CN104552972B - 一种双向拉伸聚乳酸膜片装置 - Google Patents

一种双向拉伸聚乳酸膜片装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双向拉伸聚乳酸膜片装置,包括料仓、预结晶干燥塔、混料斗、挤出机、急冷辊筒组件、纵向及横向拉伸装置、切刀机和收卷装置,纵向拉伸装置包括急冷辊、导向辊,急冷辊的出口端连接有两组预热辊,第一、二组预热辊均包括预热传动辊和预热从动辊,第一预热从动辊连接有第一主动压辊,第二预热从动辊连接有第二主动压辊,第二预热从动辊的出口端连接有拉伸辊,拉伸辊的出口端连接有冷却定型辊和出口导向辊,预热传动辊包括筒体,筒体端部设有轴端,轴端开设有蒸汽孔,筒体的外壁为中空结构,中空通道的两端分别与两端轴端的蒸汽孔连通,蒸汽孔处连接有蒸汽管。本发明具有提高聚乳酸膜片的耐温性以及改善其机械性能的优点。

Description

一种双向拉伸聚乳酸膜片装置
技术领域
本发明属于塑料加工技术领域,尤其是一种双向拉伸聚乳酸膜片装置。
背景技术
聚乳酸是一种生物可降解材料,它的强度、抗冲击性、防潮性和耐油脂性能都优于现有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料。聚乳酸因其生物降解性能、耐菌性、阻燃性以及抗紫外性等特点,聚乳酸可加工成薄膜而应用于包装袋、包装盒、食品容器盒、药品包装等领域。然而由于聚乳酸的耐热温度太低,其软化温度只有55℃,无法达到上述行业的包装要求。为了提高聚乳酸的耐温性,将聚乳酸进行双向拉伸并热定型后形成的膜片,其耐温性可以提高到100℃,物理机械性能明显改善。发明提供了一种可以实现双向拉伸聚乳酸膜片的装置。
发明内容
目的一:为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种双向拉伸聚乳酸膜片装置,该拉伸装置可以提高聚乳酸膜片的耐温性以及改善其机械性能。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种双向拉伸聚乳酸膜片装置,包括供聚乳酸粒料贮存的料仓,其特征在于:所述料仓的出口通过管道连接有预结晶干燥塔,预结晶干燥塔的出口连接有混料斗,混料斗的出口连接有挤出机,挤出机的出口设有T型模头,T型模头的出口设有急冷辊筒组件,急冷辊筒组件的另一端连接有纵向拉伸装置和横向拉伸装置,横向拉伸装置的出口端连接有切刀机和收卷装置,所述纵向拉伸装置包括位于T型模头下方的急冷辊,急冷辊的上方设有与T型模头连接的入口导向辊,所述急冷辊的出口端连接有第一组预热辊和第二组预热辊,第一、二组预热辊均包括预热传动辊和预热从动辊,第一预热传动辊与急冷辊连接,第一预热从动辊连接有第一主动压辊,第一预热从动辊的出口端与第二预热传动辊连接,第二预热从动辊连接有第二主动压辊,第二预热从动辊的出口端连接有拉伸辊,拉伸辊的出口端连接有冷却定型辊和出口导向辊,所述预热传动辊包括筒体,筒体端部设有轴端,轴端开设有蒸汽孔,所述筒体端部的外壁为中空结构,该中空结构构成中空通道,中空通道的两端分别与两端轴端的蒸汽孔连通,蒸汽孔处连接有蒸汽管。
上述结构中,聚乳酸粒料由于容易从大气中吸收水分使聚合物水解,降低分子量,故首先通过预结晶干燥塔进行结晶干燥避免其水解降低机械性能,混料斗可以通过管道将边料辅料收集处连接,将边角料进行回收利用,节约原料,原料经挤出机熔融挤出后经T型模头进入纵向拉伸装置,熔融体经过急冷辊压形成膜片,再经两组预热辊和主动压辊进行辊压将较厚的膜片逐渐预拉伸,再经过拉伸辊拉伸一定倍数后经急冷铸片辊即冷却定型辊进行辊压定型,从出口导向辊处输出至横向拉伸装置经横向拉伸后再由切刀机切断并经收卷机卷收;上述预热传动辊通过在其轴端和外壁上开设蒸汽管道使得加热蒸汽可以直接通入传动辊筒体的壁上加快其加热速度,提高辊压效率和改善辊压效果。
