麻辣羊蝎子图片大全:膜泡厚度测量与自动控制技术浅介

    现在，至少有9种自动厚度控制机头(包括两种用于高颈膜泡的机头)和多种风环面世，据称它们都能提高薄膜厚度的均匀度，但又有所区别。

        美国的吹塑薄膜加工厂商在如何生产平整度更高的薄膜方面落后于欧洲同行5～8年。几乎100％的欧洲吹塑薄膜厂商的生产线上都采用了重量控制技术，而且许多生产线上都采用了薄膜自动厚度控制技术。”而在美国，采用重量控制的加工厂商只有30％，采用厚度控制的不到5％。

        美国加工厂商大多采用国产的老式吹塑薄膜生产线，使用的是摆动机头，数量多得惊人，这限制了想进行自动厚度控制装置更新的机器的数量。自动机头厚度控制不能与摆动式机头配套使用，分段式风环与摆动式机头配套使用不如与固定机头和摆动式牵引设备配套使用有效。

        自动厚度控制技术在美国应用的另一个障碍是其膜卷销售传统上是以磅为单位，而欧洲是以面积为单位来销售的。ISOPoly薄膜公司的车间主任Tom  Saxton解释说，“我们约有85％的用户仍旧以磅为单位来购买膜卷”。ISOPolv两条最先进的薄膜生产线(从W&H公司购买的三层共挤装置)采用了自动机头厚度控制技术。ISOPoly公司投资自动厚度控制技术是为了获得竞争优势，因为均匀度更高的薄膜在后续的复合和印刷中会运行得更快更好。

        将自己生产的薄膜加工成袋及复合产品的厂商如Plassein国际公司等急于改用自动厚度控制技术，因为这将直接转化成更高的产率。Plassein公司使用的单层和三层共挤高颈HDPE薄膜生产线是从Hosokawa  Alpine公司购买的，生产线上配备了Plast—Control公司的风环自动厚度控制装置和重量控制技术。HDPE膜泡的缺点是弹性大，难以控制，但Plassein公司将其厚度保持在标准设定值的±10％之内，实际厚度变化范围为±13％～15％。这对于HDPE来说已经很严格了。

        很明显，现在自动厚度控制这个字眼出现得越来越多了。2002年，有100多台自动厚度控制装置卖到了美国——超过了以前历年之和。但并不是所有加工厂商都愿意购买。Reifenhauser的美国总经理John  Wise说，“有一些加工厂商被迫采用自动厚度控制装置是因为他们的用户对此有要求。”例如，用户需要更严格的厚度控制，从而保证薄膜能够在最先进的高速印刷机上运行良好。由于每条采用自动厚度控制技术的薄膜生产线要花费25万美元，问题的关键是如何选择生产线并使其能够物超所值。

        一、品种繁多的薄膜厚度自动控制装置

        过去两年来，市场上的薄膜自动厚度控制装置发展迅速。由于W&H长期拥有的分段式机头专利到期，至少还有8家机器制造商推出了分段模唇上带有加热器的自动机头。另外，包括W&H在内的多家公司都推出了自动风环装置。最初W&H的自动机头控制器采用压缩空气冷却膜泡周边的特定区域，而现在所有分段式机头都用加热器局部加热。分段式风环不能改变空气体积或速度来冷却膜泡的局部区域，但是有3种风环装置是加热空气。所有这些装置都是根据安装在膜泡中上部的摆动传感器采集到的薄膜厚度值来调整厚度。但厚度读数受到多种因素的影响，如膜泡的颤动、来自不相关机器方向厚度变化的干扰等，而这些都是机头、风环无法校正的。

        电容厚度仪可能是最常用的测厚仪，但阻透薄膜一般采用β或x射线仪测量厚度，因为它们用于EVOH和尼龙树脂时更精确。

 
        接触式电容厚度仪不适合于有些薄膜，例如，FlexTech已转而采用非接触x射线传感器，因为接触式厚度仪会划伤甚至刺破薄膜(有一些较新的电容仪是非接触性的)。

        传感器测完膜泡上某一特定点的厚度之后，自动测厚软件进行计算，后推确定出熔体通过机头或风环时的点位。然后，软件对机头上的加热器发出指令，打开或关闭，或对风环内的气阀发出指令，打开或关闭。这种反向定位软件必须考虑到生产线的速度和机头或牵引摆动，这是自动厚度装置设计难度最大的部分。

