二次復(fù)合鋁塑軟管生產(chǎn)工藝及設(shè)備的選用*

□徐惠朝

三槐機(jī)械制造有限公司 江蘇南通 226300

二次復(fù)合鋁塑軟管生產(chǎn)工藝及設(shè)備的選用*

□徐惠朝

三槐機(jī)械制造有限公司 江蘇南通 226300

論述了二次復(fù)合鋁塑軟管的構(gòu)成與生產(chǎn)工藝流程，從鋁塑復(fù)合軟管制管機(jī)、全塑擠出軟管拉管機(jī)兩方面介紹了生產(chǎn)設(shè)備的選用。

目前，在軟管包裝市場上，包裝材料一般為焊接型鋁塑復(fù)合軟管、擠出型全塑軟管。鋁塑復(fù)合軟管由片材用軟管制管機(jī)制成，再通過高頻熱熔焊接，在管體上有焊接縫。擠出型全塑軟管為擠出機(jī)生產(chǎn)的全塑軟管。當(dāng)填充物中含有滲透性強(qiáng)的物質(zhì)時(shí)，這些軟管不能很好地進(jìn)行阻隔，會(huì)有滲透揮發(fā)現(xiàn)象，使軟管中的灌裝物料變質(zhì)[1]。

二次復(fù)合鋁塑軟管又稱管中管，是在鋁塑復(fù)合軟管外表面上再復(fù)合一層擠出型全塑層，形成二次復(fù)合。由于鋁塑復(fù)合軟管抗?jié)B透性較強(qiáng)，在其外表面上再復(fù)合一層全塑層，可以彌補(bǔ)存在焊縫的缺點(diǎn)，使軟管的密封性能更強(qiáng)，滿足對易滲透揮發(fā)填充物的需求，保質(zhì)期更久，同時(shí)提升了軟管的檔次。

基于以上特點(diǎn)，二次復(fù)合鋁塑軟管將逐步取代其它形式的軟管，成為軟管包裝行業(yè)市場的新寵兒，受到業(yè)界的關(guān)注[2]。

1 二次復(fù)合鋁塑軟管的構(gòu)成

二次復(fù)合鋁塑軟管由內(nèi)層焊接型鋁塑復(fù)合軟管和外層擠出型全塑軟管組成，如圖1所示。

圖1 二次復(fù)合鋁塑軟管構(gòu)成示意圖

1.1 鋁塑復(fù)合軟管

鋁塑復(fù)合軟管總厚度為0.18～0.22 mm，其中鋁箔厚度為0.012 mm。由內(nèi)至外第1～5層[3]的材料依次為聚乙烯、低密度聚乙烯+粘合樹脂、鋁箔、粘合樹脂+低密度聚乙烯、聚乙烯。

1.2 全塑擠出軟管

全塑擠出軟管厚度為0.23～0.27 mm。在第5層外，第6、第7層的材料分別為低密度聚乙烯+粘合樹脂、聚乙烯。

2 二次復(fù)合鋁塑軟管的生產(chǎn)工藝流程

鋁塑復(fù)合片材通過鋁塑復(fù)合軟管制管機(jī)加工成鋁塑復(fù)合軟管，進(jìn)入全塑擠出軟管拉管機(jī)的模頭內(nèi)。全塑擠出軟管拉管機(jī)將塑料粒子熔融，送入模頭內(nèi)，覆蓋在鋁塑復(fù)合軟管外表面上，形成二次復(fù)合。再通過真空定形冷卻，由牽引皮帶將軟管送入跟蹤旋切刀內(nèi)，通過測速編碼器控制跟蹤旋切刀對軟管定長切斷，得到二次復(fù)合鋁塑軟管成品。生產(chǎn)工藝流程如圖2所示。

圖2 生產(chǎn)工藝流程圖

3 設(shè)備的選用

3.1 鋁塑復(fù)合軟管制管機(jī)[4]

鋁塑復(fù)合軟管制管機(jī)主要由放送裝置、對接平臺(tái)、快速送料裝置、貯存器、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、切邊機(jī)構(gòu)、過布輥部件、成形環(huán)支撐、焊接軸定位塊支撐、成形機(jī)構(gòu)、水平牽引機(jī)構(gòu)、水平脹緊機(jī)構(gòu)、高頻焊接系統(tǒng)、跟蹤切斷裝置等組成，如圖3所示。

圖3 鋁塑復(fù)合軟管制管機(jī)

（1）放送裝置。配有兩組放送裝置，主要用于片材的安放。工作時(shí)一組使用，另一組作預(yù)處理用。放送裝置主要由放送軸、放送套、大卷盤、錐形套、調(diào)節(jié)盤等組成。

