一种用于薄膜加工装置和加工方法与流程

1.本发明涉及一种拉膜装置，尤其涉及一种薄膜加工装置和加工方法。


背景技术：

2.横拉机(tdo)的主要功能是将薄膜片材加热并进行横向的拉伸，使得薄膜厚度均匀，力学性能稳定。横拉机有两条无端回转的特殊链条，链条上装有夹具，可紧紧夹住片材的两个边缘，并支撑在可变幅宽的导轨上，借助于两个链夹的同向，同步运行。片材首先在略有增幅的预热段进行预热，在有较大扩张角的拉伸区进行横向拉伸，然后在平行及有收缩的热处理区内进行热处理，使薄膜定型及松弛。最后在平行的冷却区进行冷却，完成薄膜的横向拉伸工作。
3.制备平整的薄膜必须在加工过程中使其具有横向和纵向的热收缩，传统上tdo箱体内当膜被链夹夹住后，由于相邻链夹的间距是固定的，在横拉箱体内无法变化，故被夹持的薄膜纵向上无法自由收缩，很难再有纵向热收缩。因此只能通过对结晶区及冷却区温度进行调整，但薄膜热收缩率很难降低。
4.同时现有的横拉链条装置链夹打开装置在横拉出口处，此时薄膜已经定型，纵向上无法进行热收缩，对一些要求低收缩率的产品无法生产。
5.目前世界上解决此问题的有两种方法。方法一是同步拉伸法，即横拉链夹选用磁悬浮链夹，链夹在横拉轨道运行时，每个链夹具有一个电机在轨道内可单独运行，同时在横拉不同区域链夹以不同速度运行，这样使夹住的薄膜具有纵向和横向的拉力，但该方法成本极高，增加费用约1亿多人民币，且纵向牵引力较小，只使用于12μ以下薄膜制备，同时该结构复杂，故障率也较高；另一种方法是采用链条收缩功能的链夹系统，该种链夹与链夹之间的距离不是固定的，当链夹运行到冷却区时，轨道内专用的收缩结构强行让链夹与链夹的距离缩短1cm左右，这样使薄膜在纵向上释放应力，薄膜纵向上有收缩空间，固而使纵向热收缩率获得改善，该方法可使用于250μ以下薄膜，但该系统额外需增加费用5000万人民币，且由于轨道的钢带受收缩机构影响较大，钢带负荷较重，容易引起横拉轨道钢带伸长变形及断裂的严重故障，厂家建议一般每年需更换横拉冷却区钢带，每年需额外花费60万。
6.对国内目前99％的生产线上述两种方法都牵涉到巨额投入及较长的改造周期，对仅仅只改善众多性能中纵向热收缩率性价比较低。本发明可在现有固定链夹间距的生产线投入少量成本，即可得到较好的纵向热收缩率。


技术实现要素：

7.横拉箱体由于链夹及其轨道装置宽度为400mm，传统的一体式夹辊无法安装，且横拉箱体内安装上下风箱，薄膜只能在极窄的空间运行，无法安装具有辊筒的牵引装置。本发明创造性地将传统的一体夹辊分割后上、下两个装置，安装在链夹轨道的上部及下部。
8.横拉箱体从前到后由预热、拉伸、结晶、冷却定型段组成，每段直接设有一个自然段，该段不设风箱，只起段与段间的隔绝作用。本发明方案设计目的是将薄膜在冷却定型段
摆脱链夹束缚，充分定型，从而获得良好的热收缩率。
9.为克服现有技术的缺陷，本发明的技术方案是：一种薄膜加工装置，包括横拉箱和横拉单元，所述横拉单元位于横拉箱中，所述横拉单元包括两条链夹轨道7和安装于链夹轨道7上的平行无端回转的横拉链条19；所述横拉单元包括：设于横拉箱内的横拉夹辊单元以及横拉切刀单元；所述横拉箱包括横拉箱内n3区，冷却1区以及冷却2区，所述n3区、冷却1区、冷却2区沿薄膜1的牵引方向依次排列；所述横拉夹辊单元包括至少二套夹辊组；所述至少二套夹辊组分设于所述冷却1区以及所述冷却2区；每套所述夹辊组实现对薄膜1宽度方向的两边进行夹持；所述横拉切刀单元和所述横拉夹辊单元沿薄膜牵引方向依次排列，所述横拉切刀单元设于所述n3区，用于切割所述薄膜1的片边。
