吹膜机基础知识培训

温 度 越 来 越 底 更 接 近 定 型 固 态
霜线
接温 近度 熔越 融来 越 高 ， 更
霜线
收
中心收卷
卷
部
分
较为先进的机器采用，电器结构比较复杂，操作设定复杂
表面卷取收卷
大多数吹膜机采用，结构简单，操作设定简单
塑
料
原
料
LDPE（低密度聚乙烯，高压聚乙烯） LLDPE（线形低密度聚乙烯） MDPE（中密度聚乙烯）
6，经常观察挤出量，牵引速度的波动情况
自动风环的原理
1，在双风环的外圈的四周有很均匀分布多小的风机
2，在模泡的上面进入人字板前有沿着模泡周围运动的自动测 厚仪
3，当自动测厚仪测量到某一点的厚度超过设定厚度以后，立 刻反馈给对应的风机将风量减小，冷却变慢厚度减薄
• 树脂类型
– LDPE - 低粘度、长链分支 - 计量式螺杆或高 剪切屏障式螺杆 – LLDPE - 高粘度、少量短链分支 - 低剪切屏障 式螺杆
按 处 理 方 式 分 类
氮化螺杆
双金属螺杆
机筒的分类一样
挤出机温度设定
• 进料段
– 输送固体粒子 – 由树脂熔点温度决定
• 压缩段
– 最优化材料混合和剪切热
螺 旋 体 模 头
锥 状 层 叠 模 头
自 动 模 头
层 叠 式 模 头
1，可以做多层共挤的结构而无须加大模头直径
2，三层共挤改成五层共挤只需要加“模头片”而无须换模
头
3，BE的各层“模片”中间有间隙保证各层的温度设定互相
影响减低到最小
4，拆卸清理方便 5，漏料的机会大于螺旋体模头
层 叠 式 模 头 模 片
冲 击 强 度 薄 膜 厚 度
并非线形关系，仅表示趋势
密度
聚乙烯熔融指数-拉伸强度
拉 伸 强 度
纵向 横向
并非线形关系，仅表示趋势
熔融指数
聚乙烯熔融指数-断裂伸长率
伸 长 率
横向
纵向
并非线形关系，仅表示趋势
熔融指数
聚乙烯熔融指数-冲击强度
冲 击 强 度
薄 膜 厚 度
MI =1
并非线形关系，仅表示趋势
吹膜基础知识 培 训
Propack plastic Hansen For propack plastic
吹 膜 机 的 构 成
挤出机部分
膜头部分 冷却风环部分 牵引部分 收卷部分
电晕处理部分
自动上料部分
人字板 夹辊
稳泡架
风环 挤出机
T T T T T
收卷装置
TTT
模头
p
p
p
pp
挤
驱动马达
出
机
减速机（齿轮减速箱）
添加剂不能含有增白剂
影响薄膜厚薄均匀度的因素
1，模具的机械精度 2，模口的清洁程度 3，冷却风的均匀度
4，模泡周围的空气流动
5，融体的均匀度 6，牵引速度的稳定性 7，挤出量的稳定性
改善厚薄均匀度的方法
1，调整模口间隙可能一致（塞尺）
2，保证融体出口处的融体的表观的一致性，保证模头的加热圈的温 度一致 3，保持风环的清洁，防止出风口的堵塞，同时风环要细心对待，免 得局部机械损伤，模口一样如此 4，定期清理模口 5，阻隔外来的风直吹模泡
熔融指数
吹 膜 工 艺 变 数
• 薄膜厚度 • 吹涨比 (BUR) - CD 形变指数 • 拉薄比 (DDR) - MD 形变指数 • 出料量
• 霜线高 (FLH)
• 融体温度
薄 膜 厚 度
厚度=挤出量/牵引速度/（薄膜宽度+飞边宽度）/2/薄膜密度
薄膜折经
-----以上没有考虑单位换算
考虑单位 ：厚度u，挤出量kg/h，速度m/min，宽度mm，密 度g/cm3
• 计量段
– 最佳均匀性 – 最佳融体温度
挤出机温度设定
• 设定方式
– 水平式 – 反转式 – 驼峰式
• 选择最佳工作表现 • 螺杆功能段－机筒加热/冷却段
树脂的熔化－螺杆侧截面
树脂的熔化－螺纹横截面
入 料 冷 却
在料斗进入机筒的地方与加热段之间机筒是腔状的
用来通冷却水作用
1，冷却粒子，避免发热发粘而影响入料 2，隔绝加热段与入料口以及后面与减速箱连接的 地方的温度传递
1.5 2.0 2.5 3.5 4.5 6.0