（2）對接平臺(tái)。由活動(dòng)板、手動(dòng)閥、支撐板等零件組成。

（3）快速送料裝置。由上下兩組壓緊軸、壓緊輥組成。片材安裝時(shí)，使片材處于壓緊軸與壓緊輥之間的縫隙中，快速送料裝置工作，氣缸動(dòng)作，推動(dòng)壓緊輥前移至與壓緊軸緊靠，同時(shí)送料電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)壓緊軸轉(zhuǎn)動(dòng)，快速牽引片材至貯存器貯存片材，確保機(jī)器在片材換卷、對接過程中有足夠的片材使用，從而達(dá)到換卷不停機(jī)的目的。在整機(jī)工作過程中，貯存工作按鈕一直處于激活狀態(tài)，當(dāng)一卷片材用料即將結(jié)束時(shí)，放送裝置左側(cè)光電開關(guān)發(fā)出信號(hào)，快速送料裝置接收信號(hào)，送料電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，快速輸送片材至貯存器。當(dāng)片材輸送完畢后，光電開關(guān)再次發(fā)出信號(hào)，送料裝置接收到信號(hào)，送料電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

（4）貯存器。用于快速送料后片材的貯存。貯存器底部安裝有兩條直線導(dǎo)軌，導(dǎo)軌固定于機(jī)架底板上，導(dǎo)軌滑塊固定于貯存器底部，貯存器可前后移動(dòng)，從而滿足不同片材的寬度要求，確保片材中心在同一直線上[5]。

（5）導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)安裝于放送墻板上，導(dǎo)向板通過鎖緊手輪鎖緊于固定板上，燕尾滑塊也固定在固定板上。片材安裝時(shí)置于左右兩塊導(dǎo)向板中，以防止工作過程中片材前后移動(dòng)，從而起到導(dǎo)向作用。使用時(shí)可根據(jù)片材寬度調(diào)節(jié)導(dǎo)向板前后位置，調(diào)節(jié)時(shí)松開鎖緊手輪，使兩塊導(dǎo)向板在固定板腰形孔內(nèi)移動(dòng)。若需調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)前后位置，可旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)手輪，使燕尾滑塊相對于滑座前后移動(dòng)，進(jìn)而使整個(gè)機(jī)構(gòu)相對于放送墻板前后移動(dòng)。

（6）切邊機(jī)構(gòu)。制管時(shí)，根據(jù)所制成形管管徑的大小，計(jì)算好所需片材的寬度，片材寬度等于成形管管徑乘以3.14再加1～1.5 mm焊縫搭邊。將片材繞過切邊軸，根據(jù)所需片材寬度調(diào)整好刀片位置。當(dāng)片材前移時(shí)，切邊機(jī)構(gòu)對片材進(jìn)行自動(dòng)裁切。裁切下的廢邊進(jìn)入廢料管，同時(shí)對管內(nèi)進(jìn)行吹風(fēng)，使其落入廢料箱內(nèi)[6]。

（7）過布輥部件。包括傳動(dòng)管、主軸、緊邊擋圈等。所有過布輥部件均安裝于放送墻板上，片材通過一系列過布輥部件進(jìn)行傳動(dòng)和壓緊，水平輸送至成形部件。在使用前須調(diào)整好傳動(dòng)管前后緊邊擋圈的位置，使片材中心與放送裝置中的片材中心在同一中心線上，并確保與焊接軸中心一致。

（8）成形機(jī)構(gòu)。包括成形環(huán)、成形輪、成形焊接軸、焊接軸定位塊、表面壓輪等。成形環(huán)通過成形環(huán)支撐部件安裝于機(jī)架主墻板上。成形焊接軸一頭通過帶冷卻水接頭的焊接軸定位塊固定在主墻板上，一頭水平置于桌面上。成形輪置于焊接軸兩側(cè)，起成形導(dǎo)向作用。焊接軸包括內(nèi)芯加熱電熱管、內(nèi)芯冷卻通道、表面滾輪等。工作時(shí)，片材穿過成形環(huán)，再通過焊接軸左右兩側(cè)的成形輪，形成圓弧狀裹于焊接軸外圈。片材重疊后被重疊壓片壓緊于焊接軸表面，再通過高頻焊接或加熱焊接使片材粘連在一起，同時(shí)焊接軸表面壓輪在片材被焊接處對焊縫進(jìn)行壓平處理[7]。

（9）水平牽引機(jī)構(gòu)。水平牽引機(jī)構(gòu)由齒輪減速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過一系列鏈輪傳動(dòng)，帶動(dòng)牽引機(jī)構(gòu)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使同步帶在水平方向上作一定速度的轉(zhuǎn)動(dòng)，牽引成形管向前移動(dòng)。

（10）高頻焊接系統(tǒng)。高頻焊接系統(tǒng)由高頻感應(yīng)加熱設(shè)備、冷卻系統(tǒng)和高頻焊刀組成。片材經(jīng)成形輪包于芯棒外圈后，由重疊壓片壓緊于芯棒上，高頻焊刀置于芯棒表面，進(jìn)行高頻感應(yīng)加熱，使片材焊接成形，形成圓筒狀。

