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薄膜平整度的关键——双向拉伸薄膜厚度的在线修复技术

发布时间：2024-08-28

一、导语

但凡从事过双向拉伸薄膜生产的人，可能都遇到过这样的问题，就是薄膜在宽度方向上出现持续偏高或偏低的点，业内称之为死点，如图 1。

图 1

如果这样的死点偏差值超过一定范围，对薄膜平整度的影响非常大，导致后期加工无法顺利进行。一旦出现这样的死点，往往都不能通过在线调整来消除，通常要停机处理，有些时候可以通过清洁模口脏物（主要是积炭）、或调整厚度调节螺栓来改善，有的时候则对模头进行分解，做更彻底的保养清洁，才有可能改善。若是模头内流道受损，则要送出去进行维修。无论采用何种方式，损失都是巨大的，而且越是后者损失就越大。

针对此类问题，笔者设计了一种薄膜的在线修复装置，在不停机的情况下，像图 1 中这样的厚度死点，可以进行在线修复，此装置已经获得国家专利证书。

根据薄膜拉伸的原理，以上的厚度死点，主要取决于横向拉伸。对于薄膜厚度高点，可以通过热风再加热，使该处的薄膜温度相对于其他位置更高，在进行横向拉伸时，就会更易拉伸，从而使该点厚度变薄。对于厚度低点，则通过冷风冷却的方式，使该点的温度降低，相对薄膜的其他位置，会更加难以拉伸，从而使该点厚度变厚，见图 2 双向拉伸薄膜生产线厚度修复装置照片。

图 2 双向拉伸薄膜生产线厚度修复装置照片

二、在设计此修复装置时，需要考虑几个细节：

1、厚度修复装置安装在什么位置。

薄膜宽度方向（横向）的厚度均匀性，主要取决于横向拉伸，因此，该装置应安装在纵向拉伸后与横向拉伸前这个区域。

2、用于加热或冷却的风嘴出风口要设计成矩形，出风口不能太宽，否则修复的位置就难以控制得很精准。

3、矩形开口的风嘴要有足够长度，以保证作用时间充分，足以能够对厚度缺陷区域的薄膜温度产生较明显的影响。

4、风嘴能够上下左右移动，以便能作用到厚度死点上，而且风嘴能够转动（垂直与水平两个方向才能转动），以便风嘴能垂直于膜面，并能与膜的前进方向保持一致。

三、此修复装置在实际生产中是如何使用的呢？

第一步：首先判断厚度缺陷的位置。

厚度缺陷的位置是可以通过观察厚度图像来确定的。如图 1，厚度高点 a 的位置大致在模头调节螺栓 B17.8 的地方，厚度低点大致在 B22.2 的地方。

第二步、确定风嘴的位置。

在做这一步之前，先要知道几个参数：

①、模头上厚度调节螺栓的数量是多少，中心螺栓是哪一个（三菱重工 8.2 米双向拉伸线的模头螺栓的中心螺栓是 B20，从而可知正常情况下，薄膜的中心也就是 B20 螺栓的中心。

②、模头上厚度调节螺栓的每个螺栓的间距是多少（假定是 30mm）

③、流延机出口的膜宽是多少（假定是 1100mm）

④、纵向拉伸出口的膜宽是多少（假定是 1000mm）这样就可以计算出来，膜经过纵向拉伸后宽度大约减少 10%，也就意味着厚度调节螺栓间的间距由原来的 30mm 减小到约 27mm。纵向拉伸后的膜上螺栓的间距值（27mm），是确定风嘴作用位置的重要参数。

以图 1 中的高点 a 为例，B17.8，与膜的中心 B20 相差 2.2 个螺栓，也就是 2.2x27=59.4mm 的距离。所以，厚度修复风嘴的位置应在膜中心偏 B01 螺栓 59.4mm 的地方，如图 3 所示。

图 3 厚度缺陷在纵向拉伸出口的薄膜上位置示意图

膜的中心线是永远存在的，且通常都与厚度调节中心螺栓的中心点是完全重合的。然而，膜上是看不到实际中心线的，所以风嘴的位置要以薄膜边缘为坐标来确定，而边缘是以中心线为对称的，因此可以计算出，B17.8 的位置距最近边缘的距离为 440.6mm，从 B01 螺栓处边缘向中心量 440.6mm 的距离，就是薄膜的厚度高点 a 的位置（B17.8），通过横向移动装置将风嘴移动到该位置。

第三步、确定修复的方式是加热还是冷却。

根据前面的厚度修复理论，高点就采用加热的方式，低点则应采用冷却的方式，来决定修复方式，故高点 a 应采用加热的方式。

第四步、调整风嘴到膜面的高度。

由于风嘴出风口较窄，故离膜面越近，作用的宽度就越窄，否则，越宽。最终的高度取决于厚度缺陷的宽度，若厚度的高点或低点是窄而长，则就要离膜面低一些，风量应大一些，否则就离膜面高一些。

从使用的实际情况来看，该装置的修复效果是明显的，在许多情况下，可以对个别存在厚度严重较缺陷的点进行修复，不仅从使用前后的厚度图看到明显的变化，在分切后的成品上也得到很好的验证。图 4、图 5 分别是采用冷却和加热方式修复前后的厚度对比图。