薄膜性能 对卷筒质量乃至收卷机所需的附件都施加了重要的影响。例如，具有非常平整表面的薄膜比相对易于卷绕的T恤袋用HDPE膜就需要更为精细的卷取技术。而且，敏感、灰暗和很光滑的表面或膜在卷筒上的后收缩使卷绕更有难度。同样，无论薄膜是具有极高弹性还是弹性很低，都会影响卷筒的质量。

图1. 带两个卷取工位的接触式卷取器示意图

        收卷基本原理

        在吹膜和平膜挤出中用到的接触辊和塔式卷取机代表着两种根本不同的卷取概念（图1）。对最终卷筒提出的质量要求毫无疑问是收卷机特定类型选择的关键。但实际考虑因素也起着作用，例如可用空间、操作人员经验和投资成本。收卷机的选择需要对各个部件是如何运行的，以及卷筒的收卷和更换过程都有精确的了解。

        在筒式卷绕中主要有两个步骤。在实际收卷过程中，薄膜是在一定的接触力之下被卷取，必须根据卷筒渐增的直径对系统进行调节，膜卷必须被相应地传送。

        第二步是当卷轴运转时的卷筒更换，卷筒沿其宽度被分切，并被卷取上新的卷芯。

图2. 水平支持路径： 当卷取中点和接触辊中点 在同一高度时，接触力在水平方向起作用

        接触力的施加和调节

        驱动膜卷的最简单方法是把它压在一个马达驱动的接触辊上。这种胶质接触辊通常是交错开有沟槽，目的是接触辊和卷筒之间带有的气体不会使卷筒偏轨。而且，把接触辊压住膜辊能防止最后膜卷各个膜层之间被气体堵住。

        在最为简单的情况下，接触辊和卷轴之间的实际接触压力可以由卷辊自有的固定负载所产生出来。然而，这种接触力既不恒定，也不可以被调节。今天这种卷绕机只可被用于最简单的薄膜当中。更高品质的卷取机利用了气动或液动缸体，或者步进马达系统，在整个卷轴直径方向都以受控方式压住薄膜。而且，如果接触力自动降低，整个膜卷的卷取硬度从卷筒开始到结束都可被调节。这对于在卷辊上会收缩的薄膜是特别重要的。

图3. 带高度平衡的支持路径： 接触力在两个中点的连线上起作用

        在多数卷取机中的必要接触力是通过把移动安装的卷轴顶压住一个固定的接触轴来施加的。当卷筒直径增加时，膜卷从固定辊上移开。缺点是渐增的重量会改变惯性瞬间和可移动安装卷轴的摩擦条件。所以，要非常精确地控制卷轴和接触辊之间的接触力是很困难的。针对很高的要求，接触辊所以是可移动安装的。这样的接触辊可以被装在一根杆上或者是悬空，目的是为了可以弥补固定负载。另外，这种辊还可以在一个易移动的托架上从膜辊上被水平移走。这种系统能应用的接触力极小，小于50N。然而，因为接触辊周边的所有部件，如分切系统，在需要更换辊筒的时候也需要可移动安装，所以这么小的接触力需要的机器费用还挺高。

图4. 转臂：当卷筒直径增大时，卷取轴被转开

        根据辊径做调节

        在卷取时膜辊直径会增加。必须通过移动卷轴或接触辊来对这种直径的提高进行平衡稳定。

        在卷轴移动的地方，接触辊被持久地安装在框架里。当卷轴随着膜卷的进入而运转时，它会从接触辊移开。这种系统的优点在于接触辊安装的结构很简单以及组件在接触辊上的简单连接。缺点就是卷轴渐增的重量影响着卷取过程，就象在接触力控制的情况之下。

        在接触辊可移动的地方，卷取轴在卷取过程中是持久固定的，当卷轴直径增加时接触轴会移动。这种精致的系统保证了极为顺畅的卷取，因为可移动接触辊有着稳定的重量，而卷轴也是固定到位了。

图5. 在真空切割技术中，膜被真空顶住 了卷芯，所以不会在起卷时起折

        膜卷的传送

        如果膜卷是移动安装的，那么卷取轴可以是在双轨上直线地或者是在摆式双臂上呈弧形的被移动。

        从机器角度来说移动轨有着相对简单的构造，在两条平行的轨道上移动卷轴两端。如果卷轴中点和接触辊的中点处于同一高度，那么接触力就在水平方向上起作用了（图2）。

        如果两个中点不在同一高度，那么接触力就在连接两个中点的方向上起作用。接触辊上卷取轴或卷筒所受支撑可以减弱卷取过程中卷轴弯曲的负面影响（图3）。

        另一种可能性是把卷取轴放置在摆臂中，当卷筒增大时摆臂会从接触辊移开。这需要一个可移动的接触辊，目的是可以控制接触力（图4）。

        卷筒的更换

        在更换卷筒之前，新的卷取轴装上了卷芯，并常被吊架插入到卷取机中。应用机械手装卷芯的全自动系统和做好的卷轴的回送由于投资成本高而相对少见。通常是硬纸板材料的筒芯仍然必须包上粘性胶带或者喷上粘接剂，这样新的膜卷可以附着在卷芯上。然而，这里有分切系统可利用，它通过施加静电而把卷筒连接到卷芯上。

