CN103009616A - 用于在横向和纵向上拉伸合成材料的薄膜的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在横向和纵向上拉伸合成材料的薄膜的设备，所述设备包括炉、布置成在薄膜（2）的纵向边缘（3）上抓持薄膜（2）的夹具（12）、布置成引导夹具（12）的两个轨道（13）、布置成沿着轨道（13）驱动夹具（12）的链条（14）。每个轨道（13）包括引导部分（22），引导部分在轨道的一个区域内具有拐折。每个链条（14）交替地包括第一类型的链节（15）和第二类型的链节（16）。第一类型的链节（15）具有布置成保持在引导部分（22）上从而将保持力施加在相应链节（15）上的保持装置。引导部分在轨道的所述区域内的拐折使得保持力减小，以使链条（14）变形，并增加其节矩。

Description

用于在横向和纵向上拉伸合成材料的薄膜的设备

技术领域

本发明涉及一种用于在横向和纵向上拉伸合成材料的薄膜的设备。

背景技术

在制造合成材料的薄膜时，在薄膜已经成形之后，薄膜继续在纵向上进行拉伸步骤并在横向上进行拉伸步骤。

在熔融状态的材料已经沉积在冷却辊子上（用于减缓热塑薄膜的结晶化并使其随后拉伸）之后，热塑材料的双轴取向薄膜由挤压片材得到。

热塑材料的片材接着经过由一系列辊子形成的纵向牵拉系统，这些辊子以增加的较大速度转动，从而在纵向上拉长热塑片材。片材接着经过由支承片材的两个连续轨道形成的横向牵拉系统，夹具沿着轨道运动，每个轨道与布置成沿着所述轨道驱动相应夹具的链条关联。轨道在其进入到加热至高温的炉时运动分开，由此产生横向拉伸。

这种类型的拉伸（称为顺序拉伸）完全适用于多种热塑材料，并且在工业中广泛使用。

随着热塑材料的开发、转换机械的生产率的增加以及热塑材料的新应用，越来越需要改变薄膜的性能从而增加其纵向上的机械强度。薄膜的这种性能还可使得薄膜生产线的生产率增加，而不增加驱动每个链条的齿轮的转动速度。同样，薄膜在纵向上的性能改变还可制造具有非常高的纵向收缩的薄膜。

通过现在已有的顺序拉伸机械，难以获得在纵向上具有高机械强度的薄膜或者难以调整其性能。

尽管所有的转换、卷绕和展开机械要求薄膜在纵向上具有高机械强度（例如粘接薄膜），但是由于横向拉伸是最后的操作，因此完全可以在横向上对薄膜的机械性能产生影响，但是不能在纵向上产生影响。

发明内容

本发明旨在克服这些缺陷。

因此本发明的一个目的在于提供一种在横向上拉伸合成材料的薄膜的设备，该设备具有简单的设计，并且在横向上拉伸薄膜之后，允许薄膜在纵向上拉伸以调整薄膜在纵向上的性能。

为此，本发明涉及一种用于在横向和纵向上拉伸合成材料的薄膜的设备，该设备包括：

－炉，

－位于薄膜的两侧并布置成在其两个纵向边缘上抓持薄膜的第一和第二系列夹具，

－布置成在炉内引导两个系列的夹具的两个轨道，第一和第二轨道在基本平行于薄膜的纵向的方向上延伸，第一和第二轨道在设备的第一区域内彼此分叉，

－布置成沿着两个轨道驱动夹具的两个环形链条，每个链条由通过铰链彼此铰接的链节形成，每隔一个铰链用来安装夹具，

每个轨道包括引导部分，该引导部分在轨道的第一区域内大致平行于轨道的方向延伸，并且在定位在轨道的第一区域的下游的轨道的第二区域，在相应链条的方向上具有拐折（décrochement），每个引导部分的拐折定位在设备的第一区域内，其中每个链条交替地包括第一类型的链节和第二类型的链节，每个第一类型的链节具有在相应轨道的方向上伸出的保持装置，保持装置布置成通过相应的引导部分保持，从而将保持力施加在相应链节上，每个引导部分的拐折布置成减小施加在每个相应链节上的保持力，以使相应链条变形，从而增加其节矩。

