CN104494177B - 一种背封条生产系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种背封条生产系统，所述系统按照物料行进方向依次包括挤出机、挤出口模、人字架、牵引辊组、冷却辊组、收卷辊，所述牵引辊组由耐热的橡胶辊和内通加热油的空心钢辊组成，空心钢辊与空心钢辊外的可控温的储油槽形成循环回路；在牵引辊组的前端的人字架处设置对膜泡内层进行预加热的预加热装置，在牵引辊组的后端设置使压扁的膜泡在热合的热合辊组，压扁后的膜泡以S形绕过热合辊组表面形成片材，在热合辊组的后端设有使热合后片材定型的定型辊组，热合后片材以一字形通过定型辊组的间隙；在定型辊组和冷却辊组之间依次设置有单向的纵向拉伸机构和厚度检测机构。该生产系统可实现高强、低断裂伸长率背封条的生产。

Description

一种背封条生产系统
技术领域
本发明涉及一种塑料生产系统，具体涉及一种背封条生产系统。
背景技术
牛奶等包装用的纸质包装盒由纸盒和背封条胶装而成。其中包装盒背封条多采用共挤吹塑膜，其透明度高、阻隔性能高，层间剥离强度高，但是共挤吹塑膜强度低、断裂伸长率高，在高速的包装体生产线上，由于线速度的差异，共挤吹塑膜与包装体主体复合时受到间歇性地拉伸，会导致背封条材料不均匀化，进而导致背封效果不佳，因此难以适应高速包装生产线，无法提高包装盒的生产线速度。
相比之下，通过流延复合的薄膜（如PE/胶水/PET/胶水/PE），其厚度可以很高，且夹层经过双向拉伸，强度高、断裂伸长率低，更为适合高速的包装体生产线，但流延复合膜的各层之间通过胶粘剂复合，因此层间复合强度低，作为背封条容易发生层间剥离。
因此开发一种可以生产兼具高强度、低断裂伸长率、层间剥离强度高、透明度高、阻隔性能高的背封条的生产系统已成为本领域技术人员有待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服技术地缺陷，提供一种可以生产兼具高强度、低断裂伸长率、层间剥离强度高、透明度高、阻隔性能高的背封条的生产系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种背封条生产系统，所述系统按照物料行进方向依次包括若干挤出机、流道数与挤出机数量相当的挤出口模、人字架、牵引辊组、冷却辊组、收卷辊，所述牵引辊组由耐热的橡胶辊和内通加热油的空心钢辊组成，空心钢辊与空心钢辊外的可控温的储油槽形成循环回路；在牵引辊组的前端的人字架处设置对膜泡内层进行预加热的预加热装置，在牵引辊组的后端设置使压扁的膜泡再热合的热合辊组，压扁后的膜泡以S形绕过热合辊组表面形成片材，再热合辊组的后端设有使热合后片材定型的定型辊组，热合后片材以一字形通过定型辊组的间隙；在定型辊组和冷却辊组之间依次设置有单向的纵向拉伸机构和厚度检测机构。
相比于直接对吹塑膜进行离线拉伸的生产装置，本发明的生产系统在吹塑机的基础上进行改造，增设了用于膜泡热合的机构，包括预加热装置、加热的牵引辊组、热合辊组，以实现吹塑膜的厚度翻倍，厚度翻倍后的膜片可以具有吹塑膜高透明性、高阻隔性、层间剥离强度高的优点；并设置单向的纵向拉伸机构，以实现厚度翻倍后的膜片的拉伸减薄，拉伸减薄后的膜片具有类似流延膜的高拉伸强度和低断裂伸长率的优点，厚度与吹塑膜厚度相当；并借助厚度自动检测系统检测厚度后，反馈的信息可控制拉伸辊的速度和张力，确保最终成品的纵向厚度的均匀性。该系统适用背封条材料的生产，制得的背封条适合包装体的高速生产线。
