專利名稱：用于螺旋切割平疊的、柔性的、聚合材料的管狀薄膜的方法及裝置的制作方法
螺旋切割柔性的、聚合材料的管狀薄膜在英國專利GB816，607及與其相應(yīng)的專利中已經(jīng)公開。該專利的目的是制造呈現(xiàn)斜交取向的大分子的帶材。該方法本身主要用于制造各層為單軸取向的高強度交叉疊層材料。為了達到所需要的性能，管狀薄膜在螺旋切割前在其原來的縱向被強烈地取向。這一般在芯軸上實現(xiàn)。
或者使管狀薄膜在用一固定刀子切割前以螺旋運動前進;或者使管狀薄膜直線前進而刀子旋轉(zhuǎn);從而意味著，供卷繞已被螺旋切割的薄膜的卷繞裝置必須同刀子一起作行星式運轉(zhuǎn)。
螺旋切割柔性的管狀薄膜在英國專利GB1，526，722中也已運用。其中，要螺旋切割的管狀薄膜通常有單軸的“聚合物晶?！薄＿@是在擠壓成型時形成的。在螺旋切割前，在聚合材料的熔融溫度范圍以下沒有對其進行任何處理。另一個目的是制造高強度的交叉疊層材料。但是在這種情況下，這些層是在疊層中或疊層后用延伸的方法使其雙軸取向的。橫向和縱向的延伸處理是相互獨立的階段，而每一個階段都是單軸取向的。
雖然上述專利沒有公開使不同的運動同步的任何裝置，這些運動確定了螺旋切割，即柔性的管狀薄膜的前進運動和螺旋切割后的薄膜的卷繞裝置及刀子的旋轉(zhuǎn)運動;但一個人的技藝可以利用加工柔性的聚合薄膜的控制裝置的構(gòu)造以傳統(tǒng)的方法實現(xiàn)這種同步。然而，由于將已切割的薄膜曳出的方向同原來前進的方向有一角度，從而在管狀薄膜中產(chǎn)生扭力，進而使得用這樣的傳統(tǒng)方法要達到力的正確平衡極為復雜。
本發(fā)明的目的在于提供一種改進的螺旋切割方法。用這種方法，對復雜的同步系統(tǒng)的需要得到滿足，從而方法的可靠性得到改善。
用于螺旋切割柔性的，聚合材料的管狀薄膜的本發(fā)明的方法，所用的材料在切割前是平疊形狀，其特征在于切割是在直徑一般小于而且接近于管狀薄膜直徑的管狀芯軸上進行，空氣經(jīng)芯軸源源不斷地通入管狀薄膜，以所產(chǎn)生的內(nèi)部過壓來使管狀薄膜充脹并增強。
增強是氣體充脹和產(chǎn)生過壓的結(jié)果，這使管狀薄膜可以承受大的扭矩。這樣，可以使用比較大的力將已被螺旋切割的薄膜從芯軸上曳出并將該薄膜重繞。
盡管切割寬度在約20cm以下的平疊的管材的方法未見到任何實際的運用，然而，本發(fā)明的方法仍試圖就寬度達到200cm的管狀薄膜實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，看看實施例便可以預料，更寬的管狀薄膜基本上也能加工。
所使用的最佳過壓和氣流量視具體情況而定。因此，薄材料、高度的單軸取向和高勁度都是影響因素。這些因素使其易于撕裂而傾向于要求低的過壓。然而，使該壓力達到足以允許在從芯軸上曳出的薄膜中每米寬度至少200克的張力是合理的。當薄膜的耐撕裂強度允許時，該張力最好應(yīng)為每米至少2公斤。
如果過壓相對于傾斜的拉力太低，管狀薄膜將不能保持充脹形狀，從而變得扭曲并有礙加工。
切割角在20°以下一般是不可取的。達70°的切割角可以得到良好的精度。可以相信，該角可達到近乎90°。
本發(fā)明的一個實施例的特征是芯軸的直徑是可變的。例如，它可以用排成一圈的若干肋骨支撐的環(huán)形橡膠板制成。這些肋骨又用可伸縮的裝置支撐(如同傘中的傘骨那樣)。這樣，同樣一個芯軸可用于不同寬度的平疊的管狀薄膜。
尤其是對于脆性薄膜(薄的、硬的和/或高取向的)，減小過壓和氣流量是重要的;直徑可變的芯軸其優(yōu)點是可以利用在管狀薄膜中的氣流量和過壓的自動記錄來反饋控制。
在本發(fā)明的另一實施例中，芯軸的表面加工成波紋狀，以減小薄膜和芯軸之間的摩擦。波紋通常由縱向凸棱構(gòu)成。該波紋結(jié)構(gòu)確保氣流布滿芯軸的四周，從而確保充分的“氣體潤滑”。
正如根據(jù)前面的介紹已經(jīng)表明的那樣，本發(fā)明的最終目的通常是制造高強度的交叉疊層材料。為此目的，兩張或若干張已被螺旋切割的薄膜依次相互疊合，使管狀薄膜原有的縱向彼此交叉。
考慮到這個最終目的，所使用的管狀薄膜材料一般最好具有單軸的熔融取向;或者，與本發(fā)明的方法相配合，所使用的管狀薄膜材料在聚合材料的熔融溫度范圍以下具有縱向取向。
下面，參照附圖
