CN112810106A - 一种环保石头纸多层共挤专用吹膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保石头纸多层共挤专用吹膜装置，属于新型材料设备制造技术领域；由主挤出机、内外层副挤出机连接旋转模头以及控制系统组成，所述旋转模头由外模嘴、内模嘴、外模体、外芯、中芯、内芯、分流板和分流锥连接组成；所述外芯、所述中芯和所述内芯由外而内依次转动连接在所述外模体的内部形成外层流道、中层流道和内层流道；所述外模体的出料端与所述外模嘴和所述内模嘴连接形成出料流道、进料端与所述分流板和所述分流锥连接输送进料材料。本发明装置专用于多层环保石头纸的共挤吹膜生产，采用一主两副挤出机配合三层旋转模头共挤后吹膜成型，并配合三层流道设计复合生产出不同用处的石头纸，且生产效率高、应用范围广泛。

Description

一种环保石头纸多层共挤专用吹膜装置

技术领域

本发明涉及一种石头纸的吹膜制造工艺设备，具体涉及一种环保石头纸多层共挤专用吹膜装置，属于新型材料设备制造技术领域。

背景技术

石头纸是一种介于纸张和塑料之间的新型材料，既可替代传统的部分功能性纸张、专业性纸张，又能替代传统的大部分塑料包装物；并具有成本低、可控性降解的特点，能够为使用者节省大量的成本，且不会产生污染。环保新材料石头纸产业取材十分广泛，产品升级、技术提升、应用领域空间广阔。

原有的石头纸是含量80%的CaCO3和20%PE所生产出来的，环保石头纸多层共挤技术在流延工艺（流延工艺：一种塑料膜生产工艺，先经过挤出机把原料塑化熔融。通过T型结构成型模具挤出，呈片状流延至平稳旋转的冷却辊筒的辊面上，膜片在冷却辊筒上经冷却降温定型，再经牵引、切边后把制品收卷。）生产中应用较多，但生产效率较低。而吹膜工艺生产（吹膜是一种塑料加工方法，是指将塑料粒子加热融化再吹成薄膜的一种塑料加工工艺，通常采用将聚合物挤出成型管状膜坯，在较好的熔体流动状态下通过高压空气将管膜吹胀到所要求的厚度，经冷却定型后成为薄膜。）在其他材料中应用较多但环保石头纸上的应用几乎没有；且使用吹膜造纸技术时只有单一一种材料，产品单一、应用范围较小，不能完全满足各种客户的不同需求，如食品包装袋、广告写真用纸、覆膜胶带用纸等等。急需技术设备升级来满足对石头纸应用的各种需求。

发明内容

本发明的目的是：克服石头纸在吹膜造纸设备生产中存在的产品单一、应用范围狭小的问题，提供一种环保石头纸多层共挤专用吹膜装置，采用一主两副挤出机配合三层旋转模头专用于多层环保石头纸的共挤吹膜生产，在保证石头纸固有特性不变的情况下内外层可以根据要求添加不同的材料来满足各种不同的需求，吹膜成型后生产出不同用处的石头纸，可满足90um-150um各型环保石头纸的吹膜生产应用，且操作简单、生产效率高，广泛应用于食品药品包装、反光膜、复合膜及其他领域。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种环保石头纸多层共挤专用吹膜装置，由主挤出机、外层副挤出机、内层副挤出机连接旋转模头以及控制系统组成，所述旋转模头由外模嘴、内模嘴、外模体、外芯、中芯、内芯、分流板和分流锥连接组成；所述外芯、所述中芯和所述内芯由外而内依次转动连接在所述外模体的内部，且三芯的外壁连接在所述外模体内分别形成外层流道、中层流道和内层流道，所述外层流道和所述内层流道在所述外模体的出料端内与所述中层流道汇合连通；所述外模体的出料端与所述外模嘴连接，所述内模嘴设置在所述外模嘴的内部并固定连接在所述内芯的出料端部上，所述内模嘴与所述外模嘴的内壁之间形成出料流道，所述出料流道与所述中层流道对应连通；所述外模体的进料端与所述分流板连接，所述内芯的进料端部垂直贯穿所述分流板的中心并连接在所述分流锥上，所述外层副挤出机通过外层进料管道连接所述分流板输送外层材料至所述外层流道内，所述内层副挤出机通过内层进料管道连接所述分流板输送内层材料至所述内层流道内，所述分流锥的进料口与所述主挤出机连接并通过所述分流板输送中层材料至所述中层流道内。

