雙向拉伸，目前是許多包裝塑料薄膜的主要生產工藝，有其得天獨厚的優(yōu)勢，特別是在厚度方面，同其它工藝過程相比，有厚度控制穩(wěn)定，平整度好等諸多優(yōu)點，是其它生產方式不可比擬的，行業(yè)中素有 “一俊遮百丑”之說。
工業(yè)技術的日益提高，雙向拉伸生產線各方面技術，愈加成熟和先進。盡管如此，但隨著下游客戶加工設備的不斷更新，后續(xù)加工的生產速度和效率不斷提高，客戶對薄膜的質量也有了更新的要求，厚度也是如此，可謂“道高一尺，魔高一丈”。
雙向拉伸薄膜的厚度控制，一直是比較復雜和有一定難度的技術問題，難就難在影響因素很多，很難在生產過程長久保持一個良好、穩(wěn)定的狀態(tài)，難免會出現厚度控制異常，造成批量的厚度質量缺陷，造成企業(yè)的損失。因此，在生產中厚度如何判斷會導致厚度質量缺陷的異常情況，有著非?，F實的意義。
目前行業(yè)慣用的厚度測量方法，是按照國標規(guī)定進行的，具體做法就是，根據薄膜的寬度來確定測量點數目，再等間隔進行厚度測量。其弊端就測量結果不能與生產厚度控制做到一一對應，從而無法驗證此刻薄膜的實際厚度情況究竟如何，無法及時給生產線操作人員提供可靠的判定依據。另一方面，在成品檢驗時，檢驗人員也無法準確判斷厚度缺陷出現的位置和實際厚度缺陷的程度，影響質量等級的準確判定。
為了進一步說明此問題，下面先簡單介紹一下雙向拉伸薄膜厚度控制的基本原理。
雙向拉伸薄膜的工藝流程如下（圖1）：
圖1 雙向拉伸薄膜生產工藝流程圖
預先配比的塑料樹脂混合料，經擠出機熔融，再通過T型模頭（圖2）中的狹縫擠出，后續(xù)經流延成型、縱橫兩個方向拉伸后成為幅度較寬的薄膜，再經牽引機牽引繼續(xù)向前，經過測厚、表面特殊處理，收卷在雙向拉伸生產線的收卷機上，完成了大母卷（半成品）的生產，再經過適當時間的時效處理，分切為客戶需要的成品。
圖2 T型模頭示意圖
雙向拉伸薄膜生產線在線厚度控制的基本原理：
雙向拉伸薄膜厚度的控制實際分為三個有機結合的部分，即T型模頭、厚度測量系統(tǒng)和厚度自動調節(jié)系統(tǒng)。薄膜寬度方向的厚度值大小，實質上是通過T型模頭的可伸縮螺栓改變來T型擠出狹縫的寬窄來實現的，T型模頭上排列著一定數量的這樣的可伸縮螺栓，這些螺栓等間隔排列，從而實現對整個寬度上薄膜厚度的控制（圖3）。每個螺栓在薄膜寬度上都有對應的映射范圍。位于生產線后端的厚度測量系統(tǒng)，沿整個寬度方向進行多點的往復厚度掃描，掃描的厚度值也相應的被劃分為數個區(qū)域，與模頭螺栓的映射范圍應一一對應，來實現厚度的自動控制。以三菱重工出品的8.3米雙向拉伸聚丙烯生產線為例，其T型模頭共的39個可伸縮厚度調節(jié)螺栓，控制著8.3米寬幅的薄膜，真正參與薄膜有效寬度部分的螺栓只有35個螺栓（其余部分在線時當做邊角料被切除），這35個螺栓控制的薄膜厚度范圍以薄膜中心，等間隔對稱分布（3#和37#螺栓由于T型模頭擠出后存在頸縮的原因，其控制寬度比中間螺栓要小一些）。當薄膜的寬度一定時，控制間隔也是一定的（未拉伸邊的寬度也會對此值有一定影響，但一般影響較小，可以忽略）。
