双向拉伸薄膜的成型论略（二）

杜永胜 王德钧 周伟 杜煜超 张晓龙

（1.山东永健机械有限公司；2.山东劳动职业技术学院；3.青岛科技大学）

（上接本刊2021年第三期）

三、双拉膜制备的通用化和专用化发展

随着社会的发展、科学技术水平的提高和国内原料工业的进步，市场对双拉膜的使用要求趋向多样化、专用化，而且产品越分越细。多样性产品成为许多企业竞相开发的热点，也促使制备朝着结构自动化、精细化、专用化及等方向的发展，满足薄膜企业差异化生产、提高产品附加值和利润率的需求。

以聚合物为主的双拉膜制造，本是将基础科研与热塑成型技术糅合在一起的转化应用。所走技术路线必然是拉动发展的这条大路，它会促使功能膜的研发工作始于专用生产制备的顶层设计：基础功能+进阶功能+管理功能。

基础功能（支撑双拉膜经历降解、结晶和取向的几个核心功能，具体包括干燥→熔融→铸片→双向拉伸→热定型→牵引→分切等工序）；进阶功能（在基础通用制备上增加在线涂布、局部洁净等装置，使材料属类性没有质变的层次，却有材料性能有质变的可能，其意义远大于上“台阶”的效果）；管理功能（具有“管人”的高级管理程序，即人与机一起执行计划、检测、记录、控制和警示等共同目标）。[8]

3.1 成型的基础工艺立足于终端产品（以需求作基础设计）

双拉膜的制造工艺，涉及到配料、熔挤、铸片、拉伸、定型等系统的机电一体化，关联到预热拉伸、加热定型、冷却等不同加工区域的缜密控制，还关联到生产管理、质量跟踪等运行数据的全程监控。

双拉膜的生产全过程包括挤出铸片、纵向拉伸、横向拉伸、切边、表面处理、收卷、废料回收和分切等工序，在各工序之间确立基础工艺来满足加工条件：①把控不同加工温度的范围（玻璃化温度、熔融温度、结晶温度、热变定型温度等）；②控制不同加工压力的范围（辊轴拉力、凝聚压力等）；不同的速度范围（单元辊轴的转速、循环风的对流速度和均匀性等参数）；③重视生产后期的膜卷分切，尽量控制薄膜出现折皱的情况，避免造成使用上的质量缺陷；④注意不同制造环境的伴生物，选择不同悬浮水分子和尘埃粒子的作业空间。

整个生产加工过程的缜密控制，通过传动速度控制、工艺温度控制、厚度检测反馈控制、收卷张力控制、单元操作控制和主控制室计算机监控等，对运行中的各种物理量（包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等），按期望规律或预定程序进行相应的精准控制。

3.2 适宜功能性薄膜的制备进阶功能（降低成本、不可替代或高端功能）

功能性专用薄膜，一般附有吸附、分离、光电、磁性、刺激响应性、生物相容性、催化活性、反应性等一系列的特殊功能。能够提供这些特殊功能的生产制备，既利于就地消化通用装备的过剩产能，又有利提升产品附加值，推动双拉膜的产品结构优化和转型升级。

对应双拉膜加工的制备配置（预期）：在确定专用的原料树脂之后，适当选择不同加工成型的厚度范围和选择不同专业的层叠挤出、在线涂覆等技术的制备装置，在生产启动之前就变得至关重要。

① 预涂膜技术

在线涂布过的双拉膜，一旦满足交联固化时间、温度等技术要求，就大增薄膜品质的稳定性。不仅不让表面化学成分产生游离，又增强和提高薄膜的表面物化指标，满足增强薄膜印刷性能和镀铝后的铝层剥离力，提升镀铝薄膜的耐水煮性能，以及提高薄膜表面爽滑性能等多种特殊功效，拓展产品的应用空间。在线涂布，同时与共挤、电晕、热封处理、离线涂布等其他生产技术有效结合，将促使市场占用量变大。

双拉膜在线预涂的厚层在5-15μm，对企业制造成本并不增加很多（有效涂布成分的价格约在60-120元/kg，增加薄膜成本的不到2元/kg，一般企业的控制范围在0.2元/kg左右）然而，提高了薄膜的自身品质和使用附加值，大大扩展了市场的竞争优势。

