CN112297579A - 一种小型覆膜装置及覆膜方法 - Google Patents

Abstract

一种小型覆膜装置及覆膜方法，涉及覆膜材料生产技术领域。所述覆膜装置包括机架、加热单元、送料单元、压力单元、覆膜单元、驱动单元以及冷却单元；加热单元、送料单元、覆膜单元与冷却单元依次横向排列，压力单元设在覆膜单元上方，驱动单元设在覆膜单元外侧；加热单元用于将金属基板加热至覆膜温度并能够控制加热时的压力；压力单元用于提供并调节覆膜压力；驱动单元用于为覆膜单元提供动力；覆膜单元用于完成经加热的金属基板与薄膜之间的覆膜操作本发明旨在提出一种小型覆膜装置及覆膜方法，其安装方便、集成度高，在提高便携性的同时能够获得高质量的覆膜金属。

Description

一种小型覆膜装置及覆膜方法

技术领域

本发明涉及覆膜材料生产技术领域，尤其是涉及一种小型覆膜装置及覆膜方法。

背景技术

随着包装行业逐渐向安全绿色高端方向发展，金属制品的表面覆膜或涂镀技术，越来越受到重视。例如，覆膜铁具有更好的节约资源能源和绿色环保安全的性能，可替代镀锡板等包装用材，是正在研发中的新型金属包装材料。

近年来，国内关于覆膜金属的研发已有一定进展，一些关于覆膜工艺生产线的专利也相继问世，而关于科研试验、生产试验用的小型金属基板覆膜设备的研发，包括辊压热熔覆膜技术、静压热熔覆膜技术的小型覆膜设备的研制仍未见端倪。因此，我们提出一种小型覆膜装置及覆膜方法，用来满足科研试验、工业生产试验的需要。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种小型覆膜装置及覆膜方法，其安装方便、集成度高，在提高便携性的同时能够获得高质量的覆膜金属。

根据本发明的第一方面提供了一种小型覆膜装置，包括；

加热单元，用于将金属基板加热至覆膜温度；

送料单元，用于输送薄膜，并为薄膜提供张力；

压力单元，用于提供并调节覆膜压力，且能够实时获取压力大小；

覆膜单元，用于完成经加热的金属基板与薄膜之间的覆膜操作；

冷却单元，用于对生成的覆膜金属进行冷却处理；

所述加热单元、所述送料单元、所述覆膜单元与所述冷却单元依次横向排列并固定于机架上，所述压力单元设在所述覆膜单元上方，所述加热单元与所述覆膜单元之间的距离可调。

进一步的，所述加热单元包括上下成对设置的加热辊，其中上加热辊与通过上平衡梁连接的滑动轴承配合，下加热辊与通过下平衡梁连接的滑动轴承配合；

所述上平衡梁上侧设有压下螺栓与压下螺母，通过旋转压下螺母能够调节上加热辊的高度；

所述下平衡梁下侧设有滑块，通过滑块与滑轨配合能够调节所述加热单元与所述覆膜单元之间的距离。

进一步的，所述覆膜单元包括上下成对设置的覆膜辊，其中上覆膜辊固定在压力推板下侧，下覆膜辊固定在下支撑板的上侧，上下两覆膜辊的同一侧设有相互啮合的齿轮，使上下两覆膜辊能够同步转动；

每个覆膜辊的外侧均设有控温辊，控温辊与覆膜辊之间预留膨胀间隙，所述膨胀间隙为覆膜辊受热膨胀时与控温辊相接触的距离，控温辊能够通过与覆膜辊表面互相接触以调节覆膜辊的温度。

进一步的，上下两覆膜辊均通过轴承座固定，所述轴承座的高度能够通过垫块调节，避免覆膜辊辊身因直径过大与其他机构相干涉。

进一步的，所述压力单元包括压力推板和手拧丝杠，所述压力推板设在上支撑板下侧，所述压力推板的边缘设有直线轴承，所述直线轴承通过与长螺栓配合实现所述压力推板的上下移动；

所述手拧丝杠穿过上支撑板的中的螺纹孔与所述压力推板上侧接触，通过旋转手拧丝杠能够调节覆膜压力。

进一步的，所述手拧丝杠的下端串联有压力传感器，用于实时获取覆膜压力。

进一步的，所述机架包括平行设置的上支撑板和下支撑板，所述上支撑板和所述下支撑板通过长螺栓与防松螺母上下限位。

进一步的，其中一个覆膜辊的一端通过联轴器与调速电机的输出端连接。

进一步的，所述冷却单元为水冷槽，通过水冷的方式将掉落在水冷槽的覆膜铁产品进行冷却。

进一步地，覆膜辊辊面为硅橡胶。

进一步地，所述手拧丝杠采用梯形螺纹。

进一步地，所述压力传感器为膜盒式荷重传感器。

进一步地，所述调速电机为180W单相交流减速电机，所述联轴器为膜片联轴器。

进一步的，所述控温辊内部通水，用于冷却覆膜辊并保证覆膜辊温度处于恒温。

根据本发明的第二方面，提供了一种覆膜方法，所述覆膜方法应用如本发明第一方面所述的小型覆膜装置，所述方法具体包括：将待覆膜金属基板置入覆膜装置，调节加热单元与覆膜单元之间的距离以控制覆膜开始时金属基板的温度，旋转压下螺母将加热单元的上加热辊压下；根据压力传感器示数，通过旋转手拧丝杠控制覆膜压力，打开调速电机以启动覆膜装置，金属基板在进料后依次经过加热单元和覆膜单元，最终掉落在冷水槽进行冷却。

