发明的内容
本发明的目的在于避免上述已有0.20mm和0.15mm为基带的铝塑复合带的不足,提供一种制作基带厚度为0.12mm~0.05mm的亚光平滑型铝塑复合带产品及其制作方法,以解决通信光缆/电缆屏蔽层起包、翘边、脱膜、渗水、漏气、自粘、断带、生产成本高的问题,以提高产品合格率。
本发明的技术方案是这样实现的:
理论分析和实验证明,金属材料在弯曲变形过程中,其中性面外侧要受到拉应力,内侧要受到压应力;当材料弯曲越大,曲率半径R越小时,材料受到的这种拉应力和压应力也就越大。当材料越厚时,其外表面变形量越大,所需的外力也就越大,不利于纵包。当外表面应变超过比例极限至材料的屈服点σs后,表面将会出现细纹即滑移线直至裂纹。为此,本发明的技术关键首先是选用优质铝箔为基带材料,然后对铝箔基带材料进行铝塑复合工艺处理。
技术方案1:用于电缆/光缆的亚光平滑型铝塑复合带的制作方法,按如下过程进行:
选用厚度为0.12mm~0.05mm±0.005mm的铝箔作为基带,并进行复合前处理;
通过流延涂布复合工艺,在铝基带的一面或两面挤压至少一层塑料膜,进入第一复合压胶辊1和第一复合辊3,或再进入第二复合压胶辊10和第二复合辊8之间进行滚压热合,形成在铝基带上的亚光拉毛状塑料粗糙面,其中外表面的粗糙度为Ra 1.6~25μm;
根据塑料膜所选用的塑料牌号,对所述的毛化塑料粗糙面进行后加热处理定型,控制其带面温度在塑料维卡软化点与塑料熔点之间,以改善塑料表面的粗糙状态,提高剥离强度,经冷却后收卷,形成层间不自粘的亚光平滑型铝塑复合带。
技术方案2:用于电缆/光缆的亚光平滑型铝塑复合带的制作方法,按如下过程进行:
选用厚度为0.12mm~0.05mm±0.005mm的铝箔作为基带,并进行复合前处理;
通过热贴复合工艺,在铝基带的一面或两面滚压至少一层塑料膜,并同时采用第一复合压胶辊1和复合胶辊3′滚压热合,滚压热合后进入集热保温烘箱22中的塑料表面毛化装置21依次进行双面毛化处理;
对毛化后的塑料面进行复合后处理工序23中进行后加热处理定型,根据塑料膜所选用的塑料牌号,控制其带面温度在塑料维卡软化点与塑料熔点之间,以改善塑料表面的粗糙面状态,提高剥离强度,通过冷却、收卷,形成层间不自粘的亚光平滑型铝塑复合带。
技术方案3:用于电缆/光缆的亚光平滑型铝塑复合带的制作方法,按如下过程进行:
选用厚度为0.12mm~0.05mm±0.005mm的铝箔作为基带,并进行复合前处理;
通过热贴复合工艺,在铝基带的一面或两面滚压热合至少一层塑料膜,铝基带L通过调节装置5经导向辊6,进入复合前处理工序15,通过预热处理17进行预热,使铝基带温度为60~280℃;
预热处理后的铝基带L进入第一复合压胶辊1和第一复合辊3之间,同时将预先制作好的A塑料膜卷14和B塑料膜卷19分别经第一展平装置16和第二展平装置18同时送入铝基带的A、B两个面,并通过第一复合压胶辊1和第一复合辊3滚压热合,使A面的塑料外表形成亚光拉毛状的粗糙面,其中复合辊的外表面粗糙度为Ra1.6~25μm;
将拉毛后的铝塑复合带送入到复合后处理工序20进行后加热处理定型,根据塑料膜所选用的塑料牌号,控制其带面温度在塑料维卡软化点与塑料熔点之间,以改善塑料表面的粗糙面状态,提高剥离强度,通过冷却、收卷,形成层间不自粘的亚光平滑型铝塑复合带。
技术方案4:用于电缆/光缆的亚光平滑型铝塑复合带的制作方法,按如下过程进行:
选用厚度为0.08mm~0.05mm±0.005mm的铝箔作为基带,并进行复合前处理;
