CN108381892B - 一种降解薄膜吹塑机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降解薄膜吹塑机组，包括螺杆和模口，螺杆依次包括联接部、加料部、熔融部以及计量均化部，联接部包括键槽和反向螺纹段；加料部包括等距等深的第一螺纹段；熔融部包括等距渐变的第二螺纹段，第二螺纹段的螺槽深度不大于第一螺纹段的螺槽深度，且沿远离加料部的方向第二螺纹段的螺槽深度逐渐减小；计量均化部包括等距等深的第三螺纹段与混炼段，第三螺纹段的螺槽深度不大于第二螺纹段的螺槽深度，混炼段包括与第三螺纹段同轴相接的中心柱杆和中心柱杆沿周设置的若干导流板，导流方向与中心柱杆轴线平行。本发明最大限度满足了降解薄膜材料的要求，能够提高所生产出的降解薄膜的机械和加工性能、透光率以及雾度。

Description

一种降解薄膜吹塑机组

技术领域

本发明属于薄膜生产技术领域，特别涉及一种降解薄膜吹塑机组。

背景技术

降解塑料产业直面我国“三农”、能源和环保三大主题。目前市场上的降解塑料薄膜制品种类很多，但是每种降解塑料薄膜只是在某一方面有突出的特性，综合性能诸如机械性能、加工性能、透光率等还存在这样或那样的不足，例如：

(1)现有的可降解薄膜比较厚，一般大于10um；

(2)现有的可降解薄膜伸长率较低，单向小于400％；

(3)现有的可降解薄膜吹塑机组生产线速度也比较低，为20-40m/min(米每分钟)；

(4)现有的可降解薄膜雾度比较高，达到18。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种降解薄膜吹塑机组，能够最大限度满足降解薄膜的生产要求，提高薄膜生产质量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种降解薄膜吹塑机组，包括螺杆和模口，所述模口的间隙为0.6至1.4mm，所述螺杆依次包括联接部、加料部、熔融部以及计量均化部，所述联接部包括键槽和反向螺纹段；所述加料部包括等距等深的第一螺纹段；所述熔融部包括等距渐变的第二螺纹段，所述第二螺纹段与所述第一螺纹段相接且外径与所述第一螺纹段相同，所述第二螺纹段的螺槽深度不大于所述第一螺纹段的螺槽深度，且沿远离所述加料部的方向所述第二螺纹段的螺槽深度逐渐减小；所述计量均化部包括等距等深的第三螺纹段与混炼段，所述第三螺纹段与所述第二螺纹段相接且外径与所述第二螺纹段相同，所述第三螺纹段的螺槽深度不大于所述第二螺纹段的螺槽深度，所述混炼段包括与所述第三螺纹段同轴相接的中心柱杆和所述中心柱杆沿周设置的若干导流板，导流方向与所述中心柱杆轴线平行。

在上述技术方案中，键槽用来传递扭矩，反向螺纹段用来推动材料前进，防止材料加入后产生后移；第一螺纹段的螺槽深度较大，底径较深，便于加大加料量；随着螺杆的转动，材料被输送至熔融部；材料在运动过程中，即因摩擦产生的热和机筒加热器传导的热而被加热；熔融部的第二螺纹段外径不变，螺槽深度由深变浅，底径由深变浅，使得加工制造容易，同时材料与机筒接触面积大，传热效果好，从而材料在熔融部运行时，材料温度更易超过其熔点，材料由颗料固体状逐渐熔融到粘流状；通过熔融部的螺槽深度变化能够对材料起到压缩作用，更好的适应材料熔融后体积变小的特点，同时便于将材料中的气体赶回加料部，保证材料充分熔融，不会出现不熔和过熔现象；第三螺纹段的螺槽深度和底径较浅，进一步将已熔融的材料的温度、压力等均化，此部分并未设计屏障段，防止过剪切造成材料分子链断裂，降低薄膜制品的机械性能；熔融材料由第三螺纹段输送至混炼段，在导流板的作用下，进一步均化融熔材料同时，将材料流由旋转状过渡到直流状并均匀的输送至模口。

