WSJP95‐1200PET 雙螺桿片材擠出設(shè)備的開(kāi)拓創(chuàng)新
發(fā)布時(shí)間：2021-09-23
WSJP95‐1200PET 雙螺桿片材擠出設(shè)備的開(kāi)拓創(chuàng)新
楊偉光 章俊波 李意明
（廣東達(dá)誠(chéng)技術(shù)股份有限公司）
摘要：本文介紹近年來(lái)國(guó)內(nèi) PET 擠出片材設(shè)備的市場(chǎng)需求，生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀，詳述了現(xiàn)有 PET 免結(jié)晶干燥雙螺桿擠出片材設(shè)備主要特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)，最后說(shuō)明設(shè)備應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：PET 雙螺桿；免結(jié)晶干燥；螺桿組合；真空排氣；螺旋流道技術(shù)。
WSJP95‐1200PET twin screw extruder equipment exploration and innovation
Yang Weiguang Zhang Junbo Li Yi
(Guangdong Dacheng Technology Limited by Share Ltd )
Abstract:This paper introduced domestic PET extruder’s market request and present process in recent years. Expand the existing PET free crystallizing drying extruder equipment’s key feature and technologies and the application prospect.
Keywords: PET twin screw extruder; free crystallizing drying; screw assemble; vacuum exhaust; spiral channel technology.
前言
近年來(lái)，隨著國(guó)外眾多塑料片材擠出先進(jìn)設(shè)備進(jìn)入中國(guó)的同時(shí)，國(guó)內(nèi)片材包裝設(shè)備廠家也在快速掘起，推動(dòng)著片材包裝領(lǐng)域行業(yè)快速發(fā)展及裝備需求增長(zhǎng)，而國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力成本的不斷增加，人們對(duì)設(shè)備的產(chǎn)量、能耗、環(huán)保和自動(dòng)化提出了更高的要求。廣東達(dá)誠(chéng)技術(shù)股份有限公司集中優(yōu)勢(shì)資源，與國(guó)內(nèi)外多家先進(jìn)的供應(yīng)商、研究院等共同研發(fā)，在 95 機(jī)型上成功的創(chuàng)新開(kāi)發(fā)出每小時(shí) 1200 公斤 PET 高產(chǎn)量的WSJP95-1200 雙螺桿擠出片材機(jī)組擠出片材設(shè)備，打造出中國(guó)雙螺桿擠出片材高端設(shè)備，具有能耗低、工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備使用維護(hù)方便的特點(diǎn)，是目前國(guó)內(nèi)技術(shù)最先進(jìn)、工藝成熟、設(shè)備穩(wěn)定的片生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備，交付客戶(hù)驗(yàn)證使用，效果非常滿(mǎn)意。本文簡(jiǎn)介了 WSJP95-1200PET 雙螺桿擠出片材機(jī)組擠出片材設(shè)備綠色性能特征、生產(chǎn)工藝的綠色化創(chuàng)新、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)技術(shù)合控制技術(shù)創(chuàng)新，指出高產(chǎn)量、低能耗、環(huán)保、自動(dòng)化、智能化是 PET 雙螺桿擠出片材機(jī)組擠出片材設(shè)備可持續(xù)發(fā)展的主要特征。
WSJP95-1200PET 雙螺桿擠出片材機(jī)組擠出片材設(shè)備
1 WSJP95-1200PET 雙螺桿擠出片材機(jī)組擠出片材設(shè)備綠色性能特征
WSJP95-1200PET 雙螺桿擠出片材機(jī)組與國(guó)內(nèi)同類(lèi)設(shè)備相比，綜合節(jié)能提高 30－40%以上。（國(guó)內(nèi)同類(lèi)設(shè)備 95 機(jī)型，一般產(chǎn)量每小時(shí) 500 公斤，而達(dá)誠(chéng)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品產(chǎn)量每小時(shí) 1200 公斤）；采用三級(jí)真空排氣技術(shù)及油氣分離技術(shù)，省去結(jié)晶干燥系統(tǒng)。既減少設(shè)備的占地面積，又降低能耗；采用雙螺桿優(yōu)化組合技術(shù)，大大減小了 PET 的粘度降低，確保產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性。
