CN103624961A - 薄膜生产线的铸片成型冷却装置及冷却方法 - Google Patents

薄膜生产线的铸片成型冷却装置及冷却方法 Download PDF

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Abstract

本发明旨在提供一种薄膜生产线的铸片成型冷却装置，包括模头、附片装置、水槽、剥离辊装置和安装在水槽内的激冷辊；还包括进水管、喷水管和喷水管上的喷水孔，还包括设于水槽内的溢流管，溢流管经过滤装置和冷却装置后，与进水管连通。本发明还提供了一种薄膜生产线的铸片成型冷却方法，该方法设计科学合理，最大限度的保证了厚片成型冷却工序的可靠性和稳定性，通过独特设计的喷水管冷却装置和激冷辊除水装置，保证了厚片两面同时得到快速均匀冷却，使厚片结晶度小，两面性能接近，为下一拉伸工序，提供了品质优良的厚片中间品，应用该的厚片，能够拉伸制备成宽幅达到10m或者厚度达到400μm的薄膜。

Description

薄膜生产线的铸片成型冷却装置及冷却方法
技术领域
本发明涉及塑料薄膜生产线，特别是铸片机用的铸片冷却装置及冷却方法。
背景技术
在塑料薄膜生产过程中，高温聚合物熔体离开模头之后，借助于附片装置的外力作用，迅速贴附在低温、高光洁度、镀铬的激冷辊表面上进行冷却成型。由于高温熔体和激冷辊能够及时进行热交换，熔体被快速冷却，当它经剥离辊装置剥离后，就形成固体厚片，此过程称为铸片过程。目前铸片过程普遍采用冷却方法的是冷辊法，即在激冷辊内通入冷却水，将通过模头挤出的聚合物高温熔体借助于附片装置的外力作用，迅速贴附在激冷辊表面上进行冷却成型，然后再经剥离辊、导向辊进入后续拉伸系统。但采用上述方法后由于属于单面冷却，即厚片贴近激冷辊的一面得到充分冷却，而背离激冷辊的另一面冷却不够充分，所以厚片两面的结晶度、晶粒粗细有一定的差别，厚片越厚，差别就越严重，由于密度不同会引起厚片严重翘曲，形成表面皱纹影响到厚片的质量，甚至无法进行下一步的拉伸。
为了提高厚片的冷却效果即加强厚片背离激冷辊另一面的冷却效果，现有技术开发了冷辊-水槽法冷却技术：将通入冷却水的激冷辊置于装有冷却水的水槽内，将模头挤出的聚合物高温熔体借助于附片装置的外力作用贴附在激冷辊表面上再引入水中进行双面冷却，然后经浸于水槽内的导向辊进行进一步的冷却成型，再经挤压除水、吹水牵引进入后续拉伸系统。此种技术属于双面冷却，但由于水槽体积较大，水槽内的水温无法与激冷辊表面温度始终保持一致，冷却效果将达不到要求，对厚片的成型质量仍然会有较大影响。特别是在制备大宽幅度或厚型薄的薄膜的时候，厚片的质量会有更大的影响，生产时哪怕一点的瑕疵或缺陷，都会使得最终产品质量不合格，甚至造成连续破膜而根本无法制备成功。
发明内容
本发明旨在提供一种薄膜生产线的铸片成型冷却装置，使厚片两面的冷却温度保持一致，从而让厚片两面的性能接近，提高厚片的冷却成型的质量。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
薄膜生产线的铸片成型冷却装置, 包括水槽、模头、附片装置、安装在水槽内的激冷辊，和剥离辊装置；所述的模头、附片装置、剥离辊装置分别安装于激冷辊的两侧偏上处，位于水槽的上方，其中模头、附片装置位于激冷辊的同一侧；所述附片装置位于模头和激冷辊之间；所述激冷辊内设有沿辊体圆周向布置的冷水流道；所述的水槽内激冷辊靠近模头的一侧或激冷辊的两侧上，安装有3组以上的喷水管，各组喷水管通过进水管连通；所述的喷水管为直型管，其长度与激冷辊厚度尺寸一致，喷水管的轴向与激冷辊的轴向平行，喷水管朝向激冷辊的一侧开有多个喷水孔；所述的进水管设有两根，分别与各组喷水管的两端连通；所述的水槽远离激冷辊的一侧设有溢流管，溢流管经过滤装置和冷却装置后，与进水管连通。