作为发明的进一步设置,所述预结晶干燥塔包括结晶筒、套设在结晶筒外壁的冷却筒,冷却筒与结晶筒壁之间形成可供冷却水流通的冷却腔,结晶筒的入口端安装有搅拌棒,结晶筒的出口端连接有干燥筒,结晶筒的出口端与干燥筒之间通过隔板隔开,所述隔板上设有滤孔,滤孔呈上大下小结构设置,所述结晶筒的入口端朝外延伸有防溢出的管壁,管壁上开设有溢液口。
上述结构中,结晶筒与干燥筒之间通过隔板隔开,滤孔的上大下小结构可以避免滤孔堵塞,结晶筒的入口端螺纹连接有一段延伸管壁,该延伸管壁可以根据结晶量的多少进行拆装,避免量多而溢出的现象发生。
作为发明的进一步设置,所述冷却筒的内壁和结晶筒外壁上分别设有相对错位的翅片,所述冷却筒的下端设有冷却水进口,冷却筒的上端设有冷却水出口。
上述结构中,冷却水从下端朝上端逆行,可以提高冷却结晶的效果,且尤其是对位于下端的原料有更好的冷却效果,此外,冷却腔中设置的错位翅片可以引导冷却水的流向,延长其在冷却腔中的流通时间,提高冷却水的冷却效率。
作为发明的进一步设置,所述切刀机包括两边侧板、底座以及安装于两边侧板之间的刀轴,刀轴上依次间隔套设有纵向刀盘,底座上设有与纵向刀盘适配的刀架,刀架上设有与纵向刀盘的刀刃适配的刀槽。
上述结构中,切刀机的设置可以对拉伸过的膜片进行纵向切片,去除边缘多余的废边,该纵向刀盘可以根据膜片所需要的宽度进行调节刀盘之间的间隔距离。
本发明的另一个目的:本发明提供了一种利用双向拉伸聚乳酸膜片装置生产聚乳酸膜片的方法,其包括以下步骤,①将聚乳酸粒料进行预结晶、干燥处理后,②经真空吸料装置送至混料斗,将辅料、边料粉碎料加入混料斗,经搅拌均匀后,③输送至挤出机经熔融挤出,通过齿轮泵计量、过滤后挤出,并经急冷铸片形成厚片,④对该厚片进行纵向拉伸、横向拉伸,⑤对拉伸后的膜片进行切片、测厚、涂覆、收卷,⑥经切边而产生的切边料经回收装置输送至混料斗。
采用上述方案,本发明对粒料进行预结晶干燥,防止其原料水解降低机械性能,并经双向拉伸热定型,在纵向拉伸过程中通过远红外辅助加热改善拉伸效果,并经急冷铸片辊压定型使得拉伸后的膜片具有较高的耐温性,且该装置具有废料废边回收装置,节约原料的优点。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
附图1为本发明具体实施例结构流程示意图;
附图2为本发明具体实施例挤出机的结构示意图;
附图3为本发明具体实施例预结晶干燥塔结构示意图;
附图4为本发明具体实施例纵向拉伸装置的结构示意图;
附图5为本发明具体实施例预热传动辊的结构剖视图;
附图6为本发明具体实施例切刀机的结构示意图;
附图7为本发明具体实施例附图5中局部结构的放大图;
料仓1、预结晶干燥塔2、结晶筒21、冷却筒22、冷却腔23、冷却水进口231、冷却水出口232、干燥筒24、隔板25、滤孔251、延伸管壁26、翅片27、混料斗3、挤出机4、送料管道41、计量泵42、T型模头43、急冷辊筒组件5、纵向拉伸装置6、入口导向辊61、急冷辊62、第一组预热辊63、第一预热传动辊631、第一预热从动辊632、第一主动压辊633、第二组预热辊64、第二预热传动辊641、第二预热从动辊642、第二主动压辊643、拉伸辊65、筒体661、轴端662、蒸汽孔663、中空通道664、冷却定型辊67、出口导向辊68、横向拉伸装置7、侧板81、底座82、刀轴83、纵向刀盘84、刀架85。
具体实施方式