乙烯-乙烯醇共聚物簡(jiǎn)稱(chēng)EVOH，與聚偏二氯乙烯(PVDC)和聚酰胺(PA)并稱(chēng)為世界三大阻隔樹(shù)脂[2]。EVOH能極大地抑制空氣中氧氣侵入食品，從而抑制因微生物增殖產(chǎn)生毒素等有害物質(zhì)，還能防止氧化引起成分改變，同時(shí)保香并防止外界異味污染。而且，通過(guò)其他聚烯烴層可以彌補(bǔ)其阻濕性的不足。所以，EVOH多層包裝材料能有效地防止食品變質(zhì)從而延長(zhǎng)保質(zhì)期。另外，它容易加工成型，環(huán)保性能好。由于EVOH樹(shù)脂優(yōu)良的阻氣性、透明性、加工性、耐溶劑性，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，需求量也迅速增長(zhǎng)，前途廣大，越來(lái)越受到產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。
1.1 主要技術(shù)參數(shù)
雙螺桿組合結(jié)構(gòu)，螺桿直徑 95MM；最大擠出產(chǎn)量：1200kg/h；產(chǎn)品寬度： 1000MM； 厚度：0.12-1.8MM；裝機(jī)容量：430KW, 實(shí)際能耗 250KW。
1.2 綠色加工技術(shù)特征
適應(yīng)多類(lèi)原料：PET、PLA，新料、回料、色母；
多組分喂料裝置技術(shù)，適應(yīng)于新料、回料、色母等比例的控制；
原料免結(jié)晶干燥技術(shù)，機(jī)組綜合能耗低，節(jié)省成本；
高扭矩?cái)D出機(jī)組，配套扭矩保護(hù)器；配超大過(guò)濾面積熔體過(guò)濾器，節(jié)省大量換網(wǎng)作業(yè)的時(shí)間和人工消耗；
三輥壓光輥筒壓合采用液壓裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，輔助設(shè)施布置方便，操作簡(jiǎn)單；
在線(xiàn)切邊、破碎、輸送回收系統(tǒng)，特殊的收卷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)不停機(jī)換卷，卸卷裝置，節(jié)省大量的作業(yè)時(shí)間和人工消耗；
在線(xiàn)涂硅系統(tǒng)，提高片材適應(yīng)性及保護(hù)作用，提高競(jìng)爭(zhēng)力；
高精密雙螺桿擠出系統(tǒng)采用壓力閉環(huán)反饋控制技術(shù)、加熱冷卻的溫度雙 PID 控制技術(shù)等；
整機(jī)采用 PLC 控制，實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)運(yùn)算及反饋、報(bào)警等功能的自動(dòng)化控制；
先進(jìn)雙 PID 控制算法技術(shù)，對(duì)技術(shù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)時(shí)提供改進(jìn)措施，確保生產(chǎn)過(guò)程始終處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，以提高制品的質(zhì)量、精度、能耗等性能指標(biāo)。
2 WSJP95-1200PET 雙螺桿擠出片材機(jī)組生產(chǎn)工藝的綠色化創(chuàng)新
PET 片材是近年發(fā)展起來(lái)的新型材料，憑借其優(yōu)良的韌性、高硬度、高透明性，無(wú)毒，無(wú)味，易成型以及可回收再生利用等優(yōu)點(diǎn)，且燃燒不生產(chǎn)有害氣體的優(yōu)異環(huán)保性能，順應(yīng)環(huán)保潮流，逐步受到消費(fèi)者和生產(chǎn)者的極大青昧，廣泛適用于各行各業(yè)之產(chǎn)品包裝、文具、印刷、禮品及工藝。
普通 PET 原料在空氣中含水率高的特性，在熔融擠出時(shí)，會(huì)引起水解作用，使熔體粘度和分子量顯著下降，導(dǎo)致擠出成型片材起泡、變脆，發(fā)黃等異?，F(xiàn)象。目前國(guó)內(nèi)解決原料含水率進(jìn)行生產(chǎn) PET 片材設(shè)備主要有單螺桿擠出機(jī)，其"預(yù)結(jié)晶一干燥一熔融擠出"的加工路線(xiàn),一般需配套結(jié)晶干燥系統(tǒng)。第二種是行星螺桿(多螺桿)免結(jié)晶擠出機(jī)，是免干燥直接排氣擠出工藝，第三種是雙螺桿免結(jié)晶干燥擠出機(jī)，也是采用排氣擠出機(jī)直接擠出成型。
免結(jié)晶干燥直接排氣擠出工藝因節(jié)能效果顯著而備受關(guān)注。目前有單螺桿及雙螺桿免結(jié)晶、行星螺桿（多螺桿）免結(jié)晶等類(lèi)型，由于單螺桿的固有特性，適應(yīng)于生產(chǎn)品種少的專(zhuān)業(yè)廠家要求，不同原料的生產(chǎn)條件需配套專(zhuān)用螺桿結(jié)構(gòu)，才能更好發(fā)揮效率。行星螺桿(多螺桿)免結(jié)晶干燥擠出機(jī)一般適應(yīng)于PVC 壓涎生產(chǎn)線(xiàn)，對(duì)于 PET 原料，難以兼顧全新料及回料不同比例，實(shí)際生產(chǎn)中還存在排氣冒料風(fēng)險(xiǎn)，難度較大。為了達(dá)到理想的排氣效果和有效控制 PET 熔體的最終粘度，行星螺桿(多螺桿)排氣擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜,這給后繼的加工、裝配和維護(hù)都帶來(lái)了諸多不便，目前還沒(méi)有文章詳細(xì)數(shù)據(jù)報(bào)道及設(shè)備普及。
