涂膜控溫的重要性

陳少文

前言

控溫是擠出復合工藝要素中的第一要素。

涂膜料是經過擠出機螺筒加熱，螺桿熔融塑化之后成為具有一定粘性，能夠流動的高溫熔融粘性流體。這種帶有粘性的液體，它有一定的粘度范圍，可以稀一點也可以稠一點。

1.控溫目的

控溫的目的，就是要運用控溫和配料的多方面技巧來調控涂膜料的熔體粘度，使高溫熔融膜片達到最佳的粘流狀態，促進涂膜料與涂膜基材之間有更好的親和力，并且能夠更好地浸潤和滲透到基材表面的空隙里。

“粘度”是熔融流體分子之間相互吸引而產生的，阻礙和抗拒流體流動的一種內部阻力。

涂膜料是碳氫化合物，高分子聚合物的密度，分子量和分子量分布，決定了塑料的熔體粘度。熔體粘度隨聚合物的分子量增大而提高。

雖然塑料的熔體粘度，是由高聚物的分子量決定的，但加工溫度可以在小范圍內影響熔體粘度。

即：溫度愈高，塑料大分子鏈熱運動愈強烈，反映出來的粘度愈低，流動性愈好。但是，如果僅憑提高溫度來增加涂膜料的流動性，這種做法是錯誤的。

因為涂膜料的粘流溫度一般都在 300℃以下，而降解溫度一般在 350℃左右。因此，一旦大幅度地提高溫度，螺筒里的涂膜料就會發生熱氧化降解，高分子聚合物的分子結構就會被催毀，分子鏈斷裂。此時，模腔里的涂膜料就會失去了自身的粘彈性，螺筒也失去了壓力，涂膜料變成像“蠟水”一樣，不斷從模口里“滴流”下來，自然也就成不了膜片。

2.控溫原則

塑料投入擠出機螺筒內，從加料口到螺筒末端，溫度逐漸升高。加料口第一段溫度應該控制在低于所用原料的軟化溫度，而螺筒末端的溫度應該控制在低于原料的分解溫度。中間段的溫度一般是逐漸升高，但又不是線性升高。

大多數企業都是采用“梯型加溫”形式。

涂膜料從螺筒加料口往前端方向，涂膜料隨著螺桿的旋轉溫度逐漸升高，壓力逐漸增大，塑料在螺筒內逐漸熔化。

通常說到塑料的“塑化”好與不好，就是指塑料的混煉是否達到了應有的水準。“混煉”既有混也有煉。“煉”是使塑料整體完全變為流體狀態，不存在晶點。“混”則是使粘流態部位的熔體，完全混為一致。

3.控溫依據

溫度的設定主要看所選用的涂膜料特性，以及涂膜料的熔融指數和混料比配來決定的。其次也因復合基材種類不同，涂復線速度快慢不同，螺桿轉速高低不同，擠出膜片粘度稀與稠不同等，設定溫度不同。

不同的涂膜品種也有不同的控溫“模板”。

如：淋紙、涂復編織布、無紡布、三合一復合、二合一涂膜；選用高溫料、低溫料、及不同混合比例的料；涂復寬布、窄布、厚布、薄布、好布、爛布；涂層厚、涂層薄、開快車、開慢車，冬天、夏天等；淋膜厚紙、薄紙、容易淋得牢的紙、不容易淋得牢的紙等。都需要有不同配料和不同的控溫“模板”。

4.調控好螺筒溫度

螺桿的螺紋旋轉，有著強烈迫使物料翻轉、揉合、剪切、壓縮、混煉等功能。螺桿末段的料流，因受到過濾網的阻擋，熔體還有不斷逆流，環流熱交換的反復塑化的作用。

不管擠出機的螺桿口徑有多粗，長徑比有多大，螺筒設置多少個控溫區，我們就把螺桿分為三段：加料段、段壓縮和均化段。

塑料在擠出螺筒中取得的熱量，來源于螺筒外部電熱片加熱和螺筒內部螺桿對塑料的剪切熱，以及熔體分子間摩擦產生的熱量。其中的傳熱機理十分復雜。螺筒內部摩擦熱的產生，隨著塑料的前移而逐漸增多。螺筒對塑料的傳熱速率，是擠出機熔化塑料速率的決定因素，而熔化速率又決定著擠出量。雖然塑料在螺筒內所得到的熱量，大部分都是由螺筒外部傳熱的，但是在加料段、壓縮段和均化段，這三段的控溫各有不同。

螺桿前段的控溫：通常加料口溫度設定不宜過高，目的是為了防止塑料進入螺筒之后過早熔化，導致塑料顆粒表面粘連，小顆粒粘結成大顆粒，使得料中夾著空氣比較多，影響塑料的壓縮密度，從而影響擠出質量。

螺桿末段的控溫：螺桿末段的溫度設定相當關鍵，它決定了塑料熔體的擠出質量。先有了足夠好的熔體質量，才能有好的涂膜質量。螺桿末段是擠出機的最高溫度，是熔體混煉、塑化的終端，是擠出熔體的質量保證。

模頭的控溫：模頭控溫應該依據擠出膜片的粘度狀況，收縮狀況，煙霧狀況，模頭各區，各點流速不均勻的狀況，靈活調節模唇間隙螺絲和調控模頭各區溫度。保證擠出膜片的各區，各點流速均勻。起機之后，膜邊穩定。既不燙布，又不燙邊。車速還能跑起來。

以過濾網為界，過濾網前是“上游”，是螺桿對塑料的壓縮和混煉。過濾網后是“下游”，是沒有螺桿的壓縮和混煉。因此進入過濾網后的熔體必須被充分地混煉好。

綜上所述，螺筒溫度管控熔體塑化質量，過濾網區溫度管控擠出壓力，而模頭溫度更多的是管控熔體的流動性。

5.溫度控制要素

任何時候，都不可以把控溫表上的指示溫度當做螺筒內部熔體的實際溫度。而是，只能把它作為實際溫度的參考值，或者作為調控溫度時的依據。因為我們控溫，控的是螺筒的溫度。

塑料的加工溫度不是一個點，而是一個范圍。

聚合物晶體熔化的溫度稱為熔融溫度（Tm）。由于涂膜料來源或牌號不同，其流動溫度和分解溫度也有差別。低密度聚乙烯熔點在 105～125℃。聚丙烯熔點在 160～176℃。北方冬天室溫較低，要略提高擠出機溫度。

塑料由高彈態轉變為粘流態的溫度，稱為粘流溫度（Tf）是塑料的加工溫度。PE料180℃；PP料 220～250℃。聚合物的粘流溫度大多在300℃以下，而分解溫度一般在350℃左右。

結語

靈活控溫，能夠在小范圍之內，調控涂膜料的熔體粘度。靈活配料，也可以在小范圍之內調控涂膜料的熔體粘度。若將兩者結合起來靈活應用，可以調控不同涂膜基材之間的剝離強度。