CN106696298B - 一种在线热压复合板材生产设备及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线热压复合板材生产设备，包括根据生产流水线依次设置的干燥机、除尘机、配份机、单螺杆挤出机、全自动多层共挤衣架式模头、多辊压延机、缓冷架、瑕疵检测仪、厚度检测仪、温度均恒机、精密温度热压机、牵引覆膜机、切边牵引机、横切机和机械手，上述在线热压复合板材其生产工艺具体如下：第一步，选料，第二步，干燥，第三步，供料，第四步，热熔，第五步，挤出压延成型，第六步，冷却与检测，第七步，温控与热压，第八步，裁切码垛，本发明的在线热压复合板材生产设备及其生产工艺，只用一种材料并通过一次延压成型，制造工艺简单，生产效率高，总体成本低，对环境的影响小，产品的透过率好。

Description

一种在线热压复合板材生产设备及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种复合板材生产设备和工艺，具体涉及一种在线热压复合板材生产设备及其生产工艺，属于光学扩散板以及导光板生产技术领域。

背景技术

导光板是利用光学级的压克力/PC板材，然后用具有极高反射率且不吸光的高科技材料，在光学级的压克力板材底面用UV网版印刷技术印上导光点；利用光学级压克力板材吸取从灯发出来的光在光学级压克力板材表面的停留，当光线射到各个导光点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出；通过各种疏密、大小不一的导光点，可使导光板均匀发光；反射片的用途在于将底面露出的光反射回导光板中，用来提高光的使用效率；现有的导光板生产设备结构复杂，生产工艺复杂，导致生产效率低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种在线热压复合板材生产设备及其生产工艺，只用一种材料并通过一次延压成型，制造工艺简单，生产效率高，总体成本低，对环境的影响小，产品的透过率好。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明的在线热压复合板材生产设备，包括干燥机、除尘机、配份机、单螺杆挤出机、全自动多层共挤衣架式模头、多辊压延机、缓冷架、瑕疵检测仪、厚度检测仪、温度均恒机、精密温度热压机、牵引覆膜机、切边牵引机、横切机、机械手，所述干燥机将干燥的原料输送至除尘机除尘，除尘机将除尘后的原料输送至单螺杆挤出机料斗，与此同时配份机将添加剂定量配给到单螺杆挤出机，单螺杆挤出机将原料混练塑化变成溶体后输送至多层共挤模头，全自动多层共挤衣架式模头挤出多层厚度均匀的薄片至多辊压延机，多辊压延机将多层或单层薄片压合成一体，多辊压延机压合后的板材输送至缓冷架缓慢冷却，设置于缓冷架上的瑕疵检测仪与厚度检测仪对板材品质进行实时监测与厚度自动调节，经缓冷架冷却的板材输送至温度均恒机对板材温度实行温度均恒控制，使得板材表面中间与边缘温度保持一致并进入精密温控热压机，精密温控热压机滚筒的微构镍板对板材表面滚压出相应的微构；牵引覆膜机覆膜后的板材输送至切边牵引机切除两边边料，再输送至横切机进行横切成品，机械手将成品抓取码垛；还包括换网器，所述换网器固定设置在单螺杆挤出机一侧，所述换网器一侧固定设有计量泵，所述计量泵一侧与全自动多层共挤衣架式模头安装，所述全自动多层共挤衣架式模头设置在多辊压延机上端；所述多辊压延机包括压延辊、前摆臂、后摆臂，所述压延辊两侧分别设置前摆臂和后摆臂，所述压延辊之间设有间隙调整装置，所述压延辊还与缓冷架相连；

上述在线热压复合板材其生产工艺具体如下：

第一步，选料：选用透光率为87％～90％，折射率为1.53到1.62的PMMA、PS、PC、MS、PET或PP材料制成光学级颗粒状原料；

第二步，干燥：将第一步，中的原料送入干燥机进行干燥处理，使原料含水率≤0.13％；

第三步，供料：将干燥的原料输送至除尘机除尘；除尘机将除尘后的原料输送至单螺杆挤出机料斗，与此同时配份机将扩散剂定量配给到单螺杆挤出机；

第四步，热熔：将混合扩散剂的原料在单螺杆挤出机中，采用220℃～260℃温度混练塑化变成溶体；

第五步，挤出压延成型：单螺杆挤出机将原料混练塑化变成溶体后输送至全自动多层共挤衣架式模头，模头挤出多层厚度均匀的薄片至多辊压延机，多辊压延机将多层薄片压合成一体，得到厚度为0.5mm～10mm的光学板材；

