吹塑薄膜挤出工艺

一、工艺流程

吹塑薄膜工艺原理实质是挤出工艺原理。熔融塑料从环隙模具挤出圆筒状的膜管，管中鼓入一定量的压缩空气，使之像吹泡泡一样吹胀，并吹成直径较大的膜管，冷却后的膜管，经一对牵引辊叠成双层压平，通过导辊送至卷取机，连续卷取。压平的膜管宽度称之为折径。

前面已经介绍过吹膜法有上吹法、下吹法和平吹法，以上吹法应用最为广泛。图1为上吹法工艺流程图。

图1 HDPE吹膜生产工艺流程示意图

1—挤出机；2— 模具；3—风环；4—定型框；

5—膜管；6—人字板；7—牵引辊；8—导辊；9—卷取机

二、工艺与设备

（1）吹膜挤出工艺与原材料的性能息息相关。不同类型的塑料，吹膜挤出的工艺也不尽相同。目前吹塑薄膜产量较大的主要有LDPE、HDPE、LLDPE、EVA和离子键聚合物，EVA和离子键聚合物又常用于共挤复合，由于这些材料的MFR（熔体流动速率）值和分子量分布宽窄不同，在选择设备和工艺条件等方面各有自己的特点。

（2）吹塑薄膜按厚度分为重型薄膜和薄型薄膜，重型薄膜的厚度为100-250μm，薄型薄膜厚度一般为100μm以下，在制定挤出工艺时也应充分考虑这一点。

（3）吹胀比和牵伸比是薄膜吹塑生产过程中两个重要的工艺参数。吹胀比就是吹胀后膜管的直径和环形口模直径之比；牵伸比就是牵引辊的牵引速度和模具口模处熔体挤出速度之比。在吹胀和拉伸过程中，分子发生定向作用，作为纵向上的牵引比和横向上的吹胀比应相等。正确地选择吹胀比和牵伸比，可获得最佳的物理机械性能的薄膜。在实际操作中，常是用同一口模而用不同的牵引速度得到不同厚度的薄膜，因此薄膜的纵横向强度往往是不相同的。

（4）挤出机通常采用的是单螺杆挤出机，螺杆直径的大小根据薄膜的厚度和折径而定。挤出机的产率一般受冷却和牵引两种速率控制，薄而窄的薄膜，如选择大机型生产，则在快速牵引下的冷却是不很容易的；相反，厚而宽的薄膜，如选择小机型生产，势必使塑料处于高温时间过长，对其质量的损害就大。所以一种型号的挤出机只能适用于生产少数几种规格的制品。用得较多的螺杆直径是

40-200mm，螺杆长径比生产HDPE可选择16-25，生产LDPE可选择20-30。较理想的挤出机均设置了进料段纵向沟槽机筒，长径比为30，挤出速度0.8-1.2m/s。

• 吹膜成型模具的口模直径是最基本的尺寸。它不仅决定吹膜生产线上其他设备的尺寸，而且对薄膜的力学性能、收缩性能、挤出产率等方面产生重要影响。口模直径可在100-1000mm范围内选取，生产HDPE的口模直径通常为30-200mm, 生产LDPE薄型薄膜的口模直径通常为150-500mm。口模间隙的大小主要是根据生产塑料种类和薄膜厚度等因素来确定。为了消除熔体离模时粗糙变形产生的熔体破裂，在成型黏度较高的熔体时，其口模间隙较大。见图2所示，通常吹塑 30-50μm厚的薄膜口模间隙可选择4-0.8mm。

图2 口模间隙

(6 ) 吹塑辅机主要由牵引机和卷取机组成。

牵引机。牵引机的作用主要是将冷却定型后的膜管，由一对牵引辊以恒定的速度进行牵引并被压平，成为连续的双层薄膜被送往卷取机。这一对牵引辊，一个是钢制镀铬抛光辊，一个是包覆橡胶辊，钢辊通常需要冷却，钢辊和橡胶辊之间的压力是可调的。牵引机上的人字板又是牵引机的关键装置。人字板安装在一对牵引辊的下方，其作用是稳定膜泡，进一步冷却并将膜管展平。它由两块板

状结构装配呈“人”字形，故俗称“人字板”，其夹角可调节，人字板上安装了

一定数量的可旋转的木制辊或钢制辊，也可制成两块水冷式金属夹板。人字板

夹角的选择，必须尽可能地减少变形力，在低摩擦阻力的情况下，保持夹角最小。

卷取机。卷取机的作用是将冷却、修剪完了的薄膜，两边齐整地、松紧适度地连续卷到卷取轴上，卷取轴具有无级调速功能，其卷取线速度不因膜卷直径变化而变化，并与牵引速度相匹配，卷取必须在恒定张力下完成，卷取机的性能直接影响薄膜质量。在实际操作中，往往由于忽视卷取技术，而导致生产出来的优质吹塑薄膜，在卷取时成捆降级或报废。收卷机收卷方式通常有被动收卷式（又称接触式）和主动收卷式（又称中心式）。

三、薄膜缺陷控制要素

与产生薄膜质量缺陷的相关因素如下。

（1）加料系统：树脂特性；助剂、边角料、色母粒的计量和混合；排气/干燥；料斗座温度；料斗座冷却；加料段输送能力。

（2）挤出部分：螺杆转速；螺杆结构；传动系统/电流监控；料筒各段温度；熔体压力；止推轴承；排气/真空；过滤面积；滤网孔径；换网器类型；纵向沟槽机筒。

（3）模具部分：间隙调整；模具结构；旋转方式及密封；旋转传动系统；加热及温控；流道尺寸；芯棒偏中；空气压力/流量；进气口；熔接痕处理。

（4）定径与冷却：风环类型；稳泡板/管；鼓风机/压力/流量；吹胀比；定型装置/膜泡直径控制；冷却介质/温度；测厚传感器；泡颈高度/冷却线；冷却介质循环系统。

（5）牵引部分：牵引高度；人字板结构/长度/夹角；测宽传感器；牵引对辊结构/压紧力；牵伸比；人字板冷却；裁边装置；牵引传动系统/冷却；牵引速度；剖切装置；导向辊/扩展辊结构。

（6）卷取部分：薄膜表面处理装置；卷取传动系统；卷芯形式；纠偏系统；卷取速度/调节；抽卷芯机构；张力控制系统；换卷工位/自动切割；膜卷层间排气；膜卷吊装。