其中，该背封条生产系统在膜泡热合的机构不通过提高挤出口模温度提高塑料的粘性，而是通过预加热装置使膜泡预热并使膜泡充分热胀撑开，通过加热的牵引辊组进一步使膜泡内空气可以充分热胀，以有效地排除膜泡内的空气，使膜泡两侧可以更充分的贴合，与此同时使膜泡热合在一起；增设的热合辊组使膜泡两侧走S形经过热合辊组的表面，增加了压扁的膜泡与钢辊的接触面积和接触时间，从而降低了膜泡在最高温下停留时间，在提高热合效果的同时抑制了膜泡外层再热合过程的熔融软化、粘辊，通过加压加热使膜泡内层充分熔融粘合；同时增设了定型辊组，使热合后的膜泡以一字型经过定型辊组进行定型，定型过程使走S形经过热合辊组表面的片材或者厚膜卷曲产生的应力得以充分释放；增设的冷却辊配合自然冷却，使定型得以保持。从而在不粘辊的前提下实现对吹塑薄膜的在线双层复合，使厚度翻倍。
优选地，所述预加热装置为远红外加热装置，设置在所述人字架处。相比之下，如果将远红外加热装置设置在人字架和牵引辊组之间、对压扁后膜泡进行远红外加热，由于此处膜泡内空气有限，无法非常有效地撑开膜泡，热合时易出现褶皱；而在人字架前端对圆筒形膜泡进行远红外加热的话，热气产生的压力使热气串入人字架内，造成人字架内冷热空气混杂，使人字架处的膜泡产生不均匀变形，导致后期片材厚度不均，影响材料的透明性、强度甚至阻隔性。此外，由于人字架处膜泡内空间逐渐缩小，将远红外加热装置设置在人字架处，可使膜泡沿人字架夹紧方向膜温逐渐上高，实现逐渐升温预热。预加热装置设置在人字架处也有方便安装的优点；对于吹塑机的膜泡冷却装置等辅助装置的固定位置不会产生影响。预加热装置的设置位置对薄膜的性能也产生影响。优选的技术方案是，所述预加热装置设置在人字架的中部。如果预加热装置靠近人字架的靠近所述牵引辊组的一端，则加热内空间有限，对撑起膜泡起的效果不佳；如果设置在远离牵引辊组的一端，则容易产生膜泡不均匀变形的问题。优选的技术方案是将所述预加热装置设置在人字架的靠近所述牵引辊组的1/4～1/3范围内。
进一步优选地，所述预加热装置的加热温度为55～75℃；所述牵引辊组的空心钢辊的加热温度设置为75～90℃。
为了进一步避免牵引辊组处发生粘辊，优选地，所述牵引辊组的橡胶辊耐热温度设置在100℃以上。譬如，所述牵引辊组的橡胶辊为氟硅胶辊，其具有良好的耐热性，长期耐热温度在400℃以上。
为了避免热合辊组处发生粘辊、达到最佳的热合效果，优选地，所述热合辊组沿物料行进方向依次设有若干分级加热的热合钢辊。通过设置多级加热的热合辊组，减少了压扁的膜泡再热合过程中在高温下的停留时间，抑制了粘辊现象。
进一步优选地，所述热合辊组的各热合钢辊的加热温度为80~130℃，各热合钢辊的加热温度沿物料行进方向递增，且相邻热合钢辊间距在0.12~2.0mm的范围内可调。通过间距可调，热合辊组除了加热融合，还依靠压力实现充分的熔融，保证高热封强度以实现真正的“合二为一”。
为了实现最佳的定型效果，优选地，所述定型辊组包括上下钢辊。 为了使热合后的膜泡更有效地定型和冷却，优选地，所述定型辊组靠近所述热合辊组设置。进一步优选地，所述定型辊组中，上下钢辊的保温温度低于所述热合辊组沿物料行进方向的最后一个热合钢辊的加热温度5～8℃。
为了实现薄膜的拉伸增强、同时抑制薄膜不均匀变形，优选地，所述纵向拉伸机构沿物料行进方向依次包括若干预热辊、若干拉伸辊和若干退火辊。