38.1 50.8 63.5 88.9 114.3 152.4
100-200 100-200 100-200 80-130 50-120 50-100
35-75 60-150 100-280 225-600 400-1200 750-2000
15-34 27-68 45-127 102-272 181-544 340-900
模
不旋转模头 共挤模头 单层模头 螺旋体模头-------比较普遍的技术
头
旋转模头--------改善因为厚薄不均造成的收卷暴筋问题
层叠式模头-------BE的专利，可以做多层共挤但无须扩大摸头直径
锥型模头--------类似层叠式
螺旋体模头－图例
内芯 模口间隙 松弛区 Die Land
螺纹
入料点 模身
机筒（炮筒） 螺杆 入料冷却 加热单元
风机冷却单元
滤网
霜线 可调深度热电偶 热电偶
T T T T T
T T T
p
p
p
pp
Courtesy T.I. Butler
压力传感器
螺杆直径与产量对照表
直径 （inches) 直径 （mm) 最大速度 （rpm) 最大产量 （lb/hr) 最大产量 （kg/hr) 马达（Hp) 马达（Kw)
TD 撕裂强度 TD 伸长率 MD 拉伸强度 MD 收缩率
吹涨比
模 口 间 隙
性能
TD 撕裂强度 MD 拉伸强度 MD 屈服强度
MD 撕裂强度 冲击强度 MD 伸长率
模口间隙
融 体 温 度
性能
冲击强度 抗刺穿强度 MD 撕裂强度 光学性能
融体温度
霜线高度 (FLH) / 气隙 (Air Gap)
风
单风环冷却
双风环冷却 IBC 内冷装置 水冷却 自动风环------可以用来调节厚薄均匀度
风环的冷却效果直接影响模头的产量
环
风 环 照 片
风 环 照 片
模 头 出 料 量
• 计算在模头周长每英寸的出料量， lb/hr/in
– 出料量 = lb/hr / (模头直径 * p )
• LDPE
– 双风环 – 泡内冷却 10 - 15 lb/hr/inch 20 - 25 lb/hr/inch
H=Out/v/w/p*5源自文库000/6
吹涨比 (BUR)
BUR = 膜泡直径 / 模头 直径
BUR 是CD 取向指数 MD
膜泡直 径
CD
霜线
模头直径
拉 薄 比 (DDR)
膜厚
Vf
DDR = Vf / Vo DDR =模口间隙/ (厚度 * BUR) DDR 是 MD 取向指 数
Vo
模口间隙
霜线高 - 结晶度
相同密度下熔点比LDPE高，使用温度可比LDPE高10-15度
线性低密度聚乙烯共聚物
DOWLEX* LLDPE
1- 己烯 LLDPE
1-丁烯 LLDPE
HDPE（高密度聚乙烯）
1953年发明
密度在0.941-0.965g/cm3 分子为线形结构支链少 结晶度在80-90% 使用温度高，硬度与机械强度好，耐 化学性好
高密度聚乙烯 (HDPE)
H H C C
H + H H
H
C
C
H
H
乙烯单体
低温 低压 齐格勒-纳塔催化剂
HDPE Polymer
支链对聚合物晶体结构的影响
无支链的聚乙烯摺叠结构 包含支链的聚乙烯摺叠结构
支链影响聚乙烯长链的摺叠，降低产品的密度和结晶性
聚乙烯的密度与阻隔性
率水 性蒸 能气 透 过 厚 度
25 40 75 150 200 300
以上数据是以熔融指数为1.0的线形为基础的 挤出机的实际产量与螺杆的设计有关
挤 出 机 的 要 点
1，挤出机的螺杆转速控制在最大速度的40-80% 2，粒料停留在机筒中的时间越短越好 3，温度的控制越精确越好
4，挤出机的产量会受到模头的限制
5，挤出机的产量会受到粒子品种的限制
• LLDPE
– 双风环 – 泡内冷却 8 - 12 lb/hr/inch 12 - 18 lb/hr/inch
7 - 10 lb/hr/inch 10 - 14 lb/hr/inch