通过流延涂布复合工艺,在铝基带的一面或两面滚压至少一层塑料膜,并同时进入第一复合压胶辊(1)和第一复合辊(3)或再进入第二复合压胶辊10和第二复合辊8之间,进行滚压热合,形成在铝基带上的亚光拉毛状塑料粗糙面,其中复合辊的外表面粗糙度为Ra1.6~25μm;
根据塑料膜所选用的塑料牌号,对所述的塑料粗糙面进行后加热处理定型,控制其带面温度在塑料维卡软化点与塑料熔点之间,以改善塑料表面的粗糙面状态,提高剥离强度,通过冷却、收卷,形成层间不自粘的亚光平滑型铝塑复合带。
技术方案5:根据技术方案1、2或3的制作方法得到的用于电缆/光缆的铝塑复合带,包括铝基带24和基带两面的塑料膜层25,铝基带24的厚度为0.12mm~0.05mm±0.005mm,塑料膜层25表面为亚光平滑型粗糙面27。
上述铝塑复合带产品,其表面结构随着温度的不断升高而变化,即当铝基带上塑料的温度在维卡软化点以下时,表面结构为带有粗糙度的亚光平滑面,随着塑料温度在维卡软化点以上不断升高时,塑料粗糙度逐渐消失,表面呈现亮光摩擦阻力面。
上述方法中所述的流延涂布复合工艺的复合滚压热合时,在复合胶辊的两头粘贴聚四氟乙烯胶带,或采用氟塑料辊,以免在滚压热合时塑料熔体粘绕在复合胶辊两头。
上述方法中所述的流延涂布复合工艺的滚压热合,其复合辊表面温度为30~125℃,滚压热合区温度≤模具唇口塑料熔体温度30℃,滚压压力为0.11~1.5Mpa,表面粗糙度为Ra 1.6~25μm。(数值在参数范围内任选且包括端值)
本发明具有如下优点:
1、重量轻,节约材料,生产成本低。
本发明由于采用厚度为0.12mm~0.05mm的铝基带,减轻了重量,极大的降低了生产成本,与0.15mm的铝基带相比,节约材料20%~66%,与0.20mm的铝基带相比,节约材料40%~75%;同时厚度越薄的基带越便于纵包弯曲搭接,能与护层料充分粘接。
2、摩擦力小,易于通过纵包模具和定径模具,不易断带。
本发明由于采用了不自粘的亚光平滑型复合处理工艺方法,使铝塑复合带的机械性能及使用寿命在不受影响的前提下,性能显著提高,为制作通信光缆/电缆的下道生产工序提供了可靠的保证,即带有粗糙度的粗糙面与纵包模具和定径模具之间形成点接触,摩擦力小,可以顺利通过,解决了在复合带通过纵包模具和定径模具阶段容易起包、翘边、渗水、脱膜、断带的问题,提高了产品合格率。
3、剥离强度高,防潮性能好。
本发明的铝塑复合带产品由于其表面结构随着温度的变化而改变,因而在复合带通过纵包模具和定径模具阶段之后,进入挤出机护套模具中时,由于温度的升高而使铝塑复合带上的粗糙面消失,与PE外护套料之间形成面接触,加强了相互之间的充分粘合,提高了剥离强度,即提高了铝塑屏蔽层与PE外护套料之间的粘合强度,避免了搭接封口不牢、漏气、渗水的问题,保证了通信光缆/电缆的使用寿命和传输特性。
4、带面之间不自粘,便于生产使用。
本发明的铝塑复合带由于是亚光平滑面结构,塑料膜之间有粗糙度,因而在铝塑复合带产品收卷后,带面与带面之间不会自粘。保证了制作通信光缆/电缆前期工序放卷时不变形,即带面平直、平整,使用方便。
具体实施方式
本发明的具体内容可结合附图和实施例作进一步详细描述。
实施例1
本发明的制作过程如下:
1、选择厚度为0.12mm±0.005mm的铝箔作为铝基带,按照图1的流程进行流延涂布复合前处理。
复合前处理的过程是:首先是打开铝基带卷,接着进行铝基带L的展平处理,然后预热处理,该基带预热是通过油加热辊或电加热辊进行,其温度为90~220℃。
2、将铝基带与塑料进行亚光平滑挤压复合,参照图2,其复合过程为:
(1)铝基带L进入第一复合压胶辊1和第一复合辊3之间。