所述外芯的外壁上设置外芯流槽和外锥尖角、内壁设置外芯内圆面，所述中芯的外壁上设置中芯流槽、内壁上设置内锥尖角和中芯内圆面，所述内芯的外壁上设置内芯流槽和外锥座；所述外层流道由所述外芯流槽和所述外锥尖角与所述外模体内壁之间的配合间隙组成，所述中层流道由所述中芯流槽与所述外芯内圆面之间的配合间隙组成，所述内层流道由所述内芯流槽和所述外锥座与所述内锥尖角和所述中芯内圆面之间的配合间隙组成。

所述外芯流槽由中部的螺旋均分流槽连接多级树杈流槽和直角进料流孔组成，所述内芯流槽与所述外芯流槽的结构相同，所述螺旋均分流槽为双个数的螺旋流槽，所述多级树杈流槽由与所述直角进料流孔连接的一级树杈流槽逐级一分为二均匀分布依次连接二级树杈流槽以及N级树杈流槽组成。

所述螺旋均分流槽为八流道的螺旋流槽且螺旋深度由进料口向出料口方向依次递减，所述多级树杈流槽为四级树杈流槽且每个上级流槽与下级流槽之间为一分为二的树杈形均匀发散结构。

所述中芯流槽为八流道的倾角螺旋流槽并位于所述中芯外壁的进料端，所述中芯流槽的螺旋深度由进料口向出料口方向依次递减，螺旋倾角为1.45°，螺旋深度倾角为3.34°。

所述分流板的中部设置有与所述内芯贯穿连接的中心槽，所述中心槽的外围竖直设置有内层流孔、中层流孔和外层流孔，两侧分别水平设置有与所述内层流孔和所述外层流孔相接连通的内层入孔和外层入孔，所述分流锥的内部由中层入孔连接锥形流道组成；所述外层进料管道与所述外层入孔连接并通过所述外层流孔与所述外层流道连通，所述内层进料管道与所述内层入孔连接并通过所述内层流孔与所述内层流道连通，所述中层入孔连接所述锥形流道并通过所述中层流孔与所述中层流道连通。

所述中层流孔竖直贯穿设置在对应所述锥形流道的圆环截面上，并均匀分布有六个，所述中层流孔的剖面孔形状为两个扣合在一起的月牙形分流结构。

所述分流板与所述外芯的接触面上对应设置有销孔并通过轴销连接定位，所述销孔设置在与所述外层流孔位于同一半径的圆周面上且圆心夹角为逆时针方向12°。

所述中层流道为直流道且流道宽度均大于所述外层流道和所述内层流道的流道宽度，所述外层流道与所述中层流道汇合连通位置提前于所述内层流道与所述中层流道的汇合连通位置。

所述出料流道与所述中层流道对应连通且进料口的流道宽度与之相同，所述出料流道的流道面由进料口向出料口方向从锥面过渡到直流面，且进料口的流道宽度大于出料口的流道宽度。

本发明的有益效果是：

1）本发明装置采用一主两副挤出机配合三层旋转模头专用于多层环保石头纸的共挤吹膜生产，并通过三层流道复合设计在保证石头纸固有特性不变的情况下，内外层可以根据要求添加不同的材料来满足各种不同的需求，吹膜成型后生产出不同用处的石头纸，解决了石头纸在吹膜造纸设备生产中存在的产品单一、应用范围狭小的问题。

