二次復合鋁塑軟管生產工藝及設備的選用*

□徐惠朝

三槐機械制造有限公司 江蘇南通 226300

二次復合鋁塑軟管生產工藝及設備的選用*

□徐惠朝

三槐機械制造有限公司 江蘇南通 226300

論述了二次復合鋁塑軟管的構成與生產工藝流程，從鋁塑復合軟管制管機、全塑擠出軟管拉管機兩方面介紹了生產設備的選用。

目前，在軟管包裝市場上，包裝材料一般為焊接型鋁塑復合軟管、擠出型全塑軟管。鋁塑復合軟管由片材用軟管制管機制成，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生產的全塑軟管。當填充物中含有滲透性強的物質時，這些軟管不能很好地進行阻隔，會有滲透揮發現象，使軟管中的灌裝物料變質[1]。

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

基于以上特點，二次復合鋁塑軟管將逐步取代其它形式的軟管，成為軟管包裝行業市場的新寵兒，受到業界的關注[2]。

1 二次復合鋁塑軟管的構成

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

圖1 二次復合鋁塑軟管構成示意圖

1.1 鋁塑復合軟管

鋁塑復合軟管總厚度為0.18～0.22 mm，其中鋁箔厚度為0.012 mm。由內至外第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 二次復合鋁塑軟管的生產工藝流程

鋁塑復合片材通過鋁塑復合軟管制管機加工成鋁塑復合軟管，進入全塑擠出軟管拉管機的模頭內。全塑擠出軟管拉管機將塑料粒子熔融，送入模頭內，覆蓋在鋁塑復合軟管外表面上，形成二次復合。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，通過測速編碼器控制跟蹤旋切刀對軟管定長切斷，得到二次復合鋁塑軟管成品。生產工藝流程如圖2所示。

圖2 生產工藝流程圖

3 設備的選用

3.1 鋁塑復合軟管制管機[4]

鋁塑復合軟管制管機主要由放送裝置、對接平臺、快速送料裝置、貯存器、導向機構、切邊機構、過布輥部件、成形環支撐、焊接軸定位塊支撐、成形機構、水平牽引機構、水平脹緊機構、高頻焊接系統、跟蹤切斷裝置等組成，如圖3所示。

圖3 鋁塑復合軟管制管機

（1）放送裝置。配有兩組放送裝置，主要用于片材的安放。工作時一組使用，另一組作預處理用。放送裝置主要由放送軸、放送套、大卷盤、錐形套、調節盤等組成。

（2）對接平臺。由活動板、手動閥、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，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，氣缸動作，推動壓緊輥前移至與壓緊軸緊靠，同時送料電動機運轉，帶動壓緊軸轉動，快速牽引片材至貯存器貯存片材，確保機器在片材換卷、對接過程中有足夠的片材使用，從而達到換卷不停機的目的。在整機工作過程中，貯存工作按鈕一直處于激活狀態，當一卷片材用料即將結束時，放送裝置左側光電開關發出信號，快速送料裝置接收信號，送料電動機運轉，快速輸送片材至貯存器。當片材輸送完畢后，光電開關再次發出信號，送料裝置接收到信號，送料電動機停止運轉。

（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軌，導軌固定于機架底板上，導軌滑塊固定于貯存器底部，貯存器可前后移動，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）導向機構。導向機構安裝于放送墻板上，導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。片材安裝時置于左右兩塊導向板中，以防止工作過程中片材前后移動，從而起到導向作用。使用時可根據片材寬度調節導向板前后位置，調節時松開鎖緊手輪，使兩塊導向板在固定板腰形孔內移動。若需調節機構前后位置，可旋轉調節手輪，使燕尾滑塊相對于滑座前后移動，進而使整個機構相對于放送墻板前后移動。

（6）切邊機構。制管時，根據所制成形管管徑的大小，計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，根據所需片材寬度調整好刀片位置。當片材前移時，切邊機構對片材進行自動裁切。裁切下的廢邊進入廢料管，同時對管內進行吹風，使其落入廢料箱內[6]。

（7）過布輥部件。包括傳動管、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行傳動和壓緊，水平輸送至成形部件。在使用前須調整好傳動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）成形機構。包括成形環、成形輪、成形焊接軸、焊接軸定位塊、表面壓輪等。成形環通過成形環支撐部件安裝于機架主墻板上。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，起成形導向作用。焊接軸包括內芯加熱電熱管、內芯冷卻通道、表面滾輪等。工作時，片材穿過成形環，再通過焊接軸左右兩側的成形輪，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，同時焊接軸表面壓輪在片材被焊接處對焊縫進行壓平處理[7]。

