CN1285265A - 双向抗拉筒形复合膜片和平膜复合膜片的生产方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双向抗拉筒形复合膜片和平膜复合膜片的生产方法。该方法包括1)用挤出吹膜机挤出冷却制得单层或多层材料的筒形塑料膜片,对筒形塑料膜片进行经向单向拉伸,冷却定型后将其收卷作为外层膜;2)用挤出吹膜机挤出制得带热熔胶粘结剂层的筒形塑料膜片,在吹膜热拉伸机上将筒形塑料膜片重新加热达到拉伸温度条件后,使其直径扩大达到纬向拉伸比要求,然后冷却折平将其收卷作内层膜;3)将外层膜、内层膜经内复膜机复合便得双向抗拉筒形复合膜片,将双向抗拉筒形复合膜剖开便可得双向抗拉平膜复合膜片。本发明还提供了生产该膜片的装置。

Description

双向抗拉筒形复合膜片和平膜复合膜片   的生产方法和装置

本发明涉及的是一种由经、纬单向拉伸塑料膜复合的或由经向抗拉强度高于纬向抗拉强度的塑料膜片与纬向强度高于经向抗拉强度的塑料膜片复合的双向抗拉筒形复合膜片和平膜复合膜片的生产方法和装置。

塑料膜和共挤出复合膜作为包装材料和土工工程膜材料的基材的应用已相当普遍。为了减少资源的浪费和拓宽塑料膜在包装和土载工程的应用范围，人们利用了塑料热拉伸定向后抗拉强度增加5至15倍的这一高分子材料的拉伸定向特性，发明和提供了不少拉伸类包装基材和制品，如单向拉伸窄带经编织复膜单向拉伸膜和未拉伸膜的复合膜，双向拉伸膜及其未拉伸膜的复合膜等。但由于回收困难或因抗撕裂性较差而限制了在更宽领域内使用。鉴于此，本专利申请的申请人提出了能节约资源，双向抗拉强度高、抗撕裂性能好，使用范围广，易于回收，利于环保的“双向抗拉塑料复合膜片”和“热性能优异的双向抗拉塑料复合膜片”。

鉴于以上原因，本发明的目的是为了提供一种能生产出节约能源，双向抗拉强度高，抗撕裂性能好，使用范围广，易于回收，利于环保的双向抗拉筒形复合膜片和平膜复合膜片的生产方法。本发明的另一个目的是为了提供生产双向抗拉筒形复合膜片和平膜复合膜片的装置。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明的生产方法包括：

1)，用单层或多层共挤出吹膜机挤出冷却制得单层或多层材料的筒形塑料膜片，在辊式热拉伸机上按需要拉伸比对折平的筒形塑料膜片进行经向单向拉伸，冷却定型后将其收卷作为外层膜；

2)，用多层共挤出吹膜机挤出制得带热熔胶粘结剂层的筒形塑料膜片，在吹膜热拉伸机上将筒形塑料膜片重新加热达到拉伸温度条件后，将压缩空气通入筒形塑料膜片的内腔，控制气压和温度使其直径扩大达到纬向拉伸比要求，然后冷却折平将其收卷作内层膜；

3)，将1)所得外层膜和2)所得内层膜经内复膜机复合便得双向抗拉筒形复合膜片，将双向抗拉筒形复合膜由中缝剖开或从两边剖开便可得双向抗拉平膜复合膜片；

上述将外层膜与内层膜复合时，是将外层膜套在内复膜机的储料空心轴上，将内层膜放在内复膜机的另一放卷架上且将内层膜一端穿过储料空心轴的空心通道使之置于外层膜内，将内层膜片和外层膜同步牵入内复膜定经机构上，经循环热风加热，将内层膜上的热熔胶粘合剂层重新加热熔融而将外层膜和内层膜粘合在一起，经至少一对压辊的作用，冷却定型后就复合成由经、纬单向拉伸塑料膜片复合的或由经向抗拉强度高于纬向抗拉强度的塑料膜片与纬向抗拉强度高于经向抗拉强度的塑料膜片复合的双向抗拉筒形复合膜片。