10.优选地，2.所述横拉切刀单元包括横拉内部切刀15、切刀支架16、切刀升降部件17与控制元件18；所述横拉内部切刀15位于所述切刀支架16上，并随所述切刀支架16一起固定在所述切刀升降部件17上，所述控制元件18用于调整所述切刀升降部件的高度。
11.优选地，所述横拉夹辊单元装有可夹住薄膜片材边缘的夹辊组；所述夹辊组包括上夹辊2、上夹辊支架3、上气缸固定支架4、旋转上气缸5、上夹辊基座6、电磁阀8、气管9、旋转下气缸10、下夹辊11、下夹辊支架12、下夹辊基座13、下气缸固定支架14；所述上夹辊2通过所述上夹辊支架3安装于所述旋转上气缸5上；所述旋转上气缸5通过所述上气缸固定支架4安装在所述上夹辊基座6上，所述上夹棍基座6安装于所述链夹轨道7上方；所述下夹辊11通过所述下夹辊支架12安装于所述旋转下气缸10上；所述旋转下气缸10通过所述下气缸固定支架14安装在所述下夹辊基座13上，所述下夹辊基座13安装于所述链夹轨道7下方；
12.其中，所述旋转上气缸5和所述旋转下气缸10通过所述气管9与所述电磁阀8相连接，在所述电磁阀8的作用下同时动作，通过所述上夹辊2与所述下夹辊11形成薄膜的夹持空间。
13.优选地，所述夹辊机构和切割系统均接入薄膜破膜检测系统，一旦出现破膜可自动弹开,夹辊及切刀均进入安全范围，以保证人员设备安全。
14.优选地，所述上夹辊支架3和所述下夹辊支架12上均设有弧腰型槽结构的螺丝孔31和圆心槽结构的螺丝孔32，所述弧腰型槽结构的螺丝孔31的中线为以所述圆心槽结构的螺丝孔32的中心点为圆心的圆弧，所述弧腰型槽结构的螺丝孔31的两端以与所述圆心槽结构的螺丝孔32同样半径的圆弧封端，所述弧腰型槽结构的螺丝孔31的槽边与所述圆弧相切。
15.优选地，所述上气缸固定支架4和下气缸固定支架14均分别设有两组平行但高度不同的螺丝孔41和42，所述螺丝孔41和42均设计成直腰型槽结构，所述直腰型槽的中线均与薄膜1相垂直，所述直腰型槽的上下两端均以与槽边相切的半圆弧封端，所述直腰型槽的宽度与所述半圆弧的直径相同。根据夹辊的夹持力大小要求调整气缸的安装高度，以达到想要的夹持力，保证薄膜的夹持力不松脱。
16.优选地，所述上夹辊2和所述下夹辊11分别采用了两种材质，其中上夹辊2采用橡胶材料，下夹辊11采用金属材料，并且下夹辊11的金属材料表面采用刻花处理，一是利用橡胶制品在压力的作用下有一定的变形量之特点，同时下压辊11的刻花有效增加与薄膜1的摩擦系数，使薄膜夹持的面更加紧固不容易松脱。
17.优选地，结合薄膜1到最终分切切边量为120～150mm，所述夹辊长度设计成80mm～
120mm为宜，窄了对薄膜的夹持力不够容易松脱，长了容易造成成品的浪费。
18.本发明另提供一种制备低收缩率薄膜的方法，包括以下步骤：
19.步骤1:在低收缩率薄膜拉伸经过所述横拉切刀单元时，升起所述切刀升降部件，完成所述横拉内部切刀从非工作位提升到工作位，进行切割所述薄膜片边，切割后的薄膜由于边部失去了所述横拉链夹的夹持张力作用，在重力以及热风的作用下容易向中间翘曲变得不平整；同时所述薄膜在纵向上释放应力得到收缩，但由于不平整，也造成纵向收缩率不一致，故所述夹棍装置保证切割后薄膜的平整度。
20.步骤2:启动所述电磁阀，所述二套夹辊组的所述旋转上气缸5和所述旋转下气缸10同时转动，完成夹紧所述薄膜1的动作；
