CN220638978U - 一种薄膜拉伸退火装置及薄膜生产线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种薄膜拉伸退火装置及薄膜生产线，涉及薄膜生产技术领域，包括：至少一个薄膜牵引加热结构，包括竖向设置的加热筒和设置在加热筒两端外侧的第一牵引辊组，加热筒的下端设置有人字板和充气部件，充气部件能够将处于加热筒内的薄膜吹成膜泡；退火结构，设置在薄膜牵引加热结构的下游，包括退火箱和设置在退火箱两端的第二牵引辊组，退火箱内设置有多个不锈钢导辊和多个进风口，进风口用于向退火箱内吹热风；薄膜能够依次穿过至少一个薄膜牵引加热结构和退火箱，并在退火箱内依次绕过多个不锈钢导辊；解决现有技术中MDO工艺生产薄膜中存在的橡胶辊易老化，拉伸颈缩效应和能耗大的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于薄膜生产技术领域，更具体地，涉及一种薄膜拉伸退火装置及薄膜生产线。
背景技术
吹塑薄膜是生产薄膜的一种常用方法，简称吹膜，适用于聚乙烯、聚丙烯等多种薄膜的制备。吹膜是指树脂经过挤出机螺杆的加热和剪切，在口模处挤出形成膜管，从模头中心向膜管内吹入一定量的空气，膜管经过吹胀、冷却后，被人字板压叠，然后收卷成膜卷。为提高吹塑薄膜拉伸强度、挺度、光学性能会在收卷前沿机器方向进行拉伸(MachineDirection Orientation，简称MDO)。
传统的薄膜的生产过程中，将吹塑薄膜在一定温度下进行拉伸，然后退火、冷却，最后收卷。MDO工艺通过对预热辊、拉伸辊、退火辊、冷却辊进行牵引速度和温度的调整，对薄膜进行拉伸和退火，MDO工艺的拉伸是由一组(两根)拉伸辊夹住薄膜进行强制牵引，与上一组拉伸辊产生牵引速度差，进行的强制拉伸。拉伸是为了提高纵向拉伸强度；退火是为了消除拉伸后的薄膜内应力，调整收缩率。
MDO工艺生产薄膜中存在如下缺点：MDO过程温度最高可达130℃左右，MDO的辊筒由钢棍和橡胶辊组成，橡胶辊在长期高温环境容易老化，需频繁更换，维修成本较高；辊筒加热方式为导热油循环，需要高性能热交换器精准控制温度，导热油需定期更换和补充，且油管有漏油风险，维护成本较高；拉伸过程会产生颈缩效应，导致薄膜两边厚中间薄，两边必须切除，浪费较大，若要修正需采用在线测厚和自动风环调节厚度，该技术难度大。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种薄膜拉伸退火装置，解决现有技术中MDO工艺生产薄膜中存在的橡胶辊易老化，拉伸颈缩效应和能耗大的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种薄膜拉伸退火装置，包括：
至少一个薄膜牵引加热结构，所述薄膜牵引加热结构包括竖向设置的加热筒和设置在所述加热筒两端外侧的第一牵引辊组，所述加热筒的下端设置有人字板和充气部件，所述充气部件能够将处于所述加热筒内的薄膜吹成膜泡；
退火结构，设置在所述薄膜牵引加热结构的下游，所述退火结构包括退火箱和设置在所述退火箱两端的第二牵引辊组，所述退火箱内设置有多个不锈钢导辊和多个进风口，所述进风口用于向所述退火箱内吹热风；
所述薄膜能够依次穿过至少一个所述薄膜牵引加热结构和所述退火箱，并在所述退火箱内依次绕过多个所述不锈钢导辊。
可选地，每个所述薄膜牵引加热结构的下游设置有一个第一冷却辊组。