上述将外层膜与内层膜复合时，是将外层膜放在内复膜机的放卷架上，且退下一定长外层膜，将内层膜往复折叠后放入内复膜机的储料盒内后放入外层膜内腔，拉出定长的内层膜与外层膜齐头，内、外层膜同步连续的被牵入内复膜机的复膜定径机构，经循环热风加热，将内层膜上的热熔胶粘合剂层重新加热熔融而将外层膜和内层膜粘合在一起，经至少一对压辊的作用，冷却定型后就复合成由经、纬单向拉伸塑料膜复合的或由经向抗拉强度高于纬向抗拉强度的塑料膜片与纬向抗拉强度高于经向抗拉强度的塑料膜片复合的双向抗拉筒形塑料膜片。

上述将外层膜和内层膜复合时，是将外层膜片放在内复膜机的储料空心轴上，将上述方法所得的外层膜作为中层模放在内复膜机的储料盒机构一端的放卷架上，退下一定长中层膜片，另一纬向单向拉伸的内层膜片或一层未经拉伸外层带有热熔胶粘结剂层的热封性能优异的塑料膜片经往复折叠后放入内复膜机的储料盒机构的储料盒内后再放入中层膜的内腔，拉出定长膜与中层膜齐头后经过储料空心轴的空心通道拉出与外层膜齐头，三层筒形膜片同步连续被牵上内复膜机的复膜定径机构被定径、加热、加压复合为一体的含至少二层纬向单向拉伸膜或未经拉伸膜的双向抗拉筒形塑料复合膜生。

上述在制作外层膜时，在对筒形塑料膜片进行经向单向拉伸后、冷却定型前要进行热缩处理。

上述在制作外层膜片时，调整吹膜的吹胀比和辊或拉伸机上的拉伸比便可适当保留膜片的纬向分子向和抗拉强度。

上述的在制作内层膜时，控制吹膜拉伸机上的牵引辊和拉伸辊的线速度比使内层膜不仅在纬向上单向拉伸，而且保留了适当的经向抗拉强度。

本发明装置包括由挤出吹膜机和/或多层共挤出吹膜机、辊式热拉伸机、吹膜热拉伸机，内复膜机组成，辊式热拉伸机中的拉伸辊至少为两根，内复膜机中有储料空心轴和/或储料盒机构，带有内定经器的复膜定经机构和热源，吹膜拉伸机与多层共挤出吹膜机联动或不联动，吹膜热拉伸机是利用压缩空气通入筒形塑料膜片内腔，控制气压和温度使筒形塑料膜片直径扩大而达到纬向(横向)拉伸要求。

上述的热源采用电热烘箱和/或热油循环机。

上述的吹膜机膜头的模唇圆周上开有纵向小槽，以使挤出冷却制得的外层用筒形塑料膜片上有堆码防滑和增加强度的凹凸筋纹。

采用本发明生产方法和装置可生产出节约能源、取向抗拉强度高，抗撕裂性能好，使用范围广，易于回收，利于环保的双向抗拉筒形复合膜片和平膜复合膜片。

下面结合附图详细说明本发明的实施例：

图1为制取外层用筒形塑料膜片的装置及流程图。

图2为制取内层用筒形塑料膜片的装置及流程图。

图3为使用内复膜机的储料空心轴来制取复合膜片的装置及流程图1。

图4为使用内复膜机的储料空心轴来制取复合膜片的装置及流程图2。

图5为吹膜机膜头结构示意图。

图6为图5的K向视图。

图7为使用内复膜机的储料盒机构来制取复合膜片的装置及流程图。

图8为使用内复膜机的储料空心轴和储料盒来制取多子一层纬向拉伸膜片的复合膜片的装置及流程图1。

图9为使用内复膜机的储料空心轴和储料盒来制取多于一层纬向拉伸膜片的复合膜片的装置及流程图2。

由经、纬单向拉伸塑料膜片复合的或由经向抗拉强度较高的塑料膜片与纬向抗拉强度较高的塑料膜片复合的双向拉拉筒形复合膜片和平膜复合膜片的生产装置。如图1～图9所示由挤出吹膜机和/或多层共挤出吹膜机、辊式热拉伸机、吹膜热拉伸机、内复膜机组成。外层膜可以是1台挤出机组成的吹膜机，也可以是多台挤出机组成的多层共挤出吹膜机，实施例中是两台挤出机共挤的多层共挤出吹膜机15，吹膜机2层共挤膜头2有两个流道，两种原料在出模头的模唇52与模芯51处变为一个流道54，也即两层原料为一挤出。为了使外层膜最终制成复合膜片后表面有防滑和增加强度的凹凸筋纹，在横唇52的圆周上开有纵向凹槽，塑料通过流道挤出成为筒形膜片时，这筒形膜片的外圆周上已留有凹凸纵向筋条，经过后工序的拉伸、复合后留在了筒形复合膜片的外表面而起到防滑和增加强度的作用。

