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[摘 要]通过对PET薄膜分切工艺的分析,总结了近年分切常见弊病以及影响薄膜分切质量的各种因素,并为此制定了相应的解决措施,从而不断提高PET薄膜的分切质量。
[关键词]PET 薄膜分切 分切弊病 质量 解决措施
中图分类号:F155 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)05-0140-01
1 分切常见弊病
1.1 收卷过松或过紧
在分切质量控制中,膜松紧至关重要,松紧度适中不仅能保证分切质量而且能弥补膜本身的质量缺陷,比如PET膜厚度不均造成厚度带问题等。但收卷过松或过紧必然会造成产品的种种质量问题。
1.1.1 麻点或凸点(凹印):由于收卷过紧造成纸管处薄膜受纸管表面粗糙不平的影响而出现麻点或凸点(凹坑),影响管底十几米甚至几十米的产品使用性能,给下游客户造成损失。
1.1.2 粘连:收卷过紧对双面电晕产品或底涂产品造成粘连的质量隐患,粘连产品不可恢复性,而且问题只会在使用中发现,一旦发现,影响极大,只能做报废处理。
1.1.3 翘边或鼓棱:由于PET薄膜厚度均一性问题,收卷张力过大即收卷过紧会造成薄膜偏厚部位有鼓棱,也会导致有压花的薄膜边部有“荷叶边”状翘边,如果薄膜不能在客户使用及时,翘边或鼓棱会更明显,造成后道工序难以进行,影响产品质量。
1.1.4 胶带压痕:收卷过紧造成管底张力过大导致管底薄膜十几米甚至几十米胶带压痕,给下道工序加工造成严重影响。
1.1.5 移位:由于收卷过松,膜卷使用过程容易串动而出现移位现象,严重的会造成划伤不能使用。
1.1.6 抽芯:由于收卷过松,膜卷在搬卸或使用过程中在靠近纸管处出现严重的端面错位现象,影响产品外观及使用效果。
1.2 端面不齐
端面不齐是指在膜宽不变的情况下出现的端面参差不齐的现象。国标GB/T10004--2008标准中对膜卷外观端面不平整度的要求是不大于3mm,有的薄膜对分切端面不平整度要求还会更高一些,一般都不大于2mm。膜卷端面的平整度是膜外观质量非常重要的一项指标,它能影响印刷、后续涂布等质量稳定。
2 分切弊病产生原因
2.1 膜卷过松或过紧产生的主要原因
2.1.1 分切参数影响因素(收卷张/压力曲线设定因素等)
2.1.2 薄膜特性的影响(挺度,厚度,单/双面电晕面,爽滑度,静电等因素的影响,须根据不同特性PET薄膜来设定分切参数)
2.1.3 收卷速度的影响(当收卷速度越慢,分切过程有越多时间将膜卷中空气排出,则膜收卷越紧)
2.1.4 产品规格的影响(宽度,长度等)。设定初始张力值,要根据膜宽度和长度设定,宽度变窄或长度短膜,可适当减少初始张力值,否则可能导致收卷过紧现象。
2.2 端面不齐产生的主要原因
2.2.1 大轴薄膜特性影响,比如薄膜厚薄公差大,爽滑性(动摩擦系数和静摩擦系数小)。薄膜厚度不均匀,是造成膜端面不齐的主要原因。薄膜的摩擦系数分为动摩擦系数和静摩擦系数。静摩擦系数是指两接触表面在相对移动开始时的最大阻力与垂直施加于两个接触表面的法向力之比。动摩擦系数是指两接触表面以一定速度相对移动时的阻力与垂直施加于两个接触表面的法向力之比。一般摩擦系数太小,收卷时膜内表层和外表层的摩擦力很小,当卷径越来越大时,摩擦力就不能支撑膜收卷端面整齐,形成窜卷,从而不能进入下道工序生产,有时还会产生散卷而使收卷失败。若收卷时,摩擦系数太大,则又会带来其他质量问题,如严重皱折、断膜等。