② 层叠共挤技术

层叠模头与狭长的“T型”模头比较，通盘考虑温度分布、模腔压力和熔体滞留的时间（模唇的流速参数，即聚合物熔体的剪切速率）。熔融指数相近的各种聚合物通过多流道的独立分配，在一定加工温差的推动下，实现不同特性的聚合物交替结合，便于制成力学、光学、阻隔、导电等性能比较优异的复合材料。

层叠模头+多台挤出机，即用比较少的挤出机将各种不同材质的高聚物一起熔融直到输出成功的厚片（有对称和非对称的多层共挤之分，A/B/A/B或者是A/B/A，A/B/A的层次结构）。层叠共挤技术，是各种材质聚合物的特性、温度、粘度在不同层次的共挤过程和谐共生，以获得更加均匀、整齐的微层结构。

层叠共挤技术不是单纯1+1+1=3组合，它不仅能在食品包装领域起到隔氧、无菌等作用，还能通过各种材料对光的不同折射原理，使不同层次的色泽发生变化，呈现彩虹般绚丽的光学效果，例如多层共挤的彩虹膜，达到1+1+1远远＞3的多角度效果。我们唯有站在层叠+共挤更高的维度，才能探索应用技术可能引领未来市场的消费。

③ 机械同步拉伸和线性电机同步拉伸技术[2]

机械同步拉伸，即同时完成纵、横的拉伸，使纵向及横向的机械功能更加均匀和平衡，可解决分步拉伸技术中出现“弓形效应”的缺陷，较大程度地满足薄膜表面不被碰擦划伤的需求。随着技术的进步，机械式同步拉伸由过去的纵向固定式 “拉伸比”发展的现在的纵向可调式“拉伸比”，使工艺调整更加灵活。克服了原来纵向无法调节，阻滞部分产品个性拉伸要求的广泛推广。

磁悬浮式的同步拉伸技术，主要在每个运动的链夹都由单独的线性电机控制，使拉伸比和轨道均可以实现自动化和智能化调节，大幅度提升薄膜的机械强度、均衡性和避免表面划伤等物理性能，能够实现个性化定制与大规模产业化的完美融合。

3.3 提升双拉膜制备的未来方向

（1）改善目前双拉膜制备存在的问题

① 提高设备的拉伸、收缩均匀性和薄膜横向强度

重视双螺杆挤出的熔融温度满足不同聚合物的各项物化性能指标，注重螺杆输送速度与熔融聚合物性能的匹配（减少降解），在提高塑化均匀性前提下，增加测厚仪的前后监控，避免出现拉伸度不均匀，热收缩不均匀等现象。

双拉膜生产时彻底消除拉伸的弓形状态，从理论上是不可能的，但是从设备设计制造上可以尽量减少横拉伸过程中弓型的弓高。首先，要提高TDO烘箱内温度的均匀性，其次对风道、风嘴、链夹进口带入的风量务必精准的控制，才会对改善薄膜的均匀性有好处。

② 提高设备的耐温范围和解决低聚物污染

一般的双拉膜只在130～150℃范围使用，但是很多客户已要求耐温能在180～200℃长时间使用，按现有工艺条件达到这个要求是相当困难的。如何促成薄膜纤维晶的形成，满足耐温薄膜的生产需求成为新课题。首先解决横拉机两侧温度相对较低、拉伸倍数不够、厚度偏差较大、薄膜横向强度和热收缩均匀性不足的问题，才能提高设备对耐温薄膜的适用性。

除了选择粘度合适的树脂原料外，制造装置的干燥/挤出系统要减少切片在输送和干燥过程中产生的粉尘量，提高旋风分离器的分离效果；选择适当的熔融挤出温度和熔体线温度，合理设定PID的加热功率并进行届时调整，严防产生固体的热惯性，不使管道里树脂分子量过宽分布带来低分子链较多的状况。

