WSJP95‐1200PET 雙螺桿片材擠出設備的開拓創新
發布時間：2021-09-23
WSJP95‐1200PET 雙螺桿片材擠出設備的開拓創新
楊偉光 章俊波 李意明
（廣東達誠技術股份有限公司）
摘要：本文介紹近年來國內 PET 擠出片材設備的市場需求，生產工藝現狀，詳述了現有 PET 免結晶干燥雙螺桿擠出片材設備主要特點及關鍵技術，最后說明設備應用前景。
關鍵詞：PET 雙螺桿；免結晶干燥；螺桿組合；真空排氣；螺旋流道技術。
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，隨著國外眾多塑料片材擠出先進設備進入中國的同時，國內片材包裝設備廠家也在快速掘起，推動著片材包裝領域行業快速發展及裝備需求增長，而國內勞動力成本的不斷增加，人們對設備的產量、能耗、環保和自動化提出了更高的要求。廣東達誠技術股份有限公司集中優勢資源，與國內外多家先進的供應商、研究院等共同研發，在 95 機型上成功的創新開發出每小時 1200 公斤 PET 高產量的WSJP95-1200 雙螺桿擠出片材機組擠出片材設備，打造出中國雙螺桿擠出片材高端設備，具有能耗低、工藝簡單，設備使用維護方便的特點，是目前國內技術最先進、工藝成熟、設備穩定的片生產線設備，交付客戶驗證使用，效果非常滿意。本文簡介了 WSJP95-1200PET 雙螺桿擠出片材機組擠出片材設備綠色性能特征、生產工藝的綠色化創新、關鍵結構技術合控制技術創新，指出高產量、低能耗、環保、自動化、智能化是 PET 雙螺桿擠出片材機組擠出片材設備可持續發展的主要特征。
WSJP95-1200PET 雙螺桿擠出片材機組擠出片材設備
1 WSJP95-1200PET 雙螺桿擠出片材機組擠出片材設備綠色性能特征
WSJP95-1200PET 雙螺桿擠出片材機組與國內同類設備相比，綜合節能提高 30－40%以上。（國內同類設備 95 機型，一般產量每小時 500 公斤，而達誠開發新產品產量每小時 1200 公斤）；采用三級真空排氣技術及油氣分離技術，省去結晶干燥系統。既減少設備的占地面積，又降低能耗；采用雙螺桿優化組合技術，大大減小了 PET 的粘度降低，確保產品質量及穩定性。
乙烯-乙烯醇共聚物簡稱EVOH，與聚偏二氯乙烯(PVDC)和聚酰胺(PA)并稱為世界三大阻隔樹脂[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生毒素等有害物質，還能防止氧化引起成分改變，同時保香并防止外界異味污染。而且，通過其他聚烯烴層可以彌補其阻濕性的不足。所以，EVOH多層包裝材料能有效地防止食品變質從而延長保質期。另外，它容易加工成型，環保性能好。由于EVOH樹脂優良的阻氣性、透明性、加工性、耐溶劑性，其應用領域越來越廣，需求量也迅速增長，前途廣大，越來越受到產業界的關注。
1.1 主要技術參數
雙螺桿組合結構，螺桿直徑 95MM；最大擠出產量：1200kg/h；產品寬度： 1000MM； 厚度：0.12-1.8MM；裝機容量：430KW, 實際能耗 250KW。
1.2 綠色加工技術特征
適應多類原料：PET、PLA，新料、回料、色母；
多組分喂料裝置技術，適應于新料、回料、色母等比例的控制；
原料免結晶干燥技術，機組綜合能耗低，節省成本；
高扭矩擠出機組，配套扭矩保護器；配超大過濾面積熔體過濾器，節省大量換網作業的時間和人工消耗；
三輥壓光輥筒壓合采用液壓裝置，結構緊湊，輔助設施布置方便，操作簡單；
在線切邊、破碎、輸送回收系統，特殊的收卷結構設計，實現在線不停機換卷，卸卷裝置，節省大量的作業時間和人工消耗；
在線涂硅系統，提高片材適應性及保護作用，提高競爭力；
高精密雙螺桿擠出系統采用壓力閉環反饋控制技術、加熱冷卻的溫度雙 PID 控制技術等；
整機采用 PLC 控制，實現參數設置、數據運算及反饋、報警等功能的自動化控制；
先進雙 PID 控制算法技術，對技術數據的實時統計分析，實時提供改進措施，確保生產過程始終處于統計控制狀態，以提高制品的質量、精度、能耗等性能指標。
2 WSJP95-1200PET 雙螺桿擠出片材機組生產工藝的綠色化創新
