CN2150989Y - 制造聚丙烯(pp)膜制品之胶布机改良装置 - Google Patents

Abstract

使用胶布机或俗称压延装置生产PP或PP+PE 胶膜，该机包括高速混合装置、混炼装置将配合料充 分混炼，由压延装置的第一辊轮与第二辊轮间隙将集 料辗压，使其胶化稳定，左右均匀分配，并将配合料经 由四至六支辊轮加温辗压，使其达到最佳胶化状态， 并利用各轮间隙速比及引取轮拉伸之控制，制得较大 厚度范围(在50～2000μm)及低收缩率的聚丙烯膜 片。于引取轮后装设压花装置及冰水轮、空气刀，以 制得外观具有不同花纹及透明的膜片。

Description

本实用新型一般地涉及聚合物膜的制膜装置，更具体地说涉及一种改良的制造聚丙烯－聚乙烯膜的胶布机。

目前一般传统制造聚丙烯（PP）膜，均使用双轴延伸机系统或T模挤出成型系统生产，该两系统之结构说明如下：

如图1所示为已知传统的PP膜生产用双轴延伸机系统，其结构与工作程序为：首先将混合完成而未加温的PP配合料自贮槽分别供给主押出机（1）及两侧押出机（2），其配合料经由押出机加温挤押成胶状，再经T模（3）而压延成板状胶布（1～5毫米厚），再进入纵向延伸设备（4），经冷却即可生产300微米以上厚度，若要生产薄膜则须再经延伸成较薄胶布，此胶布再经预热区（5）（此区温度精度要求约在±2℃，以利后段延伸以确保膜之厚度品质）加温预热，续由横向延伸设备（6）以数百个夹子将膜拉展延伸成所需厚度，再经由冷却设备（7）冷却并将其定型，最后以卷取机（8）卷成大卷装的膜制品。

上述一般传统制造PP膜的装置的生产过程其缺点说明如下：

1.全线生产设备流程长，所需用厂房占地大。

2.由于流程长，操作人员在处理生产过程时，需来回走动，易造成操作人员体力上至钜的损耗。

3.横向延伸设备加热使用密闭式烘箱，空间大，也较损耗能源。

4.于烘箱内PP膜因以夹子拉伸，如发生突发性异常现象，无法立即发现并采取应变措施，而必须将机台停车降温并开箱处理，费时费力，不具经济性。

5.由于T模出料口间隙之限制，出料量有限，故以高速生产仅能生产较薄制品（如80微米厚度以下），因限于机械结构及制品厚度分布均匀性之需求难以制造较厚之制品（如80微米以上厚度）。

如图2所示为已知传统之PP膜生产用T模挤出机系，其中：

供料机1用以将PP原料及其他配剂分别置入挤出机2。

挤出机2用以将PP原料经由加热器加热及螺杆旋中进行混炼胶化。因挤出机长度有限，各种原料及其他配合料无法在其中完全分散及融合，致影响产品的品质。

T模3，此段为成品成型最重要部位。在实践中，常以客户所需厚度而调整T模的夹子，唯模具的宽度无法调整，致使客户需求改小成品宽度时，因供料宽度不变，造成生产效率降低。除非更换模具，但因模具的价格高及更换作业费时，此乃不是理想之生产方式。

成型轮4，此为可调整轮间隙而用以控制厚度的装置。

冷却轮5用以在生产的PP膜厚度达到要求而离开成型轮后，经由冷却轮将成品冷却定型。

卷取机6用以依机台承制的各种规格产品，以卷装方式卷取再送后段处理，以供市场之需。

上述T模成型设备之缺点说明如下：

1.如生产0.1－1.0毫米厚的PP膜，因其产速慢，产能低，生产成本因而提高，效益差。

2.因以模具直接成型，再经由冷却后卷取，其外观及厚度分布不佳。

3.使用模具成型、生产宽度、速度及操作条件受到限制，可调整范围较窄。

由于前述机械结构问题及市场竞争之殷切需要，本实用新型的目的在于提供一种改良的生产PP膜制品的胶布机。当以本实用新型的胶布机和以传统的双轴延伸机及T模两种装置生产PP膜进行比较，以T模生产PP膜为例，其成本为本实用新型的改良的胶布机生产的1.2倍以上，且其产能只为后者的15％左右，相比之下，采用本实用新型的改良的胶布机生产，可大幅降低成本，提高品质与产能，具有经济实用性及可大量提高生产率。