3.2 全塑擠出軟管拉管機(jī)

全塑擠出軟管拉管機(jī)主要由外層擠出螺桿、內(nèi)層擠出螺桿、模頭、冷卻水噴淋頭、二次復(fù)合成形套、冷卻水管、真空冷卻定形水箱、總牽引皮帶、測速編碼器、同步跟蹤底座板、圓切刀等部件組成，如圖4所示。

圖4 全塑擠出軟管拉管機(jī)

該機(jī)采用雙層共擠出形式，針對內(nèi)外層可選用不同的材料，分別進(jìn)行溫度控制以達(dá)到各自最佳的材料流動(dòng)性，且可增加軟管材料的防滲透性。采用跟蹤旋轉(zhuǎn)切刀，使切管定位準(zhǔn)確，長短一致。

（1）外層擠出螺桿。變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速器控制螺桿，電加熱圈對螺筒加熱，使塑料粒子熔化，螺桿旋轉(zhuǎn)將熔融塑料送入模頭。采用直徑50 mm、長徑比33的螺桿。

（2）內(nèi)層擠出螺桿。原理、參數(shù)與外層擠出螺桿相同。

（3）模頭。由內(nèi)層模頭芯、外層模頭芯、模頭套及口模組成。內(nèi)層與外層螺桿共擠，將熔融塑料送入雙層模頭，結(jié)合成雙層塑料軟管。

（4）冷卻水噴淋頭、真空定形冷卻水箱等組成真空定形及冷卻部件。

（5）總牽引皮帶。包括：第一牽引機(jī)構(gòu)，設(shè)置于軟管焊縫的外側(cè)，含第一鋼帶和第一牽引輪，第一鋼帶與第一牽引輪采用傳動(dòng)連接；第二牽引機(jī)構(gòu)，設(shè)置于軟管焊縫的內(nèi)側(cè)，含第二鋼帶和多個(gè)第二牽引輪，第二鋼帶與第二牽引輪采用傳動(dòng)連接；吸合裝置，用于將分別位于軟管外內(nèi)側(cè)表面的第一鋼帶和第二鋼帶吸合。第一牽引輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第一鋼帶移動(dòng)，第二牽引輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第二鋼帶移動(dòng)，吸合裝置將第一鋼帶與第二鋼帶吸合，使位于兩者之間的軟管跟隨移動(dòng)[8]。

（6）基于圓切刀的切斷裝置。包括支撐架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和切斷機(jī)構(gòu)等。支撐架包括支撐板及穿設(shè)于支撐板上的固定套。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)套、設(shè)于固定套上的內(nèi)動(dòng)圈，以及設(shè)于內(nèi)動(dòng)圈上的外動(dòng)圈。內(nèi)動(dòng)圈通過固定設(shè)置在內(nèi)動(dòng)圈上的限位碰塊帶動(dòng)外動(dòng)圈一起旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)固定設(shè)置在外動(dòng)圈上，包括一個(gè)導(dǎo)向滑塊。切斷機(jī)構(gòu)包括刀片固定架及固定設(shè)置于刀片固定架上的圓切刀，刀片固定架的一端設(shè)置于內(nèi)動(dòng)圈上，并與內(nèi)動(dòng)圈鉸接，用于實(shí)現(xiàn)刀片沿徑向方向往返切割軟管[9]。

4 二次復(fù)合鋁塑軟管制管機(jī)

二次復(fù)合鋁塑軟管制管機(jī)如圖5所示，包括外層擠出螺桿、內(nèi)層擠出螺桿、復(fù)合片材輸送導(dǎo)輪、復(fù)合片材卷安裝軸、復(fù)合管成形導(dǎo)輪、高頻感應(yīng)加熱裝置、高頻焊刀、焊縫壓輪、復(fù)合管牽引皮帶、復(fù)合管成形芯棒、模頭、冷卻水噴淋頭、復(fù)合成形套、冷卻水管、真空冷卻定形水箱、總牽引皮帶、測速編碼器、同步跟蹤底座板和圓切刀等部件。外層擠出螺桿的一端，以及內(nèi)層擠出螺桿的一端與模頭連接，復(fù)合片材輸送導(dǎo)輪、復(fù)合片材卷安裝軸、復(fù)合管成形導(dǎo)輪、高頻感應(yīng)加熱裝置、高頻焊刀、焊縫壓輪、復(fù)合管牽引皮帶位于模頭的一側(cè)，冷卻水噴淋頭、復(fù)合成形套、冷卻水管、真空冷卻定形水箱、總牽引皮帶、測速編碼器、同步跟蹤底座板和圓切刀位于模頭的另一側(cè)。復(fù)合管成形芯棒穿過復(fù)合片材卷安裝軸、復(fù)合管成形導(dǎo)輪、高頻感應(yīng)加熱裝置、高頻焊刀、焊縫壓輪、復(fù)合管牽引皮帶、模頭、冷卻水噴淋頭和復(fù)合成形套。