第六步，冷却与检测：多辊压延机压合后的板材输出至缓冷架缓慢冷却，设置于缓冷架上的瑕疵检测仪与厚度检测仪对板材品质与厚度进行实时监测并将信号反馈给全自动多层共挤衣架式模头对产品厚度进行调节；

第七步，温控与热压：温度均恒机设有九对温度控制辊对板材表面温度均恒控制后进入精密温控热压机，精密温控热压机滚筒表面的微构镍板可以依据产品表面不同的微构进行更换；

第八步，裁切码垛：由牵引覆膜机覆膜后的薄片输送至切边牵引机切除两边边料，再输送至横切机进行横切成品，机械手将成品抓取码垛。

进一步的，光学板材表面结构为金字塔形、圆弧形、圆柱形、棱镜形、平面形和多层共挤形中的一种；所述的棱镜形状是∧或者是∩，棱镜形状夹角70～130度，高度为5～55μm；圆弧形与圆柱形的直径为10～220μm,高度为10～60μm。

进一步的，所述的各种微结构的节距在20μm～500μm；其节距的排列方式为直线排列、倾斜角度排列或者点阵式排列。

进一步的，所述的微结构角度误差为±0.5度。

进一步的，所述的复合板材是单层基材或者是多层基材共挤。

进一步的，所述的多层共挤的复合板材的基材雾度值可以相同或者不相同。

进一步的，所述的基材内添加的扩散剂可以是无机硅或者有机硅的球状超微细球状颗粒。

进一步的，所述多辊压延机配置有3～5支压延辊。

进一步的，所述压延辊为圆柱型，直径φ400～φ500，表面通过电化学方法镀了一层30μm～100μm的镍合金层，表面镜面处理。

进一步的，所述的缓冷架上布置多条缓冷辊，缓冷辊有水冷式与风冷式结构，缓冷辊表面采用镀铬与喷涂特氟龙。

进一步的，所述的温度均恒机上布置九对温度可控制辊。

进一步的，所述的精密温度热压机的辊表面的微构镍板可以更换，镍板上的微构依据产品由镭射设备制造，两辊的间隙由液压伺服油缸精确控制。

进一步的，所述的牵引覆膜机有一对牵引辊，辊的表面是特种橡胶层，具有双工位覆膜***，保护膜经过扩幅辊后平整的贴合在复合板材表面。

进一步的，所述的切边牵引机有两对牵引辊，之间设置有削圆盘锯切边方式或者是无削圆盘刀切边方式，两种切边方式都可在宽度方向调节。

进一步的，所述的横切机分有削锯片切割与无削刀片切割，两种切割方式都可以对光学膜片板材裁切合格的产品尺寸。

进一步的，所述机械手采用无影真空吸盘抓取产品。

进一步的，所述压延辊内设有冷却通道。

进一步的，所述全自动多层共挤衣架式模头包括模体，所述模体下端设有模唇，所述模体内设置有阻尼块，所述模体上端中心设有流道口，所述模体上端面还设有多个加热圈插头，所述流道口连通衣架式流道。