该第一复合压胶辊1表面为非金属材料,由邵氏硬度为40~95的氟塑料制成,第一复合压胶辊1上设有第一冷却辊13;该复合辊3为双筒内胆多头螺旋冷却水辊,外表面经表面处理成粗糙度为Ra 1.6~25μm。
(2)在铝基带L进入第一复合压胶辊1和第一复合辊3之间的同时,由第一塑料模具2将塑料熔体从其模具的唇口窄缝处流延涂布入第一复合压胶辊1和第一复合辊3之间的铝基带A表面,并控制温度和压力,顺圆周方向进行滚压热合,使A面的塑料外表形成拉毛状的亚光平滑粗糙面。
该塑料模具2为单层挤出平口模具,塑料熔体出模口的温度根据塑料牌号不同而不同。例如:本实施例采用3990牌号的乙烯-丙烯酸共聚物树脂,其熔体温度为175~290℃;该第一复合压胶辊1和第一复合辊3之间的热合区工作表面温度为135~285℃,热合区温度≤模具唇口塑料温度30℃,复合辊表面温度为30~125℃,两辊之间的压力为0.15~1.5Mpa;该A面上的塑料膜的厚度为0.058±0.013mm。
(3)由第一导出辊4纵向剥离A面复合带离开第一复合辊3,通过调节装置5,进入基带B面预热12。
(4)经过预热后的B面基带,进入第二复合压胶辊10与第二复合辊8之间,第二塑料模具9将塑料熔体从模具唇口处流延涂布入第二复合压胶辊10和第二复合辊8之间的铝基带B表面上,并以与A面相同的工艺条件,顺圆周方向进行滚压热合,使B面的塑料外表形成拉毛状的亚光塑料粗糙面膜层。
该第二复合辊8与第一复合辊3的加工工艺一致;该第二塑料模具9与第一塑料模具2的结构相同;该第二复合压胶辊10与第一复合压胶辊1的材料可以不同,且第二复合压胶辊10也可以在辊的两头不粘贴聚四氟乙烯胶带;该第二复合压胶辊10上设有第二冷却辊11;该B面上的塑料膜的厚度为0.058±0.013mm。
(5)完成铝基带的B面塑料复合后,通过第二导出辊7、导向辊6出带,进入后处理工序。
如果需要单面铝塑复合带,只要进行其中的一面制作过程,即可形成单面EL型铝塑复合带。
3、复合带的表面后加热处理和塑化定型
参照图1,本发明的铝基带L在进行完上述塑料膜的复合工序后,进入复合后处理工序进行后加热处理,控制带面温度在塑料维卡软化点与塑料熔点之间,即79~97℃,就可实现既可使亚光粗糙面的粗糙度减弱,又能使这种粗糙度的破坏尽量最小,并改善塑料粗糙面状态,形成新的亚光平滑型粗糙面,以加强剥离强度和塑化定型。在进行完后加热处理之后,再依次通过冷却、收卷等后续工序完成整个制作过程,形成不自粘的亚光平滑型铝塑复合带。
实施例2
选用厚度为0.10±0.005mm的铝箔作为铝基带,按照实施例1的过程进行铝塑复合带制作,其中:
第一复合压胶辊1采用非氟塑料辊,则必须在非氟胶辊的两头粘贴聚四氟乙烯胶带,以免后续塑料熔体粘绕在胶辊两端,确保后续滚压热合的正常进行。
滚压热合时,设第一复合压胶辊1和第一复合辊3之间的热合区工作表面温度为155~290℃,复合辊外表面经表面处理成粗糙度为Ra1.6~25μm,两辊之间的压力为0.12~1.3Mpa,塑料模具采用2层共挤模具,采用塑料牌号:0910树脂,其熔体温度为180~305℃,可以在铝基带A面上形成2层塑料膜。
进行后加热处理时,控制带面温度在塑料维卡软化点与塑料熔点之间,即81~100℃,最终制作出基带厚度为0.10mm的亚光平滑型铝塑复合带。
实施例3
选用基带厚度为0.08±0.005mm的铝箔作为铝基带,按照实施例1的过程进行,其中:
第一复合压胶辊1采用氟塑料辊。
滚压热合时,设第一复合压胶辊1和第一复合辊3之间的热合区工作表面温度为140~285℃,两辊之间的压力为0.11~0.12Mpa。复合辊外表面经表面处理成粗糙度为Ra1.6~25μm
