CN101929100A - 石头纸吹膜法生产设备 - Google Patents

Abstract

一种石头纸吹膜法生产设备，包括机头，机头中心位置还设有中央排风直管；在口模上面还设有圆形拉伸棒，该圆形拉伸棒呈上大下小的锥度，圆形拉伸棒的侧面包裹有布质材料，圆形拉伸棒上端的直径大于圆环形挤出口的直径；在圆形拉伸棒上面还设有内冷却风环；中央进风直管从机头中央向上延伸并穿过圆形拉伸棒，中央进风直管的上端连通内冷却风环的进气口，内冷却风环的出气口位于其进气口外围；中央排风直管从机头中央向上延伸并穿过圆形拉伸棒，再穿过内冷却风环，中央排风直管的上端开口位于内冷却风环的上方。本发明可以使石头纸膜泡在从口模挤出后上升一段距离再进行吹胀和拉伸，并且能使石头纸膜泡得到充分冷却。

Description

石头纸吹膜法生产设备

技术领域

本发明属于石头纸生产设备的技术领域，尤其涉及一种石头纸吹膜法生产设备。

背景技术

石头纸是将石灰石、方解石、大理石等磨成粉末，再通过特殊工艺将石粉与聚乙烯和胶合剂混合而成的，整个生产过程不用木浆、不加水，不使用强碱、强酸、漂白剂，不排废水、废气、废渣，符合低碳环保的世界潮流。

与传统的植物纤维纸相比，石头纸具有强度大、抗撕裂、防穿孔、耐磨耐折叠、耐潮湿、耐虫蛀等特点，且抗水性优良，可与食品直接接触，价格低、而且所含矿石成分可脆化分解回归大自然。为了改善石头纸的性能，石头纸同样可以采用多层复合的结构形式，常见的是三层复合的石头纸。

石头纸可以采用流涎法或吹膜法生产。当采用吹膜法生产时，虽然其工艺路线和塑料吹膜相近似，但现有生产复合塑料薄膜的吹膜设备并不适合于生产复合石头纸，具体如下：

一、石头纸原料中含大量的石粉，石粉会降低制品的机械性能，所以为了提高纸制品的断裂伸长率等机械性能，在工艺上要求采用较高的吹胀比和拉伸比，石头纸一般要求吹胀和拉伸的比例在5倍左右，并且吹胀拉伸时的温度要求比熔融温度低得多，如果吹胀拉伸时太接近于熔融温度，则难以实现高比例的吹胀和拉伸，而且分子链或结晶面进行取向而有序排列的效果不太明显，使机械性能提高的幅度达不到石头纸的要求；所以从工艺上考虑，要求石头纸原料在从口模挤出后不能马上进行吹胀和拉伸，而必须上升一段距离、稍微冷却后再进行拉伸和吹胀；而且吹胀和拉伸的比例越大，该段上升的距离要求越长。但按照现有生产塑料薄膜的吹膜设备的结构，膜泡刚挤出后立即就会被吹胀和拉伸，吹胀和拉伸的温度太接近于熔融温度。

二、石头纸的原料密度是普通HDPE的1.6倍，单位面积的重量大，比热容也大，冷却过程所需风量大。现有生产塑料薄膜的吹膜设备虽然在膜泡外面设有冷却风环(由于设在膜泡外面，所以又称外冷却风环)，但冷却效果明显达不到石头纸的要求，且该冷却风环非常靠近口模，因此冷却作用发生在吹胀拉伸之前，无法在膜泡被吹胀和拉伸后对其进行冷却。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种石头纸吹膜法生产设备，它可以使石头纸膜泡在从口模挤出后上升一段距离再进行吹胀和拉伸，并且能使石头纸膜泡得到充分冷却。

其目的可以按以下方案实现：该石头纸吹膜法生产设备包括机头，机头中心位置设有中央进风直管；机头设有口模，口模设有圆环形挤出口，机头上面设有外冷却风环，其主要特点在于，机头中心位置还设有中央排风直管，所述中央进风直管套在中央排风直管外面；在口模上面还设有圆形拉伸棒，该圆形拉伸棒呈上大下小的锥度，圆形拉伸棒的侧面包裹有布质材料，圆形拉伸棒上端的直径大于圆环形挤出口的直径；在圆形拉伸棒上面还设有内冷却风环；中央进风直管从机头中央向上延伸并穿过圆形拉伸棒，中央进风直管的上端连通内冷却风环的进气口，内冷却风环的出气口位于其进气口外围；中央排风直管从机头中央向上延伸并穿过圆形拉伸棒，再穿过内冷却风环，中央排风直管的上端开口位于内冷却风环的上方；圆形拉伸棒附着在中央进风直管的管壁上，内冷却风环安装在中央进风直管的管壁上端。