本发明与现有技术相比较，本发明的在线热压复合板材生产设备及其生产工艺具有以下优点：

1、只用一种材料并通过一次延压成型，不需要先通过双向拉伸制造基膜，再在基膜上方采用UV光固化工艺制造，原材料成本低的同时，缩短了制造工时，总体成本低。

2、由于不需要使用溶剂，在环保、安全性上也较涂布的方法要好，对环境的影响小。

3、本发明直接选用高透过率折射率的高分子材料，通过热熔延压的方式制造，其制造工艺简单。

4、只用一种材料成型，提高了产品的透过率，使产品的折射率更加稳定，不会因为两种或两种以上的不同材质的材料叠合而影响折射率。

附图说明

附图说明

图1为本发明装置其干燥机至缓冷架流水线结构示意图；

图2为本发明装置其缓冷架至机械手流水线结构示意图；

图3为本发明热压辊侧面和端部结构示意图；

图4为本发明的温度均恒机侧视图；

图5为本发明的精密温控热压机主视图；

图6为本发明的产品结构示意图；

图7为图6中F处的放大其中一种结构示意图；

图8为图6中F处的放大其中一种结构示意图；

图9为图6中F处的放大其中一种结构示意图；

图10为图6中F处的放大其中一种结构示意图；

图11为本产品表面为圆柱形凸起的放大示意图；

图12为本产品表面为金字塔形凸起的放大示意图；

图中：1～干燥机、2～除尘机、3～配份机、4～单螺杆挤出机、5～全自动多层共挤衣架式模头、6～多辊压延机、7～缓冷架、8～瑕疵检测仪、9～温度均恒机、10～厚度检测仪、11～精密温控热压机、12～牵引覆膜机、13～牵引切边机、14～横切机、15～机械手、101～第一膜片、102～凸起结构和103～第二膜片。

具体实施方式

如图1至图12所示，本发明的在线热压复合板材生产设备，包括干燥机1、除尘机2、配份机3、单螺杆挤出机4、全自动多层共挤衣架式模头5、多辊压延机6、缓冷架7、瑕疵检测仪8、温度均恒机9、厚度检测仪10、精密温度热压机11、牵引覆膜机12、牵引切边机13、横切机14和机械手15；干燥机1将干燥的原料输送至除尘机2除尘，除尘机2将除尘后的原料输送至单螺杆挤出机4料斗，与此同时配分机3将添加剂定量配给到单螺杆挤出机4，单螺杆挤出机4将原料混练塑化变成溶体后输送至全自动多层共挤衣架式模头5，全自动多层共挤衣架式模头5挤出多层厚度均匀的薄片至多辊压延机6，多辊压延机6将多层薄片压合成一体，多辊压延机6压合后的板材输送至缓冷架7缓慢冷却，设置于缓冷架7上的瑕疵检测仪8对板材品质进行实时监测，经缓冷架7冷却的板材输送至温度均恒机9对板材表面温度均恒控制后通过厚度检测仪10测量厚度，误差数据传送全自动多层共挤衣架式模头调节模唇，精密温控热压机11对板材表面进行微构压制，精密温控热压机10的压辊C表面镶有微构镍板A，依据不同的微构可以更换微构镍板A；压制出的微构复合板材经过牵引覆膜机12进行双面覆膜处理；处理后的板材通过牵引切边机13进行切边，而后横切机14在线切割成符合尺寸要求的产品，机械手15对成品进行码垛。

上述在线热压复合板材其生产工艺具体如下：

第一步，选料：选用透光率为87％～90％，折射率为1.53到1.62的PMMA、PS、PC、MS、PET或PP材料制成光学级颗粒状原料；

第二步，干燥：将第一步，中的原料送入干燥机1进行干燥处理，使原料含水率≤0.13％；

第三步，供料：将干燥的原料输送至除尘机2除尘；除尘机2将除尘后的原料输送至单螺杆挤出机4料斗，与此同时配分机3将扩散剂定量配给到单螺杆挤出机4；

第四步，热熔：将混合扩散剂的原料在单螺杆挤出机4中，采用220℃～260℃温度混练塑化变成溶体；

第五步，挤出压延成型：单螺杆挤出机4将原料混练塑化变成溶体后输送至全自动多层共挤衣架式模头5，挤出多层厚度均匀的薄片至多辊压延机6，多辊压延机6将薄片压合成一体，得到厚度为0.5mm～10mm的光学薄片板材；

第六步，冷却与检测：多辊压延机6压合后的板材输出至缓冷架7缓慢冷却，设置于缓冷架7上的瑕疵检测仪8与厚度检测仪10对板材品质进行实时监测；

第七步，温控与热压：温度均恒机设有9对温度控制辊对板材表面温度均恒控制后进入精密温控热压机，精密温控热压机滚筒表面的微构镍板A可以依据产品表面不同的微构进行更换；

第八步，裁切码垛：由牵引覆膜机覆膜后的薄片输送至切边牵引机切除两边边料，再输送至横切机进行横切成品，机械手将成品抓取码垛。

其中，光学板材表面结构为金字塔形、圆弧形、圆柱形、棱镜形、平面形、多层共挤形中的一种；所述的棱镜形为∧或者是∩结构，其夹角70～130度，高度为5～55μm；圆弧形与圆柱形的直径为10～220μm,高度为10～60μm。