经由施加到相应链节上的保持力，与相应轨道的引导部分协作的保持装置使得链条节矩在轨道的第一区域内保持恒定，并因此可以避免薄膜在纵向上的任何拉伸。通过减小链节上的保持力，引导部分在轨道的第二区域内的拐折使得链条变形，这增加了链条节矩以及因此增加了沿着轨道在该链条的此水平上分布的夹具之间的间距。夹具之间的此间距允许施加到薄膜的纵向应力增加，并使得其纵向上的拉伸增加。

因此，本发明的拉伸设备，在该设备的第一区域的下游以及在薄膜的横向拉伸之后，使得薄膜在纵向上拉伸，从而调整薄膜在纵向上的性能。

每个轨道的引导部分在该设备的第一区域（轨道在该区域彼此分叉）内的拐折的布置因此允许在拐折的下游且一直到该设备的第一区域的下游端同时获得薄膜的纵向和横向拉伸。

通过这种设置，可以在炉中实现薄膜的大约25%的总体纵向拉伸，其中这种拉伸比放置在炉上游并包括不同速度的辊子的拉伸系统更容易进行。结果是简化了薄膜的制造过程，而且还可以进一步增加薄膜生产线的速度。

有利地，第一类型的每个链节总体呈L形，链节的第一部分形成L的第一分支，并且链节的第二部分形成L的第二分支，设有夹具的铰链定位在第一部分的自由端处，并且该保持装置布置在第二部分的自由端处。

