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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免結晶幹燥雙螺杆擠出片材設備主要特點及關鍵技術 ,最後說明設備應用前景 。

關鍵詞 :片材機 ;PET雙螺杆 ;免結晶幹燥 ;螺杆組合 ;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 ,國內片材高端麵設備製造廠家 ,(如廣東凱時APP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機型上成功的設計製造出每小時1200公斤PET高產量擠出片材設備 ,(其型號為WSJP95-1200型雙螺杆擠出片材機組 ,)交付客戶驗證使用 ,效果非常滿意 ,打造出中國雙螺杆擠出片材高端設備 ,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 ,而凱時APP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 ,省去結晶幹燥係統 。既減少設備的占地麵積 ,又降低能耗 ;
3 、  由於采用雙螺杆優化組合技術 ,大大減小了PET的粘度降低 ,確保產品質量及穩定性 ;
4 、WSJP95-1200高產量雙螺杆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    雙螺杆組合結構 ,螺杆直徑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 ,廣泛適用於各行各業之產品包裝 、文具 、印刷 、禮品及工藝 。
由於普通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杆擠出機 ,其"預結晶一幹燥一熔融擠出"的加工路線,一般需配套結晶幹燥係統 。第二種是行星螺杆(多螺杆)免結晶擠出機 ,是免幹燥直接排氣擠出工藝 ,第三種是雙螺杆免結晶幹燥擠出機 ,也是采用排氣擠出機直接擠出成型 。
免結晶幹燥直接排氣擠出工藝因節能效果顯著而備受關注 。目前有單螺杆及雙螺杆免結晶 、行星螺杆(多螺杆)免結晶等類型 ,由於單螺杆的固有特性 ,適應於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杆結構 ,才能更好發揮效率 。行星螺杆(多螺杆)免結晶幹燥擠出機一般適應於PVC壓涎生產線 ,對於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製PET熔體的最終粘度 ,行星螺杆(多螺杆)排氣擠出機的結構越來越複雜,這給後繼的加工 、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 ,雙螺杆免結晶幹燥擠出工藝具有若幹顯著優點 ,包括節能效果明顯 、流程工藝簡單 、可以實現在線配混等等.通過雙螺杆專用化改造 ,可以達到理想的排氣效果和有效控製PET熔體粘度控製 。但產量少 ,效率低問題製約了生產發展 。
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 ,精密製造,才能實現設備的高產量低能耗 ,打造國內高效雙螺杆擠出片材高端設備 。
1)  雙螺杆組合技術
多年積累的雙螺杆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杆組合 ,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麵有極高的效率 ,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
多段強製排氣高效 、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 ,配套水溫控製係統 ,使輥筒有精準溫控和高效傳熱效果 ;
4)智能化遠程控製技術
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係統 、設備能源管理優化係統等 ,對在客戶工廠的凱時APP設備實現遠程監控和對各種工藝數據采集和存儲 ,並進行工藝數據分析 ,優化生產工藝配方 。
5) 設備製造工藝工匠精神
零部件選材 ,製造工藝 ,加工精度 ,熱處理及表麵處理 ,外觀設計等工業設計進行全麵考究 ,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 ,適應於新料 、回料 、色母等比例的控製 ;
u原料免結晶幹燥技術 ,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配超大過濾麵積熔體過濾器,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 ;水溫係統采用加熱冷卻的溫度雙PID控製技術等 ;
u在線切邊 、破碎 、輸送回收係統 ,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在線塗矽係統 ,提高片材適應性及保護作用 ,提高競爭力 ;
u高精密雙螺杆擠出係統采用壓力閉環反饋控製技術 、加熱冷卻的溫度雙PID控製技術等 ;
u整機采用PLC控製 ,實現參數設置 、數據運算及反饋 、報警等功能的自動化控製 ;
u先進雙PID控製算法技術 ,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於統計控製狀態 ,以提高製品的質量 、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 ,這是由於國內設備還處於低產量及大量勞動力來完成 ,說明凱時APP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 、外雙螺杆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 。

隨著廣東凱時APP技術股份有限公司每小時1200公斤產能PET免結晶幹燥雙螺杆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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