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摘要:本文介绍近年来国内PET挤出片材设备的市场需求,生产工艺现状,详述了现有PET免结晶干燥双螺杆挤出片材设备主要特点及关键技术,最后说明设备应用前景。

关键词:片材机;PET双螺杆;免结晶干燥;螺杆组合;真空排气;螺旋流道技术;

一、前言
    近年来,随着国外众多塑料片材挤出先进设备进入中国的同时,国内片材包装设备厂家也在快速掘起,推动着片材包装领域行业快速发展及装备需求增长,而国内劳动力成本的不断增加,人们对设备的产量、能耗、环保和自动化提出了更高的要求,国内片材高端面设备制造厂家,(如广东达诚技术股份有限公司)依据可持续发展需要,集中优势资源,与国内外多家先进的供应商与研究院等共同研发,充分运用公司现有进口高精尖设备,提高零部件加工精度,设计优化各类零件结构,加工工艺,提升设备整体性能,在95机型上成功的设计制造出每小时1200公斤PET高产量挤出片材设备,(其型号为WSJP95-1200型双螺杆挤出片材机组,)交付客户验证使用,效果非常满意,打造出中国双螺杆挤出片材高端设备,是目前国内技术最先进、工艺成熟、设备稳定的片材生产线设备,具有能耗低、工艺简单,设备使用维护方便的特点。
设备绿色性能的主要特点:
1、 与国内同类设备相比,综合节能提高30-40%以上。(国内同类设备95机型,一般产量每小时500公斤,而达诚开发新产品产量每小时1200公斤);
2、 采用三级真空排气技术及油气分离技术,省去结晶干燥系统。既减少设备的占地面积,又降低能耗;
3、  由于采用双螺杆优化组合技术,大大减小了PET的粘度降低,确保产品质量及稳定性;
4、WSJP95-1200高产量双螺杆挤出片材设备主要技术指标:
u    适应原料:PET、PLA,新料、回料、色母;
u    双螺杆组合结构,螺杆直径95MM;
u    最大挤出产量:1200kg/h;
u    产品宽度: 1000MM;   
u    厚度:0.12-1.8MM;
u    装机容量:430KW, 实际能耗250KW。
 
二、PET片材挤出设备生产工艺的绿色化
PET片材是近年发展起来的新型材料,凭借其优良的韧性、高硬度、高透明性,无毒,无味,易成型以及可回收再生利用等优点,且燃烧不生产有害气体的优异环保性能,顺应环保潮流,逐步受到消费者和生产者的极大青昧,广泛适用于各行各业之产品包装、文具、印刷、礼品及工艺。
由于普通PET原料在空气中含水率高的特性,在熔融挤出时,会引起水解作用,使熔体粘度和分子量显著下降,导致挤出成型片材起泡、变脆,发黄等异常现象。目前国内解决原料含水率进行生产PET片材设备主要有单螺杆挤出机,其"预结晶一干燥一熔融挤出"的加工路线,一般需配套结晶干燥系统。第二种是行星螺杆(多螺杆)免结晶挤出机,是免干燥直接排气挤出工艺,第三种是双螺杆免结晶干燥挤出机,也是采用排气挤出机直接挤出成型。
免结晶干燥直接排气挤出工艺因节能效果显著而备受关注。目前有单螺杆及双螺杆免结晶、行星螺杆(多螺杆)免结晶等类型,由于单螺杆的固有特性,适应于生产品种少的专业厂家要求,不同原料的生产条件需配套专用螺杆结构,才能更好发挥效率。行星螺杆(多螺杆)免结晶干燥挤出机一般适应于PVC压涎生产线,对于PET原料,难以兼顾全新料及回料不同比例,实际生产中还存在排气冒料风险,难度较大。为了达到理想的排气效果和有效控制PET熔体的最终粘度,行星螺杆(多螺杆)排气挤出机的结构越来越复杂,这给后继的加工、装配和维护都带来了诸多不便,目前还没有文章详细数据报道及设备普及。相比之下,双螺杆免结晶干燥挤出工艺具有若干显著优点,包括节能效果明显、流程工艺简单、可以实现在线配混等等.通过双螺杆专用化改造,可以达到理想的排气效果和有效控制PET熔体粘度控制。但产量少,效率低问题制约了生产发展。
三、设备关键技术创新点
如何开发PET高效率挤出片材设备,通过多方论证认为,从五个环节进行技术创新,结构优化,精密制造,才能实现设备的高产量低能耗,打造国内高效双螺杆挤出片材高端设备。
1)  双螺杆组合技术
多年积累的双螺杆构型研发设计经验与先进软件技术进行优化结合,特殊的双头螺纹元件以及独特的螺杆组合,实现输送塑化、混合混炼、剪切分散、均化均质、排气脱挥、建压挤出等各项功能。特别是在针对PET材料内部结晶水的脱除方面有极高的效率,特殊设计的排气口不冒料,自由通畅,实现低温挤出,避免 PET 的热降解;
2)真空排气技术
多段强制排气高效、安全的保证PET物料熔融、塑化过程中不水解、无晶点产生。特殊的三级真空排气技术及油气分离技术,超大抽气量,超高真空度,大大减小了PET的粘度降低。
3)高强度辊筒内部螺旋流道技术
高强度辊筒内部螺旋流道结构设计,配套水温控制系统,使辊筒有精准温控和高效传热效果;
4)智能化远程控制技术
通过本公司服务器IDC中心工业数据中心和工业数据采集与分析软件、远程监控网络设备、标准电机健康检测分析系统、设备能源管理优化系统等,对在客户工厂的达诚设备实现远程监控和对各种工艺数据采集和存储,并进行工艺数据分析,优化生产工艺配方。
5) 设备制造工艺工匠精神
零部件选材,制造工艺,加工精度,热处理及表面处理,外观设计等工业设计进行全面考究,确保设备稳定可靠性,提升挡次。
四、设备性能如下:
u多组分喂料装置技术,适应于新料、回料、色母等比例的控制;
u原料免结晶干燥技术,机组综合能耗低,节省成本;
u高扭矩挤出机组,配套扭矩保护器;
u配超大过滤面积熔体过滤器,节省大量换网作业的时间和人工消耗;
u三辊压光辊筒压合采用液压装置,结构紧凑,辅助设施布置方便,操作简单;水温系统采用加热冷却的温度双PID控制技术等;
u在线切边、破碎、输送回收系统,特殊的收卷结构设计,实现在线不停机换卷,卸卷装置,节省大量的作业时间和人工消耗;
u在线涂硅系统,提高片材适应性及保护作用,提高竞争力;
u高精密双螺杆挤出系统采用压力闭环反馈控制技术、加热冷却的温度双PID控制技术等;
u整机采用PLC控制,实现参数设置、数据运算及反馈、报警等功能的自动化控制;
u先进双PID控制算法技术,对技术数据的实时统计分析,实时提供改进措施,确保生产过程始终处于统计控制状态,以提高制品的质量、精度、能耗等性能指标。
五、市场应用前景及发展方向
国内各种包装装备需求量日益增大,片热成型包装领域的企业通常采用购买多套设备才能满足生产需求,这是由于国内设备还处于低产量及大量劳动力来完成,说明我们设备供应商需要提高装备自动化及智能化,来提高生产速度及生产效率。目前国内、外双螺杆挤出机行业上发展趋势是向高产量、低能耗、环保、自动化、智能化方向发展。

随着广东达诚技术股份有限公司每小时1200公斤产能PET免结晶干燥双螺杆挤出片材设备成熟推向市场,推动行业快速发展,同时满足产品绿色包装创新,可持续发展方向。
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