可选地，所述退火结构的下游设置有一个第二冷却辊组。
可选地，所述第二冷却辊组的下游设置有收卷结构。
可选地，所述退火箱设置有入口和出口，处于所述入口上游的所述第二牵引辊组的牵引速度大于处于所述出口下游的所述第二牵引辊组的牵引速度。
可选地，所述薄膜牵引加热结构设置有两个，分别为处于上游的第一薄膜牵引加热结构和处于下游的第二薄膜牵引加热结构，所述第一薄膜牵引加热结构用于薄膜的拉伸，所述第二薄膜牵引加热结构用于薄膜的拉伸或薄膜的退火。
可选地，处于所述第一薄膜牵引加热结构上方的所述第一牵引辊组的牵引速度小于处于所述第一薄膜牵引加热结构下方的所述第一牵引辊组的牵引速度。
可选地，处于所述第二薄膜牵引加热结构上方的所述第一牵引辊组的牵引速度等于处于所述第二薄膜牵引加热结构下方的所述第一牵引辊组的牵引速度。
可选地，所述加热筒的内周由上至下依次设置有多个加热片，所述加热筒内上部的加热温度大于其下部的加热温度。
本实用新型还提供一种薄膜生产线，包括薄膜生产装置和上述的薄膜拉伸退火装置。
本实用新型提供一种薄膜拉伸退火装置，其有益效果在于：该薄膜拉伸退火装置具有至少一个薄膜牵引加热结构，能够通过充气部件使得薄膜在加热筒内形成膜泡并对其进行加热，通过第一牵引辊组的牵引速度差能够实现薄膜的拉伸，即采用管泡法进行薄膜拉伸，拉伸过程中，第一牵引辊组处于加热筒的两端外侧，不处于高温环境中，第一牵引辊组也不需要加热和控温，管泡法进行薄膜拉伸能够克服颈缩效应，降低技术难度，并且设置有退火结构，退火结构具有退火箱，拉伸后的薄膜依次经过退火箱内的多个不锈钢导辊，形成蛇形路径，增加薄膜在退火箱内的停留时间，提高退火效果，通过进风口向退火箱内吹热风，实现对薄膜均匀加热，实现退火，不仅节省空间，还能够降低能源耗费，降低成本。
本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种薄膜拉伸退火装置的结构示意图。
附图标记说明：
1、加热筒；2第一牵引辊组；3、人字板；4、退火箱；5、第二牵引辊组；6、不锈钢导辊；7、第一冷却辊组；8、第二冷却辊组；9、收卷结构；10、膜泡。
具体实施方式
下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本实用新型提供一种薄膜拉伸退火装置，包括：
至少一个薄膜牵引加热结构，薄膜牵引加热结构包括竖向设置的加热筒1和设置在加热筒1两端外侧的第一牵引辊组2，加热筒1的下端设置有人字板3和充气部件，充气部件能够将处于加热筒1内的薄膜吹成膜泡10；
退火结构，设置在薄膜牵引加热结构的下游，退火结构包括退火箱4和设置在退火箱4两端的第二牵引辊组5，退火箱4内设置有多个不锈钢导辊6和多个进风口，进风口用于向退火箱4内吹热风；
薄膜能够依次穿过至少一个薄膜牵引加热结构和退火箱4，并在退火箱4内依次绕过多个不锈钢导辊6。
具体的，为解决现有技术中MDO工艺生产薄膜中存在的橡胶辊易老化，拉伸颈缩效应和能耗大的问题；本实用新型提供的薄膜拉伸退火装置具有至少一个薄膜牵引加热结构，能够通过充气部件使得薄膜在加热筒1内形成膜泡10并对其进行加热，通过第一牵引辊组2的牵引速度差能够实现薄膜的拉伸，即采用管泡法进行薄膜拉伸，拉伸过程中，第一牵引辊组2处于加热筒1的两端外侧，不处于高温环境中，第一牵引辊组2也不需要加热和控温，管泡法进行薄膜拉伸能够克服颈缩效应，降低技术难度，并且设置有退火结构，退火结构具有退火箱4，拉伸后的薄膜依次经过退火箱4内的多个不锈钢导辊6，形成蛇形路径，增加薄膜在退火箱4内的停留时间，提高退火效果，通过进风口向退火箱4内吹热风，实现对薄膜均匀加热，实现退火，不仅节省空间，还能够降低能源耗费，降低成本。
