CN115230244B - 一种辊筒式热压装置及其热压工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种辊筒式热压装置及其热压工艺，辊筒式热压装置包括热压辊以及剥离导辊，剥离导辊为多级，第一级剥离导辊的进料一侧辊面与热压辊的出料一侧辊面弹性接触；各级剥离导辊的进料一侧辊面依次与上一级的剥离导辊的出料一侧辊面弹性接触。热压工艺包括以下步骤：先引导连续式物料依次给入热压辊的热压区间、热压辊与第一级剥离导辊的接触区间以及各级剥离导辊之间的接触区间；待热压辊与剥离导辊均被连续式物料串联后设定热压辊与剥离导辊的温度与压力参数，而后进行热压与冷却剥离。通过设置相互弹性接触的剥离导辊，使物料出热压辊后无自由悬浮段，避免了物料压力骤降；实现均匀剥离且无收缩褶皱等异常现象，避免产品出现瑕疵影响性能。

Description

一种辊筒式热压装置及其热压工艺
技术领域
本发明属于热压装备技术领域，尤其涉及一种辊筒式热压装置及其热压工艺。
背景技术
辊筒式热压装置作为常见的高效率流水线型热压机构被广泛应用于人造板、造纸、炼胶等材料制备领域。辊筒式热压装置由于是将辊筒既作为加热机构又作为加压机构，且辊筒需持续进行转动，因而物料经过辊筒热压后，分离脱落出的热压后物料是否具有较好的形态，是辊筒式热压装置能否满足热压需求的关键。若物料经过辊筒热压后出现部分物料粘附在辊筒上，除了会导致物料在经过辊筒热压后出现表面瑕疵，久而久之也会使得辊筒式热压装置的流水线工作失灵。
现有技术中在面对热压辊筒的黏辊现象时，采取解决办法主要有：1、对辊筒精细化加工使辊筒表面光滑度提高；2、在辊筒表面涂刷防粘黏油料；3、控制辊筒热压时的热压温度、转动速度等。现有技术在解决黏辊现象时，虽对热压辊筒进行了改进，但由于已经是采取直接将物料从热压辊筒上拉扯剥离，因而现有技术中的防粘黏方式大都只适用于粗糙式的热压，在使用辊筒式热压装置对某些材料进行精密热压时，还是不足以满足要求。
例如芳纶纸的热压过程中，在高温高压作用下，芳纶纤维会实现玻璃化转变，软化熔融使纤维间紧密包裹及结合，从而实现力学性能及电气强度的大幅提升。然而，在芳纶纤维进行玻璃化转变的过程中，聚合物软化进入高弹态，分子链运动加剧，芳纶纤维黏性增大，极易产生黏辊现象，热压后辊面剥离不均匀、不平整。芳纶纸剥离热压辊后到下一导辊前有一个自由段悬浮暴露于空气中，在此过程中纸幅温度急剧降低，冷收缩应力会导致纸页表面出现褶皱和收卷不齐现象，而且黏辊问题极易导致芳纶纸微区结构破坏，使得电气性能及力学性能等宏观性能偏低且离散性加大。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的技术问题，提供一种辊筒式热压装置及其热压工艺，解决现有技术中辊筒式热压装置在进行精密热压时存在的黏辊问题。
本发明采取的技术方案如下：
一种辊筒式热压装置，包括热压辊以及剥离导辊，所述剥离导辊为多级，第一级剥离导辊的进料一侧辊面与所述热压辊的出料一侧辊面弹性接触；各级剥离导辊的进料一侧辊面依次与上一级的剥离导辊的出料一侧辊面弹性接触。
通过设置多根相互弹性接触的剥离导辊，使连续式热压物料出热压辊后无自由悬浮段，避免了物料压力骤降。同时，由于热压辊与剥离导辊、剥离导辊与剥离导辊之间均是弹性接触，第一级剥离导辊与热压辊之间以及各级剥离导辊之间都具有线压力，所以使得连续式物料在脱离热压辊时，物料上的压力变化较小，物料的内应力变化较微弱。因而可以实现均匀剥离且无收缩褶皱等异常现象，避免产品出现瑕疵影响性能。
作为本发明的进一步技术优选，所述剥离导辊为3～6级。根据材料节约原则、物料所能接受的折弯程度以及物料实际所需降温时间，选择这个范围的级数能够使得装置效果最优。