较好的是，圆形拉伸棒与口模的垂直距离相当于口模圆环形挤出口直径的4～12倍。

更好的是，在圆形拉伸棒和口模之间设有圆环形定位棒，圆环形定位棒固定在中央进风直管的管壁上；在中央进风直管的管壁侧面开设有泄气小孔，泄气小孔位于圆环形定位棒下方；在圆形拉伸棒下端面和上端面分别开设有通气小孔，下端面的通气小孔和上端面的通气小孔互相连通。

所述圆形拉伸棒可上下滑动地安装在中央进风直管的管壁上；在圆形拉伸棒上方设有支座板，支座板固定在中央进风直管的管壁上；在支座板和圆环形定位棒之间设有竖直的螺杆，螺杆的中间段设有螺纹而上下两端不设螺纹，螺杆的上端可水平转动而竖向固定地安装在支座板上，螺杆的下端可水平转动而竖向固定地安装在圆环形定位棒上，圆形拉伸棒设有与螺杆螺纹段配合的螺孔，螺杆的中间段穿过圆形拉伸棒的螺孔；支座板上安装有驱动螺杆转动的电机。

电机的电源线及控制线经过中央进风直管或中央排风直管穿出机头外面。

本发明中，内冷却风环也是一种冷却风环，由于它在工作时位于膜泡里面，所以所以称为“内冷却风环”。本发明中，圆形拉伸棒的结构决定了其主要作用是促使上部膜泡拉伸而且控制下部膜泡不拉伸，因此命名为“拉伸棒”。

本发明具有以下优点和效果：

一、本发明在机头上方设有圆形拉伸棒，圆形拉伸棒表面采用布质材料，工作过程中，膜泡在上方牵引辊的快速牵引下上升，由于牵引速度大于挤出速度，对膜泡产生纵向拉伸力；当膜泡经过下小上大的圆形拉伸棒时，与圆形拉伸棒表面发生摩擦，该摩擦力的存在，会使牵引辊对膜泡的拉伸力在这一段向下逐渐衰减，使圆形拉伸棒中部以下的膜泡基本不产生拉伸作用，因此圆形拉伸棒中部以下的膜泡基本不会纵向拉伸；而中央进风直管、中央排风直管均开口于圆形拉伸棒上方，所以圆形拉伸棒中部以下的膜泡里面也基本没有压缩空气，所以也不会发生吹胀，因此实现了膜泡上升一段距离后、稍微冷却才拉伸的效果；在圆形拉伸棒中部以上的膜泡，由于受到纵向快速拉伸而变薄，而且压缩空气通过中央进风直管进入膜泡内腔，变薄的膜泡在压缩空气作用下被吹胀，实现较大比例的吹胀、拉伸，其吹胀、拉伸比例高达5倍左右，而且吹胀、拉伸时温度比熔融温度低得多，因此分子链或结晶面在平行于薄膜平面的方向上进行取向而有序排列的效果明显，使制品机械性能提高的幅度符合石头纸的要求。

二、本发明还巧妙地利用中央进风直管外壁固定圆形拉伸棒、内冷却风环、电机，并且巧妙地组织了的内冷却风环的进出气流通道，内冷却风环、外冷却风环可以分别对膜泡内外冷却，冷却效果符合石头纸的要求，而且内冷却风环的冷却作用发生在膜泡拉伸吹胀后，因此冷却定型效果更好。

三、在生产过程中可利用电机驱动螺杆旋转，进一步驱动圆形拉伸棒自动升降，可以一边生产一边寻找拉伸棒的最佳工作位置，这样容易找到拉伸棒的最佳工作位置，做出最好的产品。同时在更换制品规格时，不需停机就可以调整圆形拉伸棒的位置，以适应不同制品规格的需要。

