CN101249701B - 滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备，包括成膜机，该成膜机包括固定安装在机架上并具有空心前轴和空心后轴的内筒、相对内筒可转动的外筒以及内加热装置和设置在外筒外面用于将贴在外筒表面的聚乙烯醇膜中的水分快速蒸干的外蒸干装置，其中内、外筒之间的部分为水套。生产时，采用内加热装置和外蒸干装置双重加热，大量热量同时作用于外筒，使其外表面的聚乙烯醇膜中的水分快速蒸发。使用本发明的生产聚乙烯醇膜的设备，生产效率可提高15～30％，生产出的成品聚乙烯醇膜表面平整，透明度、透光率和光洁度都有大幅度提高。

Description

滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备

技术领域

本发明涉及一种生产聚乙烯醇膜的设备，特别是一种能够大幅度提高生产效率的滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备。

背景技术

授权公告号为CN1226124C的发明专利公开了一种聚乙烯醇膜的生产方法及设备。其中设备的结构如图1所示，包括顺序排列的下列组成部分：用于制备聚乙烯醇水溶液的溶解釜1、脱泡罐4、成膜机32、揭膜辊16、前拉伸辊组6及设置在热处理室33内的托辊7、扩幅辊组8、热拉伸辊组9和卷膜摩擦辊11，在成膜机32的下方设置有供液槽17。使用该设备的生产方法包括如下步骤：在溶解釜1内制备聚乙烯醇水溶液；在脱泡罐4脱泡；在成膜机32上成膜；改性；调湿；收卷。参见图1。在溶解釜1内的聚乙烯醇水溶液通过管路进入脱泡罐4，脱泡后由进料管进入供液槽17；成膜机启动，外筒22转动，浸在供液槽17内的部分外筒蘸取聚乙烯醇水溶液，在内加热装置的作用下，贴在外筒外表面的聚乙烯醇水溶液中的水分不断蒸发而形成聚乙烯醇皮膜；然后在揭膜辊16作用下，聚乙烯醇皮膜从外筒上剥离下来；再经过前拉伸辊组6改性；在热处理室33内调湿；最终收卷。

如图2所示，其中成膜机32的结构包括：同轴套装设置的外筒22、内筒23以及内加热装置。内、外筒之间的部分为水套30。其中内筒23上固定有空心前轴2和空心后轴3，前、后轴固定在内筒支架27上。外筒22通过轴承可转动地支承在前、后轴上。内加热装置用于给水套30加热，结构包括加热管29和溢流管24。加热管29由位于空心前轴2内的水平部分、贴在内筒23内前侧壁的竖直部分和贴在内筒23内圆周底壁的水平部分组成。其中贴在内筒23内圆周底壁部分的加热管29与内筒23圆周底壁之间设有若干通孔45。溢流管24由位于空心后轴3内的水平部分、贴在内筒23内后侧壁的竖直部分和贴在内筒23内圆周顶壁的水平部分组成。其中贴在内筒23内圆周顶壁部分的溢流管24与内筒23圆周顶壁之间设有若干通孔45。

聚乙烯醇水溶液在成膜机32的成膜加热过程为：先从溢流管24的溢流出口47用泵将水泵入水套30中；水套内充满水后，向加热管29内通入低压饱和蒸汽，用来给水套加热，进一步给外筒22加热，使贴在外筒22外表面的聚乙烯醇膜中的水分蒸发；随着蒸汽不断冷凝，水套30中的水为断增加，增加的水由溢流管24排出。

使用这种传统的生产聚乙烯醇膜的设备能成功地生产出聚乙烯醇膜，但该设备，特别是其中的成膜机具有如下缺陷：

一、该种成膜机中，由于仅由内加热装置对外筒加热，提供的热量少，致使贴在外筒上聚乙烯醇膜中的水分蒸发慢，成膜时间长，所以生产效率低。

二、在这种传统的成膜机中，由于是通过加热管29来加热水套30，那么在水套中，距离加热管29近的区域温度高，在距离加热管29远的区域温度低。由于在蒸汽沿着加热管路29流动过程中，沿途也有热量损失，所以即使在距离加热管29同样距离的区域，温度也有差别。具体来说，在靠近加热管29的竖直部分的水套温度要高于靠近内筒23圆周底壁水套温度。更进一步地，同在靠近内筒23圆周底壁区域，沿着内筒23轴向由前端至后端水套温度也是逐渐降低的。总之，现有的这种成膜机，热量在其外筒上的分布是极其不均匀的，直接导致的后果就是，贴在外筒上聚乙烯醇膜中的水分蒸发不均匀，即生产的聚乙烯醇膜中各部分，特别是沿膜宽度方向的含水量不同，严重影响了成品膜的质量。