③ 横拉机的无油润滑结构解决薄膜表面的油污染

目前，国内横拉机应用无油润滑的链条轴套，使用两年就作更换，这措施对解决薄膜表面的油污染起到一定的作用。可是，机内其它部件的润滑并没有采用无油润滑，所以很难看出这项部件的单独效果，如果整体横拉机都采用无油润滑结构，将彻底解决油渍对薄膜的污染问题，特别是光学用膜之类的高端产品亟待期望这样的改善。

（2）改善目前双拉膜制备的节能问题

双拉膜的制造向来具有“料重工轻、能耗量大”的明显特点，薄膜企业的能源消耗一般占全部经营费用的8-10%。为此，双拉膜制造的节约能源技术，即把控能源消耗，低温过滤低聚物，又可使薄膜合理地吸、放热量的做法必然引起企业的关注。

① 采用电磁加热的挤出系统。从工艺要求上讲，比一般加热器的加温更均匀性，能源消耗更低。如果广泛应用在双拉膜行业，每年节约电能将很可观；

② BOPP装置使用的冷辊和纵向拉伸的循环水，追随环境水温的变化比较密切。采用双路供水自动切换的方法，特别适用在北方生产，全年能节约50%的热能，在南方也可以节约30% ；

③ 纵向拉伸加热辊采用红外加热空气冷却的方法，使红外输出功率得到准确控制，既能消除油渍对环境的污染，又可以节约能源、减少设备的维修运行成本。国外公司在过去有这方面的介绍，能普遍应用到双向拉伸设备上，将是今后双拉设备开发努力的项目。

④ 在横向拉伸箱里，如果单纯补充大量新风来置换被污染空气或净化空气，势必浪费大量的能源。或者采用转轮式热量回收装置，用TDO排出的热风加热进来的新风；或者采用铂金触媒技术，通过氧化反应去除低聚物而减少TDO外排风量，从而达到余热的高效回收及梯次利用，降低生产线能源消耗的目的（大都用于BOPET高档膜生产线，而不太适合产量大的包装薄膜生产线）。

转轮式热量回收装置的换热转轮呈蜂窝状，始终按一定的速度连续匀转，在转动过程中，一半轮盘通过温度较高的室内热排风，另一半通过温度较低的新风，两股气流逆向流动，对温度超过150℃的热风连续完成蓄、放的交换过程。铂金触媒技术能够在一定的温度（200～400°C）下使低聚物发生氧化反应而分解为二氧化碳和水蒸气。用空气时速（GHSV）来测量热风吹到触媒表面的比率，空气时速（GHSV）越高，铂金触媒反应越激烈。其计算公式：空气时速（1/h）=风机流量（N m³/h）/触媒量（m³）。根据经验，通常空气时速在150,000～200,001/h之间最适合于TDO使用。使用铂金触媒技术的好处：保持TDO内部清洁，减少或杜绝了薄膜表面的污染，提高产品质量及档次。减少了清洁TDO的频率，提高了产量。节约能源，大幅度降低生产成本。

（3）精细而独特的专用生产线

生产制备必须有针对性。一次生产成型的专用设备，不宜多次更换原料、调整生产工艺，这可以稳定品质和保障某方面的特殊性能，又能有效的节省料、工、费。不同生产线从结构上看似乎相同，但是，具体的内置器件和对应数值还是有更新细化的区别。双拉膜生产线有必要按不同产品的要求，进行特定适应性的分类生产，以提高薄膜特殊用途的性能和单位成本。

① 高收缩薄膜生产线，即用于生产PETG 材料的高收缩薄膜专用生产线。目前，虽然有普通的通用膜生产线或略有改造的生产线也在生产，但是适用性都不够理想。主要是设备缺乏工艺变化的配合，而工艺变化缺乏顺应材料的变化。专用生产线的配置和工艺顺应PETG材料的拉伸特性，解决薄膜在生产中速度匹配和整幅收缩率不一致的问题。

② 耐温低收缩薄膜生产线。从理论上讲，耐温低收缩率1%的薄膜不能在高速中生产，由于热定型过程的薄膜速度太快，达不到结晶率就消除不完内应力。通用膜生产线采取慢速生产的话，由于风压和风量不能变化（通用膜生产线一般调整好后就不再变动）， 就会引起薄膜的过度结晶，使薄膜的韧性降低。这也是国外著名薄膜企业的各种薄膜由专用生产线进行生产的原因，有专为产品需要而特地设计制造的生产线。