本实用新型的改良的生产聚丙烯膜制品的胶布机主要将聚丙烯配合料以胶布机辊轮压延，再经由小辊轮拉伸冷却的生产方式，克服过去传统以双轴延伸或T模挤出生产设备无法达到的生产厚度的缺陷。具体来说，本实用新型的改良的胶布机，不仅可用以生产PP膜，也可以生产PP＋PE膜，其结构根据其所生产的有色或透明PP＋PE膜分别叙述如下：

1.用以生产PP＋PE有色膜的改良的胶布机包括：

混合装置，该混合装置用以将PP（或PP＋PE）原料加上其他填加剂、配剂经其以高速混合低速冷却，使混合料均一；

混炼装置，该混炼装置用以将投入其内的混合料与填充剂更进一步充分混炼；

供料装置，用以将倒入此供料装置中的混合搅拌均匀的混合料暂时存放，并连续供料至挤出机中使用；

挤出装置，该挤出装置以高温热水（热油或电热）加温，并高速运转，使原料获得混炼胶化，提高分散性，减少原料在挤出装置的停留时间，降低安定剂用量；

第一固定输送装置，该输送装置将经挤压成条状的原料输送至轧轮装置处理；

轧轮装置，其轮面温度控制在高温状态，可在滚轮上再度辗压、混炼原料，促之达均匀稳定的胶化度；

第二固定输送装置，用以将经轧轮装置前置割料刀切割成板片带状的原料送至摇首输送装置；

摇首输送装置，用以使供至胶布机的原料能均匀分配，使其达到胶化稳定，本摇首输送机使胶布机的压延装置的第一辊轮或第二辊轮间的积料左右均一，恰适所需；

胶布机压延装置，该胶布机压延装置为制造过程中最主要的部分，其将原料经由四支至六支辊轮加温辗压，使之达到最佳胶化及分散性，并通过各辊轮的间隙调整构件、交叉调整构件、弯曲调整构件对、速比及引取轮拉伸进行控制，使成品达到所需的厚度；

引取轮装置，该引取轮装置对本段的胶布的拉伸比（对胶布机辊轮的速度比）由1：1至1：4间做适当的调整，轮温控制在60℃－150℃间，以确保PP加工过程中的物理特性。轮面并做金属以外的特殊处理，使胶布易于脱离该轮面；

压花轮装置，该压花轮装置配合PP产品压纹需要，配置压花装置，并装有温度控制，依产品种类、规格控制所需的温度；

冷却轮装置，在所生产的PP胶布厚度达到要求并成型后，经由冷却轮装置使成品定型冷却，其冷却温度为在80℃－30℃的范围；

针孔检出器，该检出器可检测出孔径大于0.8mm的膜片针孔，以确保PP胶布制品之外观品质并降低产品表面处理不良率；

β射线厚度检出器，可连续检测胶布横向之厚度分布，以确保PP制品之厚度品质，该厚度检出器将检测的胶布厚度的信息，反馈到胶布机压延装置上的控制装置，供胶布机压延装置进行厚度自动补偿控制；        卷取机依机台承制各种规格产品，以卷装方式卷取制成的胶布制品，再送后段处理或以切片机切片方式处理，以满足市场之需。

用以生产PP＋PE透明膜的改良的胶布机与上述生产PP＋PE有色膜的装置基本上相同，其不同之处仅在于引取轮装置后段需增加一组冰水轮装置，该冰水轮装置用以将温度控制在10℃以下及一组喷气刮刀，使高温熔融聚丙烯（PP）急速冷却成型。

本实用新型的一个方面中，其改良的部分还包括用以调整辊轮间隙速比及引取轮装置对胶布机的速度比的相关装置，该装置包括：

该压延装置包括辊轮间隙调整马达构件、辊轮交叉调整油压器构    件，辊轮弯曲调整油压缸构件等。由摇首输送装置均匀送入胶布机压延装置的PP胶料，经本实用新型的胶布压延装置制成的胶布制品的精密程度远优于T模挤出成型系统制成的胶布，兹将该压延装置各构件说明如下：

（1）间隙调整马达构件，此为胶布机压延装置中用以各辊轮与辊轮之间隙进行调整的结构，可分别由左右两侧的马达驱动，并精确的控制辊轮两侧之间隙，成为成品厚度之主要调整构件；

（2）辊轮交叉调整油压缸构件，此为胶布机压延装置第一辊轮及第四辊轮进行交叉调整的结构，可由两侧的油压缸调整该第一辊轮、第四辊轮与第二、第五固定辊轮成交叉状态，以均匀补偿成品胶布至最佳双侧厚度分布；

