在过去三到五年里，流延膜和吹塑膜的卷取机已经有了很大的变化。它们现在能以更高的速度和更小的张力，卷绕直径更大和质量更佳的卷筒，而所卷绕的薄膜也更薄、更有弹性。这不是一个成果所能产生的，而是很多。从90年代中期开始，负载单元张力控制器、张力渐小功能和交流通量-矢量驱动开始了取代浮动辊张力控制和直流驱动。

　　美国Macro Engineering公司在1990年为一条实验性挤出涂层生产线提供了它首台通量-矢量驱动，这条生产线以3500ft/min的速度卷绕涂层纸。纸的卷绕速度能达8000ft/min，非织品达4500ft/min，因为它们无弹性、多孔渗水，且不会挡住气体。

　　第一个带交流通量-矢量驱动、由触屏式可编程逻辑控制器（PLC）进行控制的塑膜卷取机是Battenfeld Gloucester公司于1991年推出的1011小型塔式中央卷取机，是专门针对三层吹塑膜的。Black Clawson 和 Reinhold两家公司于1996年推出了他们第一台交流矢量驱动和PLC控制器，用于塑膜卷取机上。五年前，多数卷取机制造商还正在生产带交流驱动和PLC的一些机型。而两年前，实际上所有的品牌和所有的机型已经转为使用这些技术了。

　　交流驱动的最大优点不是速度，而是低保养。直流驱动有电刷，必须更换，当只有外部空气冷却时会以较低速运行。交流驱动没有电刷，不需要冷却，更加精确，速度范围也更广。最近以来，交流伺服驱动已经被用于取代交流矢量型式的驱动，提供更为精确的速度和位置控制。

　　直流驱动的速度和转矩都不是线性的。而另外一方面，矢量和伺服型式的交流马达具有从零到最大速度的绝对线性转矩发展变化。这意味着直流驱动有着约80:1的速度范围可利用，而交流矢量或伺服驱动有着2000:1的速度范围。

　　为什么这样的速度范围是必需的呢？中央驱动卷绕开始时的卷绕轴转速高，而当卷筒形成时，速度极低，这样就保持了稳定的卷筒表面速度。速度渐小率至少为10:1，而较大直径的可能会为25:1。Black
Clawson公司称，直径大至60in和材料极薄且有弹性的卷筒可能需要大至100:1的张力递减率。

　　今天流延膜卷取的实际最高速度大概是：拉伸膜为2500ft/min，BOPP膜为2000ft/min，而几年前两者均在1500 -1700ft/min之间。Davis-Standard公司涂层及薄膜销售总监Ricky Keller称:：“现在的流延膜生产线不再被卷取机所限制了。”

　　薄膜卷取在二级加工中运转得更快了，如印刷、涂层和贴层。例如，Davis-Standard公司出品的Meridian卷取机据称能以2500ft/min的速度来处理涂层或贴层膜、镀金属薄膜和BOPP快餐包装物。Keller称：“因为在卷绕时需要排出气体，Meridian卷取机运转的速度可以和膜运行的速度差不多快。”

　　新一代卷取机也能在较低的生产线速度下保持比以前较低的张力，这对于预拉伸膜和吹塑膜等软又薄的卷筒来说是一个好事情。吹塑膜的均匀度比流延膜本来就差点，所以它需要被卷绕得较松，以做成平整的卷筒。如果拉伸膜被卷绕得太紧，那么薄的地方会变得更薄，厚的地方会起皱。对于较薄膜来说，厚度变化会小点，但一个卷筒会积聚很多层，所以厚度变化对卷筒质量的总作用会大点。吹塑膜的卷取速度一般为300-350ft/min，而拉伸薄膜为500-600ft/min。HDPE吹塑膜可以1000ft/min的速度被卷取。

　　更高的卷绕速度和更好的张力控制正在改变着常规。Macro Engineering公司总裁Mirek Planeta说：“我们正在为全球大量的生产线改造卷取机。”老式卷取机正被装上新型驱动马达、电子元件、负载单元，成本是一整台新卷取机的三分之二。

