CN105109173A - 一种多层共挤制备软管片材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉一种多层共挤制备软管片材的方法，其特征在于，所述方法是采用挤出机和模口通过多层共挤吹出膜泡，膜泡为5-11层结构，膜泡至少包括有一个自粘性材料层，膜泡的最内层为自粘性材料层；膜泡进入加热夹辊将筒状膜泡压合为双层的片状结构，再通过加热辊加热后使双层的片状结构通过自粘性材料层粘合为一体结构，再通过冷却、收卷制得软管片材，软管片材的层数为膜泡层数的2倍。该方法制备的软管片材的厚度均匀，能够根据软管的性能要求调整各个层的成分；软管片材的各层构成手性对称结构，使功能层数量增倍，具有更佳的功能特性；膜的厚度增倍，能够达到100-460微米，其厚度能够满足软管的生产需求。

Description

一种多层共挤制备软管片材的方法
技术领域
本发明涉及软管片材的制备方法，具体涉及一种多层共挤制备软管片材的方法。
背景技术
制备软管采用的片材，均是采用吹塑挤出管的工艺制备的圆筒状膜得到，多层共挤技术是现在应用较广、技术较为成熟的生产方式，但是这种方式制备的圆筒状膜，存在以下问题：首先，圆筒状膜的管径固定，不能够便捷调整管径制备得到不同规格的片材；再次其生产效率较低；最后，其生产圆筒状膜时能够选用的材质较少，无法调整不同层的材质以达到软管片材多种特性功能的调整。对软管的生产效率、生产成本和产品质量均带来不利影响，不能够满足软管片材的材料要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，设计一种多层共挤制备软管片材的方法，该生产方法制备的软管片材的厚度均匀，能够根据软管的性能要求调整各个层的成分，满足不同种类软管生产的片材要求；软管片材的各层构成手性对称结构，使功能层数量增倍，具有更佳的功能特性，使软管片材能够满足不同性能的要求；膜的厚度增倍，能够达到100-460微米，其厚度能够满足软管的生产需求。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是一种多层共挤制备软管片材的方法，所述方法是采用挤出机和模口通过多层共挤吹出膜泡，膜泡为5-11层结构，膜泡至少包括有一个自粘性材料层，膜泡的最内层为自粘性材料层；膜泡进入加热夹辊将筒状膜泡压合为双层的片状结构，再通过加热辊加热后使双层的片状结构通过自粘性材料层粘合为一体结构，再通过冷却、收卷制得软管片材，软管片材的层数为膜泡层数的2倍。通过膜泡最内侧的1层或多层的自粘性材料层，能够使膜泡折叠后有效粘合，这样就使得传统的共挤吹出的膜泡厚度增倍，功能层的数量增倍，不仅提高了片材的功能特性，能够调整组合出不同功能特性的片材，同时使其厚度增倍，完全能够满足软管生产的厚度需求，克服了传统共挤薄膜厚度不能够满足软管生产的缺陷。
常规的生产方法是将膜泡定径冷却后，分切成为片状的膜，收卷后得到膜产品，其厚度较小，功能层的个数一般为4-10层；而本发明将膜泡通过定径笼和气垫辊支持，使膜泡稍许降温定径后，再次加热和压合，使膜泡的自粘性材料层粘合，构成一体结构的片材，使所有的功能层数量加倍，厚度加倍，制成满足软管生产需求的片材；能够根据不同软管的性能要求，调整不同的功能层组合，满足软管性能多样化的市场需求；常规方法生产的膜厚度较小，一般为30-250微米，只能够作为膜来使用，而本发明方法增倍后的片材厚度能够达到460微米，生产出的片材完全能够满足软管等产品的生产要求。