（3）辊轮预负荷油压缸构件，此为胶布机压延装置第四辊轮的预负荷构件，通过调整双侧油压缸的油压调整给予第四辊轮的预负荷，防止辊轮浮动造成成品厚度不良；

（4）辊轮弯曲调整油压缸构件，此为胶布机压延装置第五辊轮及第二辊轮的弯曲调整构件，其由两侧油压缸分别调整压力，使辊轮产生弯曲变形，以均匀补偿成品胶布至最佳品质的双侧厚度分布。

本实用新型的另一方面中，本实用新型的厚度自动调整装置采用β射线厚度检出器来检测厚度，该检测器将检测的实际值，经计算机将之与设定值比对，再经由速比、间隙、交叉等构件对压延装置进行调整补偿，以便达到胶布制品的厚度均匀一致。

该β射线厚度检出器包括β射线源及β射线探测器，该探测器接受来自β射线源并透过胶布的β射线并将其强度作为所探测的有关β射线的实际值的信号输送到计算机中，与记忆在计算机中的设定值进行比对后，将比对信号反馈到胶布机压延装置的各控制构件，以便该压延装置根据该信号自动调整其各有关构件的相应动作。

本实用新型的又再一方面，各辊轮的温度亦采用自动控制装置，该温度控制装置包括，温度检测器及用以处理信号的计算机该计算机将所接收的温度检测器所测定的实际温度值与预设定值在其内进行比对，再通过该温度控制装置控制并调整各加热部件及冷却部件使胶布制品的温度的变化可在±1℃范围之内。

本实用新型用以生产PP或PP＋PE膜的胶布机具有下述优点；

1.胶布机全线流程较短，所需厂房空间较小，节省成本。

2.因制程短，且全线可纳入计算机控制，易于监视及操作，对于突发性异常易于处理，减少停车时间损失。

3.生产流程中，PP膜皆经由辊轮接触辗压、拉伸，故PP膜厚度分布及物理特性均佳。

兹配合附图对本实用新型的最佳实施例的结构与功能详述于下：

图1为传统的生产PP膜所用的双轴延伸机系统简图；

图2为传统的生产PP膜所用的T模挤出机系统简图；

图3为本实用新型的生产PP＋PE（有色或透明）膜的改良的胶布机的示意图；

图4为本实用新型调整辊轮间隙速比及引取轮对胶布机的速度比的相关装置的示意图；

图5为本实用新型的厚度调整与速比、辊轮间隙、辊轮交叉的调整过程的流程示意图；

图6为本实用新型的温度控制流程示意图。

本实用新型的PP膜制品的改良的胶布机，除可用以生产PP膜之外，还可用以生产PP＋PE有色膜，也可以生产PP＋PE透明膜。供生产该两种膜的装置结构大致相同，惟生产透明膜时，需附加以另一些辅助装置，下文将主要结合生产PP＋PE有色膜来叙述本实用新型的装置结构，并于适当部分处，补充有关生产PP＋PE透明膜的装置结构。

请参阅图3，所示为本实用新型的生产PP＋PE（有色）膜所用的改良的胶布机。其中包括：

混合装置1，该混合装置包括两个料斗，用以分别盛装PP原料及其它填加剂，并以一定的配方将PP原料加上其他填加剂、配剂，经本装置以高速混合低速冷却，使混合料均一；

混炼装置2，该混炼装置用以将投入其内的混合料与填充剂更进一步充分混炼；

供料装置3，用以将倒入此供料装置中的混合搅拌均匀的混合料暂时存放，并连续供料至挤出装置中使用；

挤出装置4，该挤出装置以高温热水（热油或电热）加温，并高速运转，使原料获得混炼胶化，提高分散性，减少原料在挤出装置内的停留时间，降低安定剂使用量；

第一固定输送装置5，该输送装置将经挤出装置挤压成条状的原料输送至轧轮装置处理；

轧轮装置6，该轧轮装置具有轮面温度控制在高温状态的辊轮，使原料在辊轮上再度受辗压、混炼，促达均匀稳定胶化度；

第二固定输送装置7用以将经轧轮装置前置割料刀切割成板片带状的原料送至摇首输送装置；

摇首输送装置8，为使供至胶布机的原料能均匀分配，使其胶化稳定，并使胶布机压延装置的第一辊轮或第二辊轮间的积料左右均一，恰适所需；

胶布机压延装置9，该压延机为制造过程中最主要的部分，它包括4至6个排列成反L型的辊轮，在本实用新型中有5个辊轮，第一个辊轮901和第二个辊轮902接受由摇首输送装置8输送的原料经由其四个至六个辊轮加温辗压，使之达到最佳的胶化及分散性，并通过各辊轮的间隙调整构件、交叉调整构件、弯曲调整构件对速比及引取轮装置10拉伸进行控制，使成品达到所需的厚度；其详细结构将于下文进一步叙述；