圖5 二次復(fù)合鋁塑軟管制管機(jī)

二次復(fù)合鋁塑軟管制管機(jī)制造復(fù)合鋁塑軟管包括以下步驟：鋁塑復(fù)合片材預(yù)先安裝在復(fù)合片材卷安裝軸上，通過一組復(fù)合片材輸送導(dǎo)輪進(jìn)入復(fù)合管成形導(dǎo)輪內(nèi)，包裹在復(fù)合管成形芯棒上；同時(shí)通過復(fù)合管牽引皮帶對鋁塑復(fù)合管進(jìn)行牽引輸送；高頻感應(yīng)加熱裝置工作，使高頻焊刀對鋁塑復(fù)合管對接處加熱形成焊接縫，再由焊縫壓輪對焊接縫處進(jìn)行滾壓，使焊接牢固；形成鋁塑復(fù)合管后，由復(fù)合管牽引皮帶將鋁塑復(fù)合管送入模頭內(nèi)，外層擠出螺桿和內(nèi)層擠出螺桿同時(shí)工作，將熔融的聚乙烯、聚乙烯+粘合樹脂材料送入模頭內(nèi)，與送來的鋁塑復(fù)合管進(jìn)行復(fù)合，包裹在鋁塑復(fù)合管外表面，形成二次復(fù)合；由冷卻水噴淋頭噴出的冷水對鋁塑復(fù)合管進(jìn)行快速冷卻，使鋁塑復(fù)合管外表面的聚乙烯、低密度聚乙烯+粘合樹脂材料迅速凝固，進(jìn)入復(fù)合成形套，對鋁塑復(fù)合管進(jìn)行定徑，再在真空冷卻定形水箱內(nèi)進(jìn)行完全冷卻定形；總牽引皮帶對二次復(fù)合成形的鋁塑復(fù)合管進(jìn)行牽引輸送，測速編碼器檢測鋁塑復(fù)合管的速度，控制復(fù)合管牽引皮帶、同步跟蹤底座板的速度與總牽引皮帶的速度同步，并由圓切刀對鋁塑復(fù)合管進(jìn)行圓切定長。

5 結(jié)論

二次復(fù)合鋁塑軟管制管機(jī)及其制造復(fù)合鋁塑軟管的技術(shù)和方法可用于在鋁塑復(fù)合軟管外表面上復(fù)合擠出軟管，使軟管外表面無焊接縫，外形更美觀。兩種材料軟管的復(fù)合，提高了軟管的防滲透性，使軟管適用性更廣?；谝陨蟽?yōu)勢二次復(fù)合鋁塑軟管將成為軟管包裝行業(yè)未來的發(fā)展方向，擁有廣闊的市場前景。

[1] 魏慶葆.鋁塑復(fù)合軟管的應(yīng)用與發(fā)展[J].鄭州牧業(yè)工程高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2001，21(1)：36-37.

[2]無縫鋁塑共擠出復(fù)合軟管：GB/T31515—2015[S].

[3]王曉飛.鋁塑復(fù)合軟管與全塑復(fù)合軟管之比[C].中美軟塑包裝薄膜發(fā)展論壇，上海，2008.

[4]王俊雄，肖升紅，張建奎，等.包裝用復(fù)合軟管管體成型機(jī)：2006200717706[P].2007-06-13.

[5]王俊雄.復(fù)合軟管制管機(jī)的貯存裝置：200520077448X [P].，2007-01-03.

[6]王俊雄.復(fù)合軟管制管機(jī)的切邊部件：2005200774475[P]. 2006-12-20.

[7]王俊雄.復(fù)合軟管制管機(jī)的成型裝置：2005200774460[P]. 2007-01-03.

[8]徐惠朝.軟管成型焊縫的牽引裝置：2015100790372[P]. 2015-05-20.

[9]徐惠朝，張艷娟.一種軟管自動(dòng)切斷裝置：2014102235406 [P].2014-08-13.

Gave a discourse upon the formation and production process of secondary aluminum-plastic composite hose and an introduction on the selection of production equipment from aluminum-plastic composite tubing machine and plastic hose extrusion machine.

軟管包裝；二次復(fù)合鋁塑軟管；制造

Hose Packing；Secondary Aluminum-plastic Composite Hose；Manufacture

TH145.9

B

1672-0555（2016）04-026-05

*中國專利（專利號(hào)：200920208735.8）

2016年5月

徐惠朝（1977—），男，本科，工程師，主要從事機(jī)械制造及自動(dòng)化控制工作