③ 加工特殊材料的生产线。PN、PC、PI，以及含氟树脂膜、可降解聚乳酸（PLA）等多种树脂原料，再选配功能性助剂母料的塑化加工，可制造多元性、不同功效的双拉膜，不断地交互渗透、丰富和拓宽应用领域，顺应持续发展的市场要求。随着各界制造业的技术进步，国内的装备制造能力越来越接近发达国家，也为细化、专用生产线的开发注入新的活力。制备企业有必要依托业间积累的生产经验，尝试多尺度、多概率、多物理量的工艺条件，进而使生产线的制造过程具有可控性和可视性，达到更加专业化、效率化、精确化。

④ 尽量采用制备的自动化生产或作业。制备自动化，是指人类在生产、生活和管理的一切过程中，通过一定的技术装置和操作编程完成各种预期的作业。它能用较少的人工干预甚至没人干预，达到减少人力和减轻人的体力和脑力劳动，提高工作效率、效益和效果。例如利用机械手臂的灵活度与耐力度，将人为失误减少到“零”。

现实生产提醒我们：清理纵拉和牵引辊筒及冷鼓表面的低聚物，日常的生产线还是靠手工操作，高温且危险，拟设计制作自动/半自动清洁的专用装置；同样，拟设计制作薄膜分切后的自动/半自动包装装置。另外，对原辅材料的投放环节实行专门的自动化操作；对薄膜的仓储过程实行自动化操作等等，这些装置能够实行局部自动化的话，都宜提前归入自动化作业考虑的范围。

四、双拉膜制备必然走向智能化生产[9]

可以预见双拉膜的生产要走向智能化，理由是：①高质量的市场驱动，促成产品保持应用区域的优势；②多样性和特殊需求的产品，需要借助智能化生产的缜密监控；③实时管控资金和物资的流向，有效地组织供产销各个环节；④降低人工成本，提高工作效率（本文，不作“人为因素”的专门叙述）。

双拉膜制备的智能化操作，是形成分散与集中相融统一的信息处理链，实现人机互动的细化交流。管理信息处理链依靠计算机网络、数据库和现代化的管理三大支柱。这个信息处理链的核心支撑各种类薄膜的技术路线，并且确保技术工艺与各项制造资源的紧密连接、局域调度和协同优化。围绕生产线对所属单元部件进行集中操作、管理和分散的综合监控，让各个环节的设备处于高效、节能、合理的运行状态。

4.1 制备部件的功能协同与知识集成（硬件的智能化）

在双拉膜制备的关键部件上，重点采用减速器、电机伺服系统和控制器等零部件项目，充分利用数控机器、新型传感器、清晰摄像头（含照相）、3D打印机、智能仪表及控制系统、智能环保设备等等的专项功能。同时，为了探索新材料、新产品、新装备和新技术，就需要采用辅助模拟仿真技术，具体包括设备装置的运动性能计算、机械结构及关键零部件的力学性能计算与预测、设备中的传热导热分析、聚合物在设备部件间的流动流场计算与预测等。这些必要的“四新”探索，其理论性计算和预测将会在机械设计、工艺调配方面起到关键作用，而且可以节省新颖产品的研发周期和实验成本。

（1）传感器

传感器是生产线的神经末梢。从单元部件之间的信息、测量、分析到控制，都要依靠传感器来搜集信息。新型传感器已经从被动监测，不断演化到主动探测预防型维护、装置控管与数据分析，协助增加生产效率等新功效。例如：采用透视传感器后，可精密测量粉尘状态或低介电常数物质的相关数据，模拟出物质的不规则表面或者提供最小与最大标示的体积（3D的视觉化模型）；运用雷射传感器来自动检测原料熔体，不间断地反复测量，并任选不同特性的无线传感区块，读取、传输多样性的信息。

就双拉膜制备企业而言，将传感器技术作为连续生产的切入点主动联系精于即时数据管理、资产管理与传感器设备的专业公司，可让传感器技术更加贴近双拉薄膜生产，方便单元部件之间的协同运作与信息传输。