进一步的，薄膜为物料经过挤出机螺杆的加热和剪切，在口模处挤出形成的膜管，膜管经过传输辊等部件依次输入至少一个薄膜牵引加热结构中，进行薄膜的拉伸，拉伸后的薄膜进入退火结构中进行退火。薄膜进入加热筒1后，充气部件能够向膜管内部充气，使得加热筒1内的薄膜形成膜泡10，充气部件的具体结构和工作方式在管泡法进行薄膜拉伸工艺中较为常见，在此不再赘述，同时加热筒1对膜泡10进行加热，并且由第一牵引辊组2的牵引速度差实现对薄膜的拉伸；拉伸后的薄膜经过人字板3压叠成片膜后进入加热筒1下方的第一牵引辊组2，人字板3在加热筒1的下方，可以安装在机架上，需要调节合适的角度来稳定膜泡10，并逐渐将圆筒形的薄膜压叠成平面状；退火箱4上还可以设置出风口，用于出风，形成循环热风加热，让薄膜在一定温度下退火，自然收缩，然后冷却收卷；通过退火结构对薄膜进行退火，可有效降低薄膜收缩率，提高薄膜的耐温性。
可选地，每个薄膜牵引加热结构的下游设置有一个第一冷却辊组7。
具体的，经过每个加热筒1下方的一个第一冷却辊组7之后，设置有一个第一冷却辊组7，可将薄膜快速冷却，冷却辊内有冷却水循环，通过调节冷却水的温度控制第一冷却辊组7的表面温度，温度为5-50℃，可以调节薄膜结晶度，控制其挺度和韧性。
可选地，退火结构的下游设置有一个第二冷却辊组8。
具体的，经过退火箱4之后设置有一个第二冷却辊组8，其结构和冷却效果与第一冷却辊组7相同，防止收卷后膜卷冷却收缩变形。
可选地，第二冷却辊组8的下游设置有收卷结构9。
具体的，收卷结构9用于收卷经过拉伸和退火后的薄膜。
可选地，退火箱4设置有入口和出口，处于入口上游的第二牵引辊组5的牵引速度大于处于出口下游的第二牵引辊组5的牵引速度。
具体的，薄膜出退火箱4的速度低于进退火箱4的速度，因此可以让薄膜在退火箱4中充分收缩，完全释放应力。
可选地，薄膜牵引加热结构设置有两个，分别为处于上游的第一薄膜牵引加热结构和处于下游的第二薄膜牵引加热结构，第一薄膜牵引加热结构用于薄膜的拉伸，第二薄膜牵引加热结构用于薄膜的拉伸或薄膜的退火。
具体的，第二薄膜牵引加热结构可以灵活运用，不仅可以像第一薄膜牵引加热结构一样用于薄膜的拉伸，还可以用于薄膜的退火，之后再在退火结构中进行进一步退火，退火行程和时间大幅增加，以此来提高退火效果。
可选地，处于第一薄膜牵引加热结构上方的第一牵引辊组2的牵引速度小于处于第一薄膜牵引加热结构下方的第一牵引辊组2的牵引速度。
具体的，处于第一薄膜牵引加热结构上方和下方的两个第一牵引辊组2有设定转速比，形成不同的牵引速度在对薄膜进行吹胀后，实现薄膜的纵向拉伸；处于第一薄膜牵引加热结构上方和下方的两个第一牵引辊组2都有检测转速的装置，通过转速以及薄膜的厚度、宽度变化来计算和设定薄膜的拉伸倍率。
可选地，处于第二薄膜牵引加热结构上方的第一牵引辊组2的牵引速度等于处于第二薄膜牵引加热结构下方的第一牵引辊组2的牵引速度。
具体的，第二薄膜牵引加热结构也可以不使用，在第二薄膜牵引加热结构用于薄膜的退火时，与第一薄膜牵引加热结构的加热温度不同，第二薄膜牵引加热结构的加热温度较低，可有效消除分子间内应力；此时在第二薄膜牵引加热结构中薄膜不需要拉伸，所以处于第二薄膜牵引加热结构的上方和下方的两个第一牵引辊组2的转速相等，没有设置拉伸比。