本发明在激冷辊的左右两侧均喷出温度和激冷辊中的冷却水温度相同的冷却水，对厚片进行辅助降温，使厚片两面的冷却温度保持一致，保证厚片具有良好的表观质量和拉伸性能。
所述的进水管的形状为圆弧形、外切多边形或内接多边形，与激冷辊的形状相配合，保证在厚片上形成最大的喷水面积，以实现对厚片远离激冷辊一侧实现最好的冷却。
所述的进水管设有两根，分别与各组喷水管的两端连通，其形状为圆弧形，其圆心与激冷辊的辊面圆心重合。这样的设计通过两边同时进水可以保证冷却水流的压力和速度，使厚片得到快速而又均匀冷却，避免因喷管过长而导致冷却水流入远端时压力、流量不足而喷水过少、达不到冷却效果的问题。
所述的水槽远离激冷辊的一侧设有溢流管，溢流管经过滤装置和冷却装置后，与进水管连通，这样设计实现了水槽内水的循环利用，大大节省了水资源。
所述的喷水管长度与激冷辊厚度尺寸一致，使得厚片获得最大程度的喷水冷却，同时避免了浪费。3组以上的喷水管设计，更多的覆盖了厚片的面积，延长了厚片的冷却时间，进一步增加了厚片两侧冷却温度的均匀性，使得厚片具有最好的成型质量和拉伸性能。所述的喷水管与进水管通过管接头连接，便于喷水管拆卸、清洗。
所述的薄膜生产线的铸片成型冷却装置所述的激冷辊的上方，位于模头和剥离辊装置之间安装有激冷辊除水辊和激冷辊除水气刀，通过这两个装置，去除激冷辊表面的水，使得模头中留下来的聚合物高温熔体能在附片装置的辅助下，更好的贴合于激冷辊表面。
所述的喷水管上开设的喷水孔为长圆形。
所述的附片装置为气刀附片装置、静电贴附装置或者真空抽吸装置，或者其他的能够促进厚片贴合于激冷辊的装置；本发明优选附片气刀，在使得厚片贴合激冷辊的同时，也起到预先的冷却厚片的作用。
所述的水槽中、与溢流管连通的过滤装置或者冷却装置上，设置有补水装置，所述的补水装置通过液位球阀控制，当液位低于控制球阀时，给整个系统自动补充水量。
本发明还提供了一种薄膜生产线的铸片成型冷却的方法，包括以下的步骤 ：
A、将水槽中的水平面控制在激冷辊圆周角180-240°处，水槽和激冷辊中的水温设置为10-50℃；
B、模头挤出的聚合物高温熔体借助于附片装置的外力作用贴附在激冷辊表面上，形成厚片，厚片随着激冷辊的转动而进入水中进行冷却；
C、在水槽内激冷辊靠近模头的一侧或激冷辊的两侧设置喷水管进水管，进水管与水槽中的溢流管连通，水槽中的水经过溢流管后，经过滤、冷却至与激冷辊中冷却水温度一致，输送回进水管，从喷水管中喷至厚片上，增加厚片两面冷却均匀性，同时保持水槽内水温稳定。
所述的薄膜生产线的铸片成型冷却的方法，还包括以下步骤：
D、厚片通过剥离辊装置离开激冷辊，在导辊引导下在水槽中继续冷却一段距离，然后离开水槽，通过一对除水压辊以及厚片除水气刀除去残余水珠，进入下一工序。
所述的附片装置为气刀附片装置，其吹出的高速气流能够使厚片贴附与激冷辊上，同时降低厚片的温度。
所述的喷水管上设有多个长圆形的喷水孔，增加喷水的均匀性。
所述的激冷辊的上方，位于模头和剥离辊装置之间安装有激冷辊除水辊和激冷辊除水气刀，去除激冷辊上的水，使得激冷辊能够更好的与厚片贴合。
在方法的实际应用中，所述的进水管形状为只要能满足实际生产需要，能够使得喷水管的水较均匀的喷洒至厚片上即可，不一定必须是圆弧形，可以是外切多边形或内接多边形。
本发明的有益效果是：
1、通过在水槽内增加喷水管，在厚片靠近激冷辊的一面得到均匀有效冷却的同时，使得厚片背离激冷辊另一面同样得到相同的冷却，使得厚片两面的冷却温度保持一致，从而使厚片两面的物理、化学性能接近，提升厚片的冷却成型质量。
2、通过优选设计的喷水管结构，使得厚片两面的冷却温度更加均匀一致，从而进一步提升了厚片的冷却成型质量。