本发明多层共挤制备软管片材的方法的具体步骤为：
（1）挤出机和模口挤出多层共挤膜的膜泡，模口上方膜泡外侧的定径笼通过风环冷却确定膜泡直径，定径笼上方的若干个气垫辊喷出的气流支持浮起膜泡；定径笼和气垫辊对膜泡进行降温，使膜泡具有一定的结构强度，确定其固定的直径大小和膜泡厚度；同时，膜泡由气垫辊和定径笼的气流支撑浮起，不会与膜泡产生摩擦，避免膜泡表面产生拉丝等现象，确保膜泡的最佳质量；
（2）膜泡进入两个加热夹辊之间，排出膜泡内的空气，加热夹辊将筒状膜泡压合为双层贴合的片状结构，并对双层贴合的片状结构进行预热；预热是为了提高自粘性材料的热贴强度，排出内部的空气，便于后续的加热粘合操作；
（3）双层贴合的片状结构进入两个加热辊之间，双层贴合的片状结构被加热后通过最内侧的若干层自粘性材料层粘合为一体结构的粘合片材；加热辊加热后，使最内侧的自粘性材料层粘合，使贴合的两侧膜泡粘合为一体结构，构成片材，使片材的功能层数量加倍，厚度加倍；这样加热贴合操作，能够释放内应力，使膜的表面平整度提高，收卷后不会产生收卷不均的现象；
（4）将粘合片材通过冷却辊冷却降温，得到软管片材；冷却辊进行冷却降温，使片材冷却定型；
（5）将软管片材通过收卷辊收卷得到成品。
优选的，膜泡的自粘性材料层的材料包括PE、PP、EVA、Surlyn树脂。共挤膜能够使用各种具有自粘性的材料。
优选的，膜泡的膜厚度为100-240μm；软管片材的厚度为200-460μm。
优选的，软管片材的厚度为300-450μm。
优选的，加热辊的温度为40-95℃；冷却辊的温度为5-15℃。
优选的，加热辊的温度为55-95℃；冷却辊的温度为5-8℃。
优选的，气垫辊包括辊轴，辊轴的圆周外侧设有筒体，筒体的两端通过支撑板与辊轴固定连接；筒体的外壁上均布有10个风孔组，相邻的两个风孔组的间距为100mm；每个风孔组包括5个风孔，筒体的上端、下端和右端分别设有一个风孔，筒体的右上和右下位置分别设有一个风孔；筒体右端的风孔正对膜泡；筒体内设有与风孔连通的送气管。
一种软管片材，所述软管片材是10-22偶数层数的结构；软管片材至少包括2层自粘性材料层；软管片材的最中部为2层相互粘接的自粘性材料层，软管片材的上部和下部的层结构关于最中部的2层相互粘接的自粘性材料层上下对称；
软管片材还包括若干层用于粘接相邻层结构的粘接层；软管片材还包括若干层功能层；功能层根据软管片材的功能要求进行设置，功能层包括阻水透气层和阻氧层，阻氧层为PA、EVOH或PVDC中的一种或多种的混合物；阻水透气层为均聚PP或共聚PP，或者为LDPE、LLDPE、mLLDPE、HDPE、VLDPE、HDPE中的一种或多种的混合物。
自粘性材料层的自粘性材料是PE、PP、EVA、Surlyn树脂中的一种或多种的混合物；其中PE是LDPE、LLDPE、mLLDPE、HDPE、VLDPE、HDPE、UHMWPE、CPE、PEX、EVA、EAA、EMAA、EEA、EMA、EMAH、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物中的一种或多种的混合物。
优选的，软管片材为10层、14层、18层或22层结构。
本发明的优点和有益效果在于：
本发明多层共挤制备软管片材的方法，该生产方法制备的软管片材的厚度均匀，能够根据软管的性能要求调整各个层的成分，满足不同种类软管生产的片材要求；
软管片材的各层构成对称结构，使所有的功能层数量加倍，厚度加倍，制成满足软管生产需求的片材；增倍的功能层，能够使片材和软管具有更佳的阻隔性能，提高了片材和软管的产品性能；