相对于现有技术，本发明所述的一种小型覆膜装置及覆膜方法具有如下优势：

本发明结构简单，成本低廉，能够模拟实际金属覆膜生产线的环境，通过挤压式的直接加压方式以及温控方式，能够精确控制覆膜压力和温度，在保证覆膜效果的同时，大幅缩小设备成本及体积，提升了便携性，使得本发明所述的覆膜装置能够应用于各种场景，为科研及实验等应用场景提供便利；

压力推板通过直线轴承固定在长螺栓光杆部，有效减小了压下时的摩擦力；

手拧丝杠采用梯形螺纹，可以有效防止覆膜过程中的松动行为；

采用膜盒式荷重传感器能够准确测得在试验过程中覆膜压力的变化；

控温辊的设置可以保证覆膜辊温度适中保持在理想的覆膜温度区间；

该模拟实验设备可研究膜/铁传热规律，通过仿真拟合公式为企业提供指导，以便在实验中模拟产线内覆膜辊的实际温度。

附图说明

说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的又一立体结构示意图；

图3是本发明的又一立体结构示意图；

图4是本发明的覆膜辊立体结构示意图。

图中标记为：1-压下螺母；2-压下螺栓；3-上支撑板；4-手拧丝杠；5-长螺栓；6-压力推板；7-直线轴承；8-水冷槽；9-控温辊；10-下支撑板；11-压力传感器；12-PET膜；13-PET膜输入轴；14-防松螺母；15-齿轮；16-控温辊用立式轴承座；17-调速电机；18-膜片联轴器；19-覆膜辊用立式轴承座；20-垫块；21-覆膜辊；22-加热辊；23-滑动轴承；24-平衡梁；25-覆膜辊辊轴；26-固定螺丝；27-覆膜辊辊面。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本公开的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

多个，包括两个或者两个以上。

和/或，应当理解，对于本公开中使用的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

如图1所示的一种覆膜铁小型实验装置，其中手拧丝杠4与上支撑板3的梯形螺纹槽啮合后执行压下，并在手拧丝杠4末端串联压力传感器11与压力推板6连接，使得在给予压力推板6压力时可以反馈实时压力值。

所述压力传感器11为膜盒式荷重传感器。

控制压力的意义在于控制覆膜的膜厚，从而控制产品质量，压力的不同导致了高分子薄膜在覆膜过程中产生不同的无定形层厚度，影响了结合强度。

压力单元采用丝杠传动，可以在加载压力后机械自锁，以保持所加载压力的稳定。

长螺栓5为非全螺纹螺栓，在光轴部分通过直线轴承7用于压力推板6的定位与传动，在螺栓末端螺纹处与防松螺母14连接，用于上支撑板3和下支撑板10的夹紧与固定。所述螺栓固定方法成本低廉且使用简便，使螺栓能同时起到轴向定位、传动以及稳定整体结构的作用。

如图2所示，送料单元为PET膜输入轴13，用于输送PET膜12。

控温辊9成对布置，固定于控温辊用立式轴承座16。控温辊9随覆膜辊21转动，二者表面互相接触以调节覆膜辊21的温度，控温辊9实质为冷却辊，内部通水，用于冷却覆膜辊21并保证覆膜辊21温度处于恒温。金属基板在通过覆膜辊21后布置水冷槽8，确保金属基板覆膜后在重力作用下进入水冷槽8以快速冷却。

覆膜的原理为：在PET膜12厚度方向上形成温度梯度(部分熔化)。该模拟实验设备可研究膜/铁传热规律，通过仿真拟合公式为企业提供指导，以便在实验中模拟产线内覆膜辊的实际温度。

如图3所示，压下螺母1与压下螺栓2相啮合，通过旋转压下螺母1，以螺纹传动的方式，实现对加热辊22的压下控制，加热辊22固定于滑动轴承23上，每对滑动轴承23通过平衡梁24连接。其中上加热辊与通过上平衡梁连接的滑动轴承配合，下加热辊与通过下平衡梁连接的滑动轴承配合；所述上平衡梁上侧设有压下螺栓2与压下螺母1，通过旋转压下螺母能够调节上加热辊的高度；所述下平衡梁下侧设有滑块上，通过滑块与滑轨配合能够调节所述加热单元与所述覆膜单元之间的距离。