2）本发明装置中针对制作石头纸材料的特殊性能，熔融后物料流动性差，成膜温度复杂，采用分流锥和分流板来改善物料流动性问题起到分流平衡的作用，并利用高分子界面化学原理和高分子改性的特点，经分流板后流道同时采用均分8个分流槽，采用树杈结构连接由深及浅分的8条螺旋流槽，使物料更加均匀的送出。

3）本发明装置中的内芯、中芯和外芯随旋转模头同步旋转，使物料在三层流道内受热更加合理，物料压力平稳推送更加顺畅，分布更加均匀，采用旋转模头生产更稳定，产品质量更优异。

4）本发明装置中内模口与外模口之间特殊的出料流道设计，能够很好的做到三种物料的完美复合，还可防止主物料倒流造成副物料压力增大出模不均匀等情况的发生。

5）本发明装置中外层流道与中层流道汇合连通的位置提前于内层流道与中层流道的汇合连通的位置，可避免两种辅料挤出涂覆时压力对冲，一方压力波动时会造成另一方的压力变化，会出现一方辅料送出过多而另一方辅料过少，不稳定也不均匀，高低错开后就可以完全避免这种情况的发生，从而使生产过程更加稳定。

6）本发明的多层共挤吹膜装置可结合自动温控系统和膜泡测距测厚系统实现自动化生产，使物料一次生产成型，不需要传统的复合及涂覆工艺，生产效率高，大大降低生产成本。

附图说明

图1为本发明旋转模头的结构示意图；

图2为图1中外芯的剖面图；

图3为图2的外部流槽结构示意图；

图4为图1中中芯的剖面图；

图5为图4的外部流槽结构示意图；

图6为图1中分流板的俯视图；

图7为图6的半剖视图；

图8为图6中中层流孔的结构示意图。

图中，1-外模嘴，2-内模嘴，3-外模体，4-外芯，401-外芯流槽，4011-螺旋均分流槽，4012-多级树杈流槽，4013-直角进料流孔，402-外锥尖角，403-外芯内圆面，5-中芯，501-中芯流槽，502-内锥尖角，503-中芯内圆面，6-内芯，601-内芯流槽，602-外锥座，7-分流板，701-中心槽，702-内层流孔，703-中层流孔，704-外层流孔，705-内层入孔，706-外层入孔，707-销孔，8-分流锥，801-中层入孔，802-锥形流道，9-外层流道，10-中层流道，11-内层流道，12-出料流道，13-外层进料管道，14-内层进料管道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的解释说明。

实施例：如图1-8所示，本发明所述的一种环保石头纸多层共挤专用吹膜装置，由主挤出机、外层副挤出机、内层副挤出机连接旋转模头以及控制系统组成，旋转模头由外模嘴1、内模嘴2、外模体3、外芯4、中芯5、内芯6、分流板7和分流锥8连接组成。

外芯4、中芯5和内芯6由外而内依次转动连接在外模体3的内部，且三芯的外壁连接在外模体3内分别形成外层流道9、中层流道10和内层流道11，外层流道9和内层流道11在外模体3的出料端内与中层流道10汇合连通；内芯6、中芯5和外芯4随旋转模头同步旋转，使物料在三层流道内受热更加合理，物料压力平稳推送更加顺畅，分布更加均匀，采用旋转模头生产更稳定，产品质量更优异。

外芯4的外壁上设置外芯流槽401和外锥尖角402、内壁设置外芯内圆面403，中芯5的外壁上设置中芯流槽501、内壁上设置内锥尖角502和中芯内圆面503，内芯6的外壁上设置内芯流槽601和外锥座602；外层流道9由外芯流槽401和外锥尖角402与外模体3内壁之间的配合间隙组成，中层流道10由中芯流槽501与外芯内圆面403之间的配合间隙组成，内层流道11由内芯流槽601和外锥座602与内锥尖角502和中芯内圆面503之间的配合间隙组成。