作为本发明的进一步技术优选，所述剥离导辊的温度可调节，且采用电磁诱导加热。采用电磁诱导加热且使剥离导辊的温度可调节，使得剥离导辊可以根据热压辊的温度进行适应性变化，更利于物料经热压辊热压后的剥离。
作为本发明的进一步技术优选，所述热压辊的加热方式为分区温控电磁诱导加热。
分区温控电磁诱导加热，可以根据辊面宽度均等分区，每个分区均采用电磁诱导加热方式，可单独控温，热压辊的最高温度可达500℃。相比于传统导热油加热方式，其具有升温速度快(5～10℃/min)、控温均匀(±1.5℃)、升温上限高(500℃)等优点，使得热压速度可达50～150m/min，热压效率大幅提高。
作为本发明的进一步技术优选，所述热压辊的辊面幅宽为600～2800mm，根据辊面宽度均等分区，各分区长度为100～500mm，每个分区均采用电磁诱导加热。合理优选温控分区幅面大小，更利于物料热压时的温度调节。
基于同一技术思路，本发明还提供一种采用上述辊筒式热压装置进行的热压工艺，包括以下步骤：
(1)先引导连续式物料依次给入热压辊的热压区间、热压辊与第一级剥离导辊的接触区间，以及各级剥离导辊之间的接触区间；
(2)待热压辊与剥离导辊均被连续式物料串联后，设定热压辊与剥离导辊的温度与压力参数，而后进行连续式物料的热压与冷却剥离。
作为本发明的进一步技术优选，所述剥离导辊与所述热压辊之间的压力可调节；所述各级剥离导辊之间的压力可调节；所述热压辊与所述第一级剥离导辊之间的线压力范围为10～100kN/m，各级剥离导辊之间的线压力范围为10～100kN/m。
将压力设置成可调节模式，可以便于根据物料热压后的实际情况做出应对，便于保障物料剥离质量。
作为本发明的进一步技术优选，所述剥离导辊的温度根据距离所述热压辊由近到远而温度逐级下降。
通过将剥离导辊设置成温度根据距离所述热压辊由近到远而温度逐级下降，使得热压后的物料经过剥离导辊的剥离后，可以降温到普通温度，利于后续工序的处理。也可以避免物料在热压后由于快速降温使得物料内部应力变化过于激烈而导致的产品出现瑕疵，影响性能。
作为本发明的进一步技术优选，所述第一级剥离导辊与所述热压辊之间的温度差范围为50～150℃，所述各级剥离导辊之间的温度差范围为10～100℃。
在此种热压辊与所述第一级剥离导辊以及各级剥离导辊之间的温度差范围之内，物料剥离时既具有明显的梯级反应情况，又不至于使得物料在热压辊与剥离导辊上的差别较大，保障了剥离效果。
作为本发明的进一步技术优选，所述第一级剥离导辊的转动方向与热压辊的转动方向相反，相邻两剥离导辊之间的转动方向相反。采取此种设置才能使得连续式物料能串联起热压辊与剥离导辊。使得物料在离开剥离导辊之前一直处于适宜温度与压力状态，才能导致物料不变形。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明通过设置多根相互弹性接触的剥离导辊，使连续式热压物料出热压辊后无自由悬浮段，避免了物料压力骤降。同时，由于热压辊与剥离导辊、剥离导辊与剥离导辊之间均是弹性接触，第一级剥离导辊与热压辊之间以及各级剥离导辊之间都具有线压力，所以使得连续式物料在脱离热压辊时，物料上的压力变化较小，物料的内应力变化较微弱。因而可以实现均匀剥离且无收缩褶皱等异常现象，避免产品出现瑕疵影响性能。
(2)本发明的第一级剥离导辊贴近热压辊，第二级剥离导辊贴近第一级剥离导辊，以此类推，剥离导辊温度由近到远逐级下降。由于第一级剥离导辊与热压辊之间和各级剥离导辊之间的温度差较小，所以使得连续式物料在脱离热压辊时，物料上的温度以及压力变化较小，物料的内应力变化较微弱，因而可以更加便于实现均匀剥离，使得连续式物料在热压和剥离后的结构较完整，使得物料在热压后的整体性能更佳。