四、圆形拉伸棒、圆形定位棒都可以保证管胚不摆动，解决了石头纸原料熔体强度弱，膜泡不易稳定的问题，消除了因膜泡不易稳定而带来的制品易皱的问题；在中央进风直管的管壁侧面开设有泄气小孔，泄气小孔位于圆环形定位棒下方，所以可以从中央进风直管的侧壁泄露出微小气流，该气流上升过程将从圆环形定位棒外表面通过，膜泡与圆形定位棒之间形成薄薄的气垫，防止膜泡与圆形定位棒之间产生较大摩擦力，保证膜管在此处不拉伸；而该微小气流继续上升后，由于圆形拉伸棒下端面和上端面开设有通气小孔，下端面的通气小孔和上端面的通气小孔互相连通，所以该微小气流将从圆形拉伸棒内部经过，而不从圆形拉伸棒外表面经过，防止膜泡与圆形拉伸棒之间形成气垫，保证膜泡与圆形拉伸棒之间有足够的摩擦力。

五、电机的电源线及控制线巧妙地经中央进风直管或中央排风直管穿出机头外面。这样，工作时，电机虽然被包围在膜泡中，但电源线及控制线仍可穿出外面，并不会妨碍到膜泡，而且电机可以得到冷风的冷却。

附图说明

图1是本发明一种具体实施例的结构及吹膜工作状态示意图。

图2是图1中附着在中央进风直管外壁上的各部件的结构示意图。

图3是图1中A局部放大结构示意图。

图4是本发明一种具体实施例的气流路径示意图。

具体实施方式

图1、图2、图3所示的石头纸吹膜法生产设备包括机头，机头设有螺旋套和口模4，螺旋套包括模芯体31、中旋芯32、外旋芯33，外旋芯33外面还设有模壳34；口模4位于螺旋套上面，模芯体31、中旋芯32、外旋芯33分别开设有螺旋流道35，口模4设有圆环形挤出口41，机头上面设有外冷却风环5，机头中心位置设有中央进风直管1、中央排风直管2，中央进风直管1套在中央排风直管2外面；中央进风直管1连接有进风孔道12，进风孔道12的外端连接有高压送风机，中央排风直管2连接排风孔道22，排风孔道的外端连接有抽风机。

图1、图2所示，在口模上面还设有圆形拉伸棒6，；该圆形拉伸棒6呈上大下小的锥度，圆形拉伸棒的侧面包裹有灯芯绒布质材料，圆形拉伸棒6上端的直径大于圆环形挤出口的直径；在圆形拉伸棒上面还设有内冷却风环7；中央进风直管1从机头中央向上延伸并穿过圆形拉伸棒6，中央进风直管的上端连通内冷却风环的进气口71，内冷却风环的出气口72位于其进气口71外围；中央排风直管2从机头中央向上延伸并穿过圆形拉伸棒6，再穿过内冷却风环7，中央排风直管的上端开口21位于内冷却风环7的上方；圆形拉伸棒6附着在中央进风直管1的管壁上，内冷却风环7安装在中央进风直管1的管壁上端。

图1、图2所示，在圆形拉伸棒6和口模4之间设有两根圆环形定位棒8，圆环形定位棒固定在中央进风直管的管壁上；图3所示，在中央进风直管的管壁侧面开设有泄气小孔11，泄气小孔11位于圆环形定位棒8下方；在圆形拉伸棒6下端面开设有通气小孔61，上端面也开设有通气小孔62，圆形拉伸棒6为空心结构，所以下端面的通气小孔61和上端面的通气小孔62互相连通。

图1、图2所示，圆形拉伸棒6可上下滑动地安装在中央进风直管1的管壁上；在圆形拉伸棒6上方设有支座板9，支座板9固定在中央进风直管的管壁上；在支座板和圆环形定位棒之间设有两根竖直的螺杆91，每根螺杆91的中间段设有螺纹而上下两端不设螺纹，螺杆91的上端可水平转动而竖向固定地安装在支座板9上，螺杆91的下端可水平转动而竖向固定地安装在圆环形定位棒8上，圆形拉伸棒6设有与螺杆螺纹段配合的螺孔，螺杆的中间段穿过圆形拉伸棒的螺孔；支座板上安装有两台驱动螺杆转动的电机92，每台电机92对应驱动一根螺杆91；电机92的电源线及控制线经过中央进风直管穿出机头外面。该圆形拉伸棒6在电机驱动下上升到最高点时，圆形拉伸棒与口模的垂直距离为口模圆环形挤出口直径的12倍；该圆形拉伸棒6在电机驱动下下降到最低点时，圆形拉伸棒与口模的垂直距离为口模圆环形挤出口直径的4倍。该圆形拉伸棒6的高度可根据拉伸倍数等因素在上述范围内自动调节，而且调节过程不停机。