(為一俯視圖)對本發(fā)明予以詳細說明。圖中，(1)為拆卷裝置。該裝置在其端部具有軸(2)并繞該軸的軸線旋轉(zhuǎn)。軸(2)經(jīng)重型滾柱軸承(4)用固定在地面上的立柱(3)支承。
為簡化起見，該拆卷裝置(1)表示為由一端板(5)和兩側(cè)板(6)所構(gòu)成的外殼。附圖表示的是，當這些側(cè)板處于水平位置的那一回轉(zhuǎn)瞬間，而只有用虛線表示的上面那一塊側(cè)板可以看到。實際上，主要由型鋼構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)會輕得多，因而更適用。
支承立柱(3)上固定著一個同另一齒輪(8)相嚙合的固定齒輪(7)。齒輪(8)裝在端板(5)上，從而實現(xiàn)了行星運動。齒輪(8)用來驅(qū)動位于旋轉(zhuǎn)的拆卷裝置(1)中的各種輥子和輪子。但是，為簡化起見，這些運動的傳動未予表示。
要拆卷的平疊的管狀薄膜(10)的卷軸(9)通過軸承裝在側(cè)板(6)上并裝有一制動器(軸承和制動器均未表示)。平疊的管狀薄膜(10)用一組以齒軸(8)驅(qū)動的咬入輥(11)拆開。在齒輪(8)和咬入輥(11)之間的傳動決定了切割角。齒輪傳動的速比作成可變的，例如可以更換齒輪。
為使管狀薄膜(10)充脹并增強的空氣流用風機(13)(離心式風機適用)通過園柱形切割芯軸(14)的內(nèi)部送入。芯軸(14)安裝在立柱(15)上，而主柱(15)又固定在地面上。而且芯軸(14)盡可能緊靠管狀薄膜(10)安裝。該管狀薄膜(10)將從芯軸(14)上曳出。噴入的空氣將通過芯軸與薄膜之間的窄縫逸出并對其產(chǎn)生某些潤滑作用，當芯軸加工成波紋狀時尤其如此。芯軸(14)的頂部(16)倒棱以防止薄膜撕裂。
為了使充脹的管狀薄膜實現(xiàn)平穩(wěn)的螺旋式運動，設(shè)置有效的傳動支承是極為有利的，對于寬的平疊薄膜更是必須的。圖中示出兩組傳動帶(17)，它承受由空氣壓力所產(chǎn)生的力的反向分力并確保該薄膜平穩(wěn)地由平疊形狀轉(zhuǎn)變成園柱形。皮帶傳動速度通常與薄膜速度相同或者比薄膜速度更高。也可以用一付單獨的皮帶或者兩組較小直徑的輥子來代替這兩組皮帶。這些輥子中僅最后那個輥子被驅(qū)動。對于比較窄的平疊薄膜，一對大直徑的鼓狀傳動輥子足以用作支承。
管狀薄膜用裝在支架(18)上的簡單刀子或者刀片切割。刀子一般可以固定在芯軸上且其角度可以調(diào)整。為了更好地理解附圖，應(yīng)當說明，離開刀子的切邊(19)(它變成成品薄膜的右切邊)開始向下運動并到達切割芯軸的下方。
已切割的薄膜由示意圖表示的從動卷繞裝置(20)卷繞并張引。切割角，如上所述，由拆卷裝置(1)和咬入輥(11)之間的轉(zhuǎn)速比確定，而刀子或刀片的方向以及由卷繞裝置(20)所施加的張引力的方向也必須調(diào)整得使其大致同由轉(zhuǎn)速比決定的切割角相適應(yīng)。
(21)為一浮動輥，(22)為用來控制卷繞裝置(20)的速度的兩個輔助導輥，從而形成適當?shù)膹埩Α?br> 顯然，令人驚奇的是，由于借助于管狀薄膜中的過壓使管狀薄膜增強，從而可使用高的張力(脆性薄膜除外)。這樣，當切割1米寬的厚度約為100μ的平疊的管狀薄膜時，薄膜上的張力一般可使用最終寬度每米5～20公斤，而且是有利的。
應(yīng)當知道，供拆卷裝置旋轉(zhuǎn)用的支承，即用立柱(3)經(jīng)軸承(4)支承的軸(2)，僅僅是支承系統(tǒng)的一例。為了承載更重的載荷，該支承通?？稍黾右粋€或幾個大鋼環(huán)，或者完全用這些鋼環(huán)來代替，這些鋼環(huán)環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的拆卷裝置并成為該裝置的組成部分。這些鋼環(huán)位于若干支承輥或支承輪上并在其上滾動?；蛘呦喾?，固定在地面上的支承可作成一個或多個鋼環(huán)的一部分，一或幾環(huán)列輥子或輪子位于這些鋼環(huán)上并在其上滾動，而這些輥子或輪子環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的拆卷裝置并安裝在其上。