(3)本发明的热压辊以及剥离导辊的加热方式为分区温控电磁诱导加热，根据辊面宽度均等分区，每个分区均采用电磁诱导加热方式，可单独控温，热压辊的最高温度可达500℃。相比于传统导热油加热方式，其具有升温速度快(5～10℃/min)、控温均匀(±1.5℃)、升温上限高(500℃)等优点，使得热压速度可达50～150m/min，热压效率大幅提高。由于加热方式为分区温控电磁诱导加热，也能够方便后续物料剥离时根据各区域情况来调节温度，从而使物料的剥离更加顺利。
附图说明
图1为实施例1中辊筒式热压装置的热压辊与剥离导辊的组合结构示意图；
图2为对比例2中采取直接剥离的方式导致的成品芳纶纸缺陷现场图。
图例说明：1、热压辊；11、上热压辊；12、下热压辊；2、剥离导辊；21、第一级剥离导辊；22、第二级剥离导辊；23、第三级剥离导辊；24、第四级剥离导辊。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1：
一种辊筒式热压装置及其热压工艺。
如图1所示，辊筒式热压装置包括热压辊1以及剥离导辊2，剥离导辊2为4级，第一级剥离导辊21的进料一侧辊面与所述热压辊1的出料一侧辊面弹性接触；各级剥离导辊2的进料一侧辊面依次与上一级的剥离导辊2的出料一侧辊面弹性接触。
在本实施例中，剥离导辊2的温度可调节，且采用电磁诱导加热。
在本实施例中，剥离导辊2的温度根据距离所述热压辊由近到远而温度逐级下降。
在本实施例中，剥离导辊2与所述热压辊1之间的压力可调节；所述各级剥离导辊2之间的压力可调节。
在本实施例中，热压辊1为分区温控电磁诱导加热。
在本实施例中，热压辊1包括上热压辊11和下热压辊12，下热压辊12与第一级剥离导辊21弹性接触；热压辊1的辊面幅宽为1200mm，根据辊面宽度均等分区，各分区长度为200mm，每个分区均采用电磁诱导加热。
采用本实施例的辊筒式热压装置对芳纶纸的热压工艺包括以下步骤：
(1)先引导连续式的芳纶原纸(厚度约为0.05mm，单位克重约为40g/m2)依次给入热压辊1的热压区间、热压辊1与第一级剥离导辊21的接触区间，以及各级剥离导辊2之间的接触区间；
(2)待热压辊1与剥离导辊2均被连续式物料串联后，按照预定温度与压力开启热压辊1与剥离导辊2上的加热加压***进行连续式物料的热压与冷却剥离。
在本实施例中，第一级剥离导辊21按照与其接触的下热压辊12相反的转动方向转动，相邻两剥离导辊2之间的转动方向亦相反。
在本实施例中，热压辊1的热压温度为350℃，第一级剥离导辊21的工作温度为270℃，第二级剥离导辊22的工作温度为220℃，第三级剥离导辊23的工作温度为150℃，第四级剥离导辊24的工作温度为100℃，第一级剥离导辊21与下热压辊12之间及各剥离导辊21-～24之间压力均可调，其线压力均为90kN/m，热压速度为100m/min。
热压完成并剥离后得到的成品芳纶纸的检测数据如表1所示。
实施例2：
一种辊筒式热压装置及其热压工艺。
如图1所示，辊筒式热压装置包括热压辊1以及剥离导辊2，剥离导辊2为4级，第一级剥离导辊21的进料一侧辊面与所述热压辊1的出料一侧辊面弹性接触；各级剥离导辊2的进料一侧辊面依次与上一级的剥离导辊2的出料一侧辊面弹性接触。
在本实施例中，剥离导辊2的温度可调节，且采用电磁诱导加热。
在本实施例中，剥离导辊2的温度根据距离所述热压辊由近到远而温度逐级下降。
在本实施例中，剥离导辊2与所述热压辊1之间的压力可调节；所述各级剥离导辊2之间的压力可调节。
在本实施例中，热压辊1为分区温控电磁诱导加热。
在本实施例中，热压辊1包括上热压辊11和下热压辊12，下热压辊12与第一级剥离导辊21弹性接触；热压辊1的辊面幅宽为2400mm，根据辊面宽度均等分区，各分区长度为300mm，每个分区均采用电磁诱导加热。
采用本实施例的辊筒式热压装置对芳纶纸的热压工艺包括以下步骤：
(1)先引导连续式的芳纶原纸(厚度约为0.13mm，单位克重约为120g/m2)依次给入热压辊1的热压区间、热压辊1与第一级剥离导辊21的接触区间，以及各级剥离导辊2之间的接触区间；