为使筒形膜收卷平整，可采用模头旋转，或上牵引压辊旋转，以及机架旋转，本实施例为机架旋转，有旋转机架55，多层共挤吹膜机配有冷却风环3，牵引压辊56和收卷架5。

辊式热拉伸机6有5根拉伸辊，每根辊由一组电机和减速器驱动，有两根耐温被动胶辊作压辊8，有3根热收缩处理辊，此3根辊由一组电机和减速器舍去，3根辊由链条或齿轮带动，有3根冷却辊10，冷却辊内通冷却水；辊式热拉伸机由箱体封闭且分为三段各自控温。拉伸辊和热收缩辊各自有热源分别是11和12热源采用电加热器和循环风机组成。冷却辊除通冷却水处，还由风机提供冷却风源13，有胶辊的收卷架14。

多层共挤出吹膜机可以是上吹式，也可以是下吹式，本实施例是下吹式多层共挤吹膜机16，该机组有2台挤出机17，有一个吹膜机模头18，此模头为旋转膜头，有冷却风环19，溢流式冷却水环20，有牵引辊23，这些都装置在机架上。有收卷架22。吹膜热拉伸机24可以是由下向上牵引拉伸也可以由上向下牵引拉伸，本实施例是由上向下牵引拉伸。该机组有一对牵引辊23并单独配有电机和减速器，有环形加热器25，环形加热器直径按照纬向热拉伸的吹胀比设计为筒形未拉伸膜片直径的4至9倍，不同的吹胀比(纬向)拉伸比，应配不同的环形加热器。该机组有两对拉伸辊28配一组电机和减速器，有5根热收缩辊29及配有一根耐温胶压辊，和一组电机和减速器，热源如同辊式热拉伸机的12，有3根内通冷却水的冷却辊30及一根胶压辊，冷却风源13，有1台胶辊靡擦传动的收卷架31。内复膜机32配有外层膜用放卷架22一台，它放卷完外层膜后可以推离开所在位置，配有内层膜用放架30和复合膜片成品用的胶辊传动和支承的可配剖切和展开装置的有1套送(退)膜机构25和储料空心轴24，储料空心轴有空心通道30。有支承29与机架23连接。送(退)膜机构由辊轮26电机及减速器27及小车夹板28组成。电机及减速器驱动辊轮，可以将膜片送上储料空心轴，小车夹板也有电机和减速器在电器程序控制下，将送上储料空心轴的膜片夹住后推往支承29一端，使全部膜片套上空心轴并压紧，若电机及减速器反转，则将套下空心轴的膜片从空心轴上拉出退下，相应小车夹板也作夹住膜片推往复支承29另一端的动作将膜片退下。

内复膜机还配有一套储料盒机构44，储料盒机构由1个储料盒45，数根塑料滑辊46，数对金属支承辊47组成，它们组装在机架48上面，储料盒是塑料或轻质铝材制成，内复膜机还配有一套复膜内定径机构41，复合膜内定径机构有两组配有电机和减速器的牵引压辊33、35，有4对内定径器支承轮36，有4对内定径器支承辊38，有一支筒形的轻质金属制作的内定径器37，有一个可开启的烘箱39，有电加热器和循环热晚的热源40，它们都装置在机架34上。

在使用内复膜机制取筒形塑料膜片时，若只是复合内层膜和外层膜，只使用储料空心轴和送(退)膜机构，也可以只使用储料盒机构，若是制取多于一层纬向单向拉伸膜的复合膜片，即是多一层中层膜时，就可以同时使用储料空心轴和送(退)膜机构与储料盒机构。