（2）检测器

检测器是由传感器进化上位的另一种仪器。

制造高端双拉膜所用的现代检测器，具备高特异性和高灵敏度的特点，可对不同物质的规律性及预测性进行响应，例如温度、压力、电荷、电磁辐射、核辐射、粒子或分子等均有实用意义。假如，能把光学薄膜检测算法流程应用于双拉膜的制备上，依次采用图像的预处理、图像分割、数学形态学处理、目标轮廓边缘检测、瑕疵几何形状特征提取与识别的图像分析算法，就一定能够提前检测出薄膜中的细小瑕疵。

（3）计算机的计算和模拟仿真

除了传感器和检测器之外，双拉膜制备各个部件系统的功能也须同步提升。例如熔体系统（水分、粉尘、异物的分离和计量；优化熔体部件的螺杆排列组合，即时对整个配料、给料熔融过程进行挤出粘度和过滤均匀性的自动控制等）；铸片系统（实行厚片表观、宽幅和冷鼓温差的监控；静电吸附的自动调节等）；拉伸系统（辊轴间距和拉力的自动调节；厚片拉伸变化的实时检测和调整；链铗的张力调控和润滑；热塑和定型区域的风压、风速调控等）；牵引系统（自动调整大轴膜的收卷张力；实时检测瑕疵、缺陷的不规则数据等）；辅助工程系统（导热油管、流动的纯净和冷却水，以及人机作业区的恒温、恒湿气流）。

随着生产线的幅宽增宽、运行速度加快，单位时间内所采集得到的图像数据量更大，更需要适应高速、高质量生产的要求。一种基于FPGA的检测系统，能将主要的图像瑕疵/缺陷识别和处理提交给核心的图像处理单元处理，再把处理结果传送给总控室计算机作整合性调整。能够实现图像增透、减透、分束的光强改变方面的严密诉求，须有光谱知识的深入理解和独特的检测创新，才能寻觅到难于分辨的短刮伤、微刮伤。

智能化的双拉膜制备需要增加控制器及算法。需要在各单元部件制造空间、设备连接制造空间和跨域生产网络空间等层面上产生联动融合，并且记载与之相应的技术轨迹，具体包括：①执行预设的工艺条件（温度压力速度）的正常工作范围；②对超越范围的缺陷波动能实时分类和自动纠错（包括刮痕、条纹、鱼眼、涂层空间等）；③发现异常波动缺陷时（包括孔隙、气泡、褶皱、污染等），形成反应灵敏的应急管理体系。

4.2 大数据的采集和工艺方案的优化（软件的智能化）

本文叙述的“大数据”，泛指企业在日常运营中生成、累积的行为数据，可以带给我们智能制造的思维方式。因此，连续生产的双拉膜，对聚合物分子量、设备运行状态等等纷繁复杂的无数信息，需要精准地远程采集、储存、调控，又需要线上与线下的检验不同温度、压力和速度变化条件下的工艺效果。面对海量数据和繁杂的资讯，通过PLC可编程序来存储或执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术等操作指令，并通过数字式的输入、输出来控制各种设备的机械过程，使生产线制造系统形成一个完全协调的整体。届时发现其中深层次的规律或者蕴藏有价值东西，才能真正触及双拉膜制造的核心技术问题。

PLC编程是用程序来改变控制功能的工业控制计算机，赋有较高的可靠性和灵活性，能够对市场需求做出迅速反应，确保生产小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品上市。它除了能完成各种各样的控制功能外，还有链接网络的功能。例如物联网，延伸和扩展到物品与物品之间的信息交换和识别，也包括生产物流在内的所有数据记录，自动输入企业局域网系统，让不同职权的管理者随时通过电脑、手机看到生产线生产工艺参数，订单（计划）完成进度，以及仓库产品、原料的库存等情况。

人工智能+数据处理技术的合作模式，能大幅度提高产品的设计质量和生产效率，将是未来企业发展的核心趋势。目前，规模企业利用网络的概率相对较高，都从网络得到递增的边际收益；同时，庞大的网络信息量基数，也在相对资助其他产业的上升发展。这是人工智能站在全新角度观察包括制造原理（计算方法）与配套企业数量变化和质量提升的问题。

