CN101480847B - 多层共挤吹膜设备和多层共挤吹膜工艺 - Google Patents

多层共挤吹膜设备和多层共挤吹膜工艺 Download PDF

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Abstract

一种多层共挤吹膜设备，其表层挤出机和基层挤出机分别设有料筒和螺杆，各螺杆依次设有加料段、压缩段、计量段，其中一台或两台表层挤出机的螺杆在计量段后面还设有加气段，加气段的螺槽深度大于计量段的螺槽深度，在加气段对应位置的料筒侧壁还开设有气体输入口，气体输入口连接有气体输入设备。本发明还公开一种多层共挤吹膜工艺。本发明的设备和工艺生由于可以在一面或两面表层的熔融物料中混入稳定气体，所以生产出来的复合塑料膜表层具有密集的小气孔，因而可以直接形成单面或双面的粗糙表面。

Description

多层共挤吹膜设备和多层共挤吹膜工艺
技术领域
本发明属于塑料制品生产设备和塑料制品生产工艺的技术领域，具体涉及一种多层共挤吹膜设备和一种多层共挤吹膜工艺。
背景技术
多层共挤吹膜设备生产的多层共挤复合塑料膜具有上下两面表层和若干层基层(中间层)。多层共挤吹膜设备的吹膜机头设有若干条环形流道，环形流道的数量与复合塑料膜共挤的层数相同，对应于每条环形流道设有一台挤出机，每台挤出机设有料筒和螺杆，螺杆根据物料流动方向依次设有加料段、压缩段、计量段。工作时，各台挤出机挤出的熔融物料分别进入对应的一条环形流道，然后各条环形流道的熔融物料由环形模口间隙共同挤出，形成具有若干层复合结构的膜泡，经过吹胀、冷却定型、剖切、牵引后收卷，得到复合塑料膜。为叙述方便，在本申请文件中，将吹膜机头中与复合塑料膜表层对应的环形流道称为“表层环形流道”，将与“表层环形流道”对应的挤出机称为“表层挤出机”；将吹膜机头中与复合塑料膜基层对应的环形流道称为“基层环形流道”，将与“基层环形流道”对应的挤出机称为“基层挤出机”
Figure G2009100370135D00011
现有多层共挤吹膜设备生产出来的多层共挤复合塑料膜的表层都是光滑的。当这些复合塑料膜使用在一些需要表面摩擦力的场合(例如铺设在水库坝、斜坡表面等)，就必须对复合塑料膜的表面再进行粗糙化处理，使其表面形成粗糙面。现有形成粗糙面的方式，有的是在复合塑料膜光滑表层上再不规则地喷射上熔融塑料物料使其表面形成不规则浮点，还有的是利用花辊再在复合塑料膜表面压出凹凸点，但上述方式不但工序复杂，成本高，而且浮点和光滑表面的粘结力低，浮点容易脱落。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述问题而提供一种多层共挤吹膜设备和一种多层共挤吹膜工艺，它们可以直接生产出表面粗糙的多层共挤复合塑料膜。
为实现上述目的，本发明的多层共挤吹膜设备包括吹膜机头、冷却装置、定型装置、剖切装置、牵引装置、卷取装置，吹膜机头设有环形模口间隙和两条表层环形流道、若干条基层环形流道，每条表层环形流道对应连接有一台表层挤出机，每条基层环形流道对应连接有一台基层挤出机，各表层挤出机和基层挤出机分别设有料筒和螺杆，各螺杆依次设有加料段、压缩段、计量段，其主要特点在于，其中一台或两台表层挤出机的螺杆在计量段后面还设有加气段，加气段的螺槽深度大于计量段的螺槽深度，在加气段对应位置的料筒侧壁还开设有气体输入口，气体输入口连接有气体输入设备。
较好的是，螺杆加气段的螺槽深度相当于计量段的螺槽深度的2～7倍。
更好的是，螺杆加气段的螺槽深度相当于计量段的螺槽深度的3～5倍。
所述设有加气段的表层挤出机对应的表层环形流道设有弧形小挡块。
一种多层共挤吹膜工艺，用两台表层挤出机和若干台基层挤出机分别将塑料原料加热熔融、在压缩段压缩、在计量段计量后，将各台表层挤出机的熔融物料挤入对应的表层环形流道，将各台基层挤出机的熔融物料挤入对应的基层环形流道，然后各表层环形流道和基层环形流道的熔融物料由环形模口间隙共同挤出形成膜泡，经过吹胀、冷却定型、剖切、牵引后收卷；其主要特点在于，其中一台或两台表层挤出机中的熔融物料在压缩段压缩、在计量段计量后还再输送到加气段，熔融物料的压力在加气段下降，同时由气体输入设备向所述表层挤出机料筒侧壁的气体输入口输入稳定气体，熔融物料与稳定气体混合后才挤入所述对应的表层环形流道。所谓“稳定气体”，是指化学性质稳定、不与熔融物料发生化学反应的气体。
所述稳定气体可以为N2、CO2、He、Ne、Ar中的一种。
较好的是，熔融物料的压力在加气段下降到15～25MPa。
熔融物料在计量段的压力控制在30～50MPa。
利用弧形小挡块将所述加入稳定气体的表层挤出机对应的表层环形流道的其中一段遮挡，使膜泡挤出时，膜泡表层缺失一段弧形段，而在该弧形段露出光滑的基层。