图1是外层用筒形塑料膜片的制取图。是用高密度聚乙烯和线性聚乙烯通过多层共挤吹膜机15的两台挤出机1共挤出，通过吹膜机膜头2两层膜合为一层膜，经过如图5，图6所示的吹膜机模头的模唇52和模芯51之间的流道54形成筒形膜片4，因在模唇52上开有纵向小槽53使筒形膜片4外周布满了纵向凹凸筋纹。此筒形模片4经过冷却风环3的风冷，加之给筒形膜片内腔充一定压力的空气使吹胀比在1至4倍数值之间使之冷却定型为一直径的筒形膜片，经过一对牵引压辊8的牵引和折平被牵引到收卷机。5上收卷(若多层吹膜机不与辊式热拉伸机联机)。

实施例中折平膜片被引上辊式热拉伸机6，在加热情况下被5根拉伸辊7拉伸，拉伸时被两根压辊8压着，在这5根辊之间线速度比有4对9倍的速差，也即拆平的筒形塑料膜片在这里沿差经向(纵向)被拉伸4至9倍的长度，拉伸时是靠辊式热拉伸机热源提供热源，这里的热源是电加热器发热，被热风机循环吹入。被拉伸后的膜片牵入热收缩处理辊9，此辊的线速度略低于前拉伸辊线速度的3-10％，经过热收缩处理热源也即热风机的加热，收缩定型后(或不必经过热缩处理)牵入冷却辊10冷却定型，冷却辊中通循环冷水，同时有冷却风机13送冷风冷却。膜片完成拉伸，热缩冷却定型后被牵入收卷机14收卷备用。

经拉伸后的膜片抗拉强度比拉伸前的膜片提高5至15倍，是因为拉伸后高分子接受力方向排列而产生的抗拉力。若为了不仅使经向(纵向)有很高的抗拉力，同时也需要在纬向(横向)上也有一定抗拉力，可以在拉比的4至9倍上取小数拉伸。还可以在共挤出吹膜时将吹膜的吹胀比1至4倍取大值。

图2为制取内层用膜筒形塑料膜片的制取示意图。是用高密度聚乙烯或线性聚乙烯和乙烯一醋酸乙烯共聚物通过多层共挤吹膜16的两台挤出机17共挤出，过吹膜机模头18的环形通道挤出筒形塑料膜片21，此膜片乙烯一酯酸乙烯共聚物在外层，经过冷却风环19的风冷，再经过溢流或冷却水环20的水冷加膜内腔充有一定压力空气形成稳定的筒形塑料膜片。这里的吹膜成型采取的是下吹式。筒形塑料膜片经过牵引辊23的折平可以牵入收卷机22收卷(若不与吹膜热拉伸机24联动)，本实施例是直接牵上吹膜热拉伸机的牵引辊23，筒形塑料膜片经过牵引辊57后用空心针入膜片内腔快速通入压缩空气，使折平的膜恢复筒形，同时被陶瓷电加热器幅射加热达到拉伸温度，一般在90℃至115℃时，筒形膜片在加热情况下被内腔的压缩空气吹胀为原直径的4至9倍，也即膜被纬向(横向)拉伸34至9倍。为了使膜在纬向有尺可能大的抗拉强度，一般在牵引辊23和拉伸辊28之间尺可能保持同样的线速度，即在经向(纵向)上不拉伸膜片。若需要膜片不仅在纬向上有较高的抗拉力，也需要在经向上保留一定的抗拉力，我们就会将筒形膜片吹胀比4至9倍取小值，同时拉伸辊28会比牵引辊23有更快的线速，即经向(纵向)也同时给予一定的拉伸。经过纬向拉伸的膜片牵入热收缩辊29热收缩后(也可不必热缩处理)牵入冷却辊30被冷却定型，最后被收卷架31收卷备用。