其中，各种微结构的节距在20μm～500μm，其节距的排列方式是直线排列或者倾斜角度排列与点阵式排列。

其中，微结构角度误差控制在±0.5度。

其中，薄片板材是单层基材或者是多层基材共挤，多层共挤的光学薄片板材包括第一膜片101、第二膜片103和凸起结构102。

其中，多层共挤的薄片板材的基材雾度值可以相同或者不相同。

其中，基材内添加的扩散剂可以是无机硅或者有机硅的球状超微细颗粒。

其中，多辊押出机6配置3～5支压延辊。

其中，压延辊为圆柱型，直径φ400～φ500，表面通过电化学方法镀了一层30μm～100μm的镍合金层表面镜面处理。

其中，缓冷架7上布置多条缓冷辊，缓冷辊有水冷式与风冷式结构，缓冷辊表面采用镀铬与特氟龙技术。

其中，温度均恒机9上布置九对温度可控制辊B。

其中，精密温度热压机11的辊C表面的微构镍板A可以更换，镍板上的微构依据产品由镭射设备制造；两辊的间隙由液压伺服油缸D精确控制。

其中，牵引覆膜机12有一对牵引辊，辊的表面是特种橡胶层，具有双工位覆膜***，保护膜经过扩幅辊后平整的贴合在产品表面。

其中，切边牵引机13有两对牵引辊，之间设置有削圆盘锯切边方式或者是无削圆盘刀切边方式，两种切边方式都可在宽度方向调节。

其中，横切机14分有削锯片切割与无削刀片切割，两种切割方式都可以对光学膜片板材裁切合格的产品尺寸。

其中，机械手15采用无影真空吸盘抓取产品。

由于全自动多层共挤衣架式模头其具体结构为现有技术，因此，不再图示其具体结构，其包括模体，所述模体下端设有模唇，所述模体内设置有阻尼块，所述模体上端中心设有流道口，所述模体上端面还设有多个加热圈插头，所述流道口连通衣架式流道。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (15)

1.一种在线热压复合板材生产设备，其特征在于：包括根据生产流水线依次设置的原料干燥的干燥机，将干燥机输出的干燥原料进行除尘的除尘机，将除尘机输出的原料进行混练塑化变成溶体的单螺杆挤出机，所述单螺杆挤出机输入端还设置有将添加剂定量配给的配份机，将单螺杆挤出机输出的溶体进行挤压并挤出多层厚度均匀的熔体薄片的全自动多层共挤衣架式模头，将全自动多层共挤衣架式模头挤出的熔体薄片压合成一体化板材的多辊压延机，将多辊压延机完成压延的一体化板材进行缓慢冷却的缓冷架，对缓冷架上缓慢冷却板材进行板材品质及厚度进行实时监测与自动调节，且设置于缓冷架上的瑕疵检测仪与厚度检测仪，将缓冷架冷却输出的板材进行实行温度均恒控制，使得产品表面中间与边缘温度保持一致的温度均恒机，将温度均恒机输出的板材进行精密温控热压的精密温控热压机，所述精密温控热压机其滚筒上设置有对产品表面滚压出相应微构的微构镍板，将精密温控热压机输出端的板材进行表面覆膜的牵引覆膜机，将牵引覆膜机覆膜后的板材进行切除两边边料的切边牵引机，将切边牵引机输出的切边板材进行横切的横切机，将横切机输出的横切板材抓取后码垛的机械手；还包括换网器；所述换网器固定于单螺杆挤出机一侧，所述换网器一侧固定有计量泵，所述计量泵另一侧与全自动多层共挤衣架式模头安装，所述全自动多层共挤衣架式模头设置在多辊压延机上端；所述多辊压延机包括压延辊、前摆臂、后摆臂，所述压延辊两侧分别设置前摆臂和后摆臂，所述压延辊之间设有间隙调整装置，所述压延辊还与缓冷架相连。

2.如权利要求1所述的在线热压复合板材生产设备，其特征在于，所述的滚筒上的所述微构镍板为更换结构，所述的滚筒由液压伺服油缸驱动。

3.如权利要求1或2所述的在线热压复合板材生产设备，其特征在于，各所述微构镍板其微构的节距在20μm～500μm，其节距的排列方式为直线排列、倾斜角度排列与点阵式排列中的一种。