2.2.2 分切机设备问题及参数设置问题
分切机收卷压辊不平整;分切机是设备运行精度要求较高的设备,经过一段时间的运转后,一些零部件运行精度已经下降或损伤,设备运行不稳定,分切设备收卷部分的各个辊筒之间的平行度,设备与地面之间的水平度,都应符合装配要求,各辊间的平行也是保证分切端面整齐度关健之一;分切参数调整不佳,如分切速度与张/压力的配合不良等,应根据分切速度设定张/压力曲线。
2.2.3 分切收卷薄膜静电过大。
一般当物体的表面电阻大于10的15次方欧姆时,就属于绝缘体,不具备抗静电能力,而薄膜本身和高速运转中的静电积累会产生膜间粘连或漂移,从而产生分切端面不齐,一般薄膜在未考虑长途运输中的静电积累因素时,出厂薄膜表面电阻应在10的13次方以下。
3 分切弊病应对措施
3.1 解决膜卷过松或过紧弊病的应对方法
3.1.1 宁松莫紧原则:一般采用宁松莫紧的原则,收卷过紧会造成薄膜变形无法使用的情况。
3.1.2 内紧外松:收卷前准备使用表面光滑且无损伤亚光轴心,轴心两端缠宽3CM左右,厚度250um薄膜,贴3M薄双面胶带或均匀喷涂液体胶。收卷参数设置原则是根据膜特性(厚度,宽度,长度以及其他性能)设置初始张力,锥度,拐点等。
3.2 端面不齊的应对措施
3.2.1 从薄膜本身解决薄膜厚薄不均匀,保证薄膜在分切过程中平稳;摩擦系数的大小可以通过添加剂的选择和用量来控制。
3.2.2 设备人员定期维护和校正辊筒水平性,特别是收卷压辊的平整性能。不同的材质膜进行分切时,工艺参数的设定是不一样的,这点必须引起各企业高度重视。首先必须了解分切材料的基本参数和特性,,比如膜的宽度,厚度,收卷后直径以及膜的爽滑性。然后结合设备特性,设定参数,一般市场上常见的三种收卷张力控制模式:
3.2.2.1 恒定张力控制方式在整个过程中张力保持不变。当张力设定值小时,会出现收卷不齐;张力设定值大时,收卷后由于不存在各层薄膜的残存张力而形成一个较大收缩力,在膜面留下横向凹痕,形成“菊花瓣”型卷端面。
3.2.2.2 等力矩张力控制方式
T矩=TR
T=T矩/R
在收卷过程中力矩保持不变,张力随着膜卷直径的增大而下降。这种方式虽然相对于恒定张力控制方式有了进步,但仍然不是很好。
3.2.2.3 梯度张力控制的方式
张力随着膜卷直径的增大而渐渐减小,有下面的计算公式。
TX=TS〔1-(μx-μmin)/(μmax-μmin)KT〕
其中,TX是收卷直径为ΦX时的收卷张力;
TS是自动张力设定值;
KT是张力梯度设定值(%);
μx是当前收卷直径;
μmin是最小收卷直径,即纸芯直径;
μmax是最大收卷直径。
梯度KT及自动张力设定值TS的设定对收卷效果有效大影响,在TS一定的情况下,梯度KT太大,张力减小太快,收卷时容易出现膜层间滑动,出现收卷不齐;反之,若梯度KT设定太小,张力减少太慢,收卷后存在于各层薄膜的残存张力就会形成一个较大的收缩力,最终在膜面形成横向凹痕。梯度KT的设定值还需要研究。我们的一些设备有梯度张力曲线,在实际操作时一定要弄清楚合适梯度张力曲线如何选择。
3.2.3 为有效解决收卷膜静电问题,从而改善膜端部整齐度。目前比较有效的措施是:a加静电导线将膜上静电导地方式。b喷雾,利用潮湿的空气短路静电。
4 结论
PET薄膜的分切质量取决于除薄膜厚度公差,爽滑性等本身因素外,还有设备的稳定性和分切过程中工艺参数的设定和控制,分切外部的环境条件以及纸轴芯质量等因素的影响。
参考文献
[1] 冷护基机械张力控制机构的张力分析.电子工业专业设备,1996年第1期.