21.步骤3:片边在步骤2完成后被横拉链夹夹持带走，所述薄膜片边被上夹辊2和下夹辊11夹持以改善纵向热收缩率，随后对所述薄膜进行展平以克服薄膜在没有横向张力的的作用下而受重力向中间打兜发生翘曲。
22.步骤4：对步骤3获得的所述薄膜1进行收卷，得到所述薄膜1成品。
23.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
24.1、让薄膜在横拉冷却区前就可以脱离链夹夹持，从而均匀改善薄膜各区间纵向热收缩率。
25.2、通过电磁阀作用于气缸完成对薄膜的夹持动作，克服薄膜在没有横向张力的的作用下受重力影响而出现向中间打兜发生翘曲的问题。
26.3、采取了上下夹辊分体设计，克服了横拉箱体空间小，中间框架大的影响。
27.4、利用上下夹辊不同材质与薄膜之间摩擦系数的不同从而增加夹持力，保证夹持效果。
28.5、夹辊机构采用旋转气缸，节省了安装空间，压辊支架可上下左右调整，同时可依据薄膜不同速度，改变夹辊夹持角度，保证了不同厚度薄膜的夹持效果。
29.6、夹辊基座和气缸固定支架螺丝孔设计成腰型槽结构，根据实际尺寸需要调整，保证薄膜的夹持力不松脱。
附图说明
30.图1为夹辊机构总装图非工作位示意图；
31.图2为夹辊机构总装图工作位示意图；
32.图3为夹辊示意图；
33.图4为夹辊底座示意图；
34.图5为夹辊支架示意图；
35.图6为气缸固定支架示意图；
36.图7为横拉切刀单元示意图。
37.图中，1、薄膜；2、上夹辊；3、上夹辊支架；31、弧腰型槽结构的螺丝孔；32、圆心槽结构的螺丝孔；4、上气缸固定支架；41、直腰型槽结构的螺丝孔；42、直腰型槽结构的螺丝孔；5、旋转上气缸；6、上夹辊基座；7、链夹轨道；8、电磁阀；9、气管；10、旋转下气缸；11、下夹辊；12、下夹辊支架；13、下夹辊基座；14、下气缸固定支架；15、横拉内部切刀；16、切刀支架；17、切刀升降部件；18、控制元件；19、横拉链条。
具体实施方式
38.为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
39.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
40.实施例一
41.由图2给出，本发明所述的薄膜加工装置包括横拉箱和横拉单元，所述横拉单元位于横拉箱中，所述横拉单元包括两条链夹轨道7和安装于链夹轨道7上的平行无端回转的横拉链条19；所述横拉单元包括：设于横拉箱内的横拉夹辊单元以及横拉切刀单元；所述横拉箱包括横拉箱内n3区，冷却1区以及冷却2区，所述n3区、冷却1区、冷却2区沿薄膜1的牵引方向依次排列；所述横拉夹辊单元包括二套夹辊组；所述二套夹辊组分设于所述冷却1区以及所述冷却2区；每套所述夹辊组实现对薄膜1宽度方向的两边进行夹持；所述横拉切刀单元和所述横拉夹辊单元沿薄膜牵引方向依次排列，所述横拉切刀单元设于所述n3区，用于切割所述薄膜1的片边。
42.所述横拉切刀单元包括横拉内部切刀15、切刀支架16、切刀升降部件17与控制元件18；所述横拉内部切刀15位于所述切刀支架16上，并随所述切刀支架16一起固定在所述切刀升降部件17上，所述控制元件18用于调整所述切刀升降部件的高度。