常规方法生产的膜厚度较小，一般为30-250微米，只能够作为膜来使用，而本发明方法增倍后的片材厚度能够达到460微米，生产出的片材完全能够满足软管等产品的生产要求，提高了软管的产品质量和生产效率；
能够根据不同软管片材的性能要求调整组合出不同功能层组合的片材，满足各种软管的生产要求。
附图说明
图1是本发明一种实施方式采用的生产设备结构示意图。
图2是本发明一种实施方式制备的软管片材的结构示意图。
图3是本发明一种实施方式采用的气垫辊的结构示意图；
图4是本发明一种实施方式制备的软管片材从下至上的层结构示意图。
图中：1、挤出机；2、模口；3、气垫辊；4、膜泡；5、加热夹辊；6、加热辊；7、共挤膜；8、冷却辊；9、收卷辊；10、定径笼；11、表层；12、第一功能层；13、第二功能层；14、第三功能层；15、第四功能层；16、第五功能层；17、自粘性材料层；18、风孔；19、辊轴；20、送气管。
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
多层共挤制备软管片材的方法，采用图1所示的生产设备，图3为本实施例采用的气垫辊的结构，本实施例的具体步骤为：
（1）挤出机和模口挤出多层共挤膜的膜泡，模口上方膜泡外侧的定径笼通过风环冷却确定膜泡直径，定径笼上方的2个气垫辊喷出的气流支持浮起膜泡；膜泡的膜厚度为240μm；定径笼和气垫辊对膜泡进行降温，使膜泡具有一定的结构强度，确定其固定的直径大小和膜泡厚度；同时，膜泡由气垫辊和定径笼的气流支撑浮起，不会与膜泡产生摩擦，避免膜泡表面产生拉丝等现象，确保膜泡的最佳质量；
（2）膜泡进入两个加热夹辊之间，排出膜泡内的空气，加热夹辊将筒状膜泡压合为双层贴合的片状结构，并对双层贴合的片状结构进行预热；预热是为了提高自粘性材料的热贴强度，排出内部的空气，便于后续的加热粘合操作；
（3）双层贴合的片状结构进入两个加热辊之间，双层贴合的片状结构被加热后通过最内侧的2层自粘性材料层粘合为一体结构的粘合片材；加热辊加热后，使最内侧的自粘性材料层粘合，使贴合的两侧膜泡粘合为一体结构，构成片材，使片材的功能层数量加倍，厚度加倍；这样加热贴合操作，能够释放内应力，使膜的表面平整度提高，收卷后不会产生收卷不均的现象；加热辊的温度为95℃；
（4）将粘合片材通过冷却辊冷却降温，得到软管片材；冷却辊进行冷却降温，使片材冷却定型；冷却辊的温度为5℃；
（5）将软管片材通过收卷辊收卷得到成品。
如图2所示，膜泡为7层结构，制备得到的软管片材是14层结构；软管片材包括2层自粘性材料层；软管片材的最中部为2层相互粘接的自粘性材料层，软管片材的上部和下部的层结构关于最中部的2层相互粘接的自粘性材料层上下对称；
该软管片材的层结构从下至上依次为：PE层/PE层/粘接层/EVOH层/粘接层/PE层/自粘性材料PE层/自粘性材料PE层/PE层/粘接层/EVOH层/粘接层/PE层/PE层。
自粘性材料层的自粘性材料是EVA树脂。阻氧层为EVOH；阻水透气层为LDPE、LLDPE、mLLDPE、HDPE、VLDPE、HDPE中的一种或多种的混合物；粘接层为改性PE树脂。其中，最表层的PE层为mLLDPE。
如图3所示，气垫辊包括辊轴，辊轴的圆周外侧设有筒体，筒体的两端通过支撑板与辊轴固定连接；筒体的外壁上均布有10个风孔组，相邻的两个风孔组的间距为100mm；每个风孔组包括5个风孔，筒体的上端、下端和右端分别设有一个风孔，筒体的右上和右下位置分别设有一个风孔；筒体右端的风孔正对膜泡；筒体内设有与风孔连通的送气管。