上述实施例工作过程中，石头纸熔融物料经螺旋套的螺旋流道35、并通过口模的圆环形挤出口41挤出，形成膜泡，膜泡挤出后在牵引辊93的牵引作用下继续上升，先经过圆环形定位棒8旁边，再经过圆形拉伸棒6外围，与圆形拉伸棒6周壁产生摩擦，接着继续上升，由于牵引辊93的牵引速度大于膜泡挤出速度，使圆形拉伸棒6上方的膜泡94被纵向拉伸。

图4所示，工作过程中，高压送风机不断通过进风孔道12、中央进风直管1输入压缩空气，压缩空气到达中央进风直管1上端后，通过内冷却风环的进气口71进入内冷却风环7，再通过内冷却风环的出气口72进入膜泡94内腔中，将膜泡94吹胀。在抽风机作用下，膜泡94内腔的压缩空气从中央排风直管的上端开口21进入中央排风直管，向下流动，接着经排风孔道22排出机头外面。另外，由于中央进风直管1开设有泄气小孔11(位于圆环形定位棒8下面)，因此有微量压缩空气从泄气小孔11排出、上升，并从圆环形定位棒8表面经过，形成薄层气垫；该微量压缩空气继续上升后，从圆形拉伸棒6下端面的通气小孔61、上端面的通气小孔62经过，而不从圆形拉伸棒6表面拂过，因此不会形成气垫，不影响膜泡与圆形拉伸棒6表面之间摩擦力；该微量压缩空气接着进入吹胀部位的膜泡内腔。

上述实施例中，电机92的电源线及控制线也可以经过中央排风直管2穿出机头外面。圆形拉伸棒的侧面包裹的布质材料也可以为其它柔软而不光滑的棉布质材料。

Claims (5)

1.一种石头纸吹膜法生产设备，包括机头，机头中心位置设有中央进风直管；机头设有口模，口模设有圆环形挤出口，机头上面设有外冷却风环，其特征在于：机头中心位置还设有中央排风直管，所述中央进风直管套在中央排风直管外面；在口模上面还设有圆形拉伸棒，该圆形拉伸棒呈上大下小的锥度，圆形拉伸棒的侧面包裹有布质材料，圆形拉伸棒上端的直径大于圆环形挤出口的直径；在圆形拉伸棒上面还设有内冷却风环；中央进风直管从机头中央向上延伸并穿过圆形拉伸棒，中央进风直管的上端连通内冷却风环的进气口，内冷却风环的出气口位于其进气口外围；中央排风直管从机头中央向上延伸并穿过圆形拉伸棒，再穿过内冷却风环，中央排风直管的上端开口位于内冷却风环的上方；圆形拉伸棒附着在中央进风直管的管壁上，内冷却风环安装在中央进风直管的管壁上端。

2.根据权利要求1所述的石头纸吹膜法生产设备，其特征在于：圆形拉伸棒与口模的垂直距离相当于口模圆环形挤出口直径的4～12倍。

3.根据权利要求1或2所述的石头纸吹膜法生产设备，其特征在于：在圆形拉伸棒和口模之间设有圆环形定位棒，圆环形定位棒固定在中央进风直管的管壁上；在中央进风直管的管壁侧面开设有泄气小孔，泄气小孔位于圆环形定位棒下方；在圆形拉伸棒下端面和上端面分别开设有通气小孔，下端面的通气小孔和上端面的通气小孔互相连通。

4.根据权利要求3所述的石头纸吹膜法生产设备，其特征在于：所述圆形拉伸棒可上下滑动地安装在中央进风直管的管壁上；在圆形拉伸棒上方设有支座板，支座板固定在中央进风直管的管壁上；在支座板和圆环形定位棒之间设有竖直的螺杆，螺杆的中间段设有螺纹而上下两端不设螺纹，螺杆的上端可水平转动而竖向固定地安装在支座板上，螺杆的下端可水平转动而竖向固定地安装在圆环形定位棒上，圆形拉伸棒设有与螺杆螺纹段配合的螺孔，螺杆的中间段穿过圆形拉伸棒的螺孔；支座板上安装有驱动螺杆转动的电机。

5.根据权利要求1或2所述的石头纸吹膜法生产设备，其特征在于：电机的电源线及控制线经过中央进风直管或中央排风直管穿出机头外面。

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