【环球速看料】2022 K展中的绿色挤出/混炼技术
发布日期: 2022-11-17 15:29:15 来源: 弗戈工业在线

薄膜、片材新闻


(资料图)

Windmoeller & Hoelscher公司(以下简称W&H)重点展示的展品,能够帮助薄膜加工商采用更高含量的PIR/PCR生产出带有阻隔结构的产品。W&H展示的另一主题是用于提升效率的自动化和数字化系统,如该公司的Ruby IoT 控制系统。早在2019年的德国K展中,W&H就在吹膜生产线上现场演示了其用于自动停止和启动的Turbostart系统。在2022年的K展中,该公司通过在Varex II吹膜生产线上的现场演示,展示了自动化的机器如何帮助操作人员提升产率。

在2022 K 展中,Reifenhäuser Blown Film公司(以下简称莱芬豪舍)展示了一种完全可回收的塑料袋,它具有可阻隔氧气和水蒸气的阻隔层,适用于食品包装。值得一提的是,该塑料袋仅用不到5%的EVOH材料就获得了必要的阻隔性能,这使它能与PE料流一起得到回收利用。采用该机器制造商的EVO Ultra Stretch 拉伸技术,阻隔性能得到了提升。

莱芬豪舍还展示了其EVO Fusion技术,据说该技术允许吹膜生产商将以前不能使用的质量极差的回收料加工成适合垃圾袋或邮寄袋等简单应用的高性能吹塑薄膜。到目前为止,这些材料只能用于简单、厚壁的注射成型制品,EVO Fusion工艺通过直接挤出,节省了重新造粒所需的能源和成本。用于生产线上的挤出机是双螺杆挤出机,据说能更好地均化熔体,确保加工的稳定性。此外,加工商们还可以非常方便而高效地完成系统的排气,以去除回收材料中不需要的成分。

莱芬豪舍还展示了新的高性能冷却系统,用于其EVO FFS 吹膜生产线,该生产线为生产重膜袋而开发。与传统系统相比,新的冷却系统的冷却能力提升了20%以上,因此,采用175mm直径的模头生产重膜袋时,实现了创纪录的600kg/h以上的产率,同时还确保了薄膜的性能。

采用一台双螺杆挤出机的莱芬豪舍EVO Fusion技术能在吹膜生产中使用更高含量的PCR(图片来自莱芬豪舍)

在冷却技术方面,Addex公司展示了其Short Stack冷却环,据说与该公司最近设计的强化冷却DoD系统相比,该冷却环可使产量增加25%以上。

Bandera公司展示了一条能生产出阻隔结构的9层吹膜生产线。该生产线采用新的控制系统和用户界面,具有先进的机器操作和数据采集功能,可以满足工业4.0的应用需求。此外,该生产线配备了被Bandera称作是开创性技术的若干功能。在K展期间以及K展结束后,Bandera还在其意大利总部举办了工厂开放日活动,活动中运行的生产线包含回收利用和升级利用系统,以及一条5层聚烯烃专用(POD)吹膜生产线。

Macchi公司展示了一条R-POD Flex生产线,这是对其POD Flex系统的最新改进,具有极高的产量,且可以加工PIR和PCR材料。该5层R-POD Flex生产线是为生产拥有更小厚度的以及具备优良的光学性能、力学性能和密封性能的可持续特种薄膜而设计。这项新技术旨在满足市场对高柔性挤出生产线日益增长的需求,每小时能挤出1200kg的再生料,成品净宽2500mm。新的R-POD Flex生产线能够极为快速地更换所要生产的产品,并能最大程度地减少废料。展会中,该生产线展示了如何从高产量的复合薄膜生产无缝切换成采用再生材料的工业包装生产。

Macchi公司的R-POD薄膜生产线是为满足极高产率的生产以及使用PIR和PCR材料的生产而设计(图片来自Macchi)

该新的生产线的创新点是:

1. 带有主动上料控制的新型全自动、集成化6组分间歇式重力计量系统减少了更换材料和清洗搅拌机的时间。

2.挤出螺杆采用新的设计和混合方式,为加工不同的材料提供了更大的灵活性,具备65mm/80mm/120mm/80mm/65mm的更大挤出能力。

3. 连续的换网装置避免了更换过滤器导致的停机。

4. 新的TE556 coex-flex系列挤出头,为在同一条生产线上管理聚烯烃和再生薄膜配方而设计。

5. 高效率、全自动和集成的高流量风环,确保了可重复性,最大程度地减少了更换作业时所需的设置时间。

6. 非接触式电容薄膜厚度控制系统。

7. 新的启动装置ST426R,采用一种创新的减低高度的设计,确保了操作安全,方便了维修保养,并能对生产变更命令作出更快速的响应。

布鲁克纳重点展示了其核心的双向拉伸薄膜技术,并表示,这是运行速度明显更高的新的BOPP和BOPET薄膜生产线。该公司还展示了新的尼龙(BOPA)双向拉伸生产线,由于生产速度从220m/min提升到350m/min,宽度从6.6m提升到7.4m,因而产出提升了80%以上。针对电池隔膜和电容器膜的生产,布鲁克纳推出了一条6m宽的生产线,与以前最宽5.5m的生产线相比,产出提升了20%。

Colines公司展示了一条流延膜挤出生产线,该生产线配有许多新的但未公开的功能。

Compuplast International公司展示了其7.0版本的VEL 3D FEM模块,它能够在单一网格上模拟多层流体,最高达7种不同的料流,意味着能够模拟在多层平板或薄膜生产中或在多层型材模头中使用的共挤喂料块。对于型材模头,该新的版本还能模拟刚刚通过模头的材料的变形情况,从而为预计型材的最终形状提供帮助。

在片材方面,戴维斯标准展示的XP Express AGT辊轴架是其产品组合中的最新产品,据说它提供了更大的自动化和过程控制能力。凭借节省空间的多辊设计,加工商们可以利用低熔体强度树脂实现先进的冷却和抛光、模头-夹持管理、膜片平坦度、传热、一致的膜片透明度和更高的性能。

戴维斯标准的XP Express AGT辊轴架为片材挤出提供了更大的自动化和过程控制能力(图片来自戴维斯标准)

管材、型材新闻

在2022 K展中,巴顿菲尔辛辛那提展示了其用于生产聚烯烃管材的solEX NG挤出机产品线中的最新产品。新的solEX NG 45挤出机是该系列中的第五代机器,该系列中的其他产品还包括solEX NG 60、solEX NG 75、solEX NG 90和solEX NG 120。与更大型的机器一样, solEX 45拥有一个内部带有沟槽的料筒,结合匹配的螺杆形状,据说能够确保挤出半成品拥有超高的质量。加工HDPE时,这些挤出机的产出提高了25%,而加工PP时,这些挤出机能以更低的熔体温度将产出提高40%。NG系列的另一大优势是降低了能耗,与以前的solEX系列相比,能耗降低了大约15%。

该公司还首次展示了一些面向PVC加工商的新技术。根据巴顿菲尔辛辛那提的解释,采用反向旋转双螺杆挤出机加工PVC时,由一对螺杆形成的C形腔体剖面会不可避免地引起料流的脉动,特别是在低产出的生产中,如生产小型技术型材时,这种波动更为显著。采用Steady流体控制模块,巴顿菲尔辛辛那提解决了这一问题,该模块能够调节这些波动,确保连续均匀的排料。

采用Steady流体控制模块,可以连续测量挤出模头前端的熔体压力,持续调整每次旋转期间的螺杆转速。该软件具有学习功能,能在第一次生产任何新产品或加工新材料的过程中自动计算出用于脉动补偿的最佳参数。确定的螺杆转速修正参数保存在产品配方中,并可用于每一次新的生产启动。低脉动的熔体流进入成型模头带来的结果是,压力波动显著降低,最终,半成品的质量更好,尺寸波动更小,从而实现了对材料的最佳利用。

巴顿菲尔辛辛那提还首次向PVC加工商展示了造粒挤出机系列aglomEX反向旋转平行双螺杆挤出机。它有两种款式可供选择,即带有或不带有电动剪切间隙调节(EMS)功能,并提供螺杆直径93mm、114mm和135mm规格的机器。aglomEX 拥有34:1的长径比,产出比以前的PVC机型提高了大约20%。据说该机器能够处理干混料,并能回收加工PCR。

巴顿菲尔辛辛那提面向PVC加工商首次展示了用于造粒挤出的aglomEX反向旋转平行双螺杆挤出机(图片来自巴顿菲尔辛辛那提)