本发明的具体实施例如图1-7所示是双向拉伸聚乳酸膜片装置,包括供聚乳酸粒料贮存的料仓1,料仓1的出口通过管道连接有预结晶干燥塔2,预结晶干燥塔2的出口连接有混料斗3,混料斗3的出口连接有挤出机4,挤出机4的送料管道41与混料斗3连接,挤出机4将物料熔融挤出后经计量泵42计量过滤后经T型模头43输出,T型模头43的出口设有急冷辊筒组件5,急冷辊筒组件5的另一端连接有纵向拉伸装置6和横向拉伸装置7,横向拉伸装置7的出口端连接有切刀机和收卷装置,纵向拉伸装置6包括位于T型模头43下方的急冷辊62,急冷辊62的上方设有与T型模头43连接的入口导向辊61,急冷辊62的出口端连接有第一组预热辊63和第二组预热辊64,第一、二组预热辊63、64均包括预热传动辊和预热从动辊,第一预热传动辊631与急冷辊62连接,第一预热从动辊632连接有第一主动压辊633,第一预热从动辊632的出口端与第一预热传动辊641连接,第二预热从动辊642连接有第二主动压辊643,第二预热从动辊642的出口端连接有拉伸辊65,拉伸辊65的出口端连接有冷却定型辊67和出口导向辊68,上述预热传动辊631、641均包括筒体661,筒体661端部设有轴端662,轴端662开设有蒸汽孔663,筒体661端部的外壁为中空结构,该中空结构构成中空通道664,中空通道664的两端分别与两端轴端662的蒸汽孔663连通,蒸汽孔663处连接有蒸汽管。
聚乳酸粒料由于容易从大气中吸收水分使聚合物水解,降低分子量,故首先通过预结晶干燥塔2进行结晶干燥避免其水解降低机械性能,干燥温度控制在75℃,水分含量低于250ppm;上述混料斗3可以通过管道将边料辅料收集处连接,将边角料进行回收利用,节约原料,原料经挤出机4熔融挤出后经T型模头43进入纵向拉伸装置6,熔融体经过急冷辊62压形成膜片,再经两组预热辊63、64、和主动压辊633、643进行辊压将较厚的膜片逐渐预拉伸,再经过拉伸辊65拉伸一定倍数后经急冷铸片辊即冷却定型辊67进行辊压定型,从出口导向辊68处输出至横向拉伸装置7经横向拉伸后再由切刀机切断并经收卷机卷收;上述预热传动辊631、641通过在其轴端662和外壁上开设蒸汽管道使得加热蒸汽可以直接通入传动辊筒体661的壁上加快其加热速度,提高辊压效率和改善辊压效果。
上述预结晶干燥塔2包括结晶筒21、套设在结晶筒21外壁的冷却筒22,冷却筒22与结晶筒21壁之间形成可供冷却水流通的冷却腔23,结晶筒21的入口端安装有搅拌棒,结晶筒21的出口端连接有干燥筒24,结晶筒21的出口端与干燥筒24之间通过隔板25隔开,隔板25上设有滤孔251,滤孔251呈上大下小结构设置,结晶筒21的入口端朝外延伸有防溢出的延伸管壁26,延伸管壁26上开设有溢液口。结晶筒21与干燥筒24之间通过隔板25隔开,滤孔251的上大下小结构可以避免滤孔251堵塞,结晶筒21的入口端螺纹连接有一段延伸管壁26,该延伸管壁26可以根据结晶量的多少进行拆装,避免量多而溢出的现象发生。
上述冷却筒22的内壁和结晶筒21外壁上分别设有相对错位的翅片27,冷却筒22的下端设有冷却水进口231,冷却筒22的上端设有冷却水出口232。冷却水从下端朝上端逆行,可以提高冷却结晶的效果,且尤其是对位于下端的原料有更好的冷却效果,此外,冷却腔23中设置的错位翅片27可以引导冷却水的流向,延长其在冷却腔23中的流通时间,提高冷却水的冷却效率。
上述切刀机包括两边侧板81、底座82以及安装于两边侧板81之间的刀轴83,刀轴83上依次间隔套设有纵向刀盘84,底座82上设有与纵向刀盘84适配的刀架85,刀架85上设有与纵向刀盘84的刀刃适配的刀槽。切刀机的设置可以对拉伸过的膜片进行纵向切片,去除边缘多余的废边,该纵向刀盘84可以根据膜片所需要的宽度进行调节刀盘84之间的间隔距离。
一种利用双向拉伸聚乳酸膜片装置生产聚乳酸膜片的方法,其包括以下步骤,①将聚乳酸粒料进行预结晶、干燥处理后,②经真空吸料装置送至混料斗3,将辅料、边料粉碎料加入混料斗3,经搅拌均匀后,③输送至挤出机4经熔融挤出,通过齿轮泵计量、过滤后挤出,并经急冷铸片形成厚片,④对该厚片进行纵向拉伸、横向拉伸,⑤对拉伸后的膜片进行切片、测厚、涂覆、收卷,⑥经切边而产生的切边料经回收装置输送至混料斗3。