通过上述的螺槽变化，可以降低生产过程中的剪切力，不破坏降解材料分子间的连接稳定性，解决降解材料不耐塑化剪切的问题，因而尤其适用于降解材料薄膜的生产。在上述技术方案中，模口采用了较小间隙，能够提高材料挤出压力，使得在降低生产剪切力的基础上，能够提高塑化效果。

由上可知，上述技术方案能够提高薄膜生产质量和效率，降低薄膜生产能耗。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述加料部的长度为500至700mm，所述第一螺纹段的螺槽深度为5至15mm，所述第一螺纹段的外径为55至75mm，便于加大加料量。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述熔融部的长度为650至800mm，保证材料在本部分能够得到充分加热和熔融，材料温度更易超过其熔点，使得材料由颗料固体状逐渐熔融到粘流状。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述计量均化部的长度为500至700mm，所述第三螺纹段的螺槽深度为3至10mm，保证已熔融的材料的温度、压力等的充分均化。所述混炼段的长度为100至200mm，保证材料流能够由旋转状良好过渡到直流状并均匀的输送至模口。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述螺杆内部沿轴线开设有盲孔，可供注入冷却循环水，以防止材料过热降解。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述计量均化部与所述模口之间设置有过滤装置，所述过滤装置包括相互之间进行固定的多层平行滤网。在材料由模口挤出前，熔融材料先通过多层滤网再被输送给模口，一方面滤网能够进一步增大材料挤出压力，与较小间隙的模口配合，进一步提高塑化效果；另一方面滤网使材料得到过滤，滤去杂质并能改进材料的混合效果，同样也能够提高塑化效果；另外，通过滤网也有利于将材料流由旋转状过渡到直流状并均匀的输送至模口。

作为本发明技术方案的进一步改进，沿远离所述计量均化部的方向滤网的筛眼逐渐增多，离所述计量均化部最远到最近的滤网为60至120筛眼滤网，可以首先过滤体积较大的杂质，减少滤网被堵情况的发生。

作为本发明技术方案的进一步改进，该降解薄膜吹塑机组还包括吹塑薄膜保温结构，所述吹塑薄膜保温结构包括保温罩，所述保温罩包括竖直圆柱形上罩体和上大下小的圆台形下罩体，所述上罩体和所述下罩体均上下开口，所述上罩体的下开口端与所述下罩体的上开口端大小相同且密封连接；所述下罩体的下开口端套在模头装置上，所述模头装置上设置有用于固定所述下罩体下开口端的固定装置。

材料由吹塑机组模口挤出后在保温罩空间内进行吹胀成型，保温罩为薄膜的吹胀成型过程提供保温作用，使得材料在由吹塑机组模口挤出吹胀成型时温度下降相对恒定且可随送风量调节，能够防止薄膜结晶过快，降低薄膜出现晶点情况的发生，改善薄膜结晶效果，提高薄膜透明度，并能够减少吹胀成型过程中薄膜脆断情况的发生，提高薄膜强度，从而提高薄膜生产质量和效率。在薄膜吹胀成型过程中，保温罩还起到吹胀导风作用，进一步改善薄膜的结晶效果，使得薄膜成型更均匀，质量更高。

作为本发明技术方案的进一步改进，上述吹塑薄膜保温结构还包括支撑体，所述支撑体为上小下大且上下开口的圆台状，所述下罩体的下开口端自所述支撑体的上开口端插入所述支撑体内并套在所述模头装置上，所述支撑体用于支撑住所述保温罩。支撑体为保温罩提供支撑作用，保温罩不易发生倾倒，使得本发明具有良好的安全性。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述下罩体下端沿周设置有若干定位机构，所述定位机构包括定位螺栓以及固定在所述下罩体上的供定位螺栓穿过的螺纹配合部，所述定位螺栓的螺杆外端穿过所述螺纹配合部后抵住所述模头装置。通过各个定位螺栓的旋进旋出，能够调节下罩体与模头装置之间的距离，使得上、罩体与模头装置保持同心，即能够使保温罩与膜泡保持360°的均匀距离，从而能够进一步提高温度调节效果。