外芯流槽401由中部的螺旋均分流槽4011连接多级树杈流槽4012和直角进料流孔4013组成，内芯流槽601与外芯流槽401的结构相同，螺旋均分流槽4011为双个数的螺旋流槽，多级树杈流槽4012由与直角进料流孔4013连接的一级树杈流槽逐级一分为二均匀分布依次连接二级树杈流槽以及N级树杈流槽组成；螺旋均分流槽4011为八流道的螺旋流槽且螺旋深度由进料口向出料口方向依次递减，多级树杈流槽4012为四级树杈流槽且每个上级流槽与下级流槽之间为一分为二的树杈形均匀发散结构。

中芯流槽501为八流道的倾角螺旋流槽并位于中芯5外壁的进料端，中芯流槽501的螺旋深度由进料口向出料口方向依次递减，螺旋倾角为1.45°，螺旋深度倾角为3.34°。

外模体3的出料端与外模嘴1连接，内模嘴2设置在外模嘴1的内部并固定连接在内芯6的出料端部上，内模嘴2与外模嘴1的内壁之间形成出料流道12，出料流道12与中层流道10对应连通；中层流道10为直流道且流道宽度均大于外层流道9和内层流道11的流道宽度，外层流道9与中层流道10汇合连通位置提前于内层流道11与中层流道10的汇合连通位置，即中层流道10先与外层流道9汇合再共同与内层流道11汇合。

内模口与外模口之间特殊的出料流道12设计，能够很好的做到三种物料的完美复合，还可防止主物料倒流造成副物料压力增大出模不均匀等情况的发生。外层流道9与中层流道10汇合连通的位置提前于内层流道11与中层流道10的汇合连通的位置，可避免两种辅料挤出涂覆时压力对冲，一方压力波动时会造成另一方的压力变化，会出现一方辅料送出过多而另一方辅料过少，不稳定也不均匀，高低错开后就可以完全避免这种情况的发生，从而使生产过程更加稳定。

出料流道12与中层流道10对应连通且进料口的流道宽度与之相同，出料流道12的流道面由进料口向出料口方向从锥面过渡到直流面，且进料口的流道宽度大于出料口的流道宽度。

外模体3的进料端与分流板7连接，内芯6的进料端部垂直贯穿分流板7的中心并连接在分流锥8上，外层副挤出机通过外层进料管道13连接分流板7输送外层材料至外层流道9内，内层副挤出机通过内层进料管道14连接分流板7输送内层材料至内层流道11内，分流锥8的进料口与主挤出机连接并通过分流板7输送中层材料至中层流道10内。

分流板7的中部设置有与内芯6贯穿连接的中心槽701，中心槽701的外围竖直设置有内层流孔702、中层流孔703和外层流孔704，两侧分别水平设置有与内层流孔702和外层流孔704相接连通的内层入孔705和外层入孔706，分流锥8的内部由中层入孔801连接锥形流道802组成；外层进料管道13与外层入孔706连接并通过外层流孔704与外层流道9连通，内层进料管道14与内层入孔705连接并通过内层流孔702与内层流道11连通，中层入孔801连接锥形流道802并通过中层流孔703与中层流道10连通；中层流孔703竖直贯穿设置在对应锥形流道802的圆环截面上，并均匀分布有六个，中层流孔703的剖面孔形状为两个扣合在一起的月牙形分流结构。

分流板7与外芯4的接触面上对应设置有销孔707并通过轴销连接定位，销孔707设置在与外层流孔704位于同一半径的圆周面上且圆心夹角为逆时针方向12°。

针对制作石头纸材料的特殊性能，熔融后物料流动性差，成膜温度复杂，采用分流锥8和分流板7来改善物料流动性问题起到分流平衡的作用，并利用高分子界面化学原理和高分子改性的特点，经分流板7后流道同时采用均分8个分流槽，采用树杈结构连接由深及浅分的8条螺旋流槽，使物料更加均匀的送出。

