專利名稱：?jiǎn)螌踊蚨鄬庸矓D雙向拉伸聚丙烯薄膜的方法及專用設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚丙烯薄膜的制造方法及其專用設(shè)備，特別是一種用三泡管進(jìn)行單層或多層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜的方法及其專用設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的單層或多層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜(熱定型，簡(jiǎn)稱BOPP薄膜)有三種制造方法和對(duì)應(yīng)的專用設(shè)備；平膜逐次拉伸法、平膜同步拉伸法和炮管拉伸法。
1、平膜逐次拉伸法存在的問題1)平膜逐次拉伸法設(shè)備工藝采用先縱向后橫向拉伸，所生產(chǎn)的產(chǎn)品橫向物理性能優(yōu)于縱向性能，而任何包裝膜在使用性能上都是要求縱向物理性。
2)該設(shè)備縱向拉伸采用接觸式，運(yùn)用厚片輥預(yù)加熱及輥與輥的數(shù)差對(duì)厚片進(jìn)行拉伸，由于厚片與輥轉(zhuǎn)速不能完全同步，因此輥會(huì)不同程度地劃傷薄膜表面。
3)接觸式預(yù)熱厚片及縱向接觸拉伸方式，限制了三層共擠表層熱封材料的使用，更不能使用超低溫度的熱封材料(105度以下發(fā)粘的熱封材料)，從而限制了熱封膜向高速包裝、低溫?zé)岱夥较虻陌l(fā)展。
2、平膜同步拉伸法(同步電機(jī)或機(jī)械式)存在問題1)主設(shè)備和輔助設(shè)備投資大，總投資額達(dá)四億多人民幣，投入產(chǎn)出比不科學(xué)、不合理，生產(chǎn)成本高，且不便于生產(chǎn)多品種產(chǎn)品，設(shè)備占地面積大。
2)產(chǎn)品質(zhì)量雖然很好，薄膜縱向物性也好調(diào)整，但是產(chǎn)品生產(chǎn)能耗高，制約了平膜同步拉伸法設(shè)備系統(tǒng)生產(chǎn)雙向拉伸聚丙烯包裝膜的市場(chǎng)應(yīng)用及發(fā)展。
3、