PET 片材是近年發展起來的新型材料，憑借其優良的韌性、高硬度、高透明性，無毒，無味，易成型以及可回收再生利用等優點，且燃燒不生產有害氣體的優異環保性能，順應環保潮流，逐步受到消費者和生產者的極大青昧，廣泛適用于各行各業之產品包裝、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，會引起水解作用，使熔體粘度和分子量顯著下降，導致擠出成型片材起泡、變脆，發黃等異常現象。目前國內解決原料含水率進行生產 PET 片材設備主要有單螺桿擠出機，其"預結晶一干燥一熔融擠出"的加工路線,一般需配套結晶干燥系統。第二種是行星螺桿(多螺桿)免結晶擠出機，是免干燥直接排氣擠出工藝，第三種是雙螺桿免結晶干燥擠出機，也是采用排氣擠出機直接擠出成型。
免結晶干燥直接排氣擠出工藝因節能效果顯著而備受關注。目前有單螺桿及雙螺桿免結晶、行星螺桿（多螺桿）免結晶等類型，由于單螺桿的固有特性，適應于生產品種少的專業廠家要求，不同原料的生產條件需配套專用螺桿結構，才能更好發揮效率。行星螺桿(多螺桿)免結晶干燥擠出機一般適應于PVC 壓涎生產線，對于 PET 原料，難以兼顧全新料及回料不同比例，實際生產中還存在排氣冒料風險，難度較大。為了達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)排氣擠出機的結構越來越復雜,這給后繼的加工、裝配和維護都帶來了諸多不便，目前還沒有文章詳細數據報道及設備普及。
WSJP95-1200PET 雙螺桿擠出片材機組雙螺桿免結晶干燥擠出工藝具有若干顯著優點，包括節能效果明顯、流程工藝簡單、可以實現在線配混等等.通過雙螺桿專用化改造，可以達到理想的排氣效果和有效控制 PET 熔體粘度控制。
3 WSJP95‐1200PET 雙螺桿擠出片材機組關鍵結構技術合控制技術創新
如何開發 PET 高效率擠出片材設備，通過多方論證認為，從五個環節進行技術創新，結構優化，精密制造，才能實現設備的高產量低能耗，打造國內高效雙螺桿擠出片材高端設備。：
3.1 雙螺桿組合技術
多年積累的雙螺桿構型研發設計經驗與先進軟件技術進行優化結合，特殊的雙頭螺紋元件以及獨特的螺桿組合，實現輸送塑化、混合混煉、剪切分散、均化均質、排氣脫揮、建壓擠出等各項功能。特別是在針對 PET 材料內部結晶水的脫除方面有極高的效率，特殊設計的排氣口不冒料，自由通暢，實現低溫擠出，避免 PET 的熱降解；
3.2 真空排氣技術
多段強制排氣高效、安全的保證 PET 物料熔融、塑化過程中不水解、無晶點產生。特殊的三級真空排氣技術及油氣分離技術，超大抽氣量，超高真空度，大大減小了 PET 的粘度降低。
3.3 高強度輥筒內部螺旋流道技術
高強度輥筒內部螺旋流道結構設計，配套水溫控制系統，使輥筒有精準溫控和高效傳熱效果；
3.4 智能化遠程控制技術
通過本公司服務器 IDC 中心工業數據中心和工業數據采集與分析軟件、遠程監控網絡設備、標準電機健康檢測分析系統、設備能源管理優化系統等，對在客戶工廠的達誠設備實現遠程監控和對各種工藝數據采集和存儲，并進行工藝數據分析，優化生產工藝配方。
3.5 設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，外觀設計等工業設計進行全面考究，確保設備穩定可靠性，提升擋次。
4 市場應用前景及發展方向
國內各種包裝裝備需求量日益增大，片熱成型包裝領域的企業通常采用購買多套設備才能滿足生產需求，這是由于國內設備還處于低產量及大量勞動力來完成，說明我們設備供應商需要提高裝備自動化及智能化，來提高生產速度及生產效率。目前國內、外雙螺桿擠出機行業上發展趨勢是向高產量、低能耗、環保、自動化、智能化方向發展。
隨著廣東達誠技術股份有限公司每小時 1200 公斤產能 PET 免結晶干燥雙螺桿擠出片材設備成熟推向市場，推動行業快速發展，同時滿足產品綠色包裝創新，可持續發展方向。
本文作者簡介：楊偉光，男，1963 年出生，大學本科，工學士學位，機械工程師，任職于 廣東達誠技術股份有限公司。聯系電話：13802330365，13825884298 郵箱：[email protected]