雙向拉伸，目前是許多包裝塑料薄膜的主要生產(chǎn)工藝，有其得天獨(dú)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(diǎn)，是其它生產(chǎn)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(shù)的日益提高，雙向拉伸生產(chǎn)線各方面技術(shù)，愈加成熟和先進(jìn)。盡管如此，但隨著下游客戶加工設(shè)備的不斷更新，后續(xù)加工的生產(chǎn)速度和效率不斷提高，客戶對薄膜的質(zhì)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(fù)雜和有一定難度的技術(shù)問題，難就難在影響因素很多，很難在生產(chǎn)過程長久保持一個良好、穩(wěn)定的狀態(tài)，難免會出現(xiàn)厚度控制異常，造成批量的厚度質(zhì)量缺陷，造成企業(yè)的損失。因此，在生產(chǎn)中厚度如何判斷會導(dǎo)致厚度質(zhì)量缺陷的異常情況，有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。
目前行業(yè)慣用的厚度測量方法，是按照國標(biāo)規(guī)定進(jìn)行的，具體做法就是，根據(jù)薄膜的寬度來確定測量點(diǎn)數(shù)目，再等間隔進(jìn)行厚度測量。其弊端就測量結(jié)果不能與生產(chǎn)厚度控制做到一一對應(yīng)，從而無法驗(yàn)證此刻薄膜的實(shí)際厚度情況究竟如何，無法及時給生產(chǎn)線操作人員提供可靠的判定依據(jù)。另一方面，在成品檢驗(yàn)時，檢驗(yàn)人員也無法準(zhǔn)確判斷厚度缺陷出現(xiàn)的位置和實(shí)際厚度缺陷的程度，影響質(zhì)量等級的準(zhǔn)確判定。
為了進(jìn)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(chǎn)工藝流程圖
預(yù)先配比的塑料樹脂混合料，經(jīng)擠出機(jī)熔融，再通過T型模頭（圖2）中的狹縫擠出，后續(xù)經(jīng)流延成型、縱橫兩個方向拉伸后成為幅度較寬的薄膜，再經(jīng)牽引機(jī)牽引繼續(xù)向前，經(jīng)過測厚、表面特殊處理，收卷在雙向拉伸生產(chǎn)線的收卷機(jī)上，完成了大母卷（半成品）的生產(chǎn)，再經(jīng)過適當(dāng)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(chǎn)線在線厚度控制的基本原理：
雙向拉伸薄膜厚度的控制實(shí)際分為三個有機(jī)結(jié)合的部分，即T型模頭、厚度測量系統(tǒng)和厚度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。薄膜寬度方向的厚度值大小，實(shí)質(zhì)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(shí)現(xiàn)的，T型模頭上排列著一定數(shù)量的這樣的可伸縮螺栓，這些螺栓等間隔排列，從而實(shí)現(xiàn)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(yīng)的映射范圍。位于生產(chǎn)線后端的厚度測量系統(tǒng)，沿整個寬度方向進(jìn)行多點(diǎn)的往復(fù)厚度掃描，掃描的厚度值也相應(yīng)的被劃分為數(shù)個區(qū)域，與模頭螺栓的映射范圍應(yīng)一一對應(yīng)，來實(shí)現(xiàn)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(chǎn)線為例，其T型模頭共的39個可伸縮厚度調(diào)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(dāng)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(dāng)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(yīng)薄膜寬度約為247.4mm（如圖3）。
雙向拉伸薄膜厚度的點(diǎn)對點(diǎn)測量法也正是建立在這一原理的基礎(chǔ)上，需要在進(jìn)行厚度測試的樣品上也找出這樣的范圍來，并把測量結(jié)果與在線時的厚度測量結(jié)果進(jìn)行對照，從而可知道在線薄膜當(dāng)時的實(shí)際厚度狀況。
圖3 可伸縮調(diào)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(diào)節(jié)螺栓控制范圍的在線標(biāo)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(diào)節(jié)螺栓的實(shí)際控制范圍（控制間隔），假定為247.4mm。
2、 在用于進(jìn)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(diào)節(jié)螺栓（20#螺栓）的中心。
4、 以該中心為中心對稱點(diǎn)，分別向兩個邊部以247.4mm的間隔來確定4#到36#調(diào)節(jié)螺栓的中心。
5、 確定4#和36#調(diào)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(diào)節(jié)螺栓的邊界。
6、 4#和36#調(diào)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(diào)節(jié)螺栓各自對應(yīng)的間隔內(nèi)選擇測試點(diǎn)，進(jìn)行厚度測量。
8、 將記錄測量結(jié)果與調(diào)節(jié)螺栓編號一一對應(yīng)。
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(jié)果進(jìn)行比對，從而可判定當(dāng)時的厚度情況。
筆者曾按照此法對薄膜做過數(shù)十次的實(shí)驗(yàn)室測量結(jié)果與在線時測量結(jié)果的對照，結(jié)果都非常吻合。下圖（圖4）為筆者按照此法對薄膜所做的實(shí)驗(yàn)室測量結(jié)果與在線時測量結(jié)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(shí)驗(yàn)室與在線厚度測量結(jié)果對照圖
實(shí)際意義：
其一，雙向拉伸薄膜的生產(chǎn)，各項質(zhì)量指標(biāo)都是基于穩(wěn)定生產(chǎn)的情況下實(shí)現(xiàn)的。在穩(wěn)定生產(chǎn)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(shí)驗(yàn)室厚度的測試結(jié)果，也就可以用做本批薄膜的厚度狀況的評價，生產(chǎn)操作人員就可以此結(jié)果來判斷當(dāng)前的厚度是否存在質(zhì)量缺陷，從而采取必要措施，實(shí)施有效控制，是生產(chǎn)人員極有實(shí)用價值的參考。
其二，生產(chǎn)線下來的薄膜要經(jīng)過分切成為客戶所需的成品，在此過程中要進(jìn)行成品的終檢。因生產(chǎn)方式的局限，在終檢時業(yè)內(nèi)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(jié)果來判定成品薄膜的厚度情況是否符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。這種方法的特點(diǎn)是快速、實(shí)用，但可靠性較差。若把點(diǎn)對點(diǎn)測試法移植到成品的檢驗(yàn)中去，則可以大大提高厚度定級的準(zhǔn)確率。具體做法就是，將實(shí)驗(yàn)室或生產(chǎn)線的厚度范圍與分切機(jī)的各個工位相對應(yīng)，從而可根據(jù)厚度趨勢圖和各個點(diǎn)的厚度值，來判定某工位成品的厚度質(zhì)量情況。
雙向拉伸薄膜厚度的點(diǎn)對點(diǎn)測量法應(yīng)用也有其局限性，就是雙向拉伸薄膜的生產(chǎn)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(jié)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(chǎn)品的厚度狀況（實(shí)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(chǎn)技術(shù)中心 祁少利