摘要：雙向拉伸薄膜被廣泛用于各個(gè)行業(yè)，但目前仍處于盲目膨脹和低產(chǎn)量的狀態(tài)。針對(duì)此種現(xiàn)象，生產(chǎn)必須朝著差異化、功能化和大范圍的方向發(fā)展。隨著技術(shù)向高速和寬緯度發(fā)展，目前仍然需要探索一些關(guān)鍵技術(shù)。靜壓箱的溫度控制技術(shù)是其中的重要組成部分。膜破裂最可能發(fā)生在橫向拉伸部分，這是膜形成過(guò)程中最弱的階段。靜壓箱是確保熱風(fēng)速度均勻的熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)的重要裝置。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外已針對(duì)此進(jìn)行深入研究，本文結(jié)合了國(guó)內(nèi)外專利和文獻(xiàn)，以檢測(cè)靜態(tài)靜壓箱在水平拉伸階段的狀態(tài)，提出了熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。本文介紹了雙向拉伸薄膜橫向拉伸段靜壓箱的工作原理，并提出了用于結(jié)構(gòu)改進(jìn)的具體方法。
關(guān)鍵詞：雙向拉伸；橫向拉伸；靜壓箱研究
引言：目前國(guó)內(nèi)外對(duì)拉伸薄膜用靜壓箱流動(dòng)特性的研究相對(duì)較少，廣大技術(shù)人員進(jìn)行積極的探索與實(shí)踐，采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)的趨勢(shì)更加明顯。鑒于膜性能的未來(lái)改進(jìn)趨勢(shì)，對(duì)加熱系統(tǒng)中的關(guān)鍵裝置如靜壓箱的研究需要廣大技術(shù)人員進(jìn)行深入研究。
一、雙向拉伸薄膜橫向拉伸段靜壓箱研究現(xiàn)狀
基于雙向拉伸薄膜橫向拉伸段靜壓箱研究現(xiàn)狀，使用導(dǎo)流板、橫截面變化、穿孔板等，在相關(guān)專利中也采用了類似的理論。為了解決在輸送過(guò)程中通過(guò)加熱裝置時(shí)出現(xiàn)擺動(dòng)的問(wèn)題，技術(shù)人員根據(jù)支撐和輸送裝置理論，以保持在物料輸送過(guò)程中速度、分量的穩(wěn)定性，其主要目的是使空氣流速不垂直于材料的前進(jìn)速度。技術(shù)人員通過(guò)一種逆流型風(fēng)道加熱器，其使用變形的橫截面來(lái)增加風(fēng)壓，提供錐形膜以保持壓力，并且兩側(cè)的進(jìn)氣口用于保持氣流的穩(wěn)定性和進(jìn)氣速度的一致性。
通過(guò)兩種類型的靜壓箱，一個(gè)結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)風(fēng)箱：上風(fēng)箱的空氣從穿孔板或端部開(kāi)口進(jìn)入下風(fēng)箱，然后從出風(fēng)口吹向薄膜，以保持風(fēng)速穩(wěn)定和均勻，并可以確保氣流垂直于風(fēng)箱。但是，該設(shè)計(jì)昂貴并且長(zhǎng)期使用會(huì)損害波紋管的清潔，影響運(yùn)行效果。
空氣通過(guò)噴嘴進(jìn)入箱子，箱子分為上下兩個(gè)箱子，上面的箱子用作溢流和壓力均衡室。在這項(xiàng)研究中，溢流室被視為第一橫截面流通面積，出氣口被用作第二橫截面流通面積，上下空氣箱之間交換的面積被視為第三橫截面流通面積。在壓力箱的應(yīng)用中，保持波紋管內(nèi)的氣體交換設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了一種用于加熱連續(xù)移動(dòng)膜的縱向的設(shè)備，進(jìn)而改善在噴嘴區(qū)域和風(fēng)扇中沉積空氣箱雜質(zhì)的問(wèn)題。技術(shù)人員研制用于強(qiáng)制通風(fēng)的靜壓箱，每個(gè)靜壓箱包含兩個(gè)上部空氣腔和一個(gè)下部空氣腔，并且上部和下部空氣腔通過(guò)連接在其間的多孔板使空氣循環(huán)。兩個(gè)上升氣流腔具有一定的傾斜角度，橫截面沿長(zhǎng)度方向逐漸減小，從而確保了壓力的均勻性。