综上，本发明最大限度满足了降解薄膜材料的要求，能够提高所生产出的降解薄膜机械、加工性能和透光率以及雾度，降低薄膜吹胀成型过程中的破损率，提高薄膜结晶效果，从而满足薄型化要求，提高薄膜生产质量和效率，同时能够降低薄膜生产能耗。

附图说明

图1是本发明第一种实施方式中螺杆的结构示意图。

图2是图1中混炼段沿垂直于轴线的截面示意图。

图3是本发明第二种实施方式的结构示意图。

图4是本发明第三种实施方式的结构示意图。

图5是本发明第四种实施方式的结构示意图。

图6是本发明第五种实施方式的结构示意图。

图中：1，联接部；1.1，键槽；1.2，反向螺纹段；2，加料部；3，熔融部；4，计量均化部；4.1，第三螺纹段；4.2，混炼段；4.3，导流板；5，盲孔；6，保温罩；6.1，上罩体；6.2，下罩体；7，模头装置；8，支撑体；9，支架；10，上加固圈；11，下加固圈；12，罩面；13，支撑杆；14，定位螺栓，15，延伸部。

具体实施方式

在本发明的第一种实施方式中，该降解薄膜吹塑机组包括螺杆和模口，模口的间隙为0.6至1.4mm。

参考图1，本实施方式中的螺杆从一端起依次包括联接部1、加料部2、熔融部3以及计量均化部4，联接部1包括键槽1.1和反向螺纹段1.2，其中键槽1.1与键相配合，用于传递动力扭矩，反向螺纹段1.2用来推动材料前进，防止材料加入后产生后移；加料部2包括等距等深的第一螺纹段，即整个第一螺纹段的螺槽深度不变，反向螺纹段1.2与第一螺纹段相邻，反向螺纹段1.2位于加料部2和键槽1.1之间；熔融部3包括等距渐变的第二螺纹段，第二螺纹段与第一螺纹段一体相接且外径不变，即第二螺纹段与第一螺纹段的外径相同，第二螺纹段的螺槽深度不大于第一螺纹段的螺槽深度，且沿远离加料部2的方向第二螺纹段的螺槽深度逐渐减小；计量均化部4包括等距等深的第三螺纹段4.1与混炼段4.2，第三螺纹段4.1与第二螺纹段一体相接且外径不变，即第三螺纹段4.1与第二螺纹段的外径相同，整个第三螺纹段4.1的螺槽深度不变且不大于第二螺纹段的螺槽深度，混炼段4.2包括与第三螺纹段4.1同轴相接的中心柱杆和中心柱杆沿周设置的若干导流板4.3(本实施方式中设置三个导流板4.3)，每个导流板4.3上沿周设置有若干个通道，各个导流板4.3上的通道一一对应，如图1和图2所示。导流板4.3的导流方向与中心柱杆轴线平行。

其中，加料部2的长度为500至700mm，第一螺纹段的螺槽深度为5至15mm，第一螺纹段的外径为55至75mm；熔融部3的长度为650至800mm；计量均化部4的长度为500至700mm，混炼段4.2的长度为100至200mm，第三螺纹段4.1的螺槽深度为3至10mm。

使用该降解薄膜吹塑机组进行薄膜生产时，第一螺纹段的螺槽深度较大，底径较深，便于加大加料量；随着螺杆的转动，材料被输送至熔融部3；材料在运动过程中，即因摩擦产生的热和机筒加热器传导的热而被加热；熔融部3的第二螺纹段外径不变，螺槽深度由深变浅，底径由深变浅，使得加工制造容易，同时材料与机筒接触面积大，传热效果好，从而材料在熔融部3运行时，材料温度更易超过其熔点，材料由颗料固体状逐渐熔融到粘流状；通过熔融部3的螺槽深度变化能够对材料起到压缩作用，更好的适应材料熔融后体积变小的特点，同时便于将材料中的气体赶回加料部2，保证材料充分熔融，不会出现不熔和过熔现象；由此可知，熔融部3是一个重要部分，其螺槽、底径等的变化起到了至关重要的作用；第三螺纹段4.1的螺槽深度和底径较浅，进一步将已熔融的材料的温度、压力等均化，此部分并未设计屏障段，防止过剪切造成材料分子链断裂，降低薄膜制品的机械性能；熔融材料由第三螺纹段4.1输送至混炼段4.2，在导流板4.3的作用下，进一步均化融熔材料同时，将材料流由旋转状过渡到直流状并均匀的输送至模口并挤出。