該裝置的另一變型是，齒輪(7)不是固定在立柱(3)上而是可以轉(zhuǎn)動的，它用一臺單獨的電機驅(qū)動，該電機相對于供整個拆卷裝置旋轉(zhuǎn)的電機用電子裝置進行調(diào)節(jié)，從而為切割角的調(diào)整提供了方便。
雖然附圖表示的拆卷裝置是旋轉(zhuǎn)的而刀子以及重卷裝置是固定的，但也可以相反，即拆卷裝置是固定的，而刀子連同重卷裝置卻繞已充脹的管狀薄膜的軸線旋轉(zhuǎn)。然而，后面所述的這種系統(tǒng)僅適用于比較窄的薄膜。
實施例以約30°角螺旋切割取自-200公斤卷軸的厚度為100μ的，平疊寬度為2080mm的、低密度聚乙稀的管狀薄膜。
所使用的裝置大體上如附圖所示。然而，此處所示的拆卷裝置的外殼以重量更輕的框架結(jié)構(gòu)所代替。支承該裝置的主軸承是環(huán)繞該裝置并成為該框架組成部分的大鋼環(huán)，該大鋼環(huán)被套在一環(huán)列輥子之中。
切割角的控制如對附圖的說明的末尾所述采用電子控制。管狀薄膜的直徑為1324mm(與其相應(yīng)的平疊寬度為2080mm)，芯軸的外徑(包括在其表面上的一圈淺的凸棱)為1300mm，也就是說，管狀薄膜和芯軸的半徑之差為12mm。該薄膜的最后寬度為3600mm，卷繞速度是每分鐘60米。
空氣流以最大風量為每小時2000米3的離心式風機供給，而以工作在其最大風量的約一半時，即每小時1000米3為宜。根據(jù)有關(guān)風機的數(shù)據(jù)，這相當于600mm水柱的過壓。(由于壓力并不直接取決于氣流量，作為粗略地表示，這仍是可靠的)。
本裝置工作可靠，螺旋切割是筆直的。
權(quán)利要求
1.一種螺旋切割柔性的，聚合材料的管狀薄膜的方法，所用的材料在切割前是平疊形狀，其特征在于，切割的條件是管狀芯軸的直徑通常小于并接近于管狀薄膜的直徑；同時，空氣經(jīng)芯軸源源不斷地通入管狀薄膜，以所產(chǎn)生的內(nèi)部過壓使其充脹并增強。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的過壓足以允許在芯軸上曳出的已被螺旋切割的薄膜中每米寬度至少0.2公斤的張力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，芯軸的直徑是可調(diào)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，該直徑是由空氣流量或過壓的自動記錄反饋控制的。
5.根據(jù)前面任何一項權(quán)利要求的方法，其特征在于，管狀薄膜的充脹通過傳動支承裝置控制使其逐漸發(fā)生。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，該支承裝置由皮帶組成。
7.根據(jù)上面任何一項權(quán)利要求的方法，其特征在于，為了減小薄膜與芯軸間的摩擦，芯軸加工成波紋狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，該波紋一般為縱向凸棱。
9.根據(jù)前面任何一項權(quán)利要求的方法，其特征在于，進行加工的管狀薄膜通常具有單軸的縱向熔融取向。
10.根據(jù)前面任何一項權(quán)利要求的方法，其特征在于，所使用的管狀薄膜在聚合材料熔融溫度范圍以下實現(xiàn)縱向取向。
11.根據(jù)前面任何一項權(quán)利要求的方法，其特征在于，兩張或若干張已被螺旋切割的管狀薄膜依次相互疊合，管狀薄膜原有的縱向方向相互交叉。
12.適用于實施根據(jù)上述任何一項權(quán)利要求的方法的任何裝置。
全文摘要
聚合材料的柔性管狀薄膜在一個內(nèi)部管狀的芯軸上被螺旋切割，該芯軸的直徑小于但接近于管狀薄膜的直徑，同時，空氣經(jīng)過芯軸連續(xù)地供入管狀薄膜，并以所產(chǎn)生的內(nèi)部過壓使管狀薄膜充脹和增強。管狀薄膜或者在以一個固定的刀子切割前以螺旋運動向前轉(zhuǎn)遞，或者直接向前而刀子旋轉(zhuǎn)。
文檔編號D06H7/12GK1040537SQ8910641
公開日1990年3月21日 申請日期1989年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月24日
發(fā)明者奧爾·比得特·里斯姆申 申請人:奧爾·比得特·里斯姆申