本发明对粒料进行预结晶干燥,防止其原料水解降低机械性能,并经双向拉伸热定型,在纵向拉伸过程中通过远红外辅助加热改善拉伸效果,并经急冷铸片辊压定型使得拉伸后的膜片具有较高的耐温性,且该装置具有废料废边回收装置,节约原料的优点。
由上述结构的拉伸装置制得的聚乳酸膜片的抗拉强度135MPA,断裂伸长率为105,透光率大于90,耐热温度达到100℃。本发明不局限于上述具体实施方式,本领域一般技术人员根据本发明公开的内容,可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的,或者凡是采用本发明的设计结构和思路,做简单变化或更改的,都落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种双向拉伸聚乳酸膜片装置,包括供聚乳酸粒料贮存的料仓,其特征在于:所述料仓的出口通过管道连接有预结晶干燥塔,预结晶干燥塔的出口连接有混料斗,混料斗的出口连接有挤出机,挤出机的出口设有T型模头,T型模头的出口设有急冷辊筒组件,急冷辊筒组件的另一端连接有纵向拉伸装置和横向拉伸装置,横向拉伸装置的出口端连接有切刀机和收卷装置,所述纵向拉伸装置包括位于T型模头下方的急冷辊,急冷辊的上方设有与T型模头连接的入口导向辊,所述急冷辊的出口端连接有第一组预热辊和第二组预热辊,第一、二组预热辊均包括预热传动辊和预热从动辊,第一预热传动辊与急冷辊连接,第一预热从动辊连接有第一主动压辊,第一预热从动辊的出口端与第二预热传动辊连接,第二预热从动辊连接有第二主动压辊,第二预热从动辊的出口端连接有拉伸辊,拉伸辊的出口端连接有冷却定型辊和出口导向辊,所述预热传动辊包括筒体,筒体端部设有轴端,轴端开设有蒸汽孔,所述筒体端部的外壁为中空结构,该中空结构构成中空通道,中空通道的两端分别与两端轴端的蒸汽孔连通,蒸汽孔处连接有蒸汽管。
2.根据权利要求1所述的双向拉伸聚乳酸膜片装置,其特征在于:所述预结晶干燥塔包括结晶筒、套设在结晶筒外壁的冷却筒,冷却筒与结晶筒壁之间形成可供冷却水流通的冷却腔,结晶筒的入口端安装有搅拌棒,结晶筒的出口端连接有干燥筒,结晶筒的出口端与干燥筒之间通过隔板隔开,所述隔板上设有滤孔,滤孔呈上大下小结构设置,所述结晶筒的入口端朝外延伸有防溢出的管壁,管壁上开设有溢液口。
3.根据权利要求2所述的双向拉伸聚乳酸膜片装置,其特征在于:所述冷却筒的内壁和结晶筒外壁上分别设有相对错位的翅片,所述冷却筒的下端设有冷却水进口,冷却筒的上端设有冷却水出口。
4.根据权利要求1或2或3所述的双向拉伸聚乳酸膜片装置,其特征在于:所述切刀机包括两边侧板、底座以及安装于两边侧板之间的刀轴,刀轴上依次间隔套设有纵向刀盘,底座上设有与纵向刀盘适配的刀架,刀架上设有与纵向刀盘的刀刃适配的刀槽。
5.一种利用权利要求1所述的双向拉伸聚乳酸膜片装置生产聚乳酸膜片的方法,其特征在于:包括以下步骤,①将聚乳酸粒料进行预结晶、干燥处理后,②经真空吸料装置送至混料斗,将辅料、边料粉碎料加入混料斗,经搅拌均匀后,③输送至挤出机经熔融挤出,通过齿轮泵计量、过滤后挤出,并经急冷铸片形成厚片,④对该厚片进行纵向拉伸、横向拉伸,⑤对拉伸后的膜片进行切片、测厚、涂覆、收卷,⑥经切边而产生的切边料经回收装置输送至混料斗。
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Inventor after: Li Ruiqin

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