生产工艺步骤：

1、开机前根据复合膜的要求选择好不同的物料，分别加入各自挤出机料斗中；内层、中层和外层通过特殊的流道设计，分别由独立控制的一主两副挤出机给予不同的原料，根据原料的不同特性方便控制给料。

根据不同需求可生产适合食物储存和保鲜的复合膜，印刷性能优异的复合膜、具有阻隔和粘接性能的复合膜等。

2、把分别担负内层、中层和外层流道的一主两副挤出机加热到物料所需的挤出温度后，首先启动主挤出机开始工作，挤出物料至中层流道内。

3、等主挤出机挤出的物料稳定后开始拉膜吹胀成型，继而开启内层和外层副挤出机开始工作挤出物料。

4、等三层共挤复合膜挤出稳定，膜泡均匀后开启旋转电机开始缓慢旋转；一般内层厚度为5-10um，中层厚度为80-120um，外层厚度为10-20um，复合膜总厚度为90-150um。

5、通过旋转和控制让出料流道出料更加稳定，膜泡更加均匀，内层和外层分布薄厚差更加合理。

6、最后通过自动温控系统和膜泡测距测厚系统实现自动化生产。

本发明装置采用一主两副挤出机配合三层旋转模头专用于多层环保石头纸的共挤吹膜生产，并通过三层流道复合设计在保证石头纸固有特性不变的情况下内外层可以根据要求添加不同的材料来满足各种不同的需求，吹膜成型后生产出不同用处的石头纸，解决了石头纸在吹膜造纸设备生产中存在的产品单一、应用范围狭小的问题，且操作简单、生产效率高，广泛应用于食品药品包装、反光膜、复合膜及其他领域。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种环保石头纸多层共挤专用吹膜装置，由主挤出机、外层副挤出机、内层副挤出机连接旋转模头以及控制系统组成，其特征在于：所述旋转模头由外模嘴（1）、内模嘴（2）、外模体（3）、外芯（4）、中芯（5）、内芯（6）、分流板（7）和分流锥（8）连接组成；所述外芯（4）、所述中芯（5）和所述内芯（6）由外而内依次转动连接在所述外模体（3）的内部，且三芯的外壁连接在所述外模体（3）内分别形成外层流道（9）、中层流道（10）和内层流道（11），所述外层流道（9）和所述内层流道（11）在所述外模体（3）的出料端内与所述中层流道（10）汇合连通；所述外模体（3）的出料端与所述外模嘴（1）连接，所述内模嘴（2）设置在所述外模嘴（1）的内部并固定连接在所述内芯（6）的出料端部上，所述内模嘴（2）与所述外模嘴（1）的内壁之间形成出料流道（12），所述出料流道（12）与所述中层流道（10）对应连通；所述外模体（3）的进料端与所述分流板（7）连接，所述内芯（6）的进料端部垂直贯穿所述分流板（7）的中心并连接在所述分流锥（8）上，所述外层副挤出机通过外层进料管道（13）连接所述分流板（7）输送外层材料至所述外层流道（9）内，所述内层副挤出机通过内层进料管道（14）连接所述分流板（7）输送内层材料至所述内层流道（11）内，所述分流锥（8）的进料口与所述主挤出机连接并通过所述分流板（7）输送中层材料至所述中层流道（10）内。

2.根据权利要求1所述的一种环保石头纸多层共挤专用吹膜装置，其特征在于：所述外芯（4）的外壁上设置外芯流槽（401）和外锥尖角（402）、内壁设置外芯内圆面（403），所述中芯（5）的外壁上设置中芯流槽（501）、内壁上设置内锥尖角（502）和中芯内圆面（503），所述内芯（6）的外壁上设置内芯流槽（601）和外锥座（602）；所述外层流道（9）由所述外芯流槽（401）和所述外锥尖角（402）与所述外模体（3）内壁之间的配合间隙组成，所述中层流道（10）由所述中芯流槽（501）与所述外芯内圆面（403）之间的配合间隙组成，所述内层流道（11）由所述内芯流槽（601）和所述外锥座（602）与所述内锥尖角（502）和所述中芯内圆面（503）之间的配合间隙组成。