三、这种传统的成膜机中，溢流水管24和加热管29均设置在内筒23内，这样就需要在内筒23的圆周壁与溢流水管24、加热管29的相应水平部分之间设有若干通孔45。无论是先打孔再对正安装，还是先安装然后再打孔都是非常麻烦的，消耗大量的人力、物力资源。

四、使用该种设备，成膜机成膜时采用回转外筒蘸取供液槽中溶液的方式，这样供液槽的槽口必须保证足够大的尺寸，于是供液槽中的溶液液面暴露在空气中的面积很大，很容易导致在溶液表面结成皮膜。这种皮膜严重影响工艺的连续性，实际生产过程中经常需要停机清理，否则会严重降低成品率。还有，这种适用于蘸液成膜法的设备，由于液体表面张力的原因，成膜厚度只能控制在25微米以下，成品膜品种单一。

五、现有的成膜机中，外筒22由普通钢材料制成，为了方便揭膜，通常要在外筒22的外表面设置涂层。不但成本高，而且在生产过程中，涂层经常脱落，需反复打磨涂抹来修复涂层，还需经流涎烘烤等处理工艺，非常麻烦，误工、误时，很难实现连续工业化生产。

发明内容

本发明的实施例旨在克服上述现有技术的不足，提供一种生产效率高的滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备，包括成膜机，该成膜机包括固定安装在机架上并具有空心前轴和空心后轴的内筒、相对内筒可转动的外筒以及内加热装置，其中内、外筒之间的部分为水套，其中还包括设置在外筒外面用于将贴在外筒表面的聚乙烯醇膜中的水分快速蒸干的外蒸干装置。所述外筒内壁上均匀布置有若干块划水板。所述内加热装置包括加热管和溢流管，其中所述前轴伸入到内筒中心位置，在前轴内设有与热介质源连通的热介质导管。所述加热管呈“T”形，其竖直部分与前轴连通，水平部分位于水套内，水平部分设有若干个蒸汽孔。所述溢流管呈“L”形，其竖直部分与所述后轴连通，水平部分位于水套。

所述外蒸干装置包括罩在外筒外面具有蒸汽出口的疏风导流罩和均匀布置在疏风导流罩内的至少两个加热器，疏风导流罩上相对于外筒上贴有聚乙烯醇膜的部分均匀设置有若干个导风口。

所述疏风导流罩的蒸汽出口处连接有抽风管，抽风管内安装有离心风机。

其中还包括具有出料口的布料管，所述出料口的宽度与外筒的长度相等，且出料口与外筒之间的间隙相同，在出料口下面的布料管上设有密封垫。

所述若干个蒸汽孔呈轴对称分布，且孔径由中间向两端依次变大。

所述若干个蒸汽孔呈轴对称分布，若干蒸汽孔的孔径相同，密集程度由中间向两端逐渐变稠密。

所述前轴和后轴为一体结构，形成一根通轴，在通轴内相应于后轴位置设有挡板。

所述外筒由不锈钢材料制成。

由上述技术方案可知，本发明的滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备在成膜机外面设有用于蒸干聚乙烯醇膜的外装蒸干装置，生产时，采用内加热装置和外蒸干装置双重加热，大量热量同时作用于外筒，使其外表面的聚乙烯醇膜中的水分快速蒸发，所以本发明的设备大幅度提高了生产效率。

通过以下参照附图对优选实施例的说明，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更加明显。

附图说明

图1是现有的聚乙烯醇膜生产设备的结构示意图；

图2是现有的聚乙烯醇膜生产设备中的成膜机的结构示意图；

图3是本发明的用于滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备中成膜机的纵向剖视结构示意图，为了看清楚内部结构，拆除了外蒸干装置；

图4是本发明的用于滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备中成膜机的横向剖视结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。

本发明的用于滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备，包括用于制备聚乙烯醇水溶液的溶解釜、脱泡罐、成膜机、揭膜辊、前拉伸辊组以及设置在热处理室内的托辊、扩幅辊组、热拉伸辊组和卷膜摩擦辊。其中除了成膜机和进料管外，其他部分与现有技术相同，不再赘述。