本实施例中采用自粘性材料层粘合为一体，确保了整体的结构强度和片材的平整性，具有极佳的使用效果。所有的功能层数量加倍，厚度加倍，制成满足软管生产需求的片材；增倍的功能层，能够使片材和软管具有更佳的阻隔性能，提高了片材和软管的产品性能；本实施例方法增倍后的片材厚度能够达到460微米，生产出的片材完全能够满足软管等产品的生产要求，提高了软管的产品质量和生产效率。
实施例2
在实施例1的基础上，本发明优选的实施例是多层共挤制备软管片材的方法，其具体步骤为：
步骤（1）中膜泡的膜厚度为100μm；
步骤（3）中加热辊的温度为40℃；
步骤（4）中冷却辊的温度为15℃。
膜泡为11层结构，膜泡最内层设有2层自粘性材料层，自粘性材料层分别为EVA和Surlyn树脂。软管片材的厚度为200μm。
其余部分与实施例1完全相同。
实施例3
在实施例1的基础上，本发明优选的实施例是多层共挤制备软管片材的方法，其具体步骤为：
步骤（1）中膜泡的膜厚度为200μm；
步骤（3）中加热辊的温度为78℃；
步骤（4）中冷却辊的温度为6℃。
膜泡为9层结构，膜泡的内侧设有一层自粘性材料层，自粘性材料层为Surlyn树脂。软管片材的厚度为400μm。
其余部分与实施例1完全相同。
实施例4
在实施例1的基础上，本发明优选的实施例是多层共挤制备软管片材的方法，其具体步骤为：
步骤（1）中膜泡的膜厚度为180μm；
步骤（3）中加热辊的温度为67℃；
步骤（4）中冷却辊的温度为9℃。
膜泡为5-11层结构，膜泡的内侧设有一层自粘性材料层，自粘性材料层为PE。软管片材的厚度为360μm。
其余部分与实施例1完全相同。
实施例5
采用实施例1的方法制备的一种软管片材，所述软管片材是18层结构；软管片材包括2层自粘性材料层；软管片材的最中部为2层相互粘接的自粘性材料层，软管片材的上部和下部的层结构关于最中部的2层相互粘接的自粘性材料层上下对称；
软管片材还包括用于粘接相邻层结构的粘接层；软管片材还包括功能层，功能层包括阻水透气层和阻氧层。
该软管片材的层结构从下至上依次为：PE层/PE层/粘接层/PA层/EVOH层/PA层/粘接层/PE层/自粘性材料PE层/自粘性材料PE层/PE层/粘接层/PA层/EVOH层/PA层/粘接层/PE层/PE层，共18层结构；
自粘性材料层的自粘性材料是PE。阻氧层为PA；阻水透气层为LDPE、LLDPE、mLLDPE、HDPE、VLDPE中的一种或多种的混合物，优选选用LDPE、LLDPE、mLLDPE的等质量混合物；粘接层为PE树脂。其中最表层的PE层为VLDPE。
实施例6
采用实施例1的方法制备的一种软管片材，所述软管片材是22层结构；软管片材包括2层自粘性材料层；软管片材的最中部为2层相互粘接的自粘性材料层，软管片材的上部和下部的层结构关于最中部的2层相互粘接的自粘性材料层上下对称；软管片材还包括用于粘接相邻层结构的粘接层；软管片材还包括功能层，功能层包括阻水透气层和阻氧层。
如图4所示，该软管片材的层结构从下至上依次为：PE层/PE层/PE层/PE层/PE层/PE层/PE层/PE层/PE层/PE层/自粘性材料层/自粘性材料层/PE层/PE层/PE层/PE层/PE层/PE层/PE层/PE层/PE层/PE层，共22层结构。
自粘性材料层的自粘性材料是Surlyn树脂。阻水透气层为LDPE、LLDPE、mLLDPE、HDPE、VLDPE中的一种或多种的混合物，优选选用LDPE；粘接层为改性PE树脂。