4.如权利要求1或2所述的在线热压复合板材生产设备，其特征在于：所述的微构镍板其微构角度误差为±0.5°。

5.如权利要求1所述的在线热压复合板材生产设备，其特征在于，所述多辊压延机设置有3～5支压延辊；所述压延辊为圆柱型，直径φ400～φ500cm，所述压延辊表面电化学镀有一层30μm～100μm的镍合金层表面镜面；所述压延辊内设有冷却通道。

6.如权利要求1所述的在线热压复合板材生产设备，其特征在于，所述的缓冷架上布置多条缓冷辊，缓冷辊包括水冷式与风冷式结构，缓冷辊表面镀有铬层，且喷涂有特氟龙层。

7.如权利要求1所述的在线热压复合板材生产设备，其特征在于，所述的温度均恒机由九对温度控制辊构成。

8.如权利要求1所述的在线热压复合板材生产设备，其特征在于，所述的牵引覆膜机包括一对牵引辊，所述牵引辊的表面为特种橡胶层，所述的牵引覆膜机设置有双工位覆膜***，保护膜经过扩幅辊后平整的贴合在产品表面。

9.如权利要求1所述的在线热压复合板材生产设备，其特征在于，所述的切边牵引机由两对牵引辊构成，两对所述牵引辊之间设置有削圆盘锯切边机构或无削圆盘刀切边机构，所述削圆盘锯切边机构或无削圆盘刀切边机构其边侧设置有手动宽度调节机构。

10.如权利要求1所述的在线热压复合板材生产设备，其特征在于，所述的横切机为削锯片切割机构或无削刀片切割机构。

11.如权利要求1所述的在线热压复合板材生产设备，其特征在于，所述机械手由无影真空吸盘机械手构成。

12.一种采用权利要求1所述在线热压复合板材生产设备的在线热压复合板材生产工艺，其特征在于，所述工艺具体如下：

第一步，选料：选用透光率为87％～90％，折射率为1.53到1.62的PMMA、PS、PC、MS、PET或PP材料制成光学级颗粒状原料；

第二步，干燥：将第一步制得的光学级颗粒状原料送入干燥机进行干燥处理，使原料含水率≤0.13％；

第三步，供料：将干燥的原料输送至除尘机除尘；除尘机将除尘后的原料输送至单螺杆挤出机料斗，同时配份机将扩散剂定量配给到单螺杆挤出机；

第四步，热熔：将完成第三步混合扩散剂的原料在单螺杆挤出机中，采用220℃～260℃温度混练塑化变成溶体；

第五步，挤出压延成型：单螺杆挤出机将原料混练塑化变成溶体后输送至多层共挤模头，全自动多层共挤衣架式模头挤出多层厚度均匀的薄片至多辊压延机，多辊压延机在将多层薄片压合成一体，得到厚度为0.5mm～10mm的光学板材；

第六步，冷却与检测：多辊压延机压合后的板材输出至缓冷架缓慢冷却，设置于缓冷架上的瑕疵检测仪与厚度检测仪对板材品质与厚度进行实时监测并将信号反馈给全自动多层共挤衣架模头对产品厚度进行调节；

第七步，温控与热压：温度均恒机设有九对温度控制辊对板材表面温度均恒控制后进入精密温控热压机，精密温控热压机滚筒表面的微构镍板对产品进行微构，微构前依据产品表面不同的微构进行更换；

第八步，裁切码垛：由牵引覆膜机覆膜后的板材输送至切边牵引机切除两边边料，再输送至横切机进行横切为成品，机械手将成品抓取码垛。

13.如权利要求12所述的在线热压复合板材生产工艺，其特征在于，光学板材表面结构为金字塔形、圆弧形、圆柱形、棱镜形、平面形和多层共挤形中的一种，所述的棱镜形其结构为∧或者是∩，棱镜形其夹角70～130°，其高度为5～55μm；圆弧形与圆柱形的直径为10～220μm,高度为10～60μm。

14.如权利要求13所述的在线热压复合板材生产工艺，特征在于，所述的板材为单层基材或多层共挤基材。

15.如权利要求12所述的在线热压复合板材生产工艺，特征在于，所述的扩散剂为无机硅或者有机硅的球状超微细球状颗粒。