　　新型高速卷取机利用和以前款式不同的辊子结构。例如，Davis-Standard的2300型流延膜卷取机用于直径57in的卷筒，它只有三个备用辊，而以前为五个。今天所有的制造商利用碳纤材料的备用辊，实现了轻质、坚硬和高速下的较少振动。

　　在高速加工生产线中应用的巨型辊子变得越来越大和越来越重了。德国布鲁克纳（Brueckner）公司宣称已经造出了世界最大卷取机，以处理10米宽的PP卷筒和直径60in重达26,000磅的卷筒。从1997年至今，布鲁克纳已经建造了四台这样的庞然大物。

　　Battenfeld Gloucester的1022型表面卷取机能处理直径60in重达7000磅的辊子。（也有一种专门用于72in辊子的机型）。Gloucester的OPP流延膜卷取机1037机型支持10,000磅的辊子，并且还在建造用于12,000磅辊子的机型。

　　追求零张力

　　高精度负载单元和较新的辊子构造使卷绕张力小得多了。Black Clawson公司利用伺服驱动，把90in卷筒的张力保持在2磅之低，或是0.02pli（(lb/in)。Windmoeller& Hoelscher公司利用伺服马达，把100in卷筒的张力保持在4磅(0.04 pli)之低。张力可以由10磅开始，到一装满卷筒的外围就逐渐减少到2或4磅。

　　Black Clawson公司正在针对特殊膜发展一种“零张力”的卷取机。该公司产品经理Robert Moeller指出，此机感应膜表面，保持一定低垂度。

　　较好的低张力控制器改善流延PP膜的卷筒质量，这是一种难做的产品，因为在卷取后，它会在定形48小时或更长时间内时一直收缩着。如果没有足够的气体被吹进卷筒中，容许收缩存在，卷筒就会硬化，并可能使卷芯变形。W&H公司Reinhold分公司总经理Gerd Kasselmann认为，低张力的中央/表面卷绕可以吹走各层间的一定量的气体。

　　聚乙烯（PE）不会收缩得这么厉害，它被卷绕在较紧的筒中，不让气体进入。这些卷筒需要在筒芯处较紧，而外部较松，因为张力在筒芯处会小，但在外部仍会保持紧张。

　　为了控制吹塑膜的低张力，Addex公司去年开发出来了一种高端表面/间隙卷取机，名为Superwind。它有13个带有直接转矩控制的交流伺服马达。每个卷绕筒在一端有个大马达，另一端有个小马达，用于输送卷筒。在备用卷筒的每一端都有光纤线路的负载单元，控制实际的张力。根据来自所有驱动的转矩数据，Superwind卷取机控制着张力，并利用负载单元来校正和检验张力。

　　Addex的总裁Rick von Kraus说，这种系统提供了更为精确的张力控制。他称精度在2%至3%之间，而只由负载单元完成的张力控制的精度为10%至15%。“利用负载单元控制马达速度只在不发生打滑时才会精确。如果发生在一个张力区打滑，它就会影响下一个张力区，产生抽吸效果。”

　　劳芬豪舍 （Reifenhauser）的UFA III型高速卷取机集合了罗克韦尔 （Rockwell）自动化公司的Control Logixs可编程逻辑控制器（PLC），通过来自马达和三至七个驱动辊的感应数据，卷取机控制着张力。通过来自高速负载单元的信号对张力进行测量，但不是控制。负载单元测量备用辊的张力偏差，提供与实际张力成比例的电子信号。

　　劳芬豪舍并不利用气动或液动压力，而是利用伺服驱动在接触鼓上产生机械压力。这种伺服压力可低至50牛,有可能以压力而不是间隙模式来卷绕弹性薄膜。UFA III机型能卷绕直径59in的卷筒。

　　更大、更好、更快

　　Alpha Marathon公司为吹塑膜和流延膜制造塔式卷取机，最近它推出了针对带衬料薄膜的高速复绕机，卷绕速度可达1200ft/min，每20秒时间完全自动地更换卷筒。

