吹塑薄膜的厚薄精度控制及“自動風環”技術

薄膜厚薄誤差產生的原因

吹塑薄膜厚薄偏差產生原因分析薄膜厚薄偏差是有多種因素共同作用造成的，總體來說這些偏差可以分成兩個方向：機器方向(縱向偏差)和橫截面(厚度偏差)。造成薄膜縱向偏差的主要因素有兩類：

• 短期波動，由於樹脂的粘度差異造成聚合物熔體在"口模"處不規則延伸，一般出現的形式是5~10mm的不規則波動，在高速擠出時，時間小於1秒鐘，這類偏差一般佔縱向總偏差的1~15%。

• 中長期波動，主要是由於擠出設備的加工和控制精度不高，擠出量波動；牽引速度不穩定；樹脂更換而沒有做出及時調整等因素造成的。
造成薄膜橫截面厚度偏差的主要因素為模頭的結構和加工精度，模頭圓周的溫差造成聚合物熔體波動， "風環"氣流不穩定及外界環境影響等。由於吹塑薄膜線上測量技術的發展(精度高於1微米)，我們現在可以通過增加帶徑向調節裝置的自動控制系統來提高薄膜的橫向厚薄精度。

薄膜縱向偏差的控制方式

目前對這類偏差最好的解決辦法是採用"失重式" 的計量加料回饋控制系統，通過線上即時檢測，系統自動控制擠出機螺桿轉速和牽引速度，使之與目標值匹配，採用這種技術一般可以減少2/3此類偏差。

 薄膜橫截面厚度偏差的控制方式

薄膜橫截面厚度偏差的控制方式，目前主要有兩大方式：

• 自動模頭控制系統在模頭圓周內置熱膨脹螺栓，通過對薄膜圓周厚度的即時檢測和位置對應，用分區加熱的方式改變熔融物體粘性，從而控制薄膜徑向厚薄精度。例如，通過升高某區的溫度，減少熔體的粘度增加延伸，薄膜相應變薄，反之，降低某區溫度，會增加熔體的粘度減少延伸，薄膜相應變厚。但這種方式無法擺脫熱慣性，回應時間滯後的缺點。

• "自動風環"控制系統。

圖1："雙風口的自動風環"剖面

冷卻介質一般採用10℃~15℃空氣，分上下兩個風口，下風口約占總冷卻風量的15%，主要作用是在熔體從模頭擠出之初形成氣墊，從而隔絕外部氣流對膜泡” 的影響，薄膜的冷卻主要靠上風口的氣流，是控制的關鍵點。按照風環”直徑的大小， "風環體"一般被均勻分割成多個獨立的區間，每個區間均配有由步進電機驅動的風門調節器。" 膜泡"成型後，線上測厚儀對薄膜厚度進行即時檢測，並將檢測結果傳給電腦進行處理，通過控制執行機構分別調整每一個區間的最佳冷卻風量，從而達到最終控制薄膜厚薄精度的目的。例如，當膜泡” 圓周某區間段的薄膜實測偏厚”時，風門會關小，減少該區冷卻風量，薄膜變薄；當"膜泡" 圓周某區間的薄膜實測偏薄”時，風門會開大，增加該區域冷卻風量，薄膜相應變厚。

 採用"自動風環控制系統" 的最大優點是：

• 控制精度高，可以將吹塑薄膜的徑向厚薄偏差控制在2%~5%，接近或達到了流延薄膜的精度水準。

• 控制回應時間快，徹底解決了熱慣性的影響。因此該技術代表了目前世界最新的發展方向，在歐美市場得到了迅速的推廣和應用。
 

 信可自動風環

信可的自動風環SYproAuto採用的是目前世界上最新發展方向的雙風口冷卻風環。風環整體採用壓鑄鋁合金鑄造成形，具有強度好、表面光潔度高、風阻小的特點。同時採用高精度的步進馬達來調節冷卻風量。自動風環的直徑從100mm到900mm，可分割成24到80個區域。針對不同種類的薄膜搭配不同類型eaSYroto的測厚探頭，可以使薄膜薄膜橫截面厚度偏差控制在2%~ 5%之間，達到了目前世界上的領先水準。