3、本发明的冷却方法工艺设计科学合理，最大限度的保证了厚片成型冷却工序的可靠性和稳定性，通过独特设计的喷水管冷却装置和激冷辊除水装置，保证了厚片成型时两面同时得到快速均匀冷却，使得厚片结晶度小，两面性能接近，利于下一步的拉伸和取向，为下一拉伸工序，提供了品质优良的的厚片中间品，应用本发明形成的厚片，能够拉伸制备成宽幅达到10m或者厚度达到400μm的薄膜，这是现有技术所无法实现的。
附图说明：
图1  本发明实施例提供的一种薄膜生产线的铸片成型冷却装置的结构示意图；
图2  本发明实施例提供的喷水管的结构示意图。
1—水槽，2—模头，3—附片装置，4—激冷辊，5—剥离辊装置，6—喷水管，7—喷水孔，8—进水管，9—溢流管，10—管接头，11—激冷辊除水辊，12—激冷辊除水气刀，13—导辊，14—除水压辊，15—排污阀，16—厚片。
具体实施方式
下面结合附图具体说明本发明。
实施例1
如图1、图2所示，薄膜生产线的铸片成型冷却装置,包括水槽1、模头2、附片装置3、剥离辊装置5和安装在水槽1内的激冷辊4；所述的模头2、剥离辊装置5分别安装于激冷辊4的两侧偏上处，位于水槽1的上方，附片装置3安装于模头2与激冷辊4之间位置；所述激冷辊4内设有沿辊体圆周向布置的冷水流道；所述的激冷辊4的左右两侧均安装有喷水管6，左侧安装有7组，右侧安装有5组，所述的喷水管6为直型管，设置于水槽1内，喷水管6的轴向与激冷辊的轴向平行，喷水管6朝向激冷辊4的一侧开有多个喷水孔7，在本实施例中，每组喷水管上有16个喷水孔7。同一侧面的各组喷水管6通过进水管8连接，所述的进水管8设有两根，分别与各组喷水管6的两端连通，其形状为圆弧形，其圆心与激冷辊4辊面的圆心重合，所述的喷水管6长度与激冷辊4厚度尺寸一致。
如图1所示，所述的水槽1的底部设有溢流管9，溢流管9经过滤装置和冷却装置后，与进水管8连通。水槽1底部设置有排污阀9。水槽中的水经过溢流管9后，经过滤、冷却，输送回进水管8，从喷水管6中喷出，从而实现循环利用。
水槽1设有补水装置，所述的补水装置通过液位球阀控制，当液位低于控制球阀时，当水槽1里的水损耗大时，给整个系统自动补充水量。
水槽1底部的排污阀9可用来排放污水，便于清洗水槽1。
如图2所示，所述的喷水管6与进水管8通过管接头10连接。所述的喷水管6上开设的喷水孔7为长圆形。
如图1所示，所述的激冷辊4的上方，位于模头2和剥离辊装置5之间安装有激冷辊除水辊11和激冷辊除水气刀12。
如图1所示，贴近激冷辊4并位于模头2的下方设有附片装置3，所述的附片装置3为附片气刀，通过吹出高压气体，使得厚片良好的贴合于激冷辊4表面。
如图1所示，水槽1的底部设有排污阀15，用于排除水槽1中的污水，便于更换水槽1中的冷却水。
本实施例的工作过程是这样实现的：
A、将水槽1中的水平面控制在激冷辊4圆周角200°处，水槽1和激冷辊4中的水温设置为30℃；
B、模头2挤出的聚合物高温熔体借助于附片装置3的外力作用贴附在激冷辊4表面上，形成厚片16，厚片16随着激冷辊4的转动而进入水中进行冷却；
C、在水槽1内激冷辊两侧设置的进水管8与水槽1中的溢流管9连通，水槽中的水经过溢流管9后，经过滤、冷却至与激冷辊4中冷却水温度一致，输送回进水管8，从喷水管6中喷至厚片16上，增加厚片16两面冷却均匀性，同时保持水槽1内水温稳定。
D、厚片16通过剥离辊装置5离开激冷辊4，在导辊13引导下在水槽1中继续冷却一段距离，然后离开水槽1，通过一对除水压辊14以及厚片除水气刀除去残余水珠，进入下一工序。
所述的附片装置3为气刀附片装置，其吹出的高速气流能够使厚片16贴附与激冷辊4上，同时降低厚片16的温度。
所述的喷水管6上设有多个长圆形的喷水孔7，增加喷水的均匀性。
所述的激冷辊4的上方，位于模头2和剥离辊装置5之间安装有激冷辊除水辊11和激冷辊除水气刀12，去除激冷辊4上的水，使得激冷辊4能够更好的与厚片16贴合。
以上所描述的实施例仅仅是本发明的实施例之一，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (11)