4.3 制备智能化的协同递进和合作（原材料基础研究和应用技术研究的结合）

双拉膜制备的技术升级，离不开对各种聚合物物性的准确掌握，离不开各个工序优化到位的制备制造。双拉膜制备实际存在着递进和持续发展的行程，更需要上下产业链一起脚踏实地同力推动。双拉膜制备的智能化，实质上是人、单元部件组合的生产线与各项生产物资的三元集成，支持人机共融过程的智能监控、状态分析、薄膜性能和质量评估等。

（1）双拉膜的制造技术（应用的技术）进步是踏着前人足迹走过来，每一项研发成果或技术改进都不是孤立的，摆脱不了前端工序的产品进步。同理，每次有效地化解了现实中遇到的问题，也就朝着前进的方向迈出一步。例如优化能耗统计分析的系统（含公用工程、做好大功率装备的运行优化，节能降耗）融入智能制造的范围；

（2）物质世界本来没有最好只有更好，双拉膜制备一直没有过“终极版的生产线”。双拉膜制备的智能化制造涉及整个产业链的上下游，包括基础平台、工艺标准和个性定制的自重或系列组合（专用线）等。如今，成熟的双拉膜制备所具有自动检测和调控的智能功能，这只是智能制造发展的初步内涵，尚不能完全达到“在需求牵引和信息技术驱动下，快速形成先进制造的信息环境与相应的模式”；

（3）高端的智能化制备，是用智能的单元机器匹配生产中的数字化信息源，实现设计、制造和装备的高度融合。从精品模具、数控机器手、自动化运载工具到最终产品的支撑核心都采用MES系统等软件的信息，通过软件与硬件装备的相辅相成，在同一个起点、同一个标准和同一个平台都以现实交汇的集成模式，达到真正意义上的智能制造空间。

五、双拉膜装备的国产替代之路

新中国成立不久，国家为反击“巴黎协议”将电动机和电容器的绝缘问题看成发展工业的一件大事情。1961年5月，第一机械工业部（一机部）部署的第三个五年计划就把聚酯薄膜列为5种重点发展产品，并由国家化工部及四机部组织科研单位从事合成技术、真空技术、设备技术、原料配方技术以及生产操作等方面的专项研究。

参与应用研制共有三个系统：①机电系统：一机部北京电器科学研究院（一机部电科院，现在的桂林电器科学研究院）、常州化工建筑器材厂（后更名常州绝缘材料厂，现在的江苏裕兴薄膜科技股份有限公司）、上海电磁线厂分厂、天津绝缘材料厂；②化工系统：沈阳化工研究院（后迁入现在的晨光三厂）、北京化工研究院（后迁的晨光化工研究院）、上海化工厂；③轻工系统：上海轻工业研究所、北京市塑料研究所（原称宣武塑料厂、北京塑料一厂）。落实双拉膜国产制备是从BOPET开始的。1961年8月，常州绝缘材料厂依靠“全国一盘棋”的协作，在经过改进的印染展幅机上率先拉伸出宽度1.2 m的薄膜样品。虽说该机当时的实用状况很简陋，品质指数极低，产量相当有限，却是中国最早尝试纵横向逐次拉伸的制备。1970年，四川东方绝缘材料厂从法国引进国内第一条釜式法生产线（厚度40～100μ m幅宽为1 m，设计年产0.02万吨绝缘膜）。1972年，浙江嘉兴绝缘材料厂在一机部电器院、西安设计院等单位的参与协助下研制成功国内BOPP电工膜。[2]

80年代的开放初期，我国迈开双拉膜的发展步伐，开始引进小宽幅、小吨位为主的生产线（机速度100 m/分以下，年产能0.5万吨以下）而不是成套技术装置；之后20年才掀起 “市场换技术”的势头，陆续引进德、法、日等国的一些全新设施和配套元件，其中包括模头、挤出机、检测仪器、高端辊筒、横拉链铗导轨、套轴力矩电机、收卷机、分切机等等，这些精密的机电系统具有高速生产和高度自动化的特点，使产品厚度公差小、性能稳定，而且生产成膜稳定、损耗率明显下降，对整个行业的长足进步起到了的推动作用。生产工艺上，双螺杆挤出技术的横空问世，大大免除了干燥系统的投资，还节省了加工热能。原来的釜式法两步拉膜工艺、挤出一步拉伸、挤出逐次双拉进化到现在熔体直拉法，以及ABA、ABC三层共挤多层模头的使用，在线涂布技术等各种光谱折射技术的涌现，带动了行业产品的更新换代。