通过上述的螺槽变化，可以降低生产过程中的剪切力，不破坏降解材料分子间的连接稳定性，解决降解材料不耐塑化剪切的问题，因而尤其适用于降解材料薄膜的生产。在本实施方式中，模口采用了较小间隙，能够提高材料挤出压力，使得在降低生产剪切力的基础上，能够提高塑化效果。

由上可知，该降解薄膜吹塑机组能够提高薄膜生产质量和效率，降低薄膜生产能耗。

进一步，上述螺杆内部(即螺杆的中心柱体内部)沿轴线开设有盲孔5，注入冷却循环水，以防止材料在被螺杆输送过程中过热降解。

进一步，计量均化部4与模口之间设置有过滤装置，过滤装置包括相互之间进行固定的多层平行滤网，且沿远离计量均化部4的方向滤网的筛眼逐渐增多，其中离所述计量均化部最远到最近的滤网为60至120筛眼滤网(每英寸的网丝数目)。

在材料由模口挤出前，熔融材料先通过多层滤网再被输送给模口，一方面滤网能够进一步增大材料挤出压力，与较小间隙的模口配合，进一步提高塑化效果；另一方面滤网使材料得到过滤，滤去杂质并能改进材料的混合效果，同样也能够提高塑化效果；另外，通过滤网也有利于将材料流由旋转状过渡到直流状并均匀的输送至模口。

该降解薄膜吹塑机组适用于各种降解薄膜(例如PPC、PPAT材质的降解薄膜)的生产，利用该降解薄膜专用螺杆组装成的薄膜吹塑机组所产出的薄膜成品的厚度能够由现有的10um降低到4至6um；薄膜伸长率由现有的400％提高到600％至700％；薄膜雾度则能够低于15，可以达到12至14；薄膜的质量和生产效率均得到了提高，同时降低了薄膜生产能耗。

例如对于PPAT+PLA混合材质的薄膜来说，利用该降解薄膜专用螺杆组装成的薄膜吹塑机组相比于其他薄膜生产机械，所产出的薄膜成品的厚度能够由现有的10um降低到4um，伸长率提高50％，雾度能够由现有的18降至13，生产线速度能够由现有的25m提高到50m以上，且可达到70m，实现生产速度提升的同时薄膜不易产生断裂。

图3示出了本发明的第二种实施方式，其是在第一种实施方式的基础上，该降解薄膜吹塑机组还包括吹塑薄膜保温结构，该吹塑薄膜保温结构包括保温罩6，保温罩6包括竖直圆柱形上罩体6.1和上大下小的圆台形下罩体6.2。上罩体6.1和下罩体6.2均上下开口，上罩体6.1的下开口与下罩体6.2的上开口大小相同且密封连接。下罩体6.2的下开口端竖直套在吹塑机组的模头装置7上，模头装置7上设置有用于固定下罩体6.2下开口端的固定装置，例如可以采用螺栓固定。上罩体6.1和下罩体6.2可以采用合适材质制造，例如树脂。

应用该吹塑薄膜保温结构，材料由吹塑机组的模头装置7(或模口)挤出后在保温罩6的空间内进行吹胀成型，保温罩6为薄膜的吹胀成型过程提供保温作用，使得材料在由吹塑机组模头装置7挤出吹胀成型时温度下降相对恒定且可随送风量调节，能够防止薄膜结晶过快，降低薄膜出现晶点情况的发生，改善薄膜(特别是可降解材料薄膜)结晶效果，提高薄膜透明度，并能够减少吹胀成型过程中薄膜脆断情况的发生，提高薄膜强度，从而提高薄膜生产质量和效率。在薄膜吹胀成型过程中，保温罩6所具有的圆台形下罩体6.2和圆柱形上罩体6.1还起到吹胀导风作用，进一步改善薄膜(特别是可降解材料薄膜)的结晶效果，使得薄膜成型更均匀，质量更高。

