CN106273390B - 一种薄膜双向拉伸方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种薄膜双向拉伸方法及装置，装置由挤出机、薄膜挤出机头、加热组件、纵向拉伸组件、分切刀片和收卷组件组成，纵向拉伸组件位于加热组件加热区内部，纵向拉伸组件由扩伸杆和纵向拉伸倍率调节组件组成，扩伸杆与薄膜挤出机头相连接，扩伸杆位于环形薄膜内表面两侧，用于薄膜挤出机头处环形薄膜的纵向拉伸，纵向拉伸倍率调节组件通过调节扩伸杆张开的角度以改变纵向拉伸倍率。本发明无需薄膜边缘夹持机构，有效避免了薄膜边缘在夹具作用下导致的破膜问题；纵向拉伸组件为静态，无需动力，结构简单；双向拉伸环形薄膜后分切成单层薄膜，可以在相同尺寸机器下生产双倍宽幅的双向拉伸膜，使得结构更加紧凑，有效减少双向拉伸设备占地面积。

Description

一种薄膜双向拉伸方法及装置
技术领域
本发明涉及高分子材料加工技术领域，特别涉及一种薄膜双向拉伸方法及装置。
背景技术
采用双向拉伸技术生产塑料薄膜，可以提高薄膜的机械性能，降低对气体、水汽等的渗透性，提升薄膜的透明度、表面光泽度等光学性能，缩小厚度偏差、提高尺寸均匀性。“《双向拉伸塑料薄膜》1999，尹燕平主编，化学工业出版社.”公开的双向拉伸设备主要有上下皮带辊对压式、伸曲链条式、螺杆传动式、辊组纵向拉伸——导轨横向拉伸组合式及线型磁电传动式。而至今一次拉伸法在薄膜的大生产中尚未普及，其主要原因在于：上下皮带辊对压式的纵向拉伸倍数不可调，生产效率低下；而其他几种设备的传动***及纵向倍数调节***十分复杂；纵向拉伸倍数不易过大；设备的价格十分昂贵。另外，通过大变形有限元的分析可知薄膜边缘在夹具作用下其受力状态不均匀而导致在拉伸的过程中容易出现破膜。专利(CN 102343669 A)提出一种聚酞亚胺薄膜双向拉伸机，通过电机与立式链条使薄膜横向拉伸，丝杠螺母扩幅机构使薄膜纵向拉伸，但是其结构复杂，并且由于薄膜边缘挂在针板上易出现破模。专利(CN 104723546 A)提出一种基于鞍形曲面过渡的薄膜无级双向拉伸方法，利用两个成一定夹角对称排布的圆形轮形成鞍形曲面实现纵向拉伸，但是圆形轮占用空间较大，纵向拉伸比调节幅度也有限。针对上述目前薄膜的双向拉伸方法及设备存在的问题，开发一种新型的薄膜双向拉伸装置具有重大意义。
发明内容
为解决目前双向拉伸设备结构复杂、纵向拉伸倍数小、夹具使薄膜边缘破膜等问题，本发明提出一种结构简单、易于控制且薄膜综合性能优异的薄膜双向拉伸方法及装置。
为实现上述目的，本发明一种薄膜双向拉伸方法是，通过挤出机挤出厚度均匀的环形薄膜，并横向牵引环形薄膜沿着纵向呈一定扩伸角度的对称斜面向前移动，从而实现双向拉伸(本发明中沿着挤出方向定义为横向，垂直于挤出方向定义为纵向)，然后经过分切成单层薄膜。该方法下薄膜的变化历程依次为：薄膜挤出机头处环形薄膜、纵向拉伸组件处双向拉伸后的环形薄膜、分切后正在展平的单层薄膜、分切后展平的单层薄膜以及收卷后的单层薄膜卷。