覆膜辊21成对布置，固定于立式轴承座19，轴承座19通过垫片20调整高度后与支撑板10螺栓连接，作为固定的覆膜辊，与压力推板2螺栓连接后作为移动的覆膜辊。所述垫块20是为了避免覆膜辊辊身因直径过大而与各自的支撑板相接触。调速电机17通过联轴器18与覆膜辊21通过键连接驱动辊的转动，并在覆膜辊21的另一侧布置齿数相同的一对齿轮15，使两覆膜辊21同步转动；所述调速电机17为180W单相交流减速电机，所述联轴器18为膜片联轴器。

如图4所示，覆膜辊21由覆膜辊辊轴25、固定螺丝26、覆膜辊辊面27三部分构成。覆膜辊21的结构有两种可选形式：通轴式与半轴式。通轴式覆膜辊的辊轴为一根整轴，内部有两对支撑板与覆膜辊辊面连接；半轴式覆膜辊的辊轴为两段轴头，仅在两侧通过固定螺丝26与覆膜辊辊面27连接固定。通轴式覆膜辊的结构强度与刚度均大于半轴式覆膜辊，适用于大覆膜压力的实验情况。在实验覆膜压力较小时优先选用转动惯量较小、成本偏低的半轴式覆膜辊。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种小型覆膜装置，其特征在于，包括；

加热单元，用于将金属基板加热至覆膜温度；

送料单元，用于输送薄膜，并为薄膜提供张力；

压力单元，用于提供并调节覆膜压力，且能够实时获取压力大小；

覆膜单元，用于完成经加热的金属基板与薄膜之间的覆膜操作；

冷却单元，用于对生成的覆膜金属进行冷却处理；

所述加热单元、所述送料单元、所述覆膜单元与所述冷却单元依次横向排列并固定于机架上，所述压力单元设在所述覆膜单元上方，所述加热单元与所述覆膜单元之间的距离可调。

2.根据权利要求1所述的一种小型覆膜装置，其特征在于，所述加热单元包括上下成对设置的加热辊；

上加热辊上侧设有压下螺栓与压下螺母，通过旋转压下螺母能够调节上加热辊的高度；

下加热辊下侧设有滑块，通过滑块与滑轨配合能够调节所述加热单元与所述覆膜单元之间的距离。

3.根据权利要求1所述的一种小型覆膜装置，其特征在于，所述机架包括平行设置的上支撑板和下支撑板，所述上支撑板和所述下支撑板通过长螺栓与防松螺母上下限位。

4.根据权利要求3所述的一种小型覆膜装置，其特征在于，所述覆膜单元包括上下成对设置的覆膜辊，其中上覆膜辊固定在压力推板下侧，下覆膜辊固定在下支撑板的上侧，上下两覆膜辊的同一侧设有相互啮合的齿轮，使上下两覆膜辊能够同步转动；

每个覆膜辊的外侧均设有控温辊，控温辊与覆膜辊之间预留膨胀间隙，所述膨胀间隙为覆膜辊受热膨胀时与控温辊相接触的距离，控温辊能够通过与覆膜辊表面互相接触以调节覆膜辊的温度。

5.根据权利要求4所述的一种小型覆膜装置，其特征在于，上下两覆膜辊均通过轴承座固定，所述轴承座的高度能够通过垫块调节，避免覆膜辊辊身因直径过大与其他机构相干涉。

6.根据权利要求3所述的一种小型覆膜装置，其特征在于，所述压力单元包括压力推板和手拧丝杠，所述压力推板设在上支撑板下侧，所述压力推板的边缘设有直线轴承，所述直线轴承通过与长螺栓配合实现所述压力推板的上下移动；

所述手拧丝杠穿过上支撑板的中的螺纹孔与所述压力推板上侧接触，通过旋转手拧丝杠能够调节覆膜压力。

7.根据权利要求6所述的一种小型覆膜装置，其特征在于，所述手拧丝杠的下端串联有压力传感器，用于实时获取覆膜压力。

8.根据权利要求4所述的一种小型覆膜装置，其特征在于，其中一个覆膜辊的一端通过联轴器与调速电机的输出端连接。

9.根据权利要求1所述的一种小型覆膜装置，其特征在于，所述冷却单元为水冷槽，通过水冷的方式将掉落在水冷槽的覆膜铁产品进行冷却。

10.一种覆膜方法，其特征在于，所述覆膜方法应用如权利要求1～9任一项所述的小型覆膜装置，所述方法具体包括：将待覆膜金属基板置入覆膜装置，调节加热单元与覆膜单元之间的距离以控制覆膜开始时金属基板的温度，旋转压下螺母将加热单元的上加热辊压下；根据压力传感器示数，通过旋转手拧丝杠控制覆膜压力，打开调速电机以启动覆膜装置，金属基板在进料后依次经过加热单元和覆膜单元，最终掉落在冷水槽进行冷却。

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