• POP/POE
– 双风环 – 泡内冷却
牵
引
部
分
稳泡器（定型圈）
稳定膜泡的作用，注意稳泡器接触膜泡的部分要能够 灵活旋转，同时不应该有太好的导热性
HDPE（高密度聚乙烯，低压聚乙烯）
M-LLDPE（茂金属线形聚乙烯） POP（弹性体）
LDPE（低密度聚乙烯)
1933年发明，1939年工业化 密度在0.910-0.925g/cm3 分子结构为主链上带有长短不一的支链 结晶度在55%-65% 软化点在108-126度 熔融指数在0.2-80g/10min （吹膜0.2-4) 良好的柔软性延伸性透明度，机械强度低于线形与HDPE 吹膜的加工性好
低密度聚乙烯 (LDPE)
H H C C
H
H
+
H H
C
C
H H
乙烯单体
高压 高温 自由基引发剂
LLDPE（线形低密度聚乙烯）
1977年发明
密度在0.910-0.925g/cm3 分子结构为主链上带有短的支链
拉伸强度，伸长率高与LDPE50%-70%
冲击强度，耐穿刺性能，耐低温冲击比LDPE好 吹膜的加工性不如LDPE
人字架
将膜泡由圆形逐渐变成折型准备进入牵引机构
牵引机构
非旋转牵引 旋转牵引
旋
转
牵 引
与旋转模头相同将厚薄不均分散避免暴筋，改善收卷 采用旋转牵引以后模头就不再旋转好处有两个
1，因为没有旋转机构而变的简单，更适合多层 2，对薄膜的扭曲变形有所减小 比旋转模头与旋转整个底座（包括所有挤出机及模头马达 等）
吹膜工艺的结晶过程
结晶线高度 (CLH) 霜线高度(FLH) 冻结线 (FZL) 双折射率
FZH FLH CLH
速度 温度
离模距离
高分子的取向
性能
拉伸强度
撕裂强度 伸长率
取向
结
性能
晶
拉伸强度
光学性能 伸长率 冲击强度 撕裂强度
结晶
吹 涨 比 (BUR)
性能
光学性能 冲击强度 MD 撕裂强度 MD 伸长率 TD 拉伸强度 TD 收缩率
聚乙烯密度
并非线形关系，仅表示趋势
聚乙烯密度-软化温度-熔点
点软 化 温 度 与 熔 熔点
软化温度
并非线形关系，仅表示趋势
密度
聚乙烯密度-拉伸强度
拉 伸 强 度
纵向
横向
并非线形关系，仅表示趋势
密度
聚乙烯密度-断裂伸长率
断 裂 伸 长 率
纵向
横向
并非线形关系，仅表示趋势
密度
聚乙烯密度-冲击强度
性能
薄膜密度 雾度 CD 伸长率 MD拉伸强度
光泽
FLH / Air Gap
吹膜的添加剂
滑爽剂 开口剂
- 油酸酰胺, 芥酸酰胺等 - 二氧化硅, 滑石粉, 碳酸钙等
加工助剂
颜料,
- 氟弹体, 硬脂酸钙
抗氧化剂, 抗UV剂, 抗静电剂,抗粘连剂
关 于 白 色 母
LD+钛白粉+各种添加剂
LD+碳酸钙+各种添加剂
螺
螺杆一般分为三段
1，入料段（喂料段）Feed Section 2，传输段 (压缩段） Transition
杆
3，计量段
混料头
Metering
挤出机常用螺杆
计量式螺杆-----行业内称为LDPE螺杆 屏障式螺杆
混料头-----加在计量式螺杆上称为线形螺杆
螺 杆 实 物 照 片
典型的计量式螺杆－图例
挤出机常见问题的解决
• 了解所用机器类型 • 估计出料量和实际出料量
– 测试实际出料量 – 保存历史资料 – 螺杆的磨损
• 确定正确的机筒温度设定 • 测量融体质量
挤出机常见问题的解决－续
• • • • 维持合适的背压 维持机器和显示器正常工作 使用正确的螺杆设计 不平衡出料不稳定
– 进料段 – 混炼段 – 输送段
典型的屏障式螺杆－图例
屏 障 式 螺 杆
• 优点 - 低熔融温度, 高出料量时保持稳定, 最小融体温度偏差
• 弱点 - 低剪切力 (较差混熔), 换料和清机较 困难, 温度设定更苛刻
• 高效率螺杆－高挤出量
螺 杆 的 选 择
• 应用
– Liners - 高出料量与低熔融温度 - 屏障式螺杆 – 复合基材膜 - 良好的均匀性 - 计量式螺杆