进一步优选地，所述纵向拉伸机构中，所述预热辊的预热温度为60～85℃；所述拉伸辊的温度为75～110℃，各拉伸辊的拉伸倍率沿物料行进方向在1.0～2.0倍范围内递增，且各拉伸辊通过独立的伺服电机驱动，相邻两两间距在5~25mm的范围内可调；所述退火辊的温度为80～100℃，各退火辊的退火倍率沿物料行进方向在0.99～0.95倍范围内递减。通过拉伸辊间距调节，从而控制薄膜拉伸过程中的横向收缩，提高拉伸定型效果。通过退火辊退火，在提高了拉伸强度的同时，保持了材料的透明性，并消除了应力。
更进一步优选地，所述纵向拉伸机构由两个预热辊、四个拉伸辊和两个退火辊组成。为了避免拉伸打滑导致无法有效拉伸，更进一步优选地，所述拉伸辊中按照物料行进方向的第一拉伸辊和第四拉伸辊表面形成有100～200目的网纹，为网纹辊。
为了有效地冷却并抑制冷却过程中的横向收缩，进一步优选地 ，所述冷却辊组包括两个以上的冷却辊。
由于片材或厚膜由膜泡压扁后热合而成，为使片材的性能均一，优选的技术方案是，所述收卷辊的前端设置有用于切去冷却后片材边缘的切边装置。
为了提高膜泡更为有效地热合，优选地，所述热合辊组中的至少一个热合钢辊的两侧设有用于在压扁后膜泡边缘形成排气口的开口机构。进一步优选地，所述开口机构可以为设置在所述热合辊组沿物料行进方向上的第二钢辊上的刻齿；所述热合辊组沿物料行进方向上的第一、第三钢辊上设置与所述刻齿相配合的凹槽。所述刻齿的横截面可以是连续或间断的三角形。
本发明的优点和有益效果在于：相比于直接对吹塑膜进行离线拉伸的生产装置，本发明的生产系统在吹塑机的基础上进行改造，增设了用于膜泡热合的机构，包括预加热装置、加热的牵引辊组、热合辊组，以实现吹塑膜的厚度翻倍，厚度翻倍后的膜片可以具有吹塑膜高透明性、高阻隔性、层间剥离强度高的优点；并设置单向的纵向拉伸机构，以实现厚度翻倍后的膜片的拉伸减薄，拉伸减薄后的膜片具有类似流延膜的高拉伸强度和低断裂伸长率的优点，厚度与吹塑膜厚度相当；并借助厚度自动检测系统检测厚度后，反馈的信息可控制拉伸辊的速度和张力，确保最终成品的纵向厚度的均匀性。该系统适用背封条材料的生产，制得的背封条适合包装体的高速生产线。
附图说明
图1是实施例1中背封条生产系统的结构示意图；
图2是图1中人字架、牵引辊组、热合辊组及定型辊组处的放大示意图；
图3是实施例3中背封条生产系统的结构示意图；
图4是图3中热合辊组中第一、第二、第三钢辊的配合示意图。
图中：1、膜泡；2、人字架；3、远红外加热装置；4、储油槽；5、空心钢辊；6、橡胶辊；7、热合辊组；8、定型辊组；9、冷却辊组；10、收卷辊；11、切边辊；12、刻齿；13、凹槽；14、预热辊；15、拉伸辊；16、退火辊；71、第一钢辊；72、第二钢辊；73、第三钢辊；74、第四钢辊；151、第一拉伸辊；154、第四拉伸辊。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
如图1和图2所示，本发明是一种背封条生产系统。
该系统按照物料行进方向依次包括若干挤出机（未显示）、流道数与挤出机数量相当的多流道的挤出口模（未显示）、人字架2、牵引辊组、热合辊组7、定型辊组8、单向的纵向拉伸机构、厚度检测机构（未显示）、冷却辊组9、收卷辊10。
其中，人字架2位于牵引辊组的前端，用于将膜泡1压扁。在人字架2处设置有对膜泡1起预加热作用的远红外加热装置3。远红外加热装置3使膜泡1预热至55～75℃，并使膜泡胀开，并逐渐升温预热。远红外加热装置3最好设置在人字架2的靠近牵引辊组的1/4～1/3范围内，可以达到最佳的软化膜泡1内层和抑制膜泡1变形的效果。