上述引取轮装置10在本段上各辊轮的拉伸比（对胶布机辊轮的速度比）由1：1至1：4间做适当的调整，轮温控制在60℃－150℃间，借之以确保PP膜的加工物理特性。轮面并做金属以外的特殊处理，使胶片易于脱离该轮面；

压花轮装置11用以配合PP产品需要压纹而配置的压花装置，其上并装有温度控制，依产品种类、规格控制所需的温度；

冷却轮装置12，在所生产的PP胶布厚度达到要求并成型后，经由冷却轮装置使成品定型冷却，其冷却温度为80℃－30℃；

针孔检出器13，该检出器13为一种光电检测装置，具有光源（未示）及一光探测器，可检出孔径大于0.8毫米的的膜片针孔，在检出大于0.8毫米的膜片针孔后便发出信号，以便操作人员采取必要的处理措施，从而确保PP胶布制品之外观品质并降低产品表面处理不良率；

β射线厚度检出器14，该输出器可连续检测胶布横向厚度分布，以确保PP制品的厚度品质，该β射线厚度检出器包括β射线源和β射线探测器，β射线源发射出的β射线穿透PP膜制品后，便由β射线探测器根据穿透的β射线的强度而测定出胶膜的相应厚度，该信号经计算机处理后，反馈到胶布机压延装置的控制构件上，供胶布机压延装置进行厚度自动补偿控制；控制过程的流程图如图5所示。

卷取装置15，该装置将依胶布机台承制各种规格产品以卷装方式卷取，再送后段处理或用切片机以切片方式处理。

当将本实用新型的胶布机作为生产PP＋PE透明膜的装置时，在制造过程中使用的装置和操作流程与上述生产PP＋PE（有色）膜时使用的装置和操作流程基本上相同，其不同之处仅在于引取轮装置后段需增加一组冰水轮装置16，该装置轮可将温度控制在10℃以下，还包括一组空气刮刀17，该空气刀可使高温熔融聚丙烯（PP）急速冷却成型。

现请参阅图4，所示为本实用新型调整辊轮间隙速比及引取轮对胶布机的速度比的相关装置。

PP胶料由摇首输送装置均匀送入胶布机压延装置9，经由设置于其上的辊轮两侧间隙调整、交叉调整、弯曲调整及预负荷等构件，以改善所生产的胶布的厚度的精密度，其精密程度远优于T模挤出成型系统所能达到的精密度。兹说明各调整构件如下：

（1）间隙调整马达构件18、19：此为胶布机压延机各辊轮与辊轮之间隙调整构造，其可分别由左右两侧的马达驱动，并精确的控制辊轮两侧间隙，以达到对成品厚度的最主要调整。

（2）辊轮交叉调整油压缸构件20、21：此为胶布机压延装置第一辊轮901及第四辊轮904的辊轮交叉调整构件，其可由两侧的油压缸调整该两辊轮与第二、第五辊轮902、905所成的交叉状态，以均匀补偿所生产的胶布至最佳双侧厚度分布；

（3）辊轮预负荷油压缸构件22：此为胶布机压延装置第四辊轮904的预负荷构件，双侧油压缸调整油压给予该第一、四辊轮901、904的预负荷，防止辊轮浮动造成成品厚度不良；

（4）辊轮弯曲调整油压缸构件23、24：此为胶布机压延机第五辊轮905及第二辊轮的辊轮902弯曲调整构件，其由两侧油压缸分别调整压力，使该两辊轮产生弯曲变形，以便均匀补偿所生产胶布至最佳品质的双侧厚度分布。

图5示出本实用新型的厚度自动调整装置厚度检出器的探作流程，该装置采用β射线厚度检出器14检测厚度，该装置将检出的胶布厚度的有关测量值输入到计算机（图1中未示出）中，在计算机内将测量的实际值与设定值比对，将比对结果，再经由速比、间隙、交叉等构件对压延装置进行调整补偿。

