在當今原材料價格和能源價格同時居高的情況下, 困擾包裝薄膜生產廠家的首要問題是如何控制成本, 提高效益。眾多的薄膜機械制造商為此研發出多種更具經濟效益的加工生產設備, 以適應市場發展動向, 滿足客戶的需求。
德國溫德默勒與霍爾舍公司( W&H) 是世界柔性包裝機械制造業的佼佼者。公司座右銘: 創新源于熱情, 在全球130 多個國家有超過5000 家客戶。
W&H 公司的CEO Jürgen Vutz 博士說“: 如同其他工業的發展狀況一樣, 軟包裝機械制造行業正面臨著持續增長的全球化競爭, 以及前沿技術成果的挑戰, 軟包裝生產廠家迫切需求新的技術解決方案, 以提高包裝產品的質量、生產率、效益等等。”
位于W&H 公司總部的擠出實驗室, 展示了配備新一代擠出螺桿的9層模頭- MAXICONE 和3 層模頭-MAXICONE C 擠出系統。新一代擠出螺桿具有提高產品生產率、改善熔體質量的優點。新型MAXICONE 9層模頭可應用于加工生產高端阻隔性薄膜, 即使有極端膜層厚比率的共擠復合膜也容易加工生產。新式MAXICONE C 型3 層模頭的突出亮點在于, 與先前出品的模頭型號相比, 可縮短裝拆模頭時間, 獲得更高的生產率, 同時適用于加工具有極端膜層厚比率的復合薄膜。
W&H 公司制造出品有多種高端的擠出吹膜機、流延薄膜生產線、薄膜收卷裝置等, 在全球范圍內成為了高質量薄膜的同義詞。
FILMEX 流延薄膜生產線是基于冷卻輥技術來工作的。也就是說, 最多達9 層的熔體流在冷卻輥上, 在瞬間被冷卻, 使薄膜具有出色的光學和機械特性。目前市場上所有的聚合物, 如PP、PE、PA、EVOH 及中間層粘合物均可在FILMEX 上進行加工處理。冷卻輥系統可配備雙或單真空箱, 氣刀, 具有不同的自動化程度和滾筒表面設計方式, 這個模塊式的特點保證了所有生產操作可能性。
FILMEX 在細節上的創新, 如懸臂式3 輥清洗系統, 取代以前的平滑清洗輥有節奏地升上升下, 可消除膜痕, 改善薄膜質量。而FILMEX 的經濟性可以通過其他模塊而提高, 如受專利保護的模嘴啟動調節裝置PROFILE BOOSTER 能夠縮短開機時間, 或用便宜的材料進行薄膜料帶包邊。
FILMEX 還配有獨一無二的加工自動調節系統OPTIFIL PLUS, 帶整套機器的通用操作程序。通過PROCONTROL TS 操作控制柜, 圖像式的操作平臺, 用戶可以用接觸式屏幕對生產線進行中心式控制。
無論是阻隔膜、PP 膜、還是纏繞膜、特殊用途膜, 如表面保護膜或衛生用品膜, 無論是單功能設備還是通用型生產線, FILMEX 都可以借助其模塊式的特點, 根據客戶的要求而特定設計。
FILMEX 流延薄膜生產線裝配有: 節省材料的薄膜邊緣封鑄裝置、配備高扭力驅動的重新設計型驟冷輥, 以及光滑屏障型螺桿( SMB) 。VAREX 吹膜生產線配有品種繁多的吹膜機頭, 最大可生產9 層薄膜, 所有吹膜機頭都可以和久經實踐考驗的自動調節系統OPTIFIL P 相匹配。迄今為止, OPTIFIL 系統已賣出650 多套, 其薄膜后續加工的特性極佳, 并且性能穩定不變。薄膜薄厚均勻度自動調節系統OPTIFILP2, 膜筒內冷卻, 多功能回旋式并帶有直接驅動式轉向輥的薄膜牽引裝置MULTINIP, 粒料稱重配比系統等等都是VAREX 吹膜線的基本特征。在對高粘性薄膜、極軟的或有表面粗糙度的薄膜進行膜厚測量時, 非接觸式薄膜測厚模塊K- NOSTIC 和同樣非接觸式的膜筒定徑框NOSTIC AIRCAGE 有了用武之地。在生產中, 所有模塊都通過跨系統的操作方案PROCONTROL TS 及取向于客戶的模塊式自動化系統OPTIFIL PLUS組合為一體, 使操作更為簡便。W&H 公司出品的新型FILMATICTX 轉位式收卷機, 卷取的膜卷直徑尺寸比以前可擴大50%。FILMATIC TX 同樣可裝配用于VAREX 吹塑薄膜生產線, 以及FILMEX 流延薄膜生產線上。