如图3和图4所示，本发明设备中的成膜机包括固定安装在机架上的内筒23、相对内筒23可转动的外筒22以及内加热装置和外蒸干装置。外蒸干装置可以采用现有的任何结构，只要能将贴合在外筒22外表面的聚乙烯醇膜中的水分快速蒸干即可。下面仅给出优选的外蒸干装置结构。见图4，外蒸干装置包括罩在外筒22外面的具有蒸汽出口的疏风导流罩5和均匀布置在疏风导流罩5内的4个加热器20，疏风导流罩5上相对于外筒22均匀设置有若干个导风口10。工作时，来自加热器20的热量作用于外筒22外表面的聚乙烯醇膜上，使其中的水分快速蒸发出来，由蒸汽出口冒出。其中加热器可以选用热风机等，数量不限于4个，可以根据成膜机的大小适当增加或减少。生产过程中，由于在成膜机外面设有外蒸干装置，在成膜机的水套在外筒以内对其加热的同时，外蒸干装置在外筒外面对其进行蒸干，大幅度提高了生产效率。本实施例中的外蒸干装置，还可以在疏风导流罩5的蒸汽出口安装抽风管12，在抽风管12内安装离心风机13。由蒸汽出口冒出的蒸汽在抽风管12内再由离心风机13离心冷凝成蒸馏水。离心冷凝生成的蒸馏水通过引流管流出来。这样，在生产聚乙烯醇膜的同时，还可以产生大量高价值的蒸馏水。

成膜机中的内筒23具有空心前轴2和空心后轴3，在前轴2内设有与热介质源连通的热介质导管26，其中的热介质可以是热蒸汽、热油、热风或热水等。热源可以是电、油、气等。方式可以是传导、辐射等。前轴2端部伸入到内筒23中心位置。所述内加热装置包括加热管29和溢流管24。其中加热管29呈“T”形，竖直部分的一端与前轴2端部连通，另一端穿过内筒23的圆周壁连接其水平部分；水平部分置于内、外筒之间的水套30内，长度与内筒23长度相等，水平部分可以与内筒23可以紧密贴合在一起，这样设置相对牢固，当然也可以相对于内筒23具有一定间隙。本实施例中，当蒸汽由前轴2进入后，沿着“T”形加热管29的竖直部分进入其水平部分，由于“T”形加热管29的竖直部分位于内筒的中间位置，故其向内筒前、后两侧辐射的热量是相同的，有效改善了热量在轴向上分布的均匀性。“T”形加热管29的水平部分设有若干个蒸汽孔31。所述若干个蒸汽孔31呈轴对称布置，且孔径由中间向两端依次变大。或者，若干个蒸汽孔31呈轴对称布置，若干蒸汽孔31的孔径相同，密集程度由中间向两端逐渐变稠密。若干个蒸汽孔31的上述分布形式进一步改善了热量在外筒轴向上分布的均匀性。当然这些蒸汽孔31也可以是其他的分布形式。由于加热管29的水平部分置于水套30内，避免了在内筒23上加工通孔以及使加工出的通孔与蒸汽孔对正连通等繁杂工序，节省了人力、物力。

所述溢流管24呈“L”形，其竖直部分的一端与所述后轴3连通，另一端穿过内筒23的圆周壁，连接其水平部分；水平部分末端的溢流口25位于内筒23中轴线处，与“T”形加热管29的竖直部分对应。水平部分置于水套30内，可以与内筒23紧密贴合在一起，也可以相对于内筒23具有一定间隙。

为了加工方便，所述前轴2和后轴3可以是一体结构，即形成一根空心通轴，这时需要在该空心通轴内相应于后轴3处设置挡板18，以保证通入到加热管29的蒸汽能顺利进入水套30，而不会直接由该空心通轴通过。

本实施例中，为了改善外筒温度在其圆周方向均匀分布，在外筒22内壁上均匀设置有若干块呈放射状分布的划水板14(见图4)。当外筒22相对于内筒23转动时，划水板14搅动水套30内的水，利于加快水套各部分之间的热传递，从而使水套各部分温度很快达到平衡。有效改善了热量在外筒圆周方向上分布的均匀性。

由上述可知，本实施例的成膜机中，在“T”形加热管29和划水板14的共同作用下，最大程度地改善了热量在外筒轴向及圆周方向分布的均匀性，极大地改善了成品膜中含水的均匀度，提高了成品膜的稳定性。

本实施例中的布料管15呈管状，具有一个进料口和一个出料口，出料口的宽度与外筒22的长度相等，出料口沿其宽度方向与外筒22之间的间隙相同，这样利于保证聚乙烯醇膜厚度均匀。在出料口下面的布料管15上设有密封垫19。布料管15的进料口可以与脱泡罐4(见图1)直接连通，也可以与现有设备中的进料管连接。由于在生产过程中，聚乙烯醇溶液是由布料管15的出料口流到外筒22上的，所以布料管15的出料口与外筒22配合工作的位置，即聚乙烯醇溶液与成膜机外筒初始接触的位置在外筒的侧上面或侧下面或上面，这样才能保证聚乙烯醇溶液能够涂布到外筒上。生产时，聚乙烯醇溶液是由布料管15直接流到成膜机外筒22上的。与传统的蘸取聚乙烯醇溶液成膜方式不同，从而避免了聚乙烯醇溶液结皮误工现象，进一步提高了生产效率。同时使用本发明的设备可生产厚度30微米以上的聚乙烯醇膜，丰富了聚乙烯醇膜的品种。