43.所述横拉夹辊单元装有可夹住薄膜片材边缘的夹辊组；所述夹辊组包括上夹辊2、上夹辊支架3、上气缸固定支架4、旋转上气缸5、上夹辊基座6、电磁阀8、气管9、旋转下气缸10、下夹辊11、下夹辊支架12、下夹辊基座13、下气缸固定支架14；所述上夹辊2通过所述上夹辊支架3安装于所述旋转上气缸5上；所述旋转上气缸5通过所述上气缸固定支架4安装在所述上夹辊基座6上，所述上夹棍基座6安装于所述链夹轨道7上方；所述下夹辊11通过所述下夹辊支架12安装于所述旋转下气缸10上；所述旋转下气缸10通过所述下气缸固定支架14安装在所述下夹辊基座13上，所述下夹辊基座13安装于所述链夹轨道7下方；
44.其中，所述旋转上气缸5和所述旋转下气缸10通过所述气管9与所述电磁阀8相连接，在所述电磁阀8的作用下同时动作，通过所述上夹辊2与所述下夹辊11形成薄膜的夹持空间。上夹辊2采用橡胶材料，下夹辊11采用金属材料，并且下夹辊11的金属材料表面采用刻花处理，一是利用橡胶制品在压力的作用下有一定的变形量之特点，同时下压辊11的刻花有效增加与薄膜1的摩擦系数，使薄膜夹持的面更加紧固不容易松脱。所述上夹辊2和所述下夹辊11长度均为100mm。
45.在制备低收缩率薄膜过程中，当所述薄膜1进入所述横拉箱的n3区时所述切刀升降部件升起，所述横拉内部切刀切开所述薄膜，从而释放所述链夹对所述薄膜的横向拉伸。剩下所述薄膜1的边部(即成品片边)随后被所述夹辊夹持，由于受到所述夹辊的夹持力动作，失去所述链夹拖拽力的所述薄膜不会向中间打兜，所述薄膜1随后在所述冷却1区和2区被所述夹辊展平并牢牢地夹紧，从而改变所述薄膜的纵向收缩性能。最后，对所述薄膜1进行收卷得到所述薄膜1成品。
46.实施例二
47.由图1、图2给出，与实施例一不同的是，为了确保生产线上人员设备的安全，生产安全线设置有破膜信号，并与电磁阀8并联，在出现意外破膜的情况下所述电磁阀立刻动作以实现所述夹辊的及时打开，所述薄膜加工装置均进入非工作位状态，防止所述薄膜对线上人员和设备造成伤害。
48.实施例三
49.由图1、图2和图6给出，与实施例一和实施例二不同的是，所述上气缸固定支架4和下气缸固定支架14均分别设有两组平行但高度不同的螺丝孔41和42，所述螺丝孔41和42均设计成直腰型槽结构，所述直腰型槽的中线均与薄膜1相垂直，所述直腰型槽的上下两端均以与槽边相切的半圆弧封端，所述直腰型槽的宽度与所述半圆弧的直径相同，每个所述腰型槽上下半圆弧的圆心之间的距离为50mm，所述腰型槽的宽度为11mm。根据夹辊的夹持力大小要求调整气缸的安装高度，以达到想要的夹持力，保证薄膜的夹持力不松脱。
50.实施例四
51.由图1、图2和图5给出，与前面三个实施例不同的是，所述上夹辊支架3和所述下夹辊支架12上均设有弧腰型槽结构的螺丝孔31和圆心槽结构的螺丝孔32，所述弧腰型槽结构的螺丝孔31的中线为以所述圆心槽结构的螺丝孔32的中心点为圆心的圆弧，所述弧腰型槽结构的螺丝孔31的两端以与所述圆心槽结构的螺丝孔32同样半径的圆弧封端，所述弧腰型槽结构的螺丝孔31的槽边与所述圆弧相切，所述圆心槽结构的螺丝孔32的直径为11mm，所述弧腰型槽结构的螺丝孔31中线的半径为30mm。
52.本实施例可在现有固定链夹间距的生产线投入少量成本，即可得到较好的纵向热收缩率。
53.表1：
[0054][0055]
上表看出，本发明实施后纵向热收缩率得到很好改善，且更优于行业内配备收缩链夹装置生产的产品。
[0056]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。