可选地，加热筒1的内周由上至下依次设置有多个加热片，加热筒1内上部的加热温度大于其下部的加热温度。
具体的，加热筒1中的温度，从上到下为(120-150)℃降低到(70-100)℃，加热片可以分五层排列，每层10个加热片，可整体调整每层温度，也可对每层单个加热片进行温度设置；在第二薄膜牵引加热结构用于薄膜的退火时，与第一薄膜牵引加热结构的加热温度不同，第二薄膜牵引加热结构的加热温度较低，从上到下为(80-120)℃到(60-100)℃。
本实用新型还提供一种薄膜生产线，包括薄膜生产装置和上述的薄膜拉伸退火装置。
具体的，薄膜生产装置设置在上述的薄膜拉伸退火装置的上游，薄膜生产装置可以包括挤出机和传输辊等，物料经过挤出机螺杆的加热和剪切，在口模处挤出形成的膜管，膜管经过传输辊等部件依次输入至少一个薄膜牵引加热结构中，进行薄膜的拉伸，拉伸后的薄膜进入退火结构中进行退火，之后经过收卷结构9进行收卷。
以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种薄膜拉伸退火装置，其特征在于，包括：
至少一个薄膜牵引加热结构，所述薄膜牵引加热结构包括竖向设置的加热筒和设置在所述加热筒两端外侧的第一牵引辊组，所述加热筒的下端设置有人字板和充气部件，所述充气部件能够将处于所述加热筒内的薄膜吹成膜泡；
退火结构，设置在所述薄膜牵引加热结构的下游，所述退火结构包括退火箱和设置在所述退火箱两端的第二牵引辊组，所述退火箱内设置有多个不锈钢导辊和多个进风口，所述进风口用于向所述退火箱内吹热风；
所述薄膜能够依次穿过至少一个所述薄膜牵引加热结构和所述退火箱，并在所述退火箱内依次绕过多个所述不锈钢导辊。
2.根据权利要求1所述的薄膜拉伸退火装置，其特征在于，每个所述薄膜牵引加热结构的下游设置有一个第一冷却辊组。
3.根据权利要求1所述的薄膜拉伸退火装置，其特征在于，所述退火结构的下游设置有一个第二冷却辊组。
4.根据权利要求3所述的薄膜拉伸退火装置，其特征在于，所述第二冷却辊组的下游设置有收卷结构。
5.根据权利要求1所述的薄膜拉伸退火装置，其特征在于，所述退火箱设置有入口和出口，处于所述入口上游的所述第二牵引辊组的牵引速度大于处于所述出口下游的所述第二牵引辊组的牵引速度。
6.根据权利要求1所述的薄膜拉伸退火装置，其特征在于，所述薄膜牵引加热结构设置有两个，分别为处于上游的第一薄膜牵引加热结构和处于下游的第二薄膜牵引加热结构，所述第一薄膜牵引加热结构用于薄膜的拉伸，所述第二薄膜牵引加热结构用于薄膜的拉伸或薄膜的退火。
7.根据权利要求6所述的薄膜拉伸退火装置，其特征在于，处于所述第一薄膜牵引加热结构上方的所述第一牵引辊组的牵引速度小于处于所述第一薄膜牵引加热结构下方的所述第一牵引辊组的牵引速度。
8.根据权利要求6所述的薄膜拉伸退火装置，其特征在于，处于所述第二薄膜牵引加热结构上方的所述第一牵引辊组的牵引速度等于处于所述第二薄膜牵引加热结构下方的所述第一牵引辊组的牵引速度。
9.根据权利要求1所述的薄膜拉伸退火装置，其特征在于，所述加热筒的内周由上至下依次设置有多个加热片，所述加热筒内上部的加热温度大于其下部的加热温度。
10.一种薄膜生产线，其特征在于，包括薄膜生产装置和根据权利要求1-9任一项所述的薄膜拉伸退火装置。
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