塑料模具采用3层共挤模具,塑料采用30707牌号,熔体温度为185~310℃,可以在铝基带单面上形成3层塑料膜。
进行后加热处理时,控制带面温度在塑料维卡软化点与塑料熔点之间,即84~102℃,最终制作出基带厚度为0.08mm的亚光平滑型铝塑复合带。
实施例4
选用厚度为0.05±0.005mm的铝箔作为铝基带,按照图3所示的热贴单面毛化制作过程进行:
1、铝基带L通过调节装置5,经导向辊6,进入复合前处理工序15,通过预热处理17的油热辊或电热辊进行预热,其温度为60~280℃。
2、预热处理后的铝基带L进入第一复合压胶辊1和第一复合辊3之间,同时将预先制作好的A塑料膜卷14和B塑料膜卷19分别经第一膜面展平装置16,第二膜面展平装置18同时送入铝基带的A、B两个面,并通过第一复合压胶辊1和第一复合辊3滚压热合,滚压压力为0.12~1.5Mpa,粗糙度为Ra 1.6~25μm,使A面的塑料外表形成亚光拉毛状的粗糙面。
该A、B塑料膜卷采用塑料30907牌号,塑料熔体温度为135~180℃,可以是一层塑料膜,也可以是多层结构塑料膜。该第一复合压胶辊1的外表面用邵氏硬度为40~90的硅橡胶、氟塑料或耐温>150℃的橡胶制成,橡胶厚度为15~30mm,中间通冷却水,橡胶外表的温度由冷却辊11控制。该第一复合辊3为金属制冷却水辊,外表经表面精磨后,再处理成粗糙面,粗糙度为Ra1.6~12.5μm.。
3、将上述粗糙面的铝塑带L送入到复合后处理工序20进行后加热处理,控制带面温度在塑料维卡软化点与塑料熔点之间,即77~98℃,形成基带厚度为0.05mm的亚光平滑型铝塑复合带。
如果不用B面塑料膜卷,则可制成单面EL型铝塑复合带。
实施例5
选用厚度为0.10±0.005mm的铝箔作为铝基带,膜卷的塑料采用0903牌号:其熔体温度为149~191℃。其中复合前处理、复合后处理、A、B塑料膜卷、第一复合压胶辊1和复合胶辊3′均与实施例4相同。其复合过程按照图4所示的热贴双面毛化复合过程进行处理。即经过复合前处理后的基带L通过第一复合压胶辊1和复合胶辊3′滚压热合后,进入集热保温烘箱22中的塑料表面毛化装置21依次进行双面毛化处理,最后经过复合后处理工序23处理后,制成铝塑复合带。
该塑料表面毛化装置21内的张力、水温可自动调节,并同时装有加热器、温度自动控制,以调节辊面温度。毛化装置21内设有多个毛化辊,各毛化辊的表面温度是不同的,且呈逐渐递增为65~125℃,通过该毛化装置21可实现既可使塑料外表形成拉毛状的效果达到最佳,又能避免塑料粘辊的效果。该集热保温烘箱22内设有一个温度调节装置,调节毛化辊环境温度,以利复合带面的塑料软化和塑化定型。
用本发明上述方法制作的亚光平滑型铝塑复合带结构,包括铝基带24和在该基带上、下面上的塑料膜层25,塑料膜层25与铝基带24之间形成粘合接合面26。该基带的厚度为0.12mm~0.05mm±0.005mm范围内的不同规格,基带上的塑料膜层25表面是亚光拉毛状的平滑粗糙面27。使用时,该铝塑复合带的一面包裹在缆芯的外层,另一面与PE外护套料紧密粘合,形成粘接护层。
本发明这种铝塑复合带的结构随着温度的升高而改变。实验表明,在塑料温度为维卡软化点以下时,铝塑复合带的表面为亚光平滑面,当温度超过维卡软化点以上,随着温度的不断升高,铝塑复合带的表面塑料逐渐融化,粗糙面随之消失,表面变为亮光阻力面。如果用手依次触摸亚光部分和亮光部分,明显感觉到亚光部分平滑,摩擦力小,而亮光部分摩擦阻力大。在制作通信光缆、电缆的屏蔽层时,正是利用了本发明产品的这种结构特征,使其在纵包模具和定径模具阶段利用亚光面的点接触,可以平滑通过。而在进入挤出机护套模具阶段,由于温度的升高使原来的粗糙面消失,与PE外护套之间形成面接触,使铝塑屏蔽层与PE外护套之间形成了一个牢固粘合的整体,有效阻挡了潮气的侵入,确保了通信光缆/电缆的使用寿命和传输特性。