         实际上，与没有厚度控制的同种吹塑薄膜相比，不论是机头型还是风环型的所有自动厚度控制装置都能够将厚度均匀度的基本偏差减小50％。德国Nordenia公司的技术主任JuppWilling解释说，“这就意味着如果你有一台基本偏差为20％的老式机头，采用自动厚度控制后，偏差会降至10％。如果你的机头质量高，基本偏差为15％，采用自动厚度控制后，偏差会降至7％。”Nordenia全球范围内的吹塑薄膜生产线都采用了自动厚度控制技术。

        Hosokawa  Aopine美国公司总裁DavidNunes说，“为了充分利用实时自动厚度控制的优势，无论是机头式还是风环式厚度控制装置都需要稳定不变的工艺，这不仅仅是正确设计机头的问题，还包括挤出机、冷却装置、风环和IBC的设计。”

        机头质量越高，薄膜厚度控制的要求越低。W&H公司负责市场和业务开发的营销主任Christoff  Herschbach说，“设计优异的机头，优化用于一种或少数几种材料，用与不用自动厚度控制装置都能加工出厚度精度相同的薄膜”。但是，加工厂商一般都想要灵活性大的机头，能加工各种不同材料，这就增加了厚度变化幅度，需要进行厚度控制。Tyco公司的Wright警告说，“自动厚度控制技术也必须正确使用，否则生产出的薄膜的质量会更差。”

        1．机头模唇与风环的比较

        很多加工厂商都认为，在启动和更换时，分段式机头对膜泡的稳定比风环慢得多。机头内的加热器必须热起来，将热量传递给熔体，因此响应时间可能为2～3分钟，而冷却空气在1秒或2秒内就会对熔体产生影响。因此，采用两种装置进行生产的加工厂商认为，频繁更换薄膜品种时风环更好。

        不过，另一方面，机头内的加热器对膜泡上熔体的影响位置比风环低150mm，因此Kiefel公司总裁Steven  Engel说，分段式机头产生的厚度偏差从根本上低于风环。Kiefel既生产分段式机头，也生产分段式风环。风环在后面影响熔体，所以受到限制。德国Kiefel挤出公司技术主任Joehen  Hennes博士说，“熔体到达风环时，已经有点凉了，所以达不到你想要的结果”。Alpine公司也认为，分段式机头比风环更精确，尤其是大直径风环。

        Addex公司称，其IBC基自动厚度控制装置也很有效，因为它也在机头模唇处影响熔体。在挤出厚27.5～75um的LDPE和LLDPE薄膜时，Addex保证其控制装置的精确度达到±3.5％～5.5％(3sigma)。

        与分段式机头相比，分段式风环更容易改装到现有设备上，费用也低，因为采用风环时不需要对机头进行改造。分段式风环与其它直径的机头匹配时也比较容易。Reifenhauser首席工程师Bernd  Schroeter解释说，他们的直径350mm机头的自动机头和风环装置的初始成本几乎相等，但如果用户决定改用直径300mm的机头，风环可以很容易地用嵌件来更改，而采用分段式机头时一般需要一个全新的机头。Kuhne公司正在试验一种新型设计的装置，将加热器的环放在机头内模唇下方150mm处，比其他任何装置都能更快地调控熔体，并为机头嵌件留下空间以改变膜泡直径。Kuhne相信，这是首台可以容纳可拆卸机头嵌件的机头基自动厚度控制装置。

        一些供应商认为，分段式机头需要的维护比分段式风环少，分段式风环上有步进电机和不断运动的气阀。不过，磨损不是主要问题，任何一个气阀一天的运动时间仅仅20～30秒。

        据说分段式机头的能耗大于分段式风环。估计一台W&H机头每年的能耗在8000～12000美元(具体能耗取决于利用成本)”。