本实施方式的其他内容同第一种实施方式。

图4示出了本发明的第三种实施方式，其是在第二种实施方式的基础上，该吹塑薄膜保温结构还包括支撑体8，支撑体8为上小下大且上下开口的圆台状，下罩体6.2的下开口端自支撑体8的上开口端竖直插入支撑体8内并套在所述模头装置7上，支撑体8的上开口端紧贴保温罩6表面，在本实施方式中，支撑体8的上开口端紧贴上罩体6.1表面。支撑体8可以通过合适形式进行安装固定，例如支撑体8的下端可以直接安装固定到地面上，也可以如图2所示，设置合适的支架9，支架9可以安装固定到地面上，支撑体8安装固定到支架9上。支撑体8安装固定好后，即可对保温罩6形成支撑作用。

在本实施方式中，支撑体8为保温罩6提供支撑作用，保温罩6不易发生倾倒，使得该吹塑薄膜保温结构具有良好的安全性。

本实施方式的其他内容同第二种实施方式。

图5示出了本发明的第四种实施方式，其是在第二或第三种实施方式的基础上，上罩体6.1包括上加固圈10、下加固圈11、圆柱形罩面12和若干竖直的可伸缩支撑杆13，若干支撑杆13成圆形排列且上、下端均平齐，用于支撑住罩面12。其中支撑杆13是从外部环绕罩面12的，并且支撑杆13可以紧贴罩面12的外壁或者与罩面12的外部连接。罩面12采用合适材质制造，例如树脂。上加固圈10将罩面12的上边沿与若干支撑杆13的上端连接固定，下加固圈11将罩面12的下边沿与若干支撑杆13的下端连接固定，从而罩面12作为上罩体的侧面。

通过支撑杆13的伸缩作用，可以根据需要加装不同高度的罩面12，从而能够调节上罩体6.1的高度以及保温罩6的高度，便于薄膜生产。

本实施方式的其他内容同第二或第三种实施方式。

图6示出了本发明的第五种实施方式，其是在第二或第三或第四种实施方式的基础上，下罩体6.2下端沿周设置有若干定位机构，定位机构包括定位螺栓14以及固定在下罩体6.2上的供螺栓穿过的螺纹配合部，定位螺栓的螺杆外端(即螺杆未与螺栓头部连接的外露端)穿过螺纹配合部后抵住模头装置7。可以在下罩体6.2下端设计一个向外的圆柱形延伸部15，延伸部15的轴线与下罩体6.2轴线重合，该延伸部15套住模头装置7，定位机构设置在延伸部15上。例如可以在延伸部15上沿周设置若干开孔，并且在每个开孔处安装螺母，螺母与开孔相通，使得定位螺栓14从延伸部15外沿与下罩体6.2轴线垂直的方向穿过开孔和螺母，且其螺杆外端抵住模头装置7外壁；或者若延伸部15的厚度合适，则可以直接在延伸部15上设置若干螺纹孔，定位螺栓14从延伸部15外沿与下罩体6.2轴线垂直的方向穿过螺纹孔，且其螺杆外端抵住模头装置7外壁。

通过各个定位螺栓14的旋进旋出(旋进旋出过程中定位螺栓14的螺杆外端始终抵住模头装置7外壁)，能够调节延伸部15与模头装置7之间的各个方向的距离，而下罩体6.2和上罩体6.1随延伸部15移动，从而也就能够调节下罩体6.2和上罩体6.1的位置，使得下罩体6.2和上罩体6.1与模头装置7保持同心，即能够使保温罩6与膜泡保持360°的均匀距离，从而能够进一步提高该吹塑薄膜保温结构的温度调节效果。