本发明的效果分析及试验结果如下:
1.实验表明,用本发明基带厚度为0.12mm~0.05mm的铝箔防潮性能与其他包装材料相比,具有良好的防潮性能,如表1所示。
表1不同材料的透湿度比较
材料名称 |
透湿度/g(m2·24h)-1 |
材料名称 |
透湿度/g(m2·24h)-1 |
0.009mm铝箔 |
1.08~10.70 |
防潮玻璃纸 |
50~70 |
0.013mm铝箔 |
0.60~4.80 |
焦油纸 |
20~50 |
0.018mm铝箔 |
0~1.24 |
0.09mm聚氯乙烯膜 |
7 |
0.025mm铝箔 |
0~0.46 |
0.1mm聚氯乙烯膜 |
4.8 |
0.03~0.15mm铝箔 |
0 |
0.008~0.009mm聚酯膜 |
26 |
玻璃纸 |
1670 |
乙烯涂层纸 |
60~95 |
表1数据来自《铝加工技术实用手册》2005年1月第一版。从表1可见,采用0.15mm~0.03mm的铝箔,其透湿度为0,可以证明,本发明采用的基带厚度为0.12mm~0.05mm的铝箔完全可以达到防潮的效果。
2、本发明与现有铝基带厚度为0.15mm和0.20mm的铝塑复合带相比,可以极大的节约材料,降低成本,如表2所示。
表2本发明与基带厚度为0.15mm和0.20mm的比较
规格(mm) |
每100m2所用铝材m3 |
比0.2mm节约铝材m3 |
比0.15mm节约铝材m3 |
比0.20材料节约百分比 |
比0.15材料节约百分比 |
0.2 |
0.02m3 | | | | |
0.15 |
0.015m3 |
0.005 | |
25% | |
0.12 |
0.012m3 |
0.008 |
0.003 |
40% |
20% |
0.10 |
0.010m3 |
0.010 |
0.005 |
50% |
33.3% |
0.08 |
0.008m3 |
0.012 |
0.007 |
60% |
46.7% |
0.05 |
0.005m3 |
0.015 |
0.010 |
75% |
66.7% |
从表2可见,本发明采用厚度为0.12mm~0.05mm的铝箔基带,不但可以保证其防潮性能,而且比基带厚度为0.15mm和0.20mm的铝基带节约材料高达20%~75%。
3、本发明与现有亮光铝塑复合带相比产品合格率高,如表3所示。
表3本发明与现有亮光面铝塑复合带的产品合格率比较
类型 |
断带率% |
漏气率% |
脱膜 |
成型 |
现有亮光型 |
6% |
8.5% |
严重 |
较差 |
本发明的亚光平滑型 |
无 |
无 |
极少 |
优良 |
从表3可见,本发明无断带、无漏气,产品成型优良率高。
4、本发明比现有亮光面铝塑复合带比较,其收卷性能好,如表4所示。
表4本发明比现有亮光面铝塑复合带收卷后性能比较
类型 |
层间空隙 |
带面粘度 |
放卷结果 |
现有的亮光型 |
小 |
层间自粘 |
有层间剥离,严重变形 |
本发明的亚光平滑型 |
大 |
层间不自粘 |
无层间剥离,无变形 |
从表4可见,本发明由于采用其亚光结构,使其收卷后层间有空隙,不会自粘,确保铝塑复合带放卷平直,不产生变形,生产效率高。