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摘要:本文介紹近年來國內PET擠出片材設備的市場需求,生產工藝現狀,詳述了現有PET免結晶干燥雙螺桿擠出片材設備主要特點及關鍵技術,最后說明設備應用前景。

關鍵詞:片材機;PET雙螺桿;免結晶干燥;螺桿組合;真空排氣;螺旋流道技術;

一、前言
    近年來,隨著國外眾多塑料片材擠出先進設備進入中國的同時,國內片材包裝設備廠家也在快速掘起,推動著片材包裝領域行業快速發展及裝備需求增長,而國內勞動力成本的不斷增加,人們對設備的產量、能耗、環保和自動化提出了更高的要求,國內片材高端面設備制造廠家,(如廣東達誠技術股份有限公司)依據可持續發展需要,集中優勢資源,與國內外多家先進的供應商與研究院等共同研發,充分運用公司現有進口高精尖設備,提高零部件加工精度,設計優化各類零件結構,加工工藝,提升設備整體性能,在95機型上成功的設計制造出每小時1200公斤PET高產量擠出片材設備,(其型號為WSJP95-1200型雙螺桿擠出片材機組,)交付客戶驗證使用,效果非常滿意,打造出中國雙螺桿擠出片材高端設備,是目前國內技術最先進、工藝成熟、設備穩定的片材生產線設備,具有能耗低、工藝簡單,設備使用維護方便的特點。
設備綠色性能的主要特點:
1、 與國內同類設備相比,綜合節能提高30-40%以上。(國內同類設備95機型,一般產量每小時500公斤,而達誠開發新產品產量每小時1200公斤);
2、 采用三級真空排氣技術及油氣分離技術,省去結晶干燥系統。既減少設備的占地面積,又降低能耗;
3、  由于采用雙螺桿優化組合技術,大大減小了PET的粘度降低,確保產品質量及穩定性;
4、WSJP95-1200高產量雙螺桿擠出片材設備主要技術指標:
u    適應原料:PET、PLA,新料、回料、色母;
u    雙螺桿組合結構,螺桿直徑95MM;
u    最大擠出產量:1200kg/h;
u    產品寬度: 1000MM;   
u    厚度:0.12-1.8MM;
u    裝機容量:430KW, 實際能耗250KW。
 