山东永健机械有限公司，作为专门从事“塑料薄膜双向拉伸设备和各种塑料薄膜实验设备、备件”的生产企业，是国内仅有设计兼制作的实体之一。早在国内引进双拉膜生产线之初，公司就有员工参与承揽国外“塑料薄膜双向拉伸设备”的安装维修业务。2010年5月成立的山东永健机械有限公司，虽然问世不算是长，可是，在整整创业10年里，公司真正融合到双拉膜制造行业，并与行业一起共同发展。公司先后参与安装维修搬迁的生产装备40多条，其中参与制造整线或部分生产线有30余条。已在业界建立起相当不错的口碑。目前，山东永健机械有限公司拥有一支180人的员工团队，其中管理人员10人、检验人员11人；机械电气仪表方面的高级工程师8人、一般工程师36人；生产技师9人、包括安装钳工、电工、金属切削工、电焊工在内的中高级技工45人。同时，引进一套比较新颖的内部分配机制，职工队伍稳定。硬件方面，拥有各类机床等加工设备70余台，其中大型数控龙门镗铣床2台，加工中心5台，数控铣床、数控车床、坐标镗床和精密磨床数台，4m数控冲、数控剪板机折弯机各1台以及各种常规设备等。2016年，自主设计制造的拉伸薄膜试验线具有个性化和多功能的特性，逐渐发展成为行业有活力产品的孵化器。

最近2年内，山东永健公司尤其关注双拉膜装备加工成型的精细、专用和自动化制造方面，勇于开展非标机械装备制造业的深入服务，并得到多方单位的通力合作，提交了一份不错的业绩。

5.1 装备制造，让新线性能跨上台阶

2020年5 月28日，永健公司再次完成江苏裕兴薄膜科技股份有限公司设计制造的6号生产线的全线试车，并顺利投料一次试车成功。该生产线宽幅5.8 m、生产速度180 m/min，年产能2.8万吨，标志着永健公司已经能够制造国内宽幅最大，产能最大的厚膜线。

该项目签订后，公司秉着一丝不苟的态度，组织专人对客户需求进行细致的咨询，并派出技术团队进行全面的数据采集，再制定出经过专业设计的专属方案。生产安排上，自签订合同的8个月内实现了零部件无差错的批量发货，创造公司最短交货时间的新纪录。

图1 厚膜生产线Figure 1 Thick film production line

5.2 设备改造，让旧线功能焕发新生

2020年5 月29日，永健公司承接改造广东树业环保科技股份有限公司一条宽幅热收缩膜生产线。在完成基础搬迁之上又进行专项的装备改造，并获得一次投料试车成功。这条生产线采用直熔法，宽幅6.2 m、生产速度150 m/min，比较改造之前的机械运作更稳定，产品性能更妥贴，是当今世界上首条直熔法热收缩膜生产线，是国内幅度最宽、产能最大、品质相对最好的热收缩膜国产线，产品质量可与国际知名公司的相媲美。

该旧线改造的新生焕发，是永健公司依托历年的工作经验、合作资源和超前技术优势的结果，标志着永健公司在薄膜拉伸方面的专业技能已经达到业内一定高度。这些业绩的完成和突破，既是公司实力水平的证明，又进一步扩大永健品牌的影响力、对推动行业技术进步带来重要的意义。

