负压风环等。

4.1 普通风环，一个出风口的风环是最常见的风环，制造方便、结构简单、造价低。

4.2 负压风环比普通风环结构复杂，但冷却效果好，泡管稳定（有双风口）。

4.3 冷却风环与口模距离为30-100mm，现也多大贴在模头上，风环内径一般为机头直径的1.5-3倍，出风口缝隙宽1-4mm 。

4.4 冷却方式随工艺的不同有水冷、内冷等方式。

5、牵引装置牵引装置是将人字板压编的薄膜压紧并送至卷取机上，以防止泡管内空气漏出，保证泡管形状及尺寸稳定。牵引装置的要求

5.1 牵引安装压辊中心要与人字板中心和机头中心对准，否则会造成薄膜各处至牵引辊距离不等，而引起的皱折现象。

5.2 口模与牵引辊之间的距离至少为泡管直径的3-5倍，不然，膜冷却不了，会粘连。同时，由于膜管由园变平时，泡管园周不同点到牵引辊之间之路程差使薄膜压扁后易产生皱折和变形。

5.3 夹辊，一边应为钢辊，一边应为胶辊，胶辊橡胶硬度应控制在50-60度为宜。太硬时，如夹辊变形时，由于压不紧，易产生漏气，使薄膜会产生宽窄不均。

5.4 夹辊两边的弹簧要能调节自如，不然会产生夹辊一边紧、一边松，会将薄膜拉偏变形，易产生折皱。

6、人字板人字板是起稳定泡管，并将园泡管导向为偏平膜引入牵引。人字板的夹角大小对于收卷膜的平稳度起重要作用，平吹一般控制在30°为宜，上吹、下吹一般大至控制在50°以内，夹角大易操作，但会造成薄膜折皱，有荷叶边。

7、卷取装置卷取装置的作用是将产品平整，两边整齐的、松紧适度的卷到卷轴上，因此要求卷取装置能提供可靠的无级调速的卷取速度和松紧适度的张力。卷取有中心卷（主动卷）和表面卷取（被动卷）不管是中心卷还是表面卷均要求卷芯要达到静平衡，这样才卷的平衡。

四、吹塑PE薄膜原料性能及要求

聚乙烯（PE）有LDPE、HDPE、LLDPE是目前产量最大，应用最广的塑料品种之一，约占世界塑料总产量的30%。它性能优良，容易成型，原料来源丰富，价格便宜，发展速度快。 LDPE的熔点为105-110℃ HDPE的熔点为132-135℃ 作为吹塑薄膜有重包装膜、轻包装膜和农用膜。PE树脂的分子量用熔融指数M1的大小来表示，M1小的，其分子量较高，拉伸强度也较高，当M1大其分子量轻音乐上，强度也较低。作为工业重包装膜要M1小一点的，轻包装要M1大一点的，农膜也要求M1小一点的。 M1只代表PE的分子量而不代表分子量的分布分子量和支化度的大小，因此一般也看一下密度。对PE而言，温度不能过高，薄膜发泡强度下降过低，塑好不好，产品无光泽，透明度下降，强度也下降。一般机尾120，机身前160℃-170℃ 机头-150℃

五、吹塑薄膜易出现的质量问题及解决办法

5.1 拉不上牵引（管坯易拉断）原因：机头温度过高或过低，解决办法：调整温度单边厚度相差大调整单边厚度机器不出料调整检查

5.2 泡管歪斜原因：成型温度过高，冷却速度跟不上，薄膜厚薄不均匀，解决办法：调整模头牵引夹辊两端夹力不平衡调整夹力冷却风环出风口未调平衡调整它

5.3 晶点多原因：材料本身分子量大小不均，解决办法：选择对型号的原料加工T℃偏低调整T℃ 过滤网稀或破洞更换机器本身L/D过小适当提高T℃

5.4 皱纹多原因：模头加工精度不高，解决办法：提高光洁度分解物粘污，口模周边清理 5.5 道痕原因：因有杂物和焦化物夹于模口内，解决办法：挖掉

5.6 水纹原因：T℃低塑化不好，解决办法：提高T℃

5.7 薄膜厚薄不均匀原因：模头偏中，解决办法：调整模头周边温度不均匀调整吹胀比过大减小人字牌与模头中心不对中调整模管园周外来空气影响管坯摆动隔离

5.8 皱折原因：机头与人字牌中心不对中，解决办法：调整薄膜厚薄不均匀调整冷却不均匀调整人字牌夹角大小不适应调整牵引夹辊两边夹力不平衡调整卷曲张力不恒定调整

5.9 透明度差原因：机身、机头温度偏低，解决办法：调整冷却速率低加大风量

5.10 合缝线痕迹明显原因：模头流通设计不合理，合缝阻力大，解决办法：修正模头压缩比设计不合理，压缩比过小修正模口内含有杂物卡住挖掉

5.11 有疆块原因：原料分子量分布过宽，解决办法：换之加工温度过低提高

5.12 膜管成竹节状原因：牵引速度有波动，解决办法：调整 5.13 膜面粘联原因：原料不对型号，解决办法：调换加工温度过高降低冷却速率低加大

吹塑薄膜机组开车应注意的事项

一、开车前的准备工作

1、检查主机马达是否处在低速位置，特别是整流子电机要分外注意，高速启动会损坏电机，或者高速启动会扭断螺杆。

2、检查机身的温度是否达到控制温度，开车前最好用玻璃管温度计校核一下，防止假相温度，对T℃要校正调好。

3、注意检查料斗内是否掉进杂物和铁物。

4、开车一定要在低速下启动。

二、开车时易出现的问题及解决方法

1、机器不出料，料斗口温度过高，有料熔融结块，将料口粘住影响下料（清理）。

2、马达皮带扩滑，主机未动，解决办法，张紧皮带或打防滑腊。

3、铰连之间漏料：铰连未上紧或未上平，对角上紧上平；过滤板不平变形，更换。

4、进气咀堵塞，不进气，清除漏料，分流梭与模之间有间隙压紧。

5、夹辊漏气导致薄膜卷取不平，调整间隙，将皮辊车平。

三、模头清理应注意的事项

1、模头清理应谨慎操作，要保持高的光洁度。

2、清理时一定要使用紫铜工具，不能用铁制工具。

3、清理砂光时一定要用100号砂布。

catherine84 · 发表于 2006-1-6 13:41:53

tks very much

catherine84 · 发表于 2005-12-29 21:07:58

前面的蛮有用的
后面的是机器方面的，呵呵，不归我管

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