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 (10)

1.一种多层共挤制备软管片材的方法，其特征在于，所述方法是采用挤出机和模口通过多层共挤吹出膜泡，膜泡为5-11层结构，膜泡至少包括有一个自粘性材料层，膜泡的最内层为自粘性材料层；膜泡进入加热夹辊将筒状膜泡压合为双层的片状结构，再通过加热辊加热后使双层的片状结构通过自粘性材料层粘合为一体结构，再通过冷却、收卷制得软管片材，软管片材的层数为膜泡层数的2倍。
2.如权利要求1所述的多层共挤制备软管片材的方法，其特征在于，所述生产方法的具体步骤为：
（1）挤出机和模口挤出多层共挤膜的膜泡，模口上方膜泡外侧的定径笼通过风环冷却确定膜泡直径，定径笼上方的若干个气垫辊喷出的气流支持浮起膜泡；
（2）膜泡进入两个加热夹辊之间，排出膜泡内的空气，加热夹辊将筒状膜泡压合为双层贴合的片状结构，并对双层贴合的片状结构进行预热；
（3）双层贴合的片状结构进入两个加热辊之间，双层贴合的片状结构被加热后通过最内侧的若干层自粘性材料层粘合为一体结构的粘合片材；
（4）将粘合片材通过冷却辊冷却降温，得到软管片材；
（5）将软管片材通过收卷辊收卷得到成品。
3.如权利要求2所述的多层共挤制备软管片材的方法，其特征在于，膜泡的自粘性材料层的材料包括PE、PP、EVA、Surlyn树脂。
4.如权利要求1或2所述的多层共挤制备软管片材的方法，其特征在于，膜泡的膜厚度为100-240μm；软管片材的厚度为200-460μm。
5.如权利要求4所述的多层共挤制备软管片材的方法，其特征在于，软管片材的厚度为300-450μm。
6.如权利要求2所述的多层共挤制备软管片材的方法，其特征在于，加热辊的温度为40-95℃；冷却辊的温度为5-15℃。
7.如权利要求6所述的多层共挤制备软管片材的方法，其特征在于，加热辊的温度为55-95℃；冷却辊的温度为5-8℃。
8.如权利要求2所述的多层共挤制备软管片材的方法，其特征在于，气垫辊包括辊轴，辊轴的圆周外侧设有筒体，筒体的两端通过支撑板与辊轴固定连接；筒体的外壁上均布有10个风孔组，相邻的两个风孔组的间距为100mm；每个风孔组包括5个风孔，筒体的上端、下端和右端分别设有一个风孔，筒体的右上和右下位置分别设有一个风孔；筒体右端的风孔正对膜泡；筒体内设有与风孔连通的送气管。
9.一种软管片材，其特征在于，所述软管片材是10-22偶数层数的结构；软管片材至少包括2层自粘性材料层；软管片材的最中部为2层相互粘接的自粘性材料层，软管片材的上部和下部的层结构关于最中部的2层相互粘接的自粘性材料层上下对称；
软管片材还包括若干层用于粘接相邻层结构的粘接层；软管片材还包括若干层功能层；
自粘性材料层的自粘性材料是PE、PP、EVA、Surlyn树脂中的一种或多种的混合物；其中PE是LDPE、LLDPE、mLLDPE、HDPE、VLDPE、HDPE、UHMWPE、CPE、PEX、EVA、EAA、EMAA、EEA、EMA、EMAH、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物中的一种或多种的混合物。
10.如权利要求9所述的软管片材，其特征在于，软管片材为10层、14层、18层或22层结构。
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