3.根据权利要求2所述的一种环保石头纸多层共挤专用吹膜装置，其特征在于：所述外芯流槽（401）由中部的螺旋均分流槽（4011）连接多级树杈流槽（4012）和直角进料流孔（4013）组成，所述内芯流槽（601）与所述外芯流槽（401）的结构相同，所述螺旋均分流槽（4011）为双个数的螺旋流槽，所述多级树杈流槽（4012）由与所述直角进料流孔（4013）连接的一级树杈流槽逐级一分为二均匀分布依次连接二级树杈流槽以及N级树杈流槽组成。

4.根据权利要求3所述的一种环保石头纸多层共挤专用吹膜装置，其特征在于：所述螺旋均分流槽（4011）为八流道的螺旋流槽且螺旋深度由进料口向出料口方向依次递减，所述多级树杈流槽（4012）为四级树杈流槽且每个上级流槽与下级流槽之间为一分为二的树杈形均匀发散结构。

5.根据权利要求2所述的一种环保石头纸多层共挤专用吹膜装置，其特征在于：所述中芯流槽（501）为八流道的倾角螺旋流槽并位于所述中芯（5）外壁的进料端，所述中芯流槽（501）的螺旋深度由进料口向出料口方向依次递减，螺旋倾角为1.45°，螺旋深度倾角为3.34°。

6.根据权利要求1所述的一种环保石头纸多层共挤专用吹膜装置，其特征在于：所述分流板（7）的中部设置有与所述内芯（6）贯穿连接的中心槽（701），所述中心槽（701）的外围竖直设置有内层流孔（702）、中层流孔（703）和外层流孔（704），两侧分别水平设置有与所述内层流孔（702）和所述外层流孔（704）相接连通的内层入孔（705）和外层入孔（706），所述分流锥（8）的内部由中层入孔（801）连接锥形流道（802）组成；所述外层进料管道（13）与所述外层入孔（706）连接并通过所述外层流孔（704）与所述外层流道（9）连通，所述内层进料管道（14）与所述内层入孔（705）连接并通过所述内层流孔（702）与所述内层流道（11）连通，所述中层入孔（801）连接所述锥形流道（802）并通过所述中层流孔（703）与所述中层流道（10）连通。

7.根据权利要求6所述的一种环保石头纸多层共挤专用吹膜装置，其特征在于：所述中层流孔（703）竖直贯穿设置在对应所述锥形流道（802）的圆环截面上，并均匀分布有多个，所述中层流孔（703）的剖面孔形状为两个扣合在一起的月牙形分流结构。

8.根据权利要求6所述的一种环保石头纸多层共挤专用吹膜装置，其特征在于：所述分流板（7）与所述外芯（4）的接触面上对应设置有销孔（707）并通过轴销连接定位，所述销孔（707）设置在与所述外层流孔（704）位于同一半径的圆周面上且圆心夹角为逆时针方向12°。

9.根据权利要求1所述的一种环保石头纸多层共挤专用吹膜装置，其特征在于：所述中层流道（10）为直流道且流道宽度均大于所述外层流道（9）和所述内层流道（11）的流道宽度，所述外层流道（9）与所述中层流道（10）汇合连通位置提前于所述内层流道（11）与所述中层流道（10）的汇合连通位置。

10.根据权利要求9所述的一种环保石头纸多层共挤专用吹膜装置，其特征在于：所述出料流道（12）与所述中层流道（10）对应连通且进料口的流道宽度与之相同，所述出料流道（12）的流道面由进料口向出料口方向从锥面过渡到直流面，且进料口的流道宽度大于出料口的流道宽度。

Images