图3、图4是用内复膜机的储料空心轴制取复合膜示意图。将外层用膜4放上内复膜机32的放卷架22，由内复膜机32送(退)膜机构25。将外层用膜4全部套上储料空心轴24上。送(退)膜机构是由送(退回膜机构辊轮26、送(退)膜机构电机及减速器27、送(退)膜机构小车夹板28组成。送膜时电机及减速器22、驱动辊轮26使外层膜被送上储料空心轴24。这时将放卷架22推开，空出此工位，送上去的膜被送(退)机构小车夹板夹住送入空心轴24尾端。当外层用膜全部送上储料空心轴后，将内层用膜21放在位于内复膜机另一端的放卷架30上，将内层膜穿过储料空心轴24的空心通道31，此时送(退)膜机构的电机反转，送膜机构变为退膜机构，将套上储料空心轴的外层用膜4连续退下来，这时内层膜21在外层膜的内层，两层膜同步连续被内复膜机32的牵引压辊33牵入复膜定位机构41，两层膜套上复膜定径机构的内定径器37，经过烘箱39里边的电加热器和循环热风40的加热，使两层膜热收缩包住内定径器37，此时内层用膜21共挤出在外层上的乙烯一醋酸乙烯共聚物因加热重新熔融在内定径器上与外层用膜4粘合然后再经过内复膜机的牵引压辊35的作用使两层膜粘合更牢而成为双向抗拉筒形复合膜片43，然后牵入收架42被收卷。

若需要平膜复合膜片，当筒形复合膜片复合完成后进入收卷架之前按设计幅宽由中缝开展开用一台收卷架收卷。也可由边变为两幅由两台收卷架收卷。

图7为用内复膜机的储料盒机构制取复合膜片的装置和流程示意图。将内层膜21经返折叠放入内复膜机32的储料盒机构44的储料盒45内，将外层用膜4放在放卷架30，引出一定长，将储料盒45放入外层膜内腔，

拉出盒内折叠存放的内层膜21与外层膜4齐头，此时，内层膜在外层膜之内，储料盒45有滑辊46被储料盒机构的支承47支承和控制，可以使外层膜4连续顺利的从储料盒的滑辊46和支承辊47之间通过，内、外层膜完全同步连续的被牵入内复膜机的复膜定径机构41，如同上述在复膜定径机构内定径加热、收缩成型一样，复合为筒形复合膜片43。若需要平膜复合膜片，当筒形复合膜片复合完成后进入收卷架之前可按设计幅宽由中封剖开展开用一台收卷架收卷，也可由边变为两幅由两台收卷架收卷。

图8、图9用内复膜机的储料空心轴和储料盒机构制取多于一层纬向(横向)单向拉伸膜的复合膜片示意图。将外层用膜4放上内复膜机的放卷架22上，由内复膜机的送(退)膜机构25将此卷膜4全部送上储料空心轴24上。将内层膜21放在内复膜机储料盒机构44一端的放卷架30上，退下一定长的膜，这里拟作为中层用膜，将拟多复合一层的类式内层膜21的膜49往返折叠放入储料盒45内，再将盒放入中层用膜内腔，拉出一定长的膜片与中层膜齐头，然后经过储料空心轴的空心通过31拉出与外层膜齐头，储料盒45有滑轮46被储料盒机构的支承辊47控制和支承，可以使筒形中层膜连续顺利的从储料盒的滑轮和储料盒机构的支承辊之间通过，外层膜有退膜机构25的作用可以顺利连续的从储料空心轴上退下，三层筒形膜片完全同步的连续的被牵上内复膜机的复膜定径机构41如同上述方法而被定径、加热、加压复合为一体成为多于一层纬向(横向)单向拉伸膜的双向抗拉筒形塑料膜片。

若需要平膜复合膜片，当筒形复合膜片复合完成后进入收卷架之前可按设计幅宽由中封剖开展用一台收卷架收卷，也可切边变为两幅由两台收卷架收卷。

Claims (10)

1、双向抗拉筒形复合膜片和平膜复合膜片的生产方法，该方法包括：

1)，用单层或多层共挤出吹膜机挤出冷却制得单层或多层材料的筒形塑料膜片，在辊式热拉伸机上按需要拉伸比对折平的筒形塑料膜片进行经向单向拉伸，冷却定型后将其收卷作为外层膜片；

2)，用多层共挤出吹膜机挤出制得带热熔胶粘结剂层的筒形塑料膜片，在吹膜热拉伸机上将筒形塑料膜片重新加热达到拉伸温度条件后，将压缩空气通入筒形塑料膜片的内腔，控制气压和温度使其直径扩大达到纬向拉伸比要求，然后冷却折平将其收卷作内层膜；