本发明具有以下优点和效果：
1、本发明的设备和工艺，由于可以在一面或两面表层的熔融物料中混入稳定气体，所以生产出来的复合塑料膜表层具有密集的小气孔，因而可以直接形成单面或双面的粗糙表面。
2、本发明将加入稳定气体的加气点设置在计量段之后的加气段，且加气段的螺槽深度大于计量段的螺槽深度，加气段的螺槽槽腔横截面积大于计量段的螺槽槽腔横截面积，这样就可使熔融物料的压力在进入加气段后下降，有利于降低加气所需的压力，进一步带来以下优点效果：(1)通常熔融物料在压缩段、计量段的压力达到30～50MPa，如果加气时没有使熔融物料压力下降(直接在压缩段或计量段加入气体)，则加入气体的压力必定需要达到30～50MPa以上，但这样高压力的气体是现有技术设备条件难以获得的，即使能够获得也成本太高。而本发明可以使加气所需的气体压力降低，即通常只需比15～25MPa高一些即可，这个数值范围的气体压力比较容易获得；(2)、如果不设置加气段、直接在压缩段或计量段加入气体，气体的压力必定需要高于压缩段熔融物料的压力，则气体的压力会阻滞塑料物料的进料和行进，出现无法加料的问题。而本发明可以使气体的压力低于压缩段和计量段熔融物料的压力，进气所需的压力不会影响塑料物料的进料及压缩，压缩段和计量段熔融物料的压力不会影响进气，实现进气、加料两不误，具有充分的创造性。
3、利用弧形小挡块将表层环形流道的其中一段弧形段遮挡，使复合膜膜泡挤出时，该弧形小挡块对应部位的表层缺失而露出光滑的基层，这样，当环形塑料复合膜的剖切位置设在该弧形段，可以使生产出来的塑料复合膜在靠近剖切线的端部平滑；进而，当塑料复合膜长度不足需要连接时，可以利用露出光滑基层的端部部位作为接头部位进行焊接(如果没有该露出光滑基层的部位，则整段塑料薄膜表面粗糙，难以进行焊接等方式的驳接处理)。
附图说明
图1是本发明实施例一的整体结构及工作状态示意图。
图2是图1中的表层挤出机的料筒和螺杆结构示意图。
图3是气体输入设备的结构示意图。
图4是实施例一的吹膜机头结构示意图。
图5是实施例二的吹膜机头结构示意图。
图6是实施例四所得到的膜泡结构示意图。
图7是图6的膜泡经过吹胀、定型、剖切、展平后得到的复合塑料膜的结构示意图。
图8是实施例五所得到的膜泡结构示意图。
图9是图8的膜泡经过吹胀、定型、剖切、展平后得到的复合塑料膜的结构示意图。
图10是图9所示的复合塑料膜驳接方式示意图。
具体实施方式
实施例一
图1、图2、图4所示，本发明一种实施例为三层共挤吹膜设备，包括一台基层挤出机17、两台表层挤出机18、吹膜机头3、冷却风环5、稳泡器7、人字夹板8、第一牵引装置9、剖切装置10、展开装置11、压平装置12、储膜装置13、第二牵引装置14、卷取装置15。吹膜机头3设有环形模口间隙33和三条环形流道，其中两条环形流道(位于里面和外面的环形流道)为表层环形流道32，另一条环形流道(位于中间的环形流道)为基层环形流道31，每条表层环形流道32对应连接其中一台表层挤出机18，基层环形流道31对应连接基层挤出机17，各台基层挤出机17和表层挤出机18分别设有料筒1和螺杆2，每根螺杆2依次设有加料段21、压缩段22、计量段23；该两台表层挤出机18的螺杆2还分别设有加气段25，加气段25位于计量段23后面。螺杆加气段的结构特征是位于计量段后面且其螺槽深度大于计量段的螺槽深度，在加气段25对应位置的料筒1侧壁还开设有气体输入口16，气体输入口16连接有气体输入设备4，加气段的作用是用于加气，故命名为“加气段”。在实施例一中，加气段25的螺槽251深度相当于计量段23的螺槽231深度的4倍。另外，螺杆2在计量段和加气段之间还设有屏障段24，在加气段之后还设有混炼段26，混炼段26的螺杆表面设有多根凸钉。
图3所示，气体输入设备4包括增压机41、储气罐42、减压阀43、流量计44，增压机41经管道连接储气罐42，储气罐42经管道连接三通后分为两路，每一路设有减压阀43、流量计44，每一路的输出口可以连接到其中一台表层挤出机18的气体输入口16。
实施例二
实施例二为三层共挤吹膜设备，其吹膜机头3设有两条表层环形流道32和一条基层环形流道31，每条表层环形流道对应连接有一台表层挤出机，每条基层环形流道对应连接有一台基层挤出机，各台表层挤出机和基层挤出机分别设有料筒和螺杆，螺杆设有加料段、压缩段、计量段。另外，在两台表层挤出机中，有一台表层挤出机的螺杆还设有加气段，在加气段对应位置的料筒侧壁还开设有气体输入口，气体输入口连接有气体输入设备；另一台表层挤出机的螺杆则不设加气段。在实施例二中，加气段的螺槽深度相当于计量段的螺槽深度的3倍；图5所示，该设有加气段的表层挤出机对应的表层环形流道32还设有弧形小挡块321。该弧形小挡块321的立体形状呈瓦状，可拆卸地安装在表层环形流道32中。