　　Black Clawson公司正在开发一种新型“砧座”，用于自动切割聚酯膜和OPP膜，它是利用伺服驱动刀片冲击支撑辊。对着支撑辊的钝边可切割聚酯，而不会让它脱落。伺服驱动使砧座支撑架加速，所以它可以和膜一样的速度运行。

　　Davis-Standard公司已经把高速摄像机综合到EPIC控制器之中，实现在其Meridian卷取机上高速输送卷筒。这种机型现在可以2500ft/min的速度切割和接合。

　　Battenfeld Gloucester的1002DS (双锭子)卷取机可以2000ft/min的速度卷绕流延拉伸膜，生产８个20in宽的卷筒或六个30in的卷筒。Gloucester公司也为共挤出吹塑拉伸膜提供具有其首套商业应用的MDO装置的高速双塔式卷取机。在拉伸之前，0.8至1mil厚的膜以225ft/min的速度运行。在拉伸之后，膜只有0.25至0.35mil厚，长度为原来的四倍，所以它以900ft/min的速度卷绕。

　　Alpine公司正在生产其首个具有反绕功能的间隙卷取机。其卷绕速度可达1000ft/min。

　　Macro Engineering公司为直径60in、速度超过2000ft/min的BOPP卷筒制造塔式中央卷取机。其最新Automax C和Automax S卷取机有着可供选择的“吻”式卷绕，它利用专门的伺服驱动卷筒来排除气体。这种线性卷筒在两端均有支撑，并与卷绕筒的轴线保持平行。通过一个触屏，对张力和压力进行控制。

　　奥地利兰精（SML）公司开发出了2000型水平滑行卷取机，能撕开16个较小的卷筒，符合无废料的切割。它能把PE拉伸带卷取成外径10in的卷筒，把PP流延膜在6in的筒芯上卷绕成外径40in的卷筒。

　　意大利Tecno公司刚刚开发出了针对流延拉伸膜的高速塔式卷取机，运行速度达1600ft/min。它可以高速地直接制造拉伸膜卷绕筒，而各个拉伸膜卷筒通常是在次级操作中被撕开和复绕的。Tecno在卷绕筒上利用了交流矢量驱动，而在其它被驱动卷筒上利用了控制张力的交流伺服驱动。

　　从今年起，Reinhold公司将为W&H公司建造表面和间隙卷取机，并将其鼓内切刀设计首次应用到表面卷取机中。这将使表面卷取机能轻松地倒转方向，这一般是中央卷取机的优点。

　　Reinhold公司的切割鼓专利技术已经被用于W&H的全伺服的Filmatic R中央卷取机中。刀片会切出一个锐角，并把刀锋送至新筒芯，这从开始起就提供了中央卷绕。

　　卷取机小知识

　　卷取机有三种基本型式： 中央、表面和间隙。中心卷取机在卷取轴上有一个大型驱动马达，能轻松地调转方向以卷绕共挤出的或加工过的薄膜。

　　轨式中央卷取机比塔式卷取机运转得更快，做出来的卷筒直径一般也更大，但直径仍然受到限制，因为所有的卷取转矩是从中央得到应用的。轨式卷取机有两三个轴，各自在圆形轨道里行进。因为更换卷筒时，可以把新筒放到满筒边，所以切割更为清洁。卧式中央卷取机从机器中直接卸下一个满筒，并用手工或天车再装上空的筒芯。

　　表面或接触式卷取机是成本最低的卷取机。它们利用驱动小马达，把薄膜卷取在一个自由旋转的卷取筒上。它与中央卷取相比的优势就是卷筒张力并不是由转矩所提供，缺点就是气体不能在有需要时被吹到卷筒中。表面卷取可以和中央卷取结合在一起，是在卷取筒上添加一个驱动马达。这在外部施加了张力，在卷筒内部施加了转矩。

　　间隙卷取机卷取时，卷筒间的气体间隙约为0.25 in。在间隙方式中，接触卷筒不会碰到卷取筒；而在表面方式中就会碰到。通过引入气体，间隙卷取可以做出松驰的卷筒，所以这对弹性或非均一性膜是有好处的。间隙卷取通常被用于张力较高、速度低于800 ft/min的窄形卷筒。