对于处理极其广泛的多样化材料的PVC加工商而言,巴顿菲尔辛辛那提推荐他们使用其带有EMS 的aglomEX机器。由电动机驱动的剪切间隙调节系统据说适用于加工从软到硬的所有PVC配方。挤出机的特殊设计在螺杆与机筒之间形成了剪切间隙,通过调整机筒与可移动螺杆的相对位置,可以改变该间隙,从而设置出所要求的剪切速率。在采用同样一对螺杆的情况下,EMS确保了对各种干混料和PVC配方提供最佳的塑化效果。对加工商带来的好处是,不再需要耗时而昂贵的切换工作。

为加工弹性体,戴维斯标准展示了Model 4000A十字机头,它允许快速设置并减少废料。Model 4000A采用了自动、伺服驱动的同心度和壁厚调节系统,这种新的正在申请专利的专有系统在产品切换过程中自动调整芯管/管端组件,可以最大程度地减小偏心、增大同心度以及减少停机时间。这种自动化设计有一个锥形心轴和高度工程化的流动路径,可确保在所有的速度范围内实现一致的流量。

在管材测量技术方面,Sikora公司首次展示了Centerwave 6000/1200,可用于在线测量整个管材圆周的壁厚、内廓、直径和椭圆度。该新的型号可以测量的直径范围是250~1200mm。Sikora表示,凭借小巧的设计,该检测装置能够方便地集成到生产线中,特别适合于直径1000~1200mm的管材生产。

Sikora公司新的Centerwave 6000/1200适合在线测量整个管材圆周的壁厚、内廓、直径和椭圆度(图片来自Sikora)

Centerwave系列的所有型号都采用了基于毫米波技术的创新测量原理,只需按下按钮,就能直观操作。一旦启动,操作员就能在不预设产品参数的情况下立即收到连续的、精确的测量值,没有耦合介质(水)的影响,且无需任何校准。

Sikora公司还首次展示了用于测量直径50~250mm的小型管材的Centerwave 6000/250,由于能自动调节转速,因而能100%地测量壁厚,以及对壁厚小至1.5mm的管材的直径和椭圆度进行测量。和所有的Centerwave设备一样,该系统配有一个围绕产品360°不断旋转的收发器,该收发器的转速能根据线速度来不断调整,以确保对质量的无缝监控。

混炼新闻

科倍隆展示了螺杆直径70mm的高性能ZSK Mc18挤出机。凭借18 Nm/cm3的高比扭矩,该挤出机特别适合以极高的产率和低的能耗来配混塑料。ZSK挤出机配有一台ZS-B easy侧面喂料机和一台ZS-EG侧面脱挥装置,凭借简洁的设计,据说这两个装置都极大地减少了更换配方或维护保养所需的时间,因为仅需几个步骤就能轻松地将它们从加工段中取出。来自科倍隆K-Tron的一台 K3-ML-D5-V200振动喂料机直接安装在ZSK 70 Mc18挤出机的主进料口上。ZS-B easy喂料机配有一个K-ML-SFS-BSP-100散装固体泵(BSP)喂料器。

高比扭矩的科倍隆ZSK Mc18挤出机特别适合以极高的产出、低的能耗来配混塑料(图片来自科倍隆)

科倍隆的另一展出亮点是螺杆直径25mm的STS Mc11系列实验室挤出机,它以简洁的设计、用户友好性和易于清洁而与众不同。1.55的外径/内径比以及11.3 Nm/cm3的比扭矩,允许安全地放大STS Mc11系列。该挤出机与科倍隆K-Tron的K-ML-SFS-KT20双螺杆喂料机一同得到了展示。

此外,科倍隆K-Tron还展示了新型预配置的ProRate Plus喂料机,该系列拥有大、中、小3种规格的机型。这种连续的失重式喂料机据说非常耐用,为可靠地供应自由流动的散装材料提供了经济的解决方案。

SP系列的双轴承拉条切粒机得到了全面改进,在2022 K展中,科倍隆展示了SP340机型。 与以前的机型相比,新的SP拉条切粒机能够更快速地实现配方和颜色的更换,切割室绝无死角。由于能够快速拆卸,因而更换切割单元方便快捷。科倍隆还改善了该切粒机内部的可接触性,这为内部清洁带来了极大的便利。

科倍隆还展示了其ZXQ 800旋转阀。这种高性能的阀门,工作时的气体泄漏极低,可用于在3.5bar(约3.57kg/cm2)的压力下将粉体送入气动输送管线中,非常适用于聚烯烃生产线。