第一类型的链节的所述形状提供保持力在相应链节上的最佳应用，此保持力通过保持装置和相应链节上的引导部分之间的协作来施加。

有利地，第一类型的每个链节的不带夹具的铰链布置在第一和第二部分之间的交叉部附近的链节的第二部分上。

由于不带夹具的铰链在第一类型的链节上的所述布置，每个链条允许链节在相应的第一轨道区域内对准。

根据本发明的一种可能性，每个第一类型的链节的保持装置包括布置成沿着相应的引导部分滚动的至少一个辊子。

所述辊子可以限制引导部分上的摩擦，由此限制由于这种摩擦造成的磨损。

根据本发明的另一可能性，每个第一类型的链节的保持装置包括布置成沿着相应的引导部分滑动的至少一个履。

这种履可以限制引导部分上的摩擦，由此限制由于这种摩擦造成的磨损。

有利地，每个第一类型的链节的不带夹具的铰链包括支承在相应的引导部分上的承载装置。

所述承载装置通过支承在引导部分上在链条变形过程中跟着相应链条。

优选地，承载装置包括至少一个辊子。

所述辊子可以限制引导部分上的摩擦，由此限制由于这种摩擦造成的磨损。

有利地，每个引导部分一直延伸到相应轨道的下游端。

每个引导部分一直延伸到相应轨道的下游端使得纵向拉伸应力得以施加，而没有放松，由此使得薄膜性能相对于这种拉伸来说得到稳定。

优选地，轨道在定位在该设备的第一区域的下游的该设备的第二区域内大致平行于彼此延伸。

根据本发明的一种可能性，该设备的第二区域位于炉内。

因此，薄膜在最后一步的拉伸步骤过程中在纵向上被加热使得薄膜的延长强度加强，并由此提供高速处理薄膜的可能性，由此加快生产率。

根据本发明的另一可能性，该设备的第二区域位于炉外，并且该设备的第二区域是薄膜冷却区域。

该薄膜因此在最后一步的拉伸步骤过程中在纵向上冷却，使得能够调整在热源存在情况下的纵向松弛性能。

有利地，每个夹具包括多个辊子，从而允许引导所述夹具在相应轨道上平移。

所述辊子允许引导夹具，并允许限制相应轨道上的摩擦，同时确保夹具良好支承在相应轨道上。

有利地，每个轨道的引导部分在轨道的第二区域内并在拐折的下游基本平行于轨道的方向的延伸。

附图说明

参考表示用于在横向和纵向上拉伸合成材料的薄膜的设备的一种实施例的非限制性的示例的附图，借助于以下说明，可以更好地理解本发明。

图1是制造合成材料的薄膜的设施的总体视图。

图2是由夹具、轨道和链条组成的两个薄膜驱动组件中的一个驱动组件的剖视图。

图3是示出了链条和相应轨道之间的相互作用的纵向剖视图。

具体实施方式

图1表示制造合成材料的薄膜2的设施1。薄膜2是具有两个大致平行的纵向边缘3的条带的总体形式。

所述设施1包括以下连续的元件：

－供应合成材料5的供应系统4；

－使得合成材料5受控地供应的挤压机6；

－合成材料5的熔融系统7；

－铸造鼓8，通过在铸造鼓8上铸造熔融的合成材料5形成薄膜2；

－用于在纵向上拉伸薄膜2的系统9，系统9包括不同速度的辊子10从而牵拉和拉伸薄膜2；

－用于在横向和纵向上拉伸薄膜2的设备11。

在利用所述设施制造薄膜2时，薄膜2在设施1内纵向行进连续经过该设施的不同元件。

设备11包括：

－炉（未示出），其允许当薄膜2在横向和纵向上拉伸时能够调节薄膜2的温度；

－第一和第二系列的夹具12，第一系列的夹具布置成在第一纵向边缘3上抓持薄膜2，并且第二系列的夹具12布置成在第二纵向边缘3上抓持薄膜2；

－第一轨道13，布置成引导第一系列的夹具12在炉内的平移；

－第二轨道13，布置成引导第二系列的夹具12在炉内的平移；

－第一环形链条14，布置成驱动第一系列的夹具12；

－第二环形链条14，布置成驱动第二系列的夹具12。

每个链条14包括通过铰链17、18彼此铰接的链节15、16。

轨道13在薄膜12的两侧在总体纵向上至少部分布置在炉内。轨道13如图1所示在薄膜2的横向上在设备11的第一区域19A内分支，并在设备11的第二区域19B内大致平行延伸。

每个轨道13如图2所示包括引导夹具12的上边缘20和下边缘21以及引导链条14的中央引导部分22。

上边缘20和下边缘21各自具有大致矩形的截面。上边缘20和下边缘21各自具有面向薄膜2的纵向边缘3的第一表面23、24和与第一表面相对的第二表面25、26以及与中央部分22相对的外侧27、28。

中央部分22如图2所示具有矩形截面，其具有面向薄膜2的纵向边缘3的承载表面29和与承载表面29相对的保持表面30。

如图3所示，引导部分22在与轨道13的上边缘20和下边缘21的平面相同的平面上在轨道13的第一区域13A上延伸。引导部分22在延续了轨道13的第一区域13A的轨道13的第二区域13B内在薄膜2的方向上具有拐折31。在拐折31的下游，引导部分22平行于轨道13的下边缘20和上边缘21延伸并与其分离，一直到轨道13的下游端。

拐折31有利地定位在设备11的第一区域19A内，并优选地靠近该设备11的第一区域19A的上游端，即在轨道13开始分支的区域的附近。

每个夹具12如图2所示具有大致平行六面体形状的中空夹具主体32，其中空腔33在相应轨道13的方向上。空腔33容纳转动地安装在夹具主体32上的辊子34、35、36、37。辊子34、35、36、37布置在每个夹具12上以允许夹具12支承在相应轨道13上。

第一系列的四个辊子34定位成承载在轨道13的边缘20、21的第一表面23、24上，其中两个辊子34承载在上边缘20上，两个辊子34承载在下边缘21上。第二系列的四个辊子35定位成承载在轨道13的边缘的第二表面25、26上，其中两个辊子35承载在上边缘20上，两个辊子35承载在下边缘21上。第一和第二系列的辊子34、35的这种布置设置成围绕轨道13的边缘20、21。两个上部和下部辊子36、37通过承载在轨道13的边缘20、21的外侧27、28上来实现夹具12在轨道13上的支承。