氣流以相同的速度從兩側(cè)進(jìn)入進(jìn)氣口，并流過(guò)多孔板，通過(guò)縫隙噴嘴到達(dá)排污室，到達(dá)薄膜表面，從而確保了整個(gè)薄膜溫度和速度的均勻性。基于具有多組穿孔板的靜壓箱，包括供氣室，分配室和均壓室。風(fēng)扇將空氣供應(yīng)到空氣供應(yīng)室，并且分配室中氣體的動(dòng)能減小，從而氣體速度可以均勻。在不同的流速下，該設(shè)計(jì)的出口速度分布較窄，最大偏差在±4％的允許范圍內(nèi)。可以通過(guò)更改腔室的開(kāi)口結(jié)構(gòu)和橫截面積比率來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)它。考慮到出風(fēng)口的直徑，出風(fēng)口的中心距離以及出風(fēng)口與膠片之間通過(guò)平面的距離。以聚酯膜為例給出相應(yīng)的設(shè)計(jì)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)值模擬，給出了膜在寬度方向上的厚度分布圖和傳熱效率圖，以便更有效地檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性。通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)方法分析了波紋管開(kāi)孔板的施工不當(dāng)，為施工提供了指導(dǎo)。利用數(shù)值計(jì)算方法，研究了開(kāi)口結(jié)構(gòu)與氣流分布均勻性之間的關(guān)系，指出了開(kāi)口位置和角度對(duì)氣流場(chǎng)分布的影響。為避免在不同的加熱段出現(xiàn)交叉風(fēng)現(xiàn)象，設(shè)置了一系列節(jié)流式出風(fēng)口以形成擋風(fēng)玻璃，使每個(gè)段的溫度與設(shè)定值相匹配，并保證了溫度獨(dú)立性和生產(chǎn)過(guò)程的準(zhǔn)確性。減少熱量損失和空間需求。當(dāng)生產(chǎn)低于6μm的薄膜時(shí)，可能會(huì)發(fā)生局部變形和抖動(dòng)，這會(huì)降低薄膜生產(chǎn)的穩(wěn)定性，并引起熱收縮率和厚度的波動(dòng)。
因此，設(shè)計(jì)了一種交叉張緊的風(fēng)箱，以避免垂直吹向薄膜表面的熱空氣的沖擊，從而確保加工過(guò)程的穩(wěn)定性。為解決單面風(fēng)機(jī)引起的風(fēng)速不均勻現(xiàn)象，采用一種中間排風(fēng)，兩側(cè)出風(fēng)的雙面排風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)，以保證風(fēng)速均勻。基于用于橫向膨脹部分的波紋管，在該波紋管中，排氣面板的后半部朝著薄膜彎曲，具有逐漸擴(kuò)大的開(kāi)孔板的靜壓箱單元的構(gòu)造。根據(jù)現(xiàn)有的靜壓箱孔的布置方法的設(shè)計(jì)，預(yù)先設(shè)定送風(fēng)量，以達(dá)到風(fēng)速與節(jié)能減排效果之間的平衡。采用實(shí)驗(yàn)方法研究了靜壓箱的靜壓分布及其影響因素。使用Airpak軟件對(duì)空氣量平衡的靜壓箱中的流動(dòng)狀況進(jìn)行數(shù)值模擬。使用該軟件檢查了靜壓箱的風(fēng)況，為技術(shù)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬方法被用來(lái)檢查靜壓箱的結(jié)構(gòu)參數(shù)。對(duì)風(fēng)箱最重要的影響因素進(jìn)行正交測(cè)試，確定最佳參數(shù)水平，為靜壓箱的設(shè)計(jì)提供了數(shù)值和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
二、橫向拉伸段靜壓箱研究
交叉應(yīng)變（TDO）交叉應(yīng)變具有相對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。由熱空氣循環(huán)系統(tǒng)，潤(rùn)滑系統(tǒng)和EPC等組成。水平拉動(dòng)機(jī)構(gòu)具有功能部分，例如薄膜進(jìn)給，預(yù)熱張緊緩沖成型和冷卻。伸長(zhǎng)率在平衡膜的情況下，橫向伸長(zhǎng)率基本上等于或接近縱向伸長(zhǎng)率，在增強(qiáng)膜中，縱向伸長(zhǎng)率大于橫向伸長(zhǎng)率。熱固化的溫度和時(shí)間：當(dāng)生產(chǎn)不可收縮的薄膜時(shí)，必須在橫向拉伸后進(jìn)行熱固化處理。目的是改善晶體取向過(guò)程，最后到達(dá)冷卻區(qū)域，以便將其空氣冷卻到100°C以下。雙軸拉伸的發(fā)展方向近年來(lái)。