(2)待热压辊1与剥离导辊2均被连续式物料串联后，按照预定温度与压力开启热压辊1与剥离导辊2上的加热加压***进行连续式物料的热压与冷却剥离。
在本实施例中，第一级剥离导辊21按照与其接触的下热压辊12相反的转动方向转动，相邻两剥离导辊2之间的转动方向亦相反。
在本实施例中，热压辊1的热压温度为390℃，第一级剥离导辊21的工作温度为290℃，第二级剥离导辊22的工作温度为250℃，第三级剥离导辊23的工作温度为180℃，第四级剥离导辊24的工作温度为120℃，第一级剥离导辊21与下热压辊12之间线压力为100kN/m，第一级剥离导辊21与第二级剥离导辊22之间线压力为90kN/m，第二级剥离导辊22与第三级剥离导辊23之间线压力为70kN/m，第三级剥离导辊23与第四级剥离导辊24之间线压力为70kN/m，热压速度为60m/min。
热压完成后得到的成品芳纶纸的检测数据如表1所示。
对比例1：
比例1中其它因素与实施例1相同，只是对比例1的热压辊加热方式为导热油加热，无分区温控，受限于导热油温度上限，热压温度为280℃，热压速度为20m/min。
对比例2：
对比例2中其它因素与实施例2相同，只是对比例2的剥离方式没有采用剥离导辊弹性接触热压辊的方式，而是芳纶纸出热压辊后直接进行拉扯式剥离。图2是采用对比例2热压后的芳纶纸产品，由图2可见，采用直接剥离的方式极易黏辊，在纸幅边缘出现了褶皱和斜纹等异常现象，影响外观质量。
表1
上述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种辊筒式热压装置，其特征在于，包括热压辊(1)以及剥离导辊(2)，所述剥离导辊(2)为多级，第一级剥离导辊(21)的进料一侧辊面与所述热压辊(1)的出料一侧辊面弹性接触；各级剥离导辊(2)的进料一侧辊面依次与上一级的剥离导辊(2)的出料一侧辊面弹性接触；所述剥离导辊(2)的温度可调节，所述剥离导辊(2)与所述热压辊(1)之间的压力可调节，所述热压辊(1)与所述第一级剥离导辊(21)之间的线压力范围为10～100kN/m，各级剥离导辊(2)之间的线压力范围为10～100kN/m；
所述各级剥离导辊(2)之间的压力可调节，所述剥离导辊采用电磁诱导加热，所述剥离导辊(2)的温度根据距离所述热压辊由近到远而温度逐级下降。
2.根据权利要求1所述的辊筒式热压装置，其特征在于，所述剥离导辊(2)为3～6级。
3.根据权利要求1或2项所述的辊筒式热压装置，其特征在于，所述热压辊(1)的加热方式为分区温控电磁诱导加热。
4.根据权利要求3所述的辊筒式热压装置，其特征在于，所述热压辊(1)的辊面幅宽为600～2800mm，根据辊面宽度均等分区，各分区长度为100～500mm，每个分区均采用电磁诱导加热。
5.一种采用如权利要求1-4任一项所述辊筒式热压装置进行的热压工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)先引导连续式物料依次给入热压辊(1)的热压区间、热压辊(1)与第一级剥离导辊(21)的接触区间，以及各级剥离导辊(2)之间的接触区间；
(2)待热压辊(1)与剥离导辊(2)均被连续式物料串联后，设定热压辊(1)与剥离导辊(2)的温度与压力参数，而后进行连续式物料的热压与冷却剥离。
6.根据权利要求5所述的热压工艺，其特征在于，所述第一级剥离导辊(21)与所述热压辊(1)之间的温度差范围为50～150℃，所述各级剥离导辊(2)之间的温度差范围为10～100℃。
7.根据权利要求5-6任一项所述的热压工艺，其特征在于，所述第一级剥离导辊(21)的转动方向与热压辊(1)的转动方向相反，相邻两剥离导辊(2)之间的转动方向相反。
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