每个夹具12在薄膜2的方向上还具有两个薄膜抓紧组件38，每个薄膜抓紧组件包括基部39和置于薄膜2上的卡扣指40。

每个夹具12在链条14的铰链17处安装在相应链条14上。夹具12安装在相应链条14的每隔一个铰链上，这种安装围绕该相同铰链铰接。

每个链条交替地包括第一类型的链节15和第二类型的链节16。用于与相邻链节连接的每个链节15、16具有带有夹具的铰链17和不带夹具的铰链18。

每个第一类型的链节15总体呈L形，其中链节15的第一部分42形成L的第一分支，并且第二部分43形成L的第二分支。带有夹具的铰链17定位在第一部分42的自由端44处。不带夹具的铰链18在第一和第二部分42、43之间的交叉部附近布置在链节15的第二部分43处。铰链18载有两个承载辊子45，这两个承载辊子45布置成承载在链条14的相应轨道13的引导部分22的承载表面29上。

当第一类型的链节15位于轨道13的第一区域13A内时，第一部分42大致平行于轨道13，并且第二部分43垂直于轨道13延伸。

两个保持辊子46转动地安装在链节15的第二部分43的自由端47处。两个保持辊子46承载在轨道13的引导部分22的保持表面30上。

每个第二类型的链节16具有总体呈L形，铰链17、18布置在分别形成L的第一和第二分支的第一和第二部分50、51的自由端48、49处。

当薄膜2进入设备11时，薄膜2通过夹具12在其纵向边缘3上抓紧。通过链条14驱动，夹具12在炉内沿着轨道13驱动薄膜2。

随着薄膜在设备的第一区域19A内行进，薄膜2已经达到适当温度，通过连续增加第一系列的夹具12和第二系列的夹具12之间的横向上的间距，轨道13的分支使得薄膜2在横向上拉伸。

在每个轨道13的第一区域13A内，保持辊子46承载在相应轨道13的引导部分22的保持表面30上。这种承载使得保持力施加在铰链18上，但是相应链节15的夹具不使得铰链18靠近相应轨道13保持。这种保持力如图3所示使得第一类型和第二类型的链节15、16由于其相应部分42、51对准而迅速地对准。在每个轨道13的第一区域13A内保持的这种对准使得链条14的节距保持恒定，并且因此沿着相应轨道13在夹具12之间具有恒定的间距。薄膜2因此在没有施加任何纵向应力施加的情况下在每个轨道13的第一区域13A内运动。

在薄膜2已经经过每个轨道13的第一区域13A之后，通过夹具12驱动的薄膜2在每个轨道13的引导部分22的拐折31处到达每个轨道13的第二区域13B内。保持辊子46沿着引导部分22的保持表面30滚动，遵循拐折31。因此，松弛施加到相应链节15的不带夹具的铰链18上的保持力。伴随着承载辊子45在引导部分22上的承载，不带夹具的铰链18运动离开相应轨道13的边缘20、21。不带夹具的铰链18的这种运动使得链条14变形，如图3所示，使得铰链17、18对准。这种对准的结果在于增加链条的节距，并因此增加沿着相应轨道13的夹具12之间的间距。

夹具12之间的这种间距使得纵向应力施加到薄膜2上，并且因此使薄膜2在纵向上拉伸。

因此，在薄膜在设备的第一区域19A内行进的过程中，薄膜最初（一直到每个引导部分22出现拐折31）只在横向上拉伸，并且在第二阶段（在每个引导部分22出现拐折31之后并一直到该设备的第一区域19A的下游端）薄膜同时在纵向和纵向上拉伸。

当薄膜行进经过设备的第二区域19B时，因为轨道13在该设备的第二区域19B内大致彼此平行延伸，薄膜只在纵向上拉伸。

根据本发明的一种未示出的可能性，承载辊子45和保持辊子46可分别通过承载履和保持履代替。

根据本发明的一种未示出的可能性，通过使用两个滑动件代替辊子34、35、36、37，每个滑动件围绕轨道13的边缘20、21，夹具12可滑动地安装在相应轨道13上。

根据本发明的一种可能性，该设备11的第二区域19B可以位于炉外的薄膜2的冷却区域内。此冷却区域允许薄膜2的拉伸在接近环境温度的温度下进行，从而允许改变薄膜2在具有热源的情况下的纵向松弛性能。