太陽(yáng)能膜和防爆膜在汽車和建筑物中的使用也越來(lái)越普遍，市場(chǎng)非常廣闊。基于完善的PET產(chǎn)品差異化，所開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的大量測(cè)試是存在較高研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的。但多層共擠拉伸的發(fā)展，可以切實(shí)提高薄膜的整體性能，雙拉伸生產(chǎn)線目前的使用以及探索，可用于生產(chǎn)具有不同性能的多功能膜，例如用于多種用途的膜以及具有高阻隔性的膜和抗紫外線輻射的膜。 同時(shí)雙拉伸熱收縮膜在生產(chǎn)線中的設(shè)計(jì)，被廣泛應(yīng)用于各類型食品飲料，以及電子化器具，標(biāo)簽等應(yīng)用市場(chǎng)，并且在實(shí)際應(yīng)用中，任何需要橫向收縮的裝置，這就需要拉伸設(shè)備輔助與配合，進(jìn)行相應(yīng)的修改，以滿足生產(chǎn)流程中高收縮率的要求具體化。PET薄膜直線生產(chǎn)線PET樹(shù)脂是由PET切片經(jīng)PTA和EG直接酯化、縮聚后澆鑄、水下造粒、風(fēng)干和包裝制成。薄膜制造商購(gòu)買了PET晶圓（包括母料晶圓）之后，首先必須對(duì)其進(jìn)行混合、晶體干燥、熔體擠出、熔體配料、過(guò)濾、澆鑄，最后進(jìn)行雙軸拉伸以形成薄膜。依托技術(shù)發(fā)展需求，當(dāng)PET樹(shù)脂生產(chǎn)設(shè)備連接到PET膜的雙通道生產(chǎn)線時(shí)，聚酯縮聚釜出口通過(guò)保險(xiǎn)絲管，流延設(shè)備，MDO，TDO和其他過(guò)程直接連接到雙通道生產(chǎn)線的噴嘴。該膜可以節(jié)省晶體干燥，熔體擠出，熔體過(guò)濾等過(guò)程，不僅減少設(shè)備和工廠投資，節(jié)省生產(chǎn)能源，降低生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)成本，而且還改善了薄膜質(zhì)量，并減少了PET窗格二次加熱的氧化。為此，適合于薄膜生產(chǎn)的直拉法的雙拉生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)也是PET薄膜雙軸拉伸的發(fā)展方向。
結(jié)束語(yǔ)
中國(guó)的雙向拉伸生產(chǎn)線發(fā)展迅速，迄今為止，已經(jīng)生產(chǎn)出100余種具有不同塑料薄膜尺寸的雙拉伸線，厚膜在今后的發(fā)展中具有相當(dāng)大的發(fā)展空間，特別是厚膜層面的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)大。廣大技術(shù)人員應(yīng)重視進(jìn)行技術(shù)探索以及技術(shù)實(shí)踐，依托市場(chǎng)的需求以及技術(shù)的發(fā)展大趨勢(shì)，進(jìn)行雙向拉伸薄膜橫向拉伸段靜壓箱研究，推進(jìn)行業(yè)的快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]俞建兵.雙向拉伸聚酯薄膜生產(chǎn)技術(shù)研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2017(24):24-25.
[2]陳怡,耿紀(jì)偉,張桂珍,瞿金平.捆綁式雙向拉伸聚烯烴薄膜技術(shù)研究[J].塑料工業(yè),2017,45(02):133-136+144.
[3]李揚(yáng). 雙向拉伸聚酯薄膜生產(chǎn)工藝研究[D].華北電力大學(xué),2015.
[4].雙向拉伸薄膜試驗(yàn)線[J].中國(guó)塑料,2014,28(11):128.