除上述内容外，实施例二其余方面的结构与实施例一基本相同。
实施例三
实施例三是五层共挤吹膜设备，其吹膜机头设有两条表层环形流道和三条基层环形流道，两台表层挤出机的螺杆都设有加气段，且加气段的螺槽深度相当于计量段的螺槽深度的5倍，在加气段对应位置的料筒侧壁还开设有气体输入口，气体输入口连接有气体输入设备。两表层挤出机对应的表层环形流道设有可拆卸的弧形小挡块。该弧形小挡块的立体形状呈瓦状，在需要时可以安装在环形流道中。
上述实施例中，加气段的螺槽深度可以根据需要设计为相当于计量段的螺槽深度的7倍，或为2倍。
实施例四
该实施例为三层共挤吹膜工艺，采用两台表层挤出机和一台基层挤出机；其中第一台表层挤出机不设置加气段，而第二台表层挤出机设置加气段；基层挤出机将塑料原料加热熔融、在压缩段压缩、在计量段计量后，将基层挤出机的熔融物料挤入对应的基层环形流道；第一台表层挤出机将塑料原料加热熔融、在压缩段压缩、在计量段计量后，将第一台表层挤出机的熔融物料挤入对应的第一条表层环形流道；而第二台表层挤出机将塑料原料加热熔融、在压缩段压缩使熔融物料压力达到大约40Mpa左右，然后送入计量段计量，在计量段压力保持在大约40Mpa左右，接着熔融物料还再输送到加气段，使熔融物料的压力在加气段下降到大约20Mpa左右，同时由气体输入设备向第二台表层挤出机料筒侧壁的气体输入口输入氮气，熔融物料与氮气在第二台表层挤出机中充分混合后，才挤入对应的第二条表层环形流道。由第一条表层环形流道、第二条表层环形流道、基层环形流道分别流出的熔融物料在环形模口间隙复合挤出后形成三层复合膜泡6，如图6所示，经过吹胀、冷却定型、剖切、牵引后收卷。
图7所示，上述三层共挤吹膜工艺可以得到三层共挤复合塑料膜，其中中间层61为基层，另两层62、63为表层，其中表层62形成粗糙面，另一表层63为光滑面。
实施例五
实施例五为三层共挤吹膜工艺，采用一台基层挤出机和两台设有加气段的表层挤出机；其中基层挤出机将塑料原料加热熔融、在压缩段压缩、在计量段计量后，将基层挤出机的熔融物料挤入对应的基层环形流道；两台表层挤出机分别将塑料原料加热熔融、在压缩段压缩使熔融物料压力达到大约50Mpa左右，然后送入计量段计量，在计量段熔融物料的压力保持不变，大约为50Mpa左右，接着熔融物料还再分别输送到加气段，两台表层挤出机熔融物料的压力在加气段下降到大约25Mpa左右，同时由气体输入设备分别向两表层挤出机料筒侧壁的气体输入口输入二氧化碳，塑料熔融物料与二氧化碳在表层挤出机中充分混合后，才挤入对应的表层环形流道。由两表层环形流道和基层环形流道分别流出的熔融物料在环形模口间隙复合挤出后形成三层复合膜泡6，如图1、图8所示，经过吹胀、冷却定型、剖切、牵引后收卷。
图9所示，上述三层共挤吹膜工艺可以得到三层共挤复合塑料膜，其中中间层61为基层，另两层62、63为表层，表层62、63形成粗糙面。
另外，实施例五中，还利用弧形小挡块将其中一条表层环形流道的其中一段弧形段遮挡，使复合膜膜泡6挤出时，复合膜膜泡6表层缺失一段弧形段而露出光滑的基层，如图8所示；当环形塑料膜剖切时，剖切位置设置在该弧形段，最终形成整体粗糙而局部光滑的塑料膜，如图9所示。当该复合膜在铺设过程中需要焊接时，可以利用端部的光滑基层61作为焊接部位，确保连接牢固，如图10所示。
实施例六
该实施例为五层共挤吹膜工艺，采用两台表层挤出机和三台基层挤出机，其中各基层挤出机分别将塑料原料加热熔融、在压缩段压缩、在计量段计量后，将各基层挤出机的熔融物料挤入对应的基层环形流道；上述第一台表层挤出机将塑料原料加热熔融、在压缩段压缩、在计量段计量后，将第一台表层挤出机的熔融物料挤入对应的第一条表层环形流道；而第二台表层挤出机将塑料原料加热熔融、在压缩段压缩使熔融物料压力达到大约30Mpa左右，然后送入计量段计量，在计量段熔融物料压力达到大约30Mpa左右，接着熔融物料还再输送到加气段，熔融物料的压力在加气段下降到大约15Mpa左右，同时由气体输入设备向第二台表层挤出机料筒侧壁的气体输入口输入氦气，熔融物料与氦气在第二台表层挤出机中充分混合后，才挤入对应的第二条表层环形流道。由第一条表层环形流道、第二条表层环形流道、各基层环形流道分别挤出的熔融物料在环形模口间隙汇合后共同挤出，形成五层复合膜泡，经过吹胀、冷却定型、牵引后收卷。
该实施例的五层共挤吹膜工艺可以得到五层共挤复合塑料膜，其中中间三层为基层，上下两层为表层，其中一表层形成粗糙面，另一表层为光滑面。
上述稳定气体还可以根据需要选用Ne或Ar等。