（9）水平牽引機構。水平牽引機構由齒輪減速電動機驅動，通過一系列鏈輪傳動，帶動牽引機構主軸轉動，從而使同步帶在水平方向上作一定速度的轉動，牽引成形管向前移動。

（10）高頻焊接系統。高頻焊接系統由高頻感應加熱設備、冷卻系統和高頻焊刀組成。片材經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，進行高頻感應加熱，使片材焊接成形，形成圓筒狀。

3.2 全塑擠出軟管拉管機

全塑擠出軟管拉管機主要由外層擠出螺桿、內層擠出螺桿、模頭、冷卻水噴淋頭、二次復合成形套、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

該機采用雙層共擠出形式，針對內外層可選用不同的材料，分別進行溫度控制以達到各自最佳的材料流動性，且可增加軟管材料的防滲透性。采用跟蹤旋轉切刀，使切管定位準確，長短一致。

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

（2）內層擠出螺桿。原理、參數與外層擠出螺桿相同。

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

（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：第一牽引機構，設置于軟管焊縫的外側，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連接；第二牽引機構，設置于軟管焊縫的內側，含第二鋼帶和多個第二牽引輪，第二鋼帶與第二牽引輪采用傳動連接；吸合裝置，用于將分別位于軟管外內側表面的第一鋼帶和第二鋼帶吸合。第一牽引輪轉動帶動第一鋼帶移動，第二牽引輪轉動帶動第二鋼帶移動，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[8]。

（6）基于圓切刀的切斷裝置。包括支撐架、傳動機構、導向機構和切斷機構等。支撐架包括支撐板及穿設于支撐板上的固定套。傳動機構包括旋轉套、設于固定套上的內動圈，以及設于內動圈上的外動圈。內動圈通過固定設置在內動圈上的限位碰塊帶動外動圈一起旋轉。導向機構固定設置在外動圈上，包括一個導向滑塊。切斷機構包括刀片固定架及固定設置于刀片固定架上的圓切刀，刀片固定架的一端設置于內動圈上，并與內動圈鉸接，用于實現刀片沿徑向方向往返切割軟管[9]。

4 二次復合鋁塑軟管制管機

二次復合鋁塑軟管制管機如圖5所示，包括外層擠出螺桿、內層擠出螺桿、復合片材輸送導輪、復合片材卷安裝軸、復合管成形導輪、高頻感應加熱裝置、高頻焊刀、焊縫壓輪、復合管牽引皮帶、復合管成形芯棒、模頭、冷卻水噴淋頭、復合成形套、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，以及內層擠出螺桿的一端與模頭連接，復合片材輸送導輪、復合片材卷安裝軸、復合管成形導輪、高頻感應加熱裝置、高頻焊刀、焊縫壓輪、復合管牽引皮帶位于模頭的一側，冷卻水噴淋頭、復合成形套、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。復合管成形芯棒穿過復合片材卷安裝軸、復合管成形導輪、高頻感應加熱裝置、高頻焊刀、焊縫壓輪、復合管牽引皮帶、模頭、冷卻水噴淋頭和復合成形套。

圖5 二次復合鋁塑軟管制管機

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

5 結論

二次復合鋁塑軟管制管機及其制造復合鋁塑軟管的技術和方法可用于在鋁塑復合軟管外表面上復合擠出軟管，使軟管外表面無焊接縫，外形更美觀。兩種材料軟管的復合，提高了軟管的防滲透性，使軟管適用性更廣。基于以上優勢二次復合鋁塑軟管將成為軟管包裝行業未來的發展方向，擁有廣闊的市場前景。

[1] 魏慶葆.鋁塑復合軟管的應用與發展[J].鄭州牧業工程高等專科學校學報，2001，21(1)：36-37.

[2]無縫鋁塑共擠出復合軟管：GB/T31515—2015[S].

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

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

[5]王俊雄.復合軟管制管機的貯存裝置：200520077448X [P].，2007-01-03.

[6]王俊雄.復合軟管制管機的切邊部件：2005200774475[P]. 2006-12-20.

[7]王俊雄.復合軟管制管機的成型裝置：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：200920208735.8）

2016年5月

徐惠朝（1977—），男，本科，工程師，主要從事機械制造及自動化控制工作