        当更换卷筒时，新卷轴从生产线以外的待定位置被输送。然后通过挂式切割器或拉刀把卷筒分开，并卷绕到新的卷芯上。分切系统根据卷轴直径而自动调节在今天是很普通的了。

图6. 具有第二中央驱动的多功能接触式 卷取器能从卷筒开始时就控制卷取

        完成的膜卷和新卷轴之间的膜卷在被分开之后，粘性的卷芯表面吸住膜的自由端并把它卷上。在这个卷取过程中，会出现膜的折叠，它破坏了薄膜卷芯的卷取质量。无折迭卷取可大大提高卷取质量，特别是在接触式卷取器的情况里。新近开发的真空切割滚筒能实现生产中的无折迭卷取启动。针对接触辊的真空保持着这样的卷筒起步，所以不会出现折迭（图5）。装到真空切割滚筒的刀片把薄膜从卷筒切开。这有助于整个膜卷宽度上的切割角度合适而整齐，防止穗状毛边和卷筒开始时的不完整切割。而且，用这样的真空切割滚筒可以很精巧地变化卷取方向，不需要二次分切系统。掉转旋转方向具有一些优点，例如电晕处理过的一边可以面朝外地被卷取，或者朝向顾客希望的一面。

图7. 每个卷取点都在上方的塔式卷取器所需空间很少

        接触辊卷取器

        接触辊卷取器的常有特点是受驱动的接触辊。在纯粹的接触式卷取中，卷轴是被压在接触辊上旋转的。多功能接触式卷取器还具有用于卷取轴的驱动，所以能在卷轴和接触辊之间没有接触的情况下对薄膜进行卷取。

        接触辊卷取器因为它们的多功能性而特别的普遍。装有锥度张力和接触力调节器，这种卷取器能高质量地卷取种类多样的薄膜。

        接触式卷取器的优点包括多功能性、相对简单的结构、可生产大直径（达1500mm）卷筒和薄膜可以得到控制的方式被卷取。

        缺点是在卷到新筒上时的步骤相对不受控，可能导致卷芯上的折迭。而且，在换卷筒之后的头几分钟时间内，卷取是纯粹的接触类型，因为卷轴的中央驱动仍然是连接到完成的膜卷上的。只有在做好的膜卷被移走和新卷轴被放在正常的卷取位置上时，中央驱动器才能又在新卷轴上转动起来。对于纯接触卷取器来说，这会导致卷膜开始时的折迭。在要求很高的场合，所以建议为新卷轴准备第二台中央驱动，这样可以从卷筒开始时就出现受控的中央卷取（图6）。

        通过组合接触式与中央卷取，或者甚至通过无接触的间隙式卷取，很灰暗、粘性或非常宽的薄膜可以被最好地卷取。卷取很松的卷筒需要在极低接触压力之下或者不接触滚筒的情况下被卷取。在这种间隙式方法中，接触辊和卷筒之间的间隔被保持恒定。当前的卷取器，例如Windmoeller&Hoelscher公司的Filmatic R可以被升级而具有这些特点，从而根据各自要求而被应用。   

图8. 接触式卷取器与塔式接触器的市场占有率

        塔式卷取器

        在塔式卷取器中，卷取轴被安置在一个塔盘上，每个轴都带一个中央驱动。在换卷筒之前，通过旋转塔盘就放置好了新的卷取轴（图7）。

        因为从卷筒一开始可以直接进行中央卷取，而起卷位和卷取位置相同，所以塔式卷取器能对起卷步骤进行很好的控制。而且，接触压力和卷筒张力可被精确地控制，旋转方向的掉转也易于被设计。

        因为机器规格所限，卷筒直径实际是在800-2000mm之间。在卷筒快完成时，卷取步骤相对得不到控制，因为在换卷时卷筒长度根据塔盘的旋转而有很大的变化。转臂卷取器等特别机型能更好地控制转换步骤。

        各系统的比较

        卷取器的选择与用途、所需质量和薄膜性能有着关系。

        除了技术特点以外，自然地也还需要考虑结构、操作和投资成本等标准。所以，接触式卷取器在很多情况下是首选，特别是当它们可以被扩展时。塔式卷取器在中央/间隙卷取和起卷步骤上具有优势。接触式塔型卷取器，如Filmatic R，特别具有空间优势。专用塔式卷取机型只是在特殊用途中才碰到，因为他们的技术复杂，投资成本也很高。

        多数薄膜产品可以在接触式和塔式两种系统中被生产出来。新成果和模块化组合正在减弱各个卷取系统之间的差别。昂贵的专用卷取器的许多特点已经可以被融入到相对简单的卷取设计当中了。它们包括了对最小卷筒张力的灵敏控制，以及按下按钮就可掉转旋转方向。 

        从一个地方到另一个地方，从一种应用到另一种应用，市场分布有着巨大的不同。塔式卷取器在北美和日本相对普遍，而接触式卷取器在欧洲、非洲和亚洲就占有优势。塔式卷取器被更多的是针对特殊要求和较高品质要求而被应用，但它们正越来越受到欢迎，特别是在欧洲。所以塔式卷取器在平膜或流延膜设备中的占有率大概为50%，而在吹膜设备只占两成。