实现上述方法的一种薄膜双向拉伸装置，由挤出机、薄膜挤出机头、加热组件、纵向拉伸组件、分切刀片和收卷组件组成，它们依次排布；其中，纵向拉伸组件位于加热组件加热区内部，用于加热纵向拉伸组件处环形薄膜；纵向拉伸组件由扩伸杆和纵向拉伸倍率调节组件组成，扩伸杆与薄膜挤出机头相连接，扩伸杆位于环形薄膜内表面两侧，用于薄膜挤出机头处环形薄膜的纵向拉伸，纵向拉伸倍率调节组件通过调节扩伸杆张开的角度以改变纵向拉伸倍率。
本发明一种薄膜双向拉伸装置，其纵向拉伸倍率调节组件由两根相互配合的杆件组成，两根相互配合的杆件分别与两扩伸杆固定连接，两根相互配合的杆件上沿纵向均匀开孔，两根相互配合的杆件通过在不同孔位处螺栓连接以改变纵向拉伸倍率。
本发明一种薄膜双向拉伸装置，其纵向拉伸倍率调节组件的另一种实例为，扩伸杆整体或仅末端为磁性实体，如铁，两扩伸杆末端一侧通过弹簧相连接，另一侧与薄膜接触。薄膜另一侧为电磁铁。通过电磁铁对扩伸杆的吸引力与弹簧对扩伸杆的拉力形成静力平衡，以改变两扩伸杆的张开角度，从而实现纵向拉伸倍率调节。本实例可以实现不停机的情况下在线调节纵向拉伸倍率。
本发明一种薄膜双向拉伸装置的加热组件可以为电磁感应加热、电加热等方式，使温度控制在薄膜可拉伸的加工温度范围之内。
本发明一种薄膜双向拉伸装置中，为了防止环形薄膜在扩张过程中出现粘贴，可通过扩张杆内侧开孔通入压缩空气，该压缩空气可以控温，使薄膜处于最佳的拉伸状态。
本发明一种薄膜双向拉伸装置中，扩伸杆与薄膜接触的部位喷涂自润滑涂层，例如喷涂聚四氟乙烯，或镀上石墨烯，减少薄膜与扩伸杆之间的摩擦，使得薄膜在牵引辊的牵引下顺利地拉伸。
本发明的有益效果是：1.无需薄膜边缘夹持机构，有效避免了薄膜边缘在夹具作用下导致的破膜问题；2.纵向拉伸组件为静态，无需动力，结构简单；3.双向拉伸环形薄膜后分切成单层薄膜，可以在相同尺寸机器下生产双倍宽幅的双向拉伸膜，使得结构更加紧凑，有效减少双向拉伸设备占地面积。
附图说明
图1为本发明一种薄膜双向拉伸装置的设备生产线；
图2为本发明一种薄膜双向拉伸装置的纵向拉伸组件；
图3为本发明一种薄膜双向拉伸方法的生产线示意图；
图4为本发明一种薄膜双向拉伸方法的薄膜宽幅变化示意图；
图5为本发明一种薄膜双向拉伸方法的纵向拉伸倍率调节组件的一种示例。
图中，1.挤出机；2.薄膜挤出机头；3.加热组件；4.纵向拉伸组件；5.分切刀片；6.收卷组件；7.薄膜挤出机头处环形薄膜；8.纵向拉伸组件处环形薄膜；9.分切后正在展平的单层薄膜；10.分切后展平的单层薄膜；11.电磁铁；12.弹簧；4-1.扩伸杆；4-2.纵向拉伸倍率调节组件。
具体实施方式
本发明一种薄膜双向拉伸方法如图3、图4所示，通过挤出机挤出环形薄膜，并横向牵引环形薄膜沿着纵向呈一定扩伸角度的对称斜面向前移动，从而实现双向拉伸，然后经过分切成单层薄膜。该方法下薄膜的变化历程依次为：薄膜挤出机头处环形薄膜7、纵向拉伸组件处环形薄膜8、分切后正在展平的单层薄膜9、分切后展平的单层薄膜10以及收卷后的单层薄膜卷。
实现上述方法的一种实施例为，一种薄膜双向拉伸装置如图1所示，由挤出机1、薄膜挤出机头2、加热组件3、纵向拉伸组件4、分切刀片5、收卷组件6组成，依次排布。其中，纵向拉伸组件4位于加热组件3加热区内部，用于加热纵向拉伸组件处环形薄膜8。纵向拉伸组件4如图2所示，由扩伸杆4-1和纵向拉伸倍率调节组件4-2组成，扩伸杆4-1与薄膜挤出机头2相连接，位于环形薄膜内表面两侧，用于薄膜挤出机头处环形薄膜7的纵向和横向拉伸，纵向拉伸倍率调节组件4-2通过调节扩伸杆4-1张开的角度以改变纵向拉伸倍率。
