CN102205654A - 一种一步式pe透气膜生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一步式PE透气膜生产工艺，它省去了原有PE透气膜生产工艺中的造粒工序和除湿工序，从原材料到成品PE透气膜在一条生产线上完成，因而具有节能、高效、低成本、质优的显著技术效果。该PE透气膜生产工艺步骤如下：材料混合→混炼塑化成熔体→滤去杂质→熔体加压、稳压→挤压成膜→冷却成膜→基膜预热→基膜拉伸→加热冷却定型→检测厚度→收卷成产品。在该生产线的混炼机输送段与模头之间装有熔融泵和熔体稳压装置，从而实现PE透气膜的一步式生产。
Description
技术领域
本发明涉及透气膜生产工艺技术领域，特别涉及一种一步式PE透气膜生产工艺。
背景技术
PE（聚乙烯）透气膜的常规生产工艺是将重量百分比为44.5-54.5%的聚乙烯；45%～55%碳酸钙；0.5%添加剂（润滑剂和抗氧剂）经过混炼机加热捏合使碳酸钙均匀地分散在聚乙烯里，然后造成透气粒子，再送到挤出机里，经过加热、塑化，通过T型模头挤出成型薄膜，然后把薄膜加热到适当温度再经过适当拉伸和定型，然后收卷而做成PE透气膜，在这个加工过程中，由于碳酸钙被均匀地分布在PE里面，当它成型成薄膜再经加热拉伸后，碳酸钙粒子与PE之间产生空隙，这些空隙很小，只能透过水蒸气但水无法漏出，从而达到透气不漏水效果，由于PE透气膜有这个功能而被广泛应用在卫生产品上，如婴儿纸尿裤、妇女卫生巾上，还广泛用于劳动保护服、手术衣和墙纸等多个行业。
目前，PE透气膜的生产都是采用两步法：即先把碳酸钙和PE料经混炼机造成透气粒子，然后再把透气粒子送到透气膜生产线上做成PE透气膜。具体工艺步骤如下：
1）挤压造粒工艺
参见图1所示，其工艺流程是：
先把配比的聚乙烯、碳酸钙和添加剂一起放进拌料机里混合均匀，然后加到混炼机的加料斗，混合材料经加料段往前推进的同时被加热到110℃-130℃范围，然后推进到混炼塑化段，这段温度从140℃逐步加到180℃左右,原材料在这里受热熔化并充分塑化成熔融体,然后进入排空段,原材料在塑化时产生的气体经排气口排出,熔融体往前推进,通过滤网把杂质晶点滤去,滤网温度在165℃左右,熔体往前推进,通过模板挤出被切粒,并被冷却水立即冷却成粒状,模板温度是120-130℃左右,在以上过程中,混炼机的加料段会对原材料产生挤压推进力量,为原材料的推进而获得一定压力(约5-8兆帕)，从而使熔体被挤压到通过模板被挤出并进行切粒,经切粒的材料被冷却水送到除块器,把大块料除去再进入离心干燥机把表面水分除去,然后进入除湿装置进行除湿,使粒子含水量达标后再入袋包装，制成透气粒子。
2）PE透气膜生产工艺
参见图2所示，其工艺流程是：
PE透气膜生产厂家从透气粒子厂家购进的透气粒子，由于经过运输储存过程，透气粒子会吸水，为确保生产出来的PE透气膜不产生穿孔现象，就要先将透气粒子放进除湿装置里进行3-6小时除湿，才能送到PE透气膜生产线上做膜，透气粒子经过挤出机加料段往前推进的同时被加热到180-200℃，然后进入塑化段被加热到210-230℃并塑化成熔融状态，然后再进入均化段被进一步加热到240℃并变成完全塑化的熔体，该熔体通过计量段（温度在240℃左右），在计量段获得足够大的压力（约10-18兆帕）使高压熔体通过滤网，滤去杂质进入模头模腔，模腔的温度在240-250℃之间，由于挤出机产生了稳定压力，使熔体经过模头的模唇间隙被连续不断地挤出，之后经过成型装置的成型辊迅速冷却到常温（20-40℃），成为基膜，基膜通过预热装置的预热辊时，被加热到40-70℃之间，然后进入拉伸装置，基膜经过加热（温度在60-85℃之间）和拉伸，然后进入定型装置被定型辊加热（在70-95℃范围）和被冷却辊冷却到常温（20-40℃左右），然后进入测厚仪进行厚度检测并记录，再经牵引进入收卷装置，被收卷成产品。
综上所述，目前PE透气膜采用两步法生产，即先做透气粒子，再用透气粒子做PE透气膜，存在如下不足之处：
（1）能耗大。造粒时材料从常温加热到180℃左右才能完全塑化,然后挤出,再冷却到常温才能造出透气粒子。之后，将透气粒子运到另一个工厂的PE透气膜生产线上再从室温加热到240-250℃才能挤出做膜，冷却到常温才能成膜，这样一来原材料被二次加热，能耗成倍增加。此外，因造粒工艺复杂也会造成能耗增加。