假如薄膜的寬度為8.35米，4#-36#對應薄膜寬度約為247.4mm（如圖3）。
雙向拉伸薄膜厚度的點對點測量法也正是建立在這一原理的基礎上，需要在進行厚度測試的樣品上也找出這樣的范圍來，并把測量結果與在線時的厚度測量結果進行對照，從而可知道在線薄膜當時的實際厚度狀況。
圖3 可伸縮調節(jié)螺栓在薄膜的厚度映射范圍示意圖
具體的做法是：
1、 調節(jié)螺栓控制范圍的在線標定（也可從用于薄膜厚度控制的APC系統(tǒng)中查得），以確定每個調節(jié)螺栓的實際控制范圍（控制間隔），假定為247.4mm。
2、 在用于進行厚度測量的薄膜試樣上，先找出其寬度的中心。
3、 將該中心定為T型模頭上中心調節(jié)螺栓（20#螺栓）的中心。
4、 以該中心為中心對稱點，分別向兩個邊部以247.4mm的間隔來確定4#到36#調節(jié)螺栓的中心。
5、 確定4#和36#調節(jié)螺栓的邊界，即分別向外延伸半個螺栓的間隔（123.7mm）則分別為4#和36#調節(jié)螺栓的邊界。
6、 4#和36#調節(jié)螺栓的邊界以外的剩余部分薄膜，則分別屬于3#和37#的控制范圍。
7、 在每個調節(jié)螺栓各自對應的間隔內選擇測試點，進行厚度測量。
8、 將記錄測量結果與調節(jié)螺栓編號一一對應。
按照這一方法測量得到的薄膜厚度，就可與在線時的厚度測量結果進行比對，從而可判定當時的厚度情況。
筆者曾按照此法對薄膜做過數十次的實驗室測量結果與在線時測量結果的對照，結果都非常吻合。下圖（圖4）為筆者按照此法對薄膜所做的實驗室測量結果與在線時測量結果的對照，厚度趨勢圖高度吻合，證明了此法的可靠性和可行性。
圖4 實驗室與在線厚度測量結果對照圖
實際意義：
其一，雙向拉伸薄膜的生產，各項質量指標都是基于穩(wěn)定生產的情況下實現的。在穩(wěn)定生產的狀態(tài)下，薄膜厚度在寬度方向，基本上也保持一個穩(wěn)定的形態(tài)，所以薄膜下線后實驗室厚度的測試結果，也就可以用做本批薄膜的厚度狀況的評價，生產操作人員就可以此結果來判斷當前的厚度是否存在質量缺陷，從而采取必要措施，實施有效控制，是生產人員極有實用價值的參考。
其二，生產線下來的薄膜要經過分切成為客戶所需的成品，在此過程中要進行成品的終檢。因生產方式的局限，在終檢時業(yè)內通常的方法就是通過敲擊來判斷厚度情況，基本沒有通過測量厚度的結果來判定成品薄膜的厚度情況是否符合標準的要求。這種方法的特點是快速、實用，但可靠性較差。若把點對點測試法移植到成品的檢驗中去，則可以大大提高厚度定級的準確率。具體做法就是，將實驗室或生產線的厚度范圍與分切機的各個工位相對應，從而可根據厚度趨勢圖和各個點的厚度值，來判定某工位成品的厚度質量情況。
雙向拉伸薄膜厚度的點對點測量法應用也有其局限性，就是雙向拉伸薄膜的生產都是基于薄膜在線的厚度狀況相對比較穩(wěn)定，此時該方法所測量得出結果才有其價值，若厚度在頻繁的波動之中，厚度測量取樣的薄膜就不能代表個母卷乃至整批產品的厚度狀況（實際上在這種情況下，任何測試方法都是失效的）。
作者：江西冠德新材科技股份有限公司生產技術中心 祁少利