明显地，本发明不局限于以上作为示例描述的用于在横向和纵向上拉伸合成材料的薄膜的设备的单独实施例，相反包括该实施例的所有变型。

Claims (13)

1.一种用于在横向和纵向上拉伸合成材料的薄膜（2）的设备（11），包括：

－炉，

－位于薄膜的两侧并布置成在其两个纵向边缘（3）上抓持薄膜（2）的第一和第二系列夹具（12），

－布置成在炉内引导这两个系列的夹具（12）的两个轨道（13），第一和第二轨道（13）沿平行于薄膜（2）的纵向的总体方向延伸，第一和第二轨道（13）在设备（11）的第一区域（19A）内彼此分叉，

－布置成沿着所述两个轨道（13）驱动这两个系列的夹具（12）的两个环形链条（14），每个链条（14）由通过铰链（17，18）彼此铰接的链节（15，16）形成，每隔一个铰链（17）用来安装夹具（12），

该设备（11）的特征在于：每个轨道（13）包括引导部分（22），该引导部分（22）在轨道的第一区域（13A）内基本平行于轨道（13）的方向延伸，并且所述引导部分（22）在位于所述轨道的第一区域（13A）下游的轨道的第二区域（13B）内，在相应链条的方向上具有拐折（31），每个引导部分（22）的拐折（31）位于设备（11）的第一区域（19A）内，其中每个链条（14）交替地包括第一类型的链节（15）和第二类型的链节（16），每个第一类型的链节（15）具有在相应轨道（13）的方向上伸出的保持装置，保持装置布置成通过相应的引导部分（22）被保持，从而将保持力施加在相应链节（15）上，每个引导部分（22）的拐折（31）布置成减小施加在每个相应链节（15）上的保持力，以使相应链条（14）变形，从而增加其节矩。

2.如权利要求1所述的设备（11），其特征在于，每个第一类型的链节（15）具有总体L形的形状，链节（15）的第一部分（42）形成L的第一分支，并且链节（15）的第二部分（43）形成L的第二分支，带有夹具（12）的铰链（17）位于第二部分（42）的自由端（44）处，并且该保持装置布置在第二部分（43）的自由端（47）处。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，每个第一类型的链节（15）的不带夹具的铰链（18）在第一和第二部分（42，43）之间的交叉部附近布置在所述链节（15）的第二部分（43）处。

4.如权利要求1-3任一项所述的设备（11），其特征在于，每个第一类型的链节（15）的保持装置包括布置成沿着相应的引导部分（22）滚动的至少一个辊子（46）。

5.如权利要求1-3任一项所述的设备（11），其特征在于，每个第一类型的链节（15）的保持装置包括布置成沿着相应的引导部分（22）滑动的至少一个履。

6.如权利要求1-5任一项所述的设备（11），其特征在于，每个第一类型的链条（15）的不带夹具的铰链（18）包括支承在相应的引导部分（22）上的承载装置。

7.如权利要求6所述的设备（11），其特征在于，所述承载装置包括至少一个辊子（45）。

8.如权利要求1-7任一项所述的设备（11），其特征在于，每个引导部分（22）一直延伸到相应轨道（13）的下游端。

9.如权利要求1-8任一项所述的设备（11），其特征在于，所述轨道（13）在位于该设备的第一区域（19A）的下游处的该设备的第二区域（19B）内基本彼此平行延伸。

10.如权利要求9所述的设备（11），其特征在于，该设备的第二区域（19B）位于炉内。

11.如权利要求9所述的设备（11），其特征在于，该设备的第二区域（19B）位于炉外，并且该设备的第二区域（19B）是薄膜冷却区域。

12.如权利要求1-11任一项所述的设备（11），其特征在于，每个夹具（12）包括布置成允许引导所述夹具（12）在相应轨道（13）上平移的多个辊子（34，35，36，37）。

13.如权利要求1-12任一项所述的设备（11），其特征在于，每个轨道的引导部分（22）在轨道的第二区域（13B）内并在拐折（31）的下游基本平行于轨道（13）的方向延伸。

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