（2）包装费用高。由于透气粒子很易吸水，包装袋内层要用铝箔，外层要牛皮纸做，这样包装袋价格比普通包装袋贵3-5倍。
（3）影响质量。因原材料是二次加热，其拉伸强度、伸长率等主要性能指标下降，又由于造粒过程中，切粒要冷却，干燥要热风加热，除湿也要有一个先加热后冷却的过程，所以，工艺复杂、质量难以保证。
（4）因工序多，故效率低，设备占地面积大，投资增加，成本增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能、高效、低成本、质优的一步式PE透气膜生产工艺，它省去了现有PE透气膜生产工艺中的造粒工序和除湿工序，从原材料到成品PE透气膜在一条生产线上完成。
本发明所提出的技术解决方案这样的：
一种一步式PE透气膜生产工艺，该PE透气膜生产工艺步骤如下：
（1） 将常规配比的聚乙烯、碳酸钙和添加剂三种材料放入拌料机混合均匀，然后送入混炼机的加料段，混合材料往前推进的同时被逐步加热到140-150℃，材料再推进到混炼机的混炼塑化段，材料温度从150℃加热到190℃，材料已被熔化并充分塑化成为熔融状态的熔体；
（2） 熔体通过可以调整其开合度的阀门被突然减压而进入混炼机的排空段，该排空段设有与真空泵相联接的排气口，将材料在塑化时产生的气体往排气口排出；
（3） 熔体再往前推进，进入混炼机的输送段，此时，熔体温度从200℃升高到230℃，熔体继续向前推进，通过换网器的滤网将其杂质晶点滤去，熔体继续往前推送到熔融泵的输入口，此时，熔体的压力为5-8兆帕；
（4） 在换网器与模头之间设有熔融泵和熔体稳压装置，熔体通过熔融泵后其压力提升至12-20兆帕，熔体温度保持在230-240℃，设在换网器与熔融泵之间的第1压力传感器、设在熔融泵与模头之间的第2压力传感器和PLC控制中心组成熔体稳压装置，根据设定压力值对流经熔融泵前、后的熔体压力进行检测和自动调节；
（5） 熔体经过模头的模唇间隙被连续不断地挤出成薄膜，经成型装置、预热装置、拉抻装置、定型装置、测厚纹、牵引装置和收卷装置，被收卷成产品。
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：
（1）由于本发明是采用一步式生产PE透气膜，与现有技术二步法相比，其生产工艺流程中既省去了造粒工序，也省去了除湿工序，从而降低生产能耗达60%以上。降低生产成本达18%以上。
（2）由于省去了造粒工序，从而缩短了工艺流程，提高了生产效率。也没有透气粒子库存，占用资金减少，占用仓库减少，省去了透气粒子的包装费，节省成本达5-10%。
（3）本发明的主要技术特点是利用了熔融泵直接输送熔体到T型模头挤压出基膜 ，它的计量效果比现有技术的挤出机效果更优越，熔体压力更稳定，生产出来的PE透气膜厚度更均匀，质量更高。
（4）由于本法的原材料只需经过一次加热就做出PE透气膜，因而其薄膜的物理性能不会因材料多次的加工（加热）而下降，产品质量得到进一步的提高。
附图说明
图1是现有生产PE透气膜中的挤压造粒工艺流程示意图。
图2是现有的用透气粒子生产PE透气膜的生产工艺流程示意图。
图3是本发明一步式PE透气膜生产工艺流程示意图。
图4是本发明一步式PE透气膜生产设备布置示意图。
图中所示：1、拌料机，2、料斗，3、变频电机，4、齿轮箱，5、混炼机，5-1、加料段，5-2、混炼塑化段，5-3、排空段，5-4、输送段，6、阀门，7、换网器，8、熔融泵，9、第1压力传感器，10、PLC控制中心，11、第2压力传感器，12、联接器，13、模头，14、成型装置，15、预热装置，16、拉伸装置，17、定型装置，18、测厚仪，19、牵引装置，20、收卷装置。
具体实施方式
通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。
参照图3、图4所示，一种一步式PE透气膜的生产工艺流程如下：