WSJP95-1200PET 雙螺桿擠出片材機(jī)組雙螺桿免結(jié)晶干燥擠出工藝具有若干顯著優(yōu)點(diǎn)，包括節(jié)能效果明顯、流程工藝簡(jiǎn)單、可以實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)配混等等.通過(guò)雙螺桿專(zhuān)用化改造，可以達(dá)到理想的排氣效果和有效控制 PET 熔體粘度控制。
3 WSJP95‐1200PET 雙螺桿擠出片材機(jī)組關(guān)鍵結(jié)構(gòu)技術(shù)合控制技術(shù)創(chuàng)新
如何開(kāi)發(fā) PET 高效率擠出片材設(shè)備，通過(guò)多方論證認(rèn)為，從五個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，精密制造，才能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高產(chǎn)量低能耗，打造國(guó)內(nèi)高效雙螺桿擠出片材高端設(shè)備。：
3.1 雙螺桿組合技術(shù)
多年積累的雙螺桿構(gòu)型研發(fā)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與先進(jìn)軟件技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化結(jié)合，特殊的雙頭螺紋元件以及獨(dú)特的螺桿組合，實(shí)現(xiàn)輸送塑化、混合混煉、剪切分散、均化均質(zhì)、排氣脫揮、建壓擠出等各項(xiàng)功能。特別是在針對(duì) PET 材料內(nèi)部結(jié)晶水的脫除方面有極高的效率，特殊設(shè)計(jì)的排氣口不冒料，自由通暢，實(shí)現(xiàn)低溫?cái)D出，避免 PET 的熱降解；
3.2 真空排氣技術(shù)
多段強(qiáng)制排氣高效、安全的保證 PET 物料熔融、塑化過(guò)程中不水解、無(wú)晶點(diǎn)產(chǎn)生。特殊的三級(jí)真空排氣技術(shù)及油氣分離技術(shù)，超大抽氣量，超高真空度，大大減小了 PET 的粘度降低。
3.3 高強(qiáng)度輥筒內(nèi)部螺旋流道技術(shù)
高強(qiáng)度輥筒內(nèi)部螺旋流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，配套水溫控制系統(tǒng)，使輥筒有精準(zhǔn)溫控和高效傳熱效果；
3.4 智能化遠(yuǎn)程控制技術(shù)
通過(guò)本公司服務(wù)器 IDC 中心工業(yè)數(shù)據(jù)中心和工業(yè)數(shù)據(jù)采集與分析軟件、遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)健康檢測(cè)分析系統(tǒng)、設(shè)備能源管理優(yōu)化系統(tǒng)等，對(duì)在客戶(hù)工廠的達(dá)誠(chéng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和對(duì)各種工藝數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，并進(jìn)行工藝數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化生產(chǎn)工藝配方。
3.5 設(shè)備制造工藝工匠精神
零部件選材，制造工藝，加工精度，熱處理及表面處理，外觀設(shè)計(jì)等工業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面考究，確保設(shè)備穩(wěn)定可靠性，提升擋次。
4 市場(chǎng)應(yīng)用前景及發(fā)展方向
國(guó)內(nèi)各種包裝裝備需求量日益增大，片熱成型包裝領(lǐng)域的企業(yè)通常采用購(gòu)買(mǎi)多套設(shè)備才能滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，這是由于國(guó)內(nèi)設(shè)備還處于低產(chǎn)量及大量勞動(dòng)力來(lái)完成，說(shuō)明我們?cè)O(shè)備供應(yīng)商需要提高裝備自動(dòng)化及智能化，來(lái)提高生產(chǎn)速度及生產(chǎn)效率。目前國(guó)內(nèi)、外雙螺桿擠出機(jī)行業(yè)上發(fā)展趨勢(shì)是向高產(chǎn)量、低能耗、環(huán)保、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。
隨著廣東達(dá)誠(chéng)技術(shù)股份有限公司每小時(shí) 1200 公斤產(chǎn)能 PET 免結(jié)晶干燥雙螺桿擠出片材設(shè)備成熟推向市場(chǎng)，推動(dòng)行業(yè)快速發(fā)展，同時(shí)滿(mǎn)足產(chǎn)品綠色包裝創(chuàng)新，可持續(xù)發(fā)展方向。
本文作者簡(jiǎn)介：楊偉光，男，1963 年出生，大學(xué)本科，工學(xué)士學(xué)位，機(jī)械工程師，任職于 廣東達(dá)誠(chéng)技術(shù)股份有限公司。聯(lián)系電話(huà)：13802330365，13825884298 郵箱：stywg@163.com