本实施方式的其他内容同第二或第三或第四种实施方式。

上述各实施方式可以结合使用。

上面结合附图和具体实施方式对本发明进行了进一步的说明，但本发明并不限于上述具体实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种降解薄膜吹塑机组，包括螺杆和模口，其特征在于：所述模口的间隙为0.6 至1.4mm，所述螺杆依次包括联接部（1）、加料部（2）、熔融部（3）以及计量均化部（4），所述联接部（1）包括键槽（1.1）和反向螺纹段（1.2）；所述加料部（2）包括等距等深的第一螺纹段；所述熔融部（3）包括等距渐变的第二螺纹段，所述第二螺纹段与所述第一螺纹段相接且外径与所述第一螺纹段相同，所述第二螺纹段的螺槽深度不大于所述第一螺纹段的螺槽深度，且沿远离所述加料部（2）的方向所述第二螺纹段的螺槽深度逐渐减小；所述计量均化部（4）包括等距等深的第三螺纹段（4.1）与混炼段（4.2），所述第三螺纹段（4.1）与所述第二螺纹段相接且外径与所述第二螺纹段相同，所述第三螺纹段（4.1）的螺槽深度不大于所述第二螺纹段的螺槽深度，所述混炼段（4.2）包括与所述第三螺纹段（4.1）同轴相接的中心柱杆和所述中心柱杆沿周设置的若干导流板（4.3），导流方向与所述中心柱杆轴线平行；所述加料部（2）的长度为 500 至 700mm，所述第一螺纹段的螺槽深度为 5 至 15mm，所述第一螺纹段的外径为 55 至 75mm；所述螺杆内部沿轴线开设有盲孔（5）。

2.根据权利要求1所述的降解薄膜吹塑机组，其特征在于：所述熔融部（3）的长度为650 至 800mm。

3.根据权利要求 1 所述的降解薄膜吹塑机组，其特征在于：所述计量均化部（4）的长度为 500 至 700mm，所述混炼段（4.2）的长度为 100 至 200mm，所述第三螺纹段（4.1）的螺槽深度为 3 至 10mm。

4.根据权利要求 1 至3 中任一项所述的降解薄膜吹塑机组，其特征在于：所述计量均化部（4）与所述模口之间设置有过滤装置，所述过滤装置包括相互之间进行固定的多层平行滤网。

5.根据权利要求 4 所述的降解薄膜吹塑机组，其特征在于：沿远离所述计量均化部（4）的方向滤网的筛眼逐渐增多，离所述计量均化部（4）最远到最近的滤网为 60 至 120筛眼滤网。

6.根据权利要求 1 至 3 中任一项所述的降解薄膜吹塑机组，其特征在于：还包括吹塑薄膜保温结构，所述吹塑薄膜保温结构包括保温罩（6），所述保温罩（6）包括竖直圆柱形上罩体（6.1）和上大下小的圆台形下罩体（6.2），所述上罩体（6.1）和所述下罩体（6.2）均上下开口，所述上罩体（6.1）的下开口端与所述下罩体（6.2）的上开口端大小相同且密封连接；所述下罩体（6.2）的下开口端套在模头装置（7）上，所述模头装置（7）上设置有用于固定所述下罩体（6.2）下开口端的固定装置。

7.根据权利要求 6所述的降解薄膜吹塑机组，其特征在于：还包括支撑体（8），所述支撑体（8）为上小下大且上下开口的圆台状，所述下罩体（6.2）的下开口端自所述支撑体（8）的上开口端插入所述支撑体（8）内并套在所述模头装置（7）上，所述支撑体（8）用于支撑住所述保温罩（6）。

8.根据权利要求 6 所述的降解薄膜吹塑机组，其特征在于：所述下罩体（6.2）下端沿周设置有若干定位机构，所述定位机构包括定位螺栓（14）以及固定在所述下罩体上的供定位螺栓（14）穿过的螺纹配合部，所述定位螺栓（14）的螺杆外端穿过所述螺纹配合部后抵住所述模头装置（7）。