本发明一种薄膜双向拉伸装置纵向拉伸倍率调节组件4-2的一种实施例为，两根相互配合的杆件分别与两扩伸杆4-1固定连接，其上沿纵向均匀开孔，两杆件通过在不同孔位处螺栓连接以改变纵向拉伸倍率。
本发明一种薄膜双向拉伸装置纵向拉伸倍率调节组件的另一种实施例如图5所示，扩伸杆4-1整体或仅末端为磁性实体，如铁，两扩伸杆4-1末端一侧通过弹簧12相连接，另一侧与薄膜接触。薄膜另一侧为电磁铁11。通过电磁铁11对扩伸杆4-1的吸引力与弹簧12对扩伸杆4-1的拉力形成静力平衡，以改变两扩伸杆4-1的张开角度，从而实现纵向拉伸倍率调节。
本发明一种薄膜双向拉伸装置，为了防止薄膜拉伸后被扩伸杆4-1的端部刮破，扩伸杆4-1的尾端圆滑地向纵向拉伸倍率调节组件4-2弯曲，薄膜可顺利地与扩伸杆4-1分离。
本发明一种薄膜双向拉伸装置的加热组件3可以为电磁感应加热、电加热等方式，使温度控制在薄膜可拉伸的加工温度范围之内。
以上所述为本发明的具体设备及工艺情况，配合各图予以说明。但是本发明并不局限于以上所述的具体设备及工艺过程，任何基于上述所说的对于相关设备修改或替换，任何基于上述所说的对于相关工艺的局部调整，只要在本发明的精神领域范围内，均属于本发明。

Claims (7)

1.一种薄膜双向拉伸装置，其特征在于：由挤出机、薄膜挤出机头、加热组件、纵向拉伸组件、分切刀片和收卷组件组成，它们依次排布；其中，纵向拉伸组件位于加热组件加热区内部，用于加热纵向拉伸组件处环形薄膜；纵向拉伸组件由扩伸杆和纵向拉伸倍率调节组件组成，扩伸杆与薄膜挤出机头相连接，扩伸杆位于环形薄膜内表面两侧，用于薄膜挤出机头处环形薄膜的纵向拉伸，纵向拉伸倍率调节组件通过调节扩伸杆张开的角度以改变纵向拉伸倍率，纵向拉伸倍率调节组件由两根相互配合的杆件组成，两根相互配合的杆件分别与两扩伸杆固定连接，两根相互配合的杆件上沿纵向均匀开孔，两根相互配合的杆件通过在不同孔位处螺栓连接以改变纵向拉伸倍率。
2.根据权利要求1所述的一种薄膜双向拉伸装置，其特征在于：扩伸杆整体或仅末端为磁性实体，两扩伸杆末端一侧通过弹簧相连接，另一侧与薄膜接触，薄膜另一侧为电磁铁，通过电磁铁对扩伸杆的吸引力与弹簧对扩伸杆的拉力形成静力平衡，以改变两扩伸杆的张开角度，从而实现纵向拉伸倍率调节。
3.根据权利要求1所述的一种薄膜双向拉伸装置，其特征在于：加热组件可以为电磁感应加热、电加热等方式，使温度控制在薄膜可拉伸的加工温度范围之内。
4.根据权利要求1所述的一种薄膜双向拉伸装置，其特征在于：扩张杆内侧开孔通入压缩空气，该压缩空气可以控温，使薄膜处于最佳的拉伸状态。
5.根据权利要求1所述的一种薄膜双向拉伸装置，其特征在于：扩伸杆与薄膜接触的部位喷涂自润滑涂层。
6.根据权利要求5所述的一种薄膜双向拉伸装置，其特征在于：自润滑涂层为喷涂聚四氟乙烯或石墨烯。
7.根据权利要求1所述的一种薄膜双向拉伸装置，其特征在于：扩伸杆的尾端圆滑地向纵向拉伸倍率调节组件弯曲。
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