[2] 邱长明.BOPP薄膜分切收卷里紧外松现象的解决办法.塑料包装,1999年第9卷第3期.
[关键词]PET 薄膜分切 分切弊病 质量 解决措施
中图分类号:F155 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)05-0140-01
1 分切常见弊病
1.1 收卷过松或过紧
在分切质量控制中,膜松紧至关重要,松紧度适中不仅能保证分切质量而且能弥补膜本身的质量缺陷,比如PET膜厚度不均造成厚度带问题等。但收卷过松或过紧必然会造成产品的种种质量问题。
1.1.1 麻点或凸点(凹印):由于收卷过紧造成纸管处薄膜受纸管表面粗糙不平的影响而出现麻点或凸点(凹坑),影响管底十几米甚至几十米的产品使用性能,给下游客户造成损失。
1.1.2 粘连:收卷过紧对双面电晕产品或底涂产品造成粘连的质量隐患,粘连产品不可恢复性,而且问题只会在使用中发现,一旦发现,影响极大,只能做报废处理。
1.1.3 翘边或鼓棱:由于PET薄膜厚度均一性问题,收卷张力过大即收卷过紧会造成薄膜偏厚部位有鼓棱,也会导致有压花的薄膜边部有“荷叶边”状翘边,如果薄膜不能在客户使用及时,翘边或鼓棱会更明显,造成后道工序难以进行,影响产品质量。
1.1.4 胶带压痕:收卷过紧造成管底张力过大导致管底薄膜十几米甚至几十米胶带压痕,给下道工序加工造成严重影响。
1.1.5 移位:由于收卷过松,膜卷使用过程容易串动而出现移位现象,严重的会造成划伤不能使用。
1.1.6 抽芯:由于收卷过松,膜卷在搬卸或使用过程中在靠近纸管处出现严重的端面错位现象,影响产品外观及使用效果。
1.2 端面不齐
端面不齐是指在膜宽不变的情况下出现的端面参差不齐的现象。国标GB/T10004--2008标准中对膜卷外观端面不平整度的要求是不大于3mm,有的薄膜对分切端面不平整度要求还会更高一些,一般都不大于2mm。膜卷端面的平整度是膜外观质量非常重要的一项指标,它能影响印刷、后续涂布等质量稳定。
2 分切弊病产生原因
2.1 膜卷过松或过紧产生的主要原因
2.1.1 分切参数影响因素(收卷张/压力曲线设定因素等)
2.1.2 薄膜特性的影响(挺度,厚度,单/双面电晕面,爽滑度,静电等因素的影响,须根据不同特性PET薄膜来设定分切参数)
2.1.3 收卷速度的影响(当收卷速度越慢,分切过程有越多时间将膜卷中空气排出,则膜收卷越紧)
2.1.4 产品规格的影响(宽度,长度等)。设定初始张力值,要根据膜宽度和长度设定,宽度变窄或长度短膜,可适当减少初始张力值,否则可能导致收卷过紧现象。
2.2 端面不齐产生的主要原因
2.2.1 大轴薄膜特性影响,比如薄膜厚薄公差大,爽滑性(动摩擦系数和静摩擦系数小)。薄膜厚度不均匀,是造成膜端面不齐的主要原因。薄膜的摩擦系数分为动摩擦系数和静摩擦系数。静摩擦系数是指两接触表面在相对移动开始时的最大阻力与垂直施加于两个接触表面的法向力之比。动摩擦系数是指两接触表面以一定速度相对移动时的阻力与垂直施加于两个接触表面的法向力之比。一般摩擦系数太小,收卷时膜内表层和外表层的摩擦力很小,当卷径越来越大时,摩擦力就不能支撑膜收卷端面整齐,形成窜卷,从而不能进入下道工序生产,有时还会产生散卷而使收卷失败。若收卷时,摩擦系数太大,则又会带来其他质量问题,如严重皱折、断膜等。
2.2.2 分切机设备问题及参数设置问题