二、PET片材擠出設備生產工藝的綠色化
PET片材是近年發展起來的新型材料,憑借其優良的韌性、高硬度、高透明性,無毒,無味,易成型以及可回收再生利用等優點,且燃燒不生產有害氣體的優異環保性能,順應環保潮流,逐步受到消費者和生產者的極大青昧,廣泛適用于各行各業之產品包裝、文具、印刷、禮品及工藝。
由于普通PET原料在空氣中含水率高的特性,在熔融擠出時,會引起水解作用,使熔體粘度和分子量顯著下降,導致擠出成型片材起泡、變脆,發黃等異常現象。目前國內解決原料含水率進行生產PET片材設備主要有單螺桿擠出機,其"預結晶一干燥一熔融擠出"的加工路線,一般需配套結晶干燥系統。第二種是行星螺桿(多螺桿)免結晶擠出機,是免干燥直接排氣擠出工藝,第三種是雙螺桿免結晶干燥擠出機,也是采用排氣擠出機直接擠出成型。
免結晶干燥直接排氣擠出工藝因節能效果顯著而備受關注。目前有單螺桿及雙螺桿免結晶、行星螺桿(多螺桿)免結晶等類型,由于單螺桿的固有特性,適應于生產品種少的專業廠家要求,不同原料的生產條件需配套專用螺桿結構,才能更好發揮效率。行星螺桿(多螺桿)免結晶干燥擠出機一般適應于PVC壓涎生產線,對于PET原料,難以兼顧全新料及回料不同比例,實際生產中還存在排氣冒料風險,難度較大。為了達到理想的排氣效果和有效控制PET熔體的最終粘度,行星螺桿(多螺桿)排氣擠出機的結構越來越復雜,這給后繼的加工、裝配和維護都帶來了諸多不便,目前還沒有文章詳細數據報道及設備普及。相比之下,雙螺桿免結晶干燥擠出工藝具有若干顯著優點,包括節能效果明顯、流程工藝簡單、可以實現在線配混等等.通過雙螺桿專用化改造,可以達到理想的排氣效果和有效控制PET熔體粘度控制。但產量少,效率低問題制約了生產發展。
三、設備關鍵技術創新點
如何開發PET高效率擠出片材設備,通過多方論證認為,從五個環節進行技術創新,結構優化,精密制造,才能實現設備的高產量低能耗,打造國內高效雙螺桿擠出片材高端設備。
1)  雙螺桿組合技術
多年積累的雙螺桿構型研發設計經驗與先進軟件技術進行優化結合,特殊的雙頭螺紋元件以及獨特的螺桿組合,實現輸送塑化、混合混煉、剪切分散、均化均質、排氣脫揮、建壓擠出等各項功能。特別是在針對PET材料內部結晶水的脫除方面有極高的效率,特殊設計的排氣口不冒料,自由通暢,實現低溫擠出,避免 PET 的熱降解;
2)真空排氣技術
多段強制排氣高效、安全的保證PET物料熔融、塑化過程中不水解、無晶點產生。特殊的三級真空排氣技術及油氣分離技術,超大抽氣量,超高真空度,大大減小了PET的粘度降低。
3)高強度輥筒內部螺旋流道技術
高強度輥筒內部螺旋流道結構設計,配套水溫控制系統,使輥筒有精準溫控和高效傳熱效果;
4)智能化遠程控制技術
通過本公司服務器IDC中心工業數據中心和工業數據采集與分析軟件、遠程監控網絡設備、標準電機健康檢測分析系統、設備能源管理優化系統等,對在客戶工廠的達誠設備實現遠程監控和對各種工藝數據采集和存儲,并進行工藝數據分析,優化生產工藝配方。
5) 設備制造工藝工匠精神
零部件選材,制造工藝,加工精度,熱處理及表面處理,外觀設計等工業設計進行全面考究,確保設備穩定可靠性,提升擋次。
四、設備性能如下:
u多組分喂料裝置技術,適應于新料、回料、色母等比例的控制;
u原料免結晶干燥技術,機組綜合能耗低,節省成本;
u高扭矩擠出機組,配套扭矩保護器;
u配超大過濾面積熔體過濾器,節省大量換網作業的時間和人工消耗;
u三輥壓光輥筒壓合采用液壓裝置,結構緊湊,輔助設施布置方便,操作簡單;水溫系統采用加熱冷卻的溫度雙PID控制技術等;
u在線切邊、破碎、輸送回收系統,特殊的收卷結構設計,實現在線不停機換卷,卸卷裝置,節省大量的作業時間和人工消耗;
u在線涂硅系統,提高片材適應性及保護作用,提高競爭力;
u高精密雙螺桿擠出系統采用壓力閉環反饋控制技術、加熱冷卻的溫度雙PID控制技術等;
u整機采用PLC控制,實現參數設置、數據運算及反饋、報警等功能的自動化控制;
u先進雙PID控制算法技術,對技術數據的實時統計分析,實時提供改進措施,確保生產過程始終處于統計控制狀態,以提高制品的質量、精度、能耗等性能指標。
五、市場應用前景及發展方向
國內各種包裝裝備需求量日益增大,片熱成型包裝領域的企業通常采用購買多套設備才能滿足生產需求,這是由于國內設備還處于低產量及大量勞動力來完成,說明我們設備供應商需要提高裝備自動化及智能化,來提高生產速度及生產效率。目前國內、外雙螺桿擠出機行業上發展趨勢是向高產量、低能耗、環保、自動化、智能化方向發展。

隨著廣東達誠技術股份有限公司每小時1200公斤產能PET免結晶干燥雙螺桿擠出片材設備成熟推向市場,推動行業快速發展,同時滿足產品綠色包裝創新,可持續發展方向。
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