在VDMA循环经济论坛的露天展示区,科倍隆展示了用于低成本回收各种塑料并实现最高产品质量的工艺方案和技术,展示重点是围绕一台ZSK 58 Mc18双螺杆挤出机而构建的生产系统,它为采用回收材料生产高质量的PET而配置。

为了将大量的PET或其他塑料的废片和纤维送入ZSK双螺杆挤出机中,科倍隆展示了带有S100单螺杆预喂料机的智能称重皮带喂料机SWB-300,以及新的ZS-B 70 Megafeed侧喂料机。SWB称重式喂料机能以极高的精度处理大量具有不同流动特性的散装材料,而科倍隆创新的ZS-B Megafeed侧喂料机能够可靠地将体积密度低于200 kg/m³的回收塑料(长期以来这类塑料被认为摄入量有限而不值得循环利用)大量送入较小规格的科倍隆ZSK双螺杆挤出机中。

熔融、强劲脱挥和完全均质化发生在ZSK 58 Mc18的加工段,然后,料流通过齿轮泵和带有自动换网装置的过滤器进入水下切粒机中,最后,在固态缩聚(SSP)反应器中冷凝成PET粒料,随后这些粒料可重新被加工成瓶子、纤维或薄膜。采用科倍隆工艺制成的高质量再生PET已获得美国FDA 的许可,能直接用于食品接触产品。

传统用于回收PET的技术需要对废片和纤维进行预干燥和结晶,然后才能对它们进行再加工。而采用科倍隆的加工方案,可以直接将PET回收料送入ZSK挤出机中,且加工出的产品质量极高,令回收商获益匪浅。凭借ZSK挤出机的脱挥性能,能够可靠去除挥发性成分,如单体、低聚物和水等。

克劳斯玛菲在一台双螺杆混炼挤出机上展示了其ColorAdjust技术,粉碎的医用盖被配混成纤维增强的再生料。该创新系统综合利用了光谱仪和机器控制来确保获得精确的、可再现的颜色。

ColorAdjust方案据说是市场上同类产品中的第一个,其设计不仅适合非接触式地监测颜色的变化,还能补偿极其微小的偏差,因此,即使是加工不同颜色的材料,也能为配混商带来极高的生产再现性。在停机后重新开始配混过程时,以及在换色的过程中,可以快速达到颜色的设定值。由于最大程度地减少了启动时的废料和废弃物,因此ColorAdjust确保了对回收材料的可持续、高效率生产,这不仅节省了时间和成本,还节省了各种高价值的原材料。

克劳斯玛菲的ColorAdjust技术能够控制并调节颜色计量单元,弥补微小偏差(图片来自克劳斯玛菲)

克劳斯玛菲的ColorAdjust系统由两个单元组成:一个光谱仪用于确定在振动坡槽中冷却的再生颗粒的颜色,并将相应的结果传给机器的控制系统。利用这些数值,可以控制颜色计量单元,该单元装有至少4种颜色和4种计量装置,根据要求,该系统还可以扩展到6种颜色,从而灵活地覆盖人眼能够分辨的所有色谱。通常,添加颜色可以采用色母粒或液体的形式,ColorAdjust系统无需操作员干预就能自动调整添加的颜色。由于能够集成到双螺杆挤出机的控制系统中,因此利用中央控制面板就可以方便地操作它。

在克劳斯玛菲的展台上,参观者们现场体验了材料的整个循环过程:从原生PP直到回收再配混的材料。一台克劳斯玛菲的PX 200-1400注射机搭载一副96腔模具,采用PP材料生产胰岛素笔帽。随后在下游,这些笔帽被粉碎成碎末,由此产生的回收料通过输送系统被送入UltraGlide版本的ZE 28 BluePower双螺杆挤出机中,该挤出机的加工段长度为44D。凭借UltraGlide功能,螺杆可自动从加工段中移出以便于清洁。该挤出机的螺杆容积与扭矩之比得到了优化,据说这确保了熔体的均匀性和最佳的颜色分散。比如在汽车行业中,可以根据应用的需要,利用额外的失重式喂料机来加入玻璃纤维和添加剂。

Xaloy公司展示了其 X-900分段双筒双金属衬套,据说这种新的合金为树脂生产和配混等高磨损、高压应用提供了非凡的耐久性,为用户提供了替代其他耐磨合金的低成本、可持续方案。

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