分切机收卷压辊不平整;分切机是设备运行精度要求较高的设备,经过一段时间的运转后,一些零部件运行精度已经下降或损伤,设备运行不稳定,分切设备收卷部分的各个辊筒之间的平行度,设备与地面之间的水平度,都应符合装配要求,各辊间的平行也是保证分切端面整齐度关健之一;分切参数调整不佳,如分切速度与张/压力的配合不良等,应根据分切速度设定张/压力曲线。
2.2.3 分切收卷薄膜静电过大。
一般当物体的表面电阻大于10的15次方欧姆时,就属于绝缘体,不具备抗静电能力,而薄膜本身和高速运转中的静电积累会产生膜间粘连或漂移,从而产生分切端面不齐,一般薄膜在未考虑长途运输中的静电积累因素时,出厂薄膜表面电阻应在10的13次方以下。
3 分切弊病应对措施
3.1 解决膜卷过松或过紧弊病的应对方法
3.1.1 宁松莫紧原则:一般采用宁松莫紧的原则,收卷过紧会造成薄膜变形无法使用的情况。
3.1.2 内紧外松:收卷前准备使用表面光滑且无损伤亚光轴心,轴心两端缠宽3CM左右,厚度250um薄膜,贴3M薄双面胶带或均匀喷涂液体胶。收卷参数设置原则是根据膜特性(厚度,宽度,长度以及其他性能)设置初始张力,锥度,拐点等。
3.2 端面不齊的应对措施
3.2.1 从薄膜本身解决薄膜厚薄不均匀,保证薄膜在分切过程中平稳;摩擦系数的大小可以通过添加剂的选择和用量来控制。
3.2.2 设备人员定期维护和校正辊筒水平性,特别是收卷压辊的平整性能。不同的材质膜进行分切时,工艺参数的设定是不一样的,这点必须引起各企业高度重视。首先必须了解分切材料的基本参数和特性,,比如膜的宽度,厚度,收卷后直径以及膜的爽滑性。然后结合设备特性,设定参数,一般市场上常见的三种收卷张力控制模式:
3.2.2.1 恒定张力控制方式在整个过程中张力保持不变。当张力设定值小时,会出现收卷不齐;张力设定值大时,收卷后由于不存在各层薄膜的残存张力而形成一个较大收缩力,在膜面留下横向凹痕,形成“菊花瓣”型卷端面。
3.2.2.2 等力矩张力控制方式
T矩=TR
T=T矩/R
在收卷过程中力矩保持不变,张力随着膜卷直径的增大而下降。这种方式虽然相对于恒定张力控制方式有了进步,但仍然不是很好。
3.2.2.3 梯度张力控制的方式
张力随着膜卷直径的增大而渐渐减小,有下面的计算公式。
TX=TS〔1-(μx-μmin)/(μmax-μmin)KT〕
其中,TX是收卷直径为ΦX时的收卷张力;
TS是自动张力设定值;
KT是张力梯度设定值(%);
μx是当前收卷直径;
μmin是最小收卷直径,即纸芯直径;
μmax是最大收卷直径。
梯度KT及自动张力设定值TS的设定对收卷效果有效大影响,在TS一定的情况下,梯度KT太大,张力减小太快,收卷时容易出现膜层间滑动,出现收卷不齐;反之,若梯度KT设定太小,张力减少太慢,收卷后存在于各层薄膜的残存张力就会形成一个较大的收缩力,最终在膜面形成横向凹痕。梯度KT的设定值还需要研究。我们的一些设备有梯度张力曲线,在实际操作时一定要弄清楚合适梯度张力曲线如何选择。
3.2.3 为有效解决收卷膜静电问题,从而改善膜端部整齐度。目前比较有效的措施是:a加静电导线将膜上静电导地方式。b喷雾,利用潮湿的空气短路静电。
4 结论
PET薄膜的分切质量取决于除薄膜厚度公差,爽滑性等本身因素外,还有设备的稳定性和分切过程中工艺参数的设定和控制,分切外部的环境条件以及纸轴芯质量等因素的影响。
参考文献
[1] 冷护基机械张力控制机构的张力分析.电子工业专业设备,1996年第1期.
[2] 邱长明.BOPP薄膜分切收卷里紧外松现象的解决办法.塑料包装,1999年第9卷第3期.