1.一种薄膜生产线的铸片成型冷却装置, 包括水槽（1）、模头（2）、附片装置（3）、安装在水槽（1）内的激冷辊（4），和剥离辊装置（5）；所述的模头（2）、附片装置（3）、剥离辊装置（5）分别安装于激冷辊（4）的两侧偏上处，位于水槽（1）的上方，其中模头（2）、附片装置（3）位于激冷辊（4）的同一侧；所述附片装置（3）位于模头（1）和激冷辊（4）之间；所述激冷辊（4）内设有沿辊体圆周向布置的冷水流道，其特征在于：所述的水槽（1）内激冷辊（4）靠近模头（2）的一侧或激冷辊（4）的两侧上，安装有3组以上的喷水管（6），各组喷水管（6）通过进水管（8）连通；所述的喷水管（6）为直型管，其长度与激冷辊（4）厚度尺寸一致，喷水管（6）的轴向与激冷辊的轴向平行，喷水管（6）朝向激冷辊（4）的一侧开有多个喷水孔（7）；所述的进水管（8）设有两根，分别与各组喷水管（6）的两端连通；所述的水槽（1）远离激冷辊（4）的一侧设有溢流管（9），溢流管（9）经过滤装置和冷却装置后，与进水管（8）连通。
2.如权利要求1所述的薄膜生产线的铸片成型冷却装置，其特征在于：所述的进水管（8）的形状为圆弧形、外切多边形或内接多边形，与激冷辊（4）的形状相配合。
3.如权利要求1所述的薄膜生产线的铸片成型冷却装置，其特征在于：所述的喷水管（6）与进水管（8）通过管接头（10）连接。
4.如权利要求1所述的薄膜生产线的铸片成型冷却装置，其特征在于：所述的激冷辊（4）的上方，位于模头（2）和剥离辊装置（5）之间安装有激冷辊除水辊（11）和激冷辊除水气刀（12）。
5.如权利要求1所述的薄膜生产线的铸片成型冷却装置，其特征在于：所述的喷水管（6）上开设的喷水孔（7）为长圆形。
6.如权利要求1所述的薄膜生产线的铸片成型冷却装置，其特征在于：所述的附片装置（3）为气刀附片装置、静电贴附装置或者真空抽吸装置。
7.一种薄膜生产线的铸片成型冷却的方法，其特征在于包括以下的步骤 ：
A、将水槽（1）中的水平面控制在激冷辊（4）圆周角180-240°处，水槽（1）和激冷辊（4）中的水温设置为10-50℃；
B、模头（2）挤出的聚合物高温熔体借助于附片装置（3）的外力作用贴附在激冷辊（4）表面上，形成厚片（16），厚片（16）随着激冷辊（4）的转动而进入水中进行冷却；
C、在水槽（1）内激冷辊（4）靠近模头（2）的一侧或激冷辊（4）的两侧设置喷水管（6）进水管（8），进水管（8）与水槽（1）中的溢流管（9）连通，水槽中的水经过溢流管（9）后，经过滤、冷却至与激冷辊（4）中冷却水温度一致，输送回进水管（8），从喷水管（6）中喷至厚片（16）上，增加厚片（16）两面冷却均匀性，同时保持水槽（1）内水温稳定。
8.如权利要求7所述的薄膜生产线的铸片成型冷却的方法，其特征在于还包括以下步骤：
D、厚片（16）通过剥离辊装置（5）剥离激冷辊（4），在导辊（13）引导下在水槽（1）中继续冷却一段距离，然后离开水槽（1），通过一对除水压辊（14）以及厚片除水气刀除去残余水珠，进入下一工序。
9.如权利要求7或8所述的薄膜生产线的铸片成型冷却的方法，其特征在于：所述的附片装置（3）为气刀附片装置，其吹出的高速气流能够使厚片（16）贴附在激冷辊（4）上，同时降低厚片（16）的温度。
10.如权利要求7或8所述的薄膜生产线的铸片成型冷却的方法，其特征在于：所述的喷水管（6）上设有多个长圆形的喷水孔（7），增加喷水的均匀性。
11.如权利要求7或8所述的薄膜生产线的铸片成型冷却的方法，其特征在于：所述的激冷辊（4）的上方，位于模头（2）和剥离辊装置（5）之间安装有激冷辊除水辊（11）和激冷辊除水气刀（12），去除激冷辊（4）上的水，使得激冷辊（4）能够更好的与厚片（16）贴合。
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