FILMATIC S 是模塊式結構的接觸式收卷機, 可提供單卷式或雙卷式。其基本配置對于單用途收卷最為適用。通過對該機的升級, 加上中心驅動式和間隙式收卷功能及轉向功能和無折邊開始收卷等選項, FILMATICS 可滿足對收卷技術的更高要求。雙卷式上的牽引裝置既可安裝在地面上, 以方便操作人員, 也可以安置高臺上, 以節省空間。任何升級, 如增加中心驅動式/ 間隙式收卷, 轉向功能或真空- 切膜- 接觸輥, 都可以在任意時間進行。FILMATIC R 高端收卷機集卓越功能于一身, 可滿足高產能和高質量要求, 即使收卷不同的材料, 也可以達到最佳的收卷質量。
奧地利SML 公司是一家制造高性能擠出加工設備的專業跨國企業,擁有40 年的擠出設備制造經驗。近10 年來, 致力于開發共擠薄膜、片材以及擠出抽絲生產線, 在全球各地開設有產品銷售和服務網絡。
SML 公司新推出了Winder3000 型在線分切收卷機, 這是一種無軸芯套的轉位式薄膜收卷裝置, 專用于線性低密度聚乙烯拉伸薄膜的加工。該收卷裝置對大型膜卷的卷取線速度達到400 米/ 分鐘, 用3 英寸軸芯時, 可卷取的最大膜卷直徑為400毫米。另還可利用2 英寸軸芯的手動拉伸輥進行加工拉伸薄膜。更換膜卷周期少于30 秒, 意味著可在高速狀態下卷取300 米長度的標準膜卷。同時,省去從大型母膜卷再次分卷成小膜卷的步驟, 極大地提高勞動生產率。美國Cloeren 公司( 得克薩斯州)是一家生產流延薄膜模頭和共擠供料頭的專業廠家, 該公司還出品有擠出涂布、層壓片材等成套生產設備,其塑料加工機械產品以降低原材料損耗為一大特點, 在美國開設有多家工廠, 為全世界的客戶提供產品銷售和技術服務。
通常在一臺流延薄膜生產線上,即使出現了1 微米的薄膜厚度誤差,那么在收卷輥轉動1000 次以后, 最終將會得到帶有質量缺陷的膜卷。為了解決這種缺陷, 薄膜加工廠通常會采取加裝振動輥來降低這種不規則的厚度波動, 但作為補償的辦法就是, 必須將凹凸不平的膜卷邊緣進行裁切, 膜卷每邊需裁切的部分有3. 5 英寸, 甚至更多。裁切下來的薄膜邊料有時可以回收利用, 而對于具有高技術含量的阻隔性復合薄膜而言, 其裁切邊料基本喪失了原有的利用價值, 造成薄膜產品成本昂貴的原因即在此。
經過與數家檢測公司的合作開發之后, Cloeren 公司研發出一項扁平薄膜加工技術, 膜寬幅控制在±0. 8%的范圍內, 裁切膜邊大約在0. 75 英寸的幅度, 大大降低了生產線上所產生的邊角廢料。另外, Cloeren 公司還開發了薄膜邊緣封鑄技術, 加工使用有較昂貴樹脂的復合薄膜時, 昂貴的樹脂材料可離開需裁切的膜卷邊緣部位,達到節省成本的目的。
Cloeren 公司的Oliver 先生指出, 節省原材料從反面來講, 可以生產出有更多層數的復合薄膜, 在設計薄膜產品時, 使較廉價的樹脂層更厚些, 較昂貴的樹脂層更薄些。在膜厚減薄的前提下, 復合薄膜也可達到與厚薄膜同樣的機械性能強度。Oliver強調指出, 陶氏公司應用Shuttle 催化劑體系制造的烯烴嵌段共聚物, 在同一聚合物主鏈上接枝有軟和硬的樹脂鏈節, 這種獨特封裝結構材料將具有巨大的發展空間。
