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结合高效的挤出装置和具有革新性的过滤技术，使得添加高比例的回收料来经济的生产PET薄膜得到业界的认可。 （图片） 由PET制得的硬质包装正持续增长，同时成型－充填－封口制品的需求也驱动了PET薄膜以高于平均水平的速度增长。成型－充填－封口机械以单一操作模式生产充填和封口PET薄膜包装制品。越来越多的薄膜生产商正在以回收的PET瓶片取代纯PET树脂原料，即PET-R，从而很大程度上降低生产成本。逐渐增强的环保意识，进一步提高的PET瓶的回收利用率，以及成型工艺上的革新都在配合这一举措。显而易见，在过去四年中PET瓶片的回收利用在薄膜生产中具有重要意义。（图1、2）（图片）
Fig. 1. Reprocessing of PET bottle reclaim
(source: Petcore) （图片）
Fig. 2. Use of PET bottle reclaim
(source: Petcore)鉴于这种市场趋势，塑料成型机械制造商正面临新的挑战，亟待开发新的系统概念，能够将瓶子直接挤出成型高质量的制品。这些高性能的流延薄膜生产线既能够加工纯树脂（PET-A），又可以灵活有效地将回收物制成PET薄膜。例如，表1列出了流延薄膜生产线所加工的回收PET啤酒瓶的材料特性参数。图3给出了这样一台高性能挤出系统各部件的平面图。Br焎kner Formtec GmbH (BFT)和Kreyenborg GmbH公司针对技术挑战，共同开发了一套全新的系统以实现将PET-A和PET-R加工成高性能流延薄膜制品的要求。这一共努力结合了BFT在PET-A流延薄膜生产线领域无需预干燥的竞争力和Kreyenborg在PET-R流延薄膜生产线的熔融控制和过滤系统方面的专有技术。 （图片）
Fig. 3. System layout for a high-performance cast film
line for processing PET bottle reclaim计量段和挤出段：
不同组分的计量通过分离的重量计量料斗来实现。由于PET瓶片本身的密度较低，更应该特别注意可靠地计量。具有特殊加工部件的两个双螺杆挤出机能够提高挤出速率。
对于挤出速率达到2000千克/小时的情况而言，需用到螺杆直径为105和60毫米的挤出机。当用螺杆直径为120和75毫米的挤出机时，挤出速率可达到300千克/小时。这些挤出机的螺杆的长径比(L/D)都为34：1。 （图片） 用一个具有过程空气冷却和过滤的两阶段、干态下运行的组合组件来使加工过程达到高真空的状态。该组件理论上可以连接数个平行的单元来提供必要的抽气容积。基本挤出机及共挤出机配有独立的真空系统。这样，可根据加工的需要来独立的调节真空度。 （图片）
Fig. 4. Schematic representation of how the Model
K-SWE-4K-V/RS
screen changer functions熔体过滤
以将这种经过检验而靠得住的原理用于活塞的筛网更换器为基础，Kreyenborg提出了一种具有专利产权的新颖的过滤概念，这种单元甚至可在常压下过滤处于敏感挤出过程中的含杂质的熔体。这种过滤单元可在挤出加工的同时以一定的反冲来对其进行清洗，并且反冲过程只使挤出机在挤出过程中的挤出压力产生最小限度的波动。挤出单元由一个粘有起保护作用的过滤器的泵和一个配有反冲过滤器的下游微过滤段，同时也是一个二次熔体泵所组成。该泵对喷射泵的功能起补充作用。这两个熔体泵限定了控制系统对过滤的控制范围，并且保持口模处熔体流出体积的稳定。
清洗过滤网的反冲材料为挤出过程中的熔体。挤出杂质含量高的聚合物熔体则需配备面积大的过滤网。而这会导致用于冲洗的熔体影响熔体的整体挤出量。新型的过滤方法既增大了过滤区域，又能够实现材料在挤出过程中的可控运动，同时还可以满足有效反冲的需求。这样，加工回收瓶的条件得以满足。Table 1. Material specification for PET