牵引辊组由耐热的橡胶辊6和内通加热油的空心钢辊5组成，空心钢辊5与空心钢辊5外的可控温的储油槽4形成循环回路；通过加热的牵引辊组，使膜泡1内空气可以充分热胀，从而更有效地排除膜泡1内的空气，使膜泡1两侧可以更充分的贴合。上述的牵引辊组的空心钢辊5内采用热油加热，加热到75～90℃，从而使膜泡1两侧可以更充分的贴合。牵引辊组的橡胶辊6选择耐热性好的氟硅胶辊。为了压扁的膜泡更有效地热合，热合辊组7最好靠近牵引辊组设置。
热合辊组7位于在牵引辊组的后端，压扁后的膜泡1以S形绕过热合辊组7表面形成片材，通过热合辊组7加压加热使膜泡内层充分熔融粘合，同时增加了膜泡1与钢辊的接触面积和接触时间，从而降低了热合过对钢辊加热温度要求，抑制了膜泡1外层再热合过程中发生熔融软化、粘辊。如图1所示，热合辊组7沿物料行进方向依次设有四个热合钢辊，沿物料行进方向依次为第一钢辊71、第二钢辊72、第三钢辊73和第四钢辊74，各钢辊71-74的加热温度为80~130℃，且依次递增，最高的加热温度在第四钢辊74处；且相邻热合钢辊71-74的间距在0.12~2.0mm的范围内可调节，通过压力融合和加热融合双重作用热合在一起，保证高热封强度。为了压扁的膜泡1有效地热合，热合辊组7最好靠近牵引辊组设置。
定型辊组8位于热合辊组7的后端，热合后片材以一字形通过定型辊组8的间隙，定型辊组8包括上下钢辊；加热至比第四钢辊74的温度低5～8℃即可实现有效地定型；由于一字型走辊使经热合辊组7热合的片材卷曲内应力得以充分释放。为了使热合后的膜泡1更有效地定型和冷却，最好将定型辊组8靠近热合辊组7设置。
纵向拉伸机构沿物料行进方向依次包括两个预热辊14、四个拉伸辊15和两个退火辊16。其中，预热辊14的预热温度可以设置为60～85℃，拉伸辊15的温度为75～110℃，退火辊16的温度为80～100℃；且沿物料行进方向，各拉伸辊15的线速度在牵引辊线速度1.0～2.0倍的范围内沿物料行进方向逐级提升，即各拉伸辊的拉伸倍率沿物料行进方向在1.0～2.0倍范围内递增；各退火辊16的线速度在最后一个拉伸辊15线速度的0.99～0.95倍范围内逐级递减，即各退火辊的退火倍率沿物料行进方向在0.99～0.95倍范围内递减。各拉伸辊15通过独立的伺服电机驱动，实现各拉伸辊15之间的距离在5~25mm的范围内可调节，从而控制薄膜拉伸过程中的横向收缩，提高拉伸定型效果。
冷却辊组9包括两个以上的冷却辊，以有效地冷却并抑制冷却过程中的横向收缩。
收卷辊10用于收卷冷却后的片材。
这种设备加工出来的塑料吹塑膜片，兼具了吹塑膜高透明性、高阻隔性、层间剥离强度高的优点以及流延膜断裂伸长率低、强度高的优点，克服了吹塑膜厚度低、难以双向拉伸再加工的缺点以及流延膜通过胶粘剂复合、具有低层间复合强度的缺点。可以作为适应在高速的包装体生产线上与包装体主体复合的背封条材料。
实施例2
为了避免纵向拉伸机构拉伸过程中打滑、导致无法有效拉伸，在实施例1的基础上，作为改进的，本实施例中，纵向拉伸机构的拉伸辊15中按照物料行进方向的第一拉伸辊151和第四拉伸辊154为网纹辊，其表面形成有100～200目的网纹。否则造成打滑的话，不仅在于难以均匀地拉伸减薄，其危害更在于导致前端的牵引和热合无法有效进行，进而导致停机频繁出现。
实施例3
为使片材的性能均一，在实施例1的基础上，如图3所示，在收卷辊10的前端还可增设有用于切去冷却后片材边缘的切边辊11。