图2 热收缩膜生产线Figure 2 Heat shrinkable film production line

5.3 研发试验，让成膜工艺验证实施

自2016年中国塑料加工工业协会发文《关于同意建立“中国拉伸薄膜研发实验基地”的批复》（2016第065号）后，永健公司遵照协会“在总结经验的基础上将实验基地的相关工作在拉伸薄膜行业推广实施，力争使国内的拉伸薄膜制造的中小企业得到专项的技术服务”的要求，尝试将自主设计制造的拉伸薄膜试验线转化成行业产品共享的试验平台，努力降低相关企业的研发成本和加快产业化进程，尝试从薄膜原料（含添加剂）开发到成膜工艺、专用生产设备研究的研发创新。

目前，初步见效的试验成果有：

① 增添环保型的膜材料

PLA即聚乳酸，BOPLA是经过双向拉伸加工的生物降解膜。可生产厚度15um-2mm的薄膜及片材，能够确保各类产品达到高透明或不透明，广泛用作印刷材料、包装材料、食品日化软包材料、生物降解淋膜纸等。

BOPLA经过拉伸薄膜试验线的多次试验后获得成功，并且在大线上实现了产业化，该膜样品已取得到欧美的环保使用认证。

图3 降解膜生产线Figure 3 Degradable film production line

② 增添电子级的膜材料

5G是第五代移动通信技术的简称，其性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接，为此，优异的5G天线离不开LCP膜材阻燃、防腐、防雷、耐低温和抗干扰等功能的支持。LCP膜正是光电、航天、国防及行动通讯于高频传输等领域快速发展，针对高性能工程塑胶需求大幅提升，LCP薄膜因其具备低吸湿、耐化性佳、高阻气性以及低介电常数/介电耗损因子（Dk/Df）等特性受到业内人士的关注。

相关5G天线材料LCP膜方面，永健公司目前已经取得重大突破，可基本实现拉膜工艺的产业化。

图4 LCP 膜Figure 4 LCP film

5.4 永健公司在疫情冲击下的志向

过去的2019年，国内外企业管理的风险和挑战明显上升，经济下行压力持续加大。在疫情冲击之后的2020年，全球经济又面临一个百年未有的大变局，中国经济发展仍处于并将长期处于重要的危险和机遇时期。最近，习主席就此提示当前发展的着力点在“推进科技创新及其他各方面创新，加快推进数字经济、智能制造、生命健康、新材料等战略性新兴产业，形成更多新的增长点、增长极”等方面。永健公司决定把国内外高、精、尖的产品标准作为市场需求和生产实践的结合体；把薄膜品质的升华融合到各种不同原辅材料间的研发和性能互补，同时，自始至终加强完善薄膜制备对生产工序的精准把控，大力提升双向拉伸膜终端制品的特殊功能和价值优势。

2021年，永健公司为某企业特地量身定制幅宽7.5 m，车速400 m/min的多功能生产线即将问世。为某上市公司专门设计制造的高端光学膜生产线，幅宽6.9 m，车速400 m/min，也在实施中。未来的永健公司，将向更大幅宽、更快速度的双拉膜生产线逐步迈进。

六、结束语

中国有句古话：“工欲善其事，必先利其器”。

双拉膜制造，本是将高聚物的基础科研与热塑成型技术糅合用于实践的一门应用技术。提升双拉膜终端制品的特殊功能性和价值优势，离不开相应装备的应用技术，离不开资金、市场需求和生产实践情况的结合；双拉膜的品质升华自始至终都离不开原辅材料的研发、各种不同材料之间的性能互补以及融合，更离不开薄膜制备对生产工序的精准把控。

市场竞争压力促进了产品细分、产品替代和产品结构重组。双拉膜行业制备的细化、专用和自动化率是衡量整个产业技术水平的风向标之一。就一个完整产业链而言，谁能打造一个新的供给关系并维系该供给关系的存在，谁就拥有这个产业市场的未来。固然，高端制备的智能化制造不能靠“闭门造器”，也不能孤独前行。因此，采用跨越+渐进方式引进智能化制造的相关技术，并与资本力量和多元配套的供应力量一起联合设计制造，建立一个互相交织利益的共同体已经成为制造智能化制备的必要条件。

我们相信，只有“主动、不断地改善和提高制品性能拓展应用范围，才能寻找到发展自己的机遇”。双拉膜制备企业竭力以专业的知识和前瞻的判断来强壮自己的竞争翅膀，就有可能为行业打造出技术出彩的一系列制备。