3)，将1)所得外层膜和2)所得内层膜经内复膜机复合便得双向抗拉筒形复合膜片，将双向抗拉筒形复合膜由中缝剖开或从两边剖开便可得双向抗拉平膜复合膜片；

2、根据权利要求1所述的双向抗拉筒形复合膜片和平膜复合膜片的生产方法，其特征在于在将外层膜与内层膜复合时，是将外层膜套在内复膜机的储料空心轴上，将内层膜放在内复膜机的另一放卷架上且将内层膜一端穿过储料空心轴的空心通道使之置于外层膜内，将内层膜片和外层膜同步牵入内复膜定径机构上，经循环热风加热，将内层膜上的热熔胶粘合剂层重新加热熔融而将外层膜和内层膜粘合在一起，经至少一对压辊的作用，冷却定型后就复合成由经、纬单向拉伸塑料膜片复合的或由经向抗拉强度高于纬向抗拉强度的塑料膜片与纬向抗拉强度高于经向抗拉强度的塑料膜片复合的双向抗拉筒形复合膜片。

3、根据权利要求1所述的双向抗拉筒形复合膜片和平膜复合膜片的生产方法，其特征在于在将外层膜与内层膜复合时，是将外层膜放在内复膜机的放卷架上，且退下一定长外层膜，将内层膜往复折叠后放入内复膜机的储料盒内后放入外层膜内腔，拉出定长的内层膜与外层膜齐头，内、外层膜同步连续的被牵入内复膜机的复膜定径机构，经循环热风加热，将内层膜上的热熔胶粘合剂层重新加热熔融而将外层膜和内层膜粘合在一起，经至少一对压辊的作用，冷却定型后就复合成由经、纬单向拉伸塑料膜复合的或由经向抗拉强度高于纬向抗拉强度的塑料膜片与纬向强度高于经向抗拉强度的塑料膜片复合的双向抗拉筒形塑料膜片。

4、根据权利要求1所述的双向抗拉筒形复合膜片和平膜复合膜片的生产方法，其特征在于在将外层膜和内层膜复合时，是将外层膜放在内复膜机的储料空心轴上，将1、2)所制得的内层膜作为中层膜放在内复膜机的储料盒机构一端的放卷架上，退下一定长中层膜，另一纬向单向拉伸的内层膜或一层未经拉伸外层带有热熔胶粘结剂的热封性能优异的塑料膜片经往复折叠后放入内复膜机的储料盒机构的储料盒内后再放入中层膜的内腔，拉出定长膜与中层膜齐头后经过储料空心轴的空心通道拉出与外层膜齐头，三层筒形膜片同步连续被牵上内复膜机的复膜定径机构被定径、加热、加压复合为一体的含至少二层纬向单向拉伸膜或未经拉伸膜的双向抗拉筒形塑料复合膜片。

5、根据权利要求1或2或3或4所述的双向抗拉筒形复合膜片和平膜复合膜片的生产方法，其特征在于在制作外层膜时，在对筒形塑料膜片进行经向单向拉伸后、冷却定型前要进行热缩处理。

6、根据权利要求1或2或3或4所述的双向抗拉筒形复合膜片和平膜复合膜片的生产方法，其特征在于在制作外层膜时，调整吹膜的吹胀比或拉伸机上的拉伸比便可适当保留膜片的纬向分子定向和抗拉强度。

7、根据权利要求1或2或3或4所述的双向抗拉筒形复合膜片和平膜复合膜片的生产方法，其特征在于在制作内层膜时，控制吹膜拉伸机上的牵引辊和拉伸辊的线速度比使内层膜不仅在纬向上单向拉伸，而且保留了适当的经向抗拉强度。

8、双向抗拉筒形复合膜片和平膜复合膜片的生产装置，其特征在于装置由挤出吹膜机和/或多层共挤出吹膜机、辊式热拉伸机、吹膜热拉伸机，内复膜机组成，辊式热拉伸机中的拉伸辊至少为两根，内复膜机中有储料空心轴和/或储料盒机构，带有内定径器的复膜定径机构和热源。

9、根据权利要求8所述的双向抗拉筒形复合膜片和平膜复合膜片的生产装置，其特征在于热源采用电热烘箱和/或热油循环机。

10、根据权利要求8或9所述的双向抗拉筒形复合膜片和平膜复合膜片的生产装置，其特征在于吹膜机膜头的模唇圆周上开有纵向小槽。

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