（图片）在K-SWE-4K-V-RS滤网更换器中，熔体先后通过四个滤网。加热的钢机架含有两个有滑动滤网架的活塞(安装在熔体流动的横界面上)。在材料的入口处，熔体被分流进四个流道，每个流道内部都含有过滤腔。经滤网支撑的活塞过滤后，含有粒子的熔体重新汇合进入机架。每个过滤腔的流道出口都安装有防倒流活塞，这就形成了一个光滑的流道，当退回到产品位置时不会有突出的边缘。
从熔体中过滤掉的残余物增加了熔体通过了滤网的阻力。因此，熔体从滤网向上流动的压力也相应增大。一旦达到限定的与加工过程相关的压力值，就必须通过反冲对过滤元件进行清洗。这个过程包括液压驱动反冲活塞以一定的速度向前运动，将过滤残余物通过冲洗流道和冲洗阀门冲出滤网。相应的控制以确保熔体向口模流动过程不受清洗操作的影响。冲洗量一直保持恒定，以保证残余物料从过滤腔排出。图5显示了被冲洗出的残余物料的图片，铝屑和烧焦的有机物在PET基材中清晰可辨。 （图片）
Fig. 5. Organic contaminants and aluminium particles in the backflushed material from processing PET bottle reclaim 反冲之后，带滤网的活塞回到生产时的位置，同时，反冲活塞被熔体的液压推回到其内缩位置。从加工过程中移除材料会引起压力的波动，因而该过程所需的时间被延长到一段更长的可调节的范围内。在控制循环中加入一个干预点，以便装置的操作者能定义一个为常数的最大压力偏差值。这意味着一旦通道内的压力达到设定的干预点，可导致压力降低的材料转移到排除通道过程中的转移数量就会被降低。二次熔体泵(喷射泵)可抵消这些一直到口模的微小压力偏差，二次熔体泵在系统中起限制功能的作用。
薄膜口模和抛光架
塑料熔体被分散到一个高精度的T型口模中，该口模内有一个宽度可任意调节的定幅装置，从而能生产出不同宽度的薄膜制品。口模内滑动条的控制系统具有自优化控制算法的特点，从而能最大程度地降低薄膜剖面的厚度偏差。
水平方向的三辊抛光架被专门设计成具有高的冷却能力，并且抛光滚轮还有一个可调节的磨削装置(Jubo科技，图6所示)。在整个加工宽度内，沿抛光滚轮线型方向的力都保持不变，因而能使挤出的熔体均匀分布。通过对一个内部的封闭液压室加压来将抛光滚轮的磨削装置的位置预设一个定义条件。这样就能彻底地补偿抛光滚轮和冷却滚轮的缺陷。如果生产条件改变的话，可稍改变外部冷却槽的水温来改变抛光滚轮的预设值。抛光架上的后冷却滚轮与其它一些必要的冷滚轮共同作用能确保薄膜横截面上温度的均一性。（图片）
Fig. 6. Schematic illustration of a Jubo polishing roll薄膜厚度测量，牵引及收卷
薄膜的厚度测量是集成到过程控制和显示系统中的。与客户要求的一致，传统的厚度测量方法是通过放射源、电容性和导电性系统来得以实现的。抛光滚轮和收卷装置间的牵引起隔离二者之间张力的作用，因而抛光过程不会对收卷过程产生反面的影响。薄膜收卷装置的滚轮直径应设计得小一些，以便能满足短循环周期的需要。使用具有复合开口槽和全自动滚轮处理的自动转塔收卷装置是实现此类应用的正确途径。
整个膜生产线是由过程控制和可视化系统(IPC)来进行操作的。系统通过电子原理图提供任意可配置组合的显示及用于操作者维护装置和服务支持的装置锁定指示。装置附带的软件能将生产过程和产品的数据传到企业资源计划(ERP)的系统内，因而使得有效地将高性能薄膜生产线与企业的整个生产计划相结合成为可能。
总结
用于生产PET-A和PET-R的高性能系统满足了吸引人的生产高性价比产品的需求。过滤方法可用100%回收的PET瓶高产量地生产高质量的薄膜产品。集成的过程控制和可视化系统有助于操作者可靠地调节该高性能的系统到一个能满足薄膜生产条件的状态。生产的配方和对应装置设置可储存起来，当生产该类相似的产品时可再调用这些参数。该系统方法的灵活性和生产率使PET薄膜生产商能从容应对由于全球竞争而引起的不断变化的市场需求。
7/18/2008
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