将常规配比即按重量百分比的44.5-54.5%的聚乙烯、45-55%的碳酸钙、0.5%的添加剂（包括润滑剂和抗氧剂）三种材料一起放进拌料机1里混合均匀，然后通过料斗2加到混炼机5中，混炼机5由变频电机3和齿轮箱4驱动。所述混炼机5按顺序设有加料段5-1、混练塑化段5-2、排空段5-3、输送段5-4。混合材料经混炼机5的加料段5-1往前推进的同时被逐步加热到140℃左右，然后推进到混炼塑化段5-2，材料温度从150℃进一步被加热到190℃左右，由于这一段对原材料有很强的捏合、剪切、混炼塑化作用，材料在这里已被熔化并充分塑化成熔融状态的熔体，混炼塑化段5-2后面是一个阀门6，通过调整阀门6的开合度，能对混炼塑化段5-2里的材料停留时间进行增减，从而保证材料得到充分混炼和塑化。熔体通过阀门6后压力突然减低进入排空段5-3，排空段5-3设有排气口与真空泵相联接，把原材料在塑化时产生的气体经排气口排出，保证熔体的质量。熔体再往前推进，进入输送段5-4，熔体温度也从200℃升高到230℃左右。输送段5-4的作用是把熔体继续往前推进，通过换网器7的滤网把杂质晶点滤去，滤网器7的温度在230℃左右，通过滤网的熔体往前推进送到熔融泵8的输入口。由于混炼机5的主要作用是将材料混炼塑化，它只能产生约5-8兆帕的压力，不能使熔体通过模头13的窄小间隙形成薄膜，T型模头13的成型压力需要达到12-20兆帕的压力范围。为此，在混炼机5和T型模头13之间要增设熔融泵8，它是一种结构特别的齿轮泵，它能产生5-30兆帕的压力，故能完全满足T型模头13的成型压力。在熔融泵8的前后方分别安装有第1和第2压力传感器9、11、并 与PLC控制中心10作电气连接，构成熔体稳压装置；压力传感器的压力设定值按工艺要求被设定后，当熔融泵8后面与模头13之间的第2压力传感器11检测到压力值低于设定压力值时，PLC控制中心10就会发出指令给熔融泵8的变频调速器，使熔融泵8转速增加，进而压力增加。反之则减速，压力减小。这样就能保证T型模头13的模腔内压力保持稳定。使做出的薄膜厚度均匀稳定，密度高，质量好。当熔融泵8前面与换网器7之间的第1压力传感器9检测到的压力值低于设定压力值时，PLC控制中心10就会发出指令给混炼机5的变频电机3的变频调速器，使混炼机5提速，进而压力增加。反之则减速，压力减小。
这样就会使整条生产线的熔体压力非常稳定。熔融泵的突出优点是不会磨损，压力稳定，计量效果优越，它比挤出机效果更好。输送到模腔的熔体压力稳定，流量均匀，从而保证生产出的薄膜密度高、厚度均匀一致、质量好。
熔融泵8出口与模头13之间装有联接器12，熔体流经熔融泵8和联接器12时的温度约为240℃左右，到达模头13的温度为250℃左右。
由于熔融泵8对熔体产生了稳定的压力，使熔体经过T型模头13的模唇间隙被连续不断地挤出，然后经过成型装置14的成型辊迅速冷却到常温（20-40℃），成为基膜，基膜通过预热装置15的预热辊时，被加热到45-70℃之间，然后进入拉伸装置16，基膜经过加热（温度在70-85℃之间）和拉伸，然后进入定型装置 17被定型辊加热（在70-95℃范围）和冷却辊冷却到常温（20-40℃左右），然后进入测厚仪18进行厚度检测并记录，再经牵引装置19牵引进入收卷装置20，被收卷成产品。
Claims (1)
1.一种一步式PE透气膜生产工艺，其特征在于：该PE透气膜生产工艺步骤如下：
1）将常规配比的聚乙烯、碳酸钙和添加剂三种材料放入拌料机混合均匀，然后送入混炼机的加料段，混合材料往前推进的同时被逐步加热到140-150℃，材料再推进到混炼机的混炼塑化段，材料温度从150℃加热到190℃，材料已被熔化并充分塑化成为熔融状态的熔体；
2）熔体通过可以调整其开合度的阀门被突然减压而进入混炼机的排空段，该排空段设有与真空泵相联接的排气口，将材料在塑化时产生的气体往排气口排出；
3）熔体再往前推进，进入混炼机的输送段，此时，熔体温度从200℃升高到230℃，熔体继续向前推进，通过换网器的滤网将其杂质晶点滤去，熔体继续往前推送到熔融泵的输入口，此时，熔体的压力为5-8兆帕；
4）在换网器与模头之间设有熔融泵和熔体稳压装置，熔体通过熔融泵后其压力提升至12-20兆帕，熔体温度保持在230-240℃，设在换网器与熔融泵之间的第1压力传感器、设在熔融泵与模头之间的第2压力传感器和PLC控制中心组成熔体稳压装置，根据设定压力值对流经熔融泵前、后的熔体压力进行检测和自动调节；
5）熔体经过模头的模唇间隙被连续不断地挤出成薄膜，经成型装置、预热装置、拉抻装置、定型装置、测厚纹、牵引装置和收卷装置，被收卷成产品。
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