在采用本实用新型的β射线厚度检出器时，尚作出某些规限。当检测出的实际值与设定值之差异值在±1％以内，计算机对之不作出反应，因此不进行调整补偿作业；当检测出的实质值与设定值的差异值超过±1％但小于±3％，优先以引取轮速比构件进行补偿作业，当差异值超过±3％时，则以第四、第五辊轮904、905间隙构件进行补偿作业；各部分由控制器掣动。当检出器检测的实际值与设定值比对，差异值超过±5％时，则检出器将发出警报信号，通知操作人员采取必要的处理措施。

本实用新型除对胶布厚度采用上述控制之外，还对辊轮温度进行控制，其控制采有自动控制方式，由温度检出器检出之实际值与设定值在计算机内进行比对，再利用温度控制器控制加热及冷却部件的阀门，以将温度的差异值调整至±1℃以内。辊轮温度控制的流程如图6所示，其进行温度调整和控制的程序和操作规限如下：

由温度检出器检测出的温度实际值的输入到计算机内，在其内与设定值进行比对，再由加热、冷却二部位构件调整补偿。

当差异值在±1℃以内，不补偿，当实际值温度比设定值温度低且在1℃以上，则由加热控制阀进行补偿作业，反之，当实际值温度比设定值温度高出1℃以上，则由冷却控制阀进行补偿作业。

加热时将冷却水予以关闭，冷却时，加热水予以关闭。

温度差异超出规限范围时，则发出警报信号，通知操作人员采用必要的处理措施。

应当指出由本实用新型的改良的生产PP＋PE膜胶布机所能生产的胶布的厚度在胶布机的辊轮各间隙的速度比，交叉、弯曲及引取轮对胶布机辊轮的速度比设定在1：1至1：4的可调整范围之内，而辊轮温度则控制在60℃至150℃之间，成品厚度则可控制在50微米至2000微米之间。此外，本实用新型的胶布机除可用以生产PP或PP＋PE膜之外，尚可用以生产聚乙烯／乙烯醋酸乙烯酯共聚物（PE／EVA），生产PE／EVA时，则其产品的厚度可控制在15微米至2000微米之间。

Claims (5)

1、一种制造聚丙烯(PP)或聚丙烯加聚乙烯(PP+PE)膜制品的改良的胶布机，其特征在于包括：混合装置、混炼装置、第一及第二固定输送装置、轧轮装置、摇首输送装置、胶布机压延装置、引取轮装置、压花轮装置、冷却轮装置、厚度检出器、针孔检出器、卷取装置、冰水轮装置、空气刀等组件组成，其特征在于，其中利用高速混合装置、混炼装置、供料装置及挤出装置使该塑胶原料经固定输送装置、轧轮装置、摇首输送装置送至胶布机压延装置以将之充分混炼均一，挤出装置采用高温热水或热油或电热，使胶料进一步充分均匀胶化；具有辊轮交叉、弯曲调整装置的胶布机，其辊轮各间隙之速度比，及引取轮对胶布机辊轮之速度比调整在1∶1至1∶4间，辊轮温度控制在60℃至150℃间，由引取轮装置引出后导入压花装置，以压制各种花纹，或再经冰水轮装置及空气刀，使高温熔融聚丙烯(PP)或聚丙烯加聚乙烯(PP+PE)膜急速冷却成型从而取得有色或透明的聚丙烯膜片，成品厚度范围在50微米至～2000微米之间。

2、如权利要求1所述的改良的胶布机，其特征在于其中压延装置的各辊轮由压延装置的左右两侧的马达的驱动来调整其间隙，各辊轮的间隙决定成品的厚度。

3、如权利要求1所述的改良的胶布机，其特征在于其中辊轮的交叉由压延装置的第一辊轮及第四辊轮的辊轮位置与由两侧的油压缸进行调整，使第一、四辊轮与第二、五辊轮成交叉状态，以便均匀补偿胶布厚度至最佳双侧厚度分布。

4、如权利要求1所述的改良的胶布机，其特征在于其中各辊轮由压延装置两侧油压缸分别调整第五辊轮及第二辊轮的辊轮压力进行弯曲调整，使辊轮产生弯曲变形，以均交补偿胶布厚度至最佳品质的双侧厚度分布。

5、如权利要求1所述的改良的胶布机，其特征在于其中生产胶布的配料可为聚乙烯／乙烯醋酸乙烯酯共聚合物（PE／EVA），其成品厚度范围在15微米至～2000微米之间。

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