Claims (10)

1.一种多层共挤吹膜设备，包括吹膜机头、冷却装置、定型装置、剖切装置、牵引装置、卷取装置，吹膜机头设有环形模口间隙和两条表层环形流道、若干条基层环形流道，每条表层环形流道对应连接有一台表层挤出机，每条基层环形流道对应连接有一台基层挤出机，各表层挤出机和基层挤出机分别设有料筒和螺杆，各螺杆依次设有加料段、压缩段、计量段，其特征在于：其中一台或两台表层挤出机的螺杆在计量段后面还设有加气段，加气段的螺槽深度大于计量段的螺槽深度，在加气段对应位置的料筒侧壁还开设有气体输入口，气体输入口连接有气体输入设备。
2.根据权利要求1所述的多层共挤吹膜设备，其特征在于：螺杆加气段的螺槽深度相当于计量段的螺槽深度的2～7倍。
3.根据权利要求2所述的多层共挤吹膜设备，其特征在于：螺杆加气段的螺槽深度相当于计量段的螺槽深度的3～5倍。
4.根据权利要求1、2或3所述的多层共挤吹膜设备，其特征在于：所述设有加气段的表层挤出机对应的表层环形流道设有弧形小挡块。
5.一种多层共挤吹膜工艺，用两台表层挤出机和若干台基层挤出机分别将塑料原料加热熔融、在压缩段压缩、在计量段计量后，将各台表层挤出机的熔融物料挤入对应的表层环形流道，将各台基层挤出机的熔融物料挤入对应的基层环形流道，然后各表层环形流道和基层环形流道的熔融物料由环形模口间隙共同挤出形成膜泡，经过吹胀、冷却定型、剖切、牵引后收卷；其特征在于：其中一台或两台表层挤出机中的熔融物料在压缩段压缩、在计量段计量后还再输送到加气段，加气段的螺槽深度大于计量段的螺槽深度，在加气段对应位置的料筒侧壁还开设有气体输入口，熔融物料的压力在加气段下降，同时由气体输入设备向所述表层挤出机料筒侧壁的气体输入口输入稳定气体，熔融物料与稳定气体混合后才挤入所述对应的表层环形流道。
6.根据权利要求5所述的多层共挤吹膜工艺，其特征在于：所述稳定气体为N2、CO2、He、Ne、Ar中的一种。
7.根据权利要求5或6所述的多层共挤吹膜工艺，其特征在于：熔融物料的压力在加气段下降到15～25MPa。
8.根据权利要求5或6所述的多层共挤吹膜工艺，其特征在于：熔融物料在计量段的压力控制在30～50MPa。
9.根据权利要求7所述的多层共挤吹膜工艺，其特征在于：熔融物料在计量段的压力控制在30～50MPa。
10.根据权利要求5或6所述的多层共挤吹膜工艺，其特征在于：利用弧形小挡块将所述加入稳定气体的表层挤出机对应的表层环形流道的其中一段遮挡，使膜泡挤出时，膜泡表层缺失一段弧形段，而在该弧形段露出光滑的基层。
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