本实施例中成膜机的外筒22由密质不锈钢材料制成，不锈钢表面抛光至光洁度十一级。这不但在生产过程中揭膜容易，而且提高了成膜质量，同时利于降低成本。

本发明的滚筒法生产聚乙烯醇膜的方法，包括如下步骤：

(1)溶解

将聚乙烯醇原料经筛检、水洗溶涨后，在溶解釜中制备成水溶液；溶液重量百分比浓度为12-45％，溶解温度25～105℃，溶解时间≥4小时，搅拌器转速80～140rpm，搅拌器d＝(0.6～1.7)D，D为溶解釜内径；

(2)脱泡

溶解釜内的聚乙烯醇水溶液由出料管流入过滤器，过滤后进入脱泡罐脱泡；过滤压力为0.2～1.0Mpa，过滤精度≤0.2微米，脱泡温度为85～95℃，亦可采用脱泡剂。

(3)成膜

脱泡结束后的聚乙烯醇水溶液由布料管15喷涂或涂布到成膜机的外筒侧上面或侧下面或上面，外筒转动即可在其外表面形成聚乙烯醇膜，在水套内加热和外蒸干装置外蒸干的同时作用下，聚乙烯醇膜中的水分快速蒸发掉，成为皮膜；

(4)改性

皮膜由位于成膜机外筒下侧部的揭膜辊处剥离后，被送入拉伸处理室进行双向拉伸和热处理；揭膜辊上的膜依次绕过前拉伸辊组、拉伸热处理室中的托辊、扩幅辊、调湿室中的热拉伸辊组；热拉伸温度为150～250℃，热拉伸时间为10～60秒，加湿量为150～2500克/米³处理空间体积；

(5)调湿

经拉伸和热处理后的膜进入调湿室调节含水量，加湿量为100～2500克/米³处理空间体积，使膜在相对湿度为100％的环境中通过10～60秒；

(6)收卷

将成膜收卷后，熟化、包装；熟化温度30-40℃，熟化相对湿度40～80％，熟化时间24～36小时。

使用本发明的生产聚乙烯醇膜的设备，生产效率可提高15～30％，生产出的成品聚乙烯醇膜表面平整，透明度、透光率和光洁度都有大幅度提高，可与目前市场上使用的高级玻璃纸媲美。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备，包括成膜机，该成膜机包括固定安装在机架上并具有空心前轴(2)和空心后轴(3)的内筒(23)、相对内筒(23)可转动的外筒(22)以及内加热装置，其中内、外筒之间的部分为水套(30)，其特征在于还包括设置在外筒(22)外面用于将贴在外筒表面的聚乙烯醇膜中的水分快速蒸干的外蒸干装置，所述外筒(22)内壁上均匀布置有若干块划水板(14)；所述内加热装置包括加热管(29)和溢流管(24)，其中所述前轴(2)伸入到内筒(23)中心位置，在前轴(2)内设有与热介质源连通的热介质导管(26)，所述加热管(29)呈“T”形，其竖直部分与前轴(2)连通，水平部分位于水套(30)内，水平部分设有若干个蒸汽孔(31)；所述溢流管(24)呈“L”形，其竖直部分与所述后轴(3)连通，水平部分位于水套(30)内。

2.如权利要求1所述的滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备，其特征在于所述外蒸干装置包括罩在外筒(22)外面具有蒸汽出口的疏风导流罩(5)和均匀布置在疏风导流罩(5)内的至少两个加热器(20)，疏风导流罩(5)上相对于外筒(22)上贴有聚乙烯醇膜的部分均匀设置有若干个导风口(10)。

3.如权利要求2所述的滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备，其特征在于所述疏风导流罩(5)的蒸汽出口处连接有抽风管(12)，抽风管(12)内安装有离心风机(13)。

4.如权利要求1所述的滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备，其特征在于还包括具有出料口的布料管(15)，所述出料口的宽度与外筒(22)的长度相等，且出料口与外筒(22)之间的间隙相同，在出料口下面的布料管(15)上设有密封垫(19)。

5.如权利要求1-4之任一所述的滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备，其特征在于所述若干个蒸汽孔(31)呈轴对称分布，且孔径由中间向两端依次变大。

6.如权利要求1-4之任一所述的滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备，其特征在于所述若干个蒸汽孔(31)呈轴对称分布，若干蒸汽孔(31)的孔径相同，密集程度由中间向两端逐渐变稠密。

7.如权利要求1-4之任一所述的滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备，其特征在于所述前轴(2)和后轴(3)为一体结构，形成一根通轴，在通轴内相应于后轴(3)位置设有挡板(18)。

8.如权利要求1-4之任一所述的滚筒法生产聚乙烯醇膜的设备，其特征在于所述外筒(22)由不锈钢材料制成。

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