此外，为了提高膜泡更为有效地热合，在实施例2的基础上，优选地，再热合辊组7中的至少一个钢辊的两侧设有用于在压扁后膜泡1边缘形成排气口的开口机构。如图4所示，开口机构为设置在第二钢辊72的两侧的横截面为三角形的刻齿12。与此同时，第一钢辊71和第三钢辊73的在对应第二钢辊72的刻齿12处设有与刻齿12配合的凹槽13。这样设置刻齿12既实现了开口放气，又不会使材料发生变形。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种背封条生产系统，所述系统按照物料行进方向依次包括若干挤出机、流道数与挤出机数量相当的挤出口模、人字架、牵引辊组、冷却辊组、收卷辊，其特征在于，所述牵引辊组由耐热的橡胶辊和内通加热油的空心钢辊组成，空心钢辊与空心钢辊外的可控温的储油槽形成循环回路；在牵引辊组的前端的人字架处设置对膜泡内层进行预加热的预加热装置，在牵引辊组的后端设置使压扁的膜泡再热合的热合辊组，压扁后的膜泡以S形绕过热合辊组表面形成片材，在热合辊组的后端设有使热合后片材定型的定型辊组，热合后片材以一字形通过定型辊组的间隙；在定型辊组和冷却辊组之间依次设置有单向的纵向拉伸机构和厚度检测机构；所述预加热装置为远红外加热装置，设置在所述人字架处；所述预加热装置的加热温度为55～75℃;所述牵引辊组的橡胶辊耐热温度设置在100℃以上；所述牵引辊组的空心钢辊的加热温度设置为75～90℃；所述冷却辊组包括两个以上的冷却辊；所述收卷辊的前端设置有用于切去冷却后片材边缘的切边装置。
2.如权利要求1所述的背封条生产系统，其特征在于，所述热合辊组沿物料行进方向依次设有若干分级加热的热合钢辊；所述热合辊组的各热合钢辊的加热温度为80~130℃，各热合钢辊的加热温度沿物料行进方向递增，且相邻热合钢辊间距在0.12~2.0mm的范围内可调。
3.如权利要求1所述的背封条生产系统，其特征在于，所述定型辊组包括上下钢辊；所述定型辊组中，上下钢辊的保温温度低于所述热合辊组沿物料行进方向的最后一个热合钢辊的加热温度5～8℃。
4.如权利要求1所述的背封条生产系统，其特征在于，所述纵向拉伸机构沿物料行进方向依次包括若干预热辊、若干拉伸辊和若干退火辊。
5.如权利要求4所述的背封条生产系统，其特征在于，所述纵向拉伸机构中，所述预热辊的预热温度为60～85℃；所述拉伸辊的温度为75～110℃，各拉伸辊的拉伸倍率沿物料行进方向在1.0～2.0倍范围内递增，且各拉伸辊通过独立的伺服电机驱动，相邻两两间距在5~25mm的范围内可调；所述退火辊的温度为80～100℃,各退火辊的退火倍率沿物料行进方向在0.99～0.95倍范围内递减。
6.如权利要求5所述的背封条生产系统，其特征在于，所述纵向拉伸机构由两个预热辊、四个拉伸辊和两个退火辊组成；所述拉伸辊中按照物料行进方向的第一拉伸辊和第四拉伸辊表面形成有100～200目的网纹，为网纹辊。
7.如权利要求1所述的背封条生产系统，其特征在于，所述热合辊组中的至少一个热合钢辊的两侧设有用于在压扁后膜泡边缘形成排气口的开口机构。
8.如权利要求7所述的背封条生产系统，其特征在于，所述开口机构为设置在所述热合辊组沿物料行进方向上的第二钢辊上的刻齿；所述热合辊组沿物料行进方向上的第一、第三钢辊上设置与所述刻齿相配合的凹槽。
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