如果將玻璃纖維劈裂成足夠薄,也會變成柔性材料。同樣道理, 即使是具有高結晶度、高阻隔性的尼龍材料也可加工成柔性包裝材料。隨著新材料的不斷開發, 市場上出現了各種雜混樹脂, 使得薄膜加工廠家具備在進一步降低膜厚的前提下, 加工出有更多層數復合薄膜的能力。
日本Hosokawa Micron 集團公司是一家專業制造粉料及顆粒料處理設備、吹塑薄膜生產線的全球領先企業。公司的Nunes 先生表示, 所有的機械設備制造商都十分關注聚合物的研發動態以及價格波動情況, 基于原材料的價格成本占薄膜加工廠運作成本的65%左右, 促使Hosokawa 公司努力地研制出更具效益的薄膜加工設備。
該公司新推出的X 系列吹塑模頭, 利用了高端精密儀器加工的螺旋分流線, 據稱可以消除模頭內熔體的濺流現象。這項正在申請專利的新型設計,有助于使膜厚更加均勻和穩定。
Hosokawa 公司利用溝面喂料式擠出機創造設計了一種填塞喂料裝置,該裝置可將裁切的薄膜飛邊料進行切碎、研磨, 變成松散的絨毛狀, 然后直接輸送至生產線上。這項專利技術用在500 以上型溝面喂料式擠出生產線, 已在北美地區投入了實際應用,據該公司透露, 將回收邊角料在線重新利用在以前是不可能的事情。
加拿大賓頓工程公司( BE) 在7～10 層吹塑薄膜生產線的制造企業當中處于全球領先地位, 賓頓的機械設備遍布世界各地的軟包裝加工廠之中。
賓頓公司在K 2001 展覽會上展示了下吹法擠出薄膜系統-AquaFrost , 用冷卻水代替空氣作為熱交換介質。目前, 在北美、歐洲和亞洲共有8 條AquaFrost 生產線投入商業化運作。賓頓公司工程部主管Peter Bicak 介紹稱, AquaFrost 技術極好地滿足了客戶對生產高阻隔性薄膜的各項性能要求, 賦予薄膜以低霧度、更好的柔性, 薄膜制品適用于深度拉伸熱成型加工應用方面。
賓頓公司的主營業務是制造5～9 層尼龍或EVOH 阻隔薄膜生產線,設計采用驟冷水的工藝流程, 可加速冷卻效率、減小結晶度, 生產得到的無定型薄膜制品具有更佳的光學性能、更低的霧度、更好的光澤度、以及良好的機械性能。
傳統的吹塑薄膜生產線利用膜泡內冷和外風環的方式進行冷卻, 在150 微米厚薄膜上會產生6%～8%的霧度, 而AquaFrost 系統在生產率提高1. 5～2 倍的基礎上, 薄膜制品的霧度大約為2%, 基本達到了流延薄膜的霧度水平。為了使阻隔薄膜的霧度達到指標要求, 有部分薄膜加工廠在生產尼龍薄膜制品時, 將15%重量比的尼龍6/ 6/ 6( 也稱共聚尼龍) , 或者無定型尼龍混料添加到尼龍6 樹脂當中進行加工生產, 由此會提高樹脂材料成本20%～30%。AquaFrost系統可以直接加工出標準尼龍6 阻隔薄膜制品, 原材料成本只占總成本的1/ 3。
另外, AquaFrost 系統還具備降低樹脂加工成本的能力, 這是由于設計采用驟冷水進行冷卻, 消除了薄膜平折困難的問題。真正的平折薄膜意味著無需切除飛邊, 可節省價格昂貴的樹脂材料。傳統的吹塑生產線需在壓輥處裁切3/ 8 英寸乃至更多的薄膜邊緣, 而流延薄膜生產線則需利用一個多層結構的分配供料頭, 會產生12%～15%的邊角料。
在降低能耗方面的優勢有,AquaFrost 系統僅需一臺5 匹功率的循環冷卻水泵, 而傳統吹塑薄膜生產線上的風環和膜泡內冷卻都需利用鼓風機, 通常情況下, 風環需3 臺40匹功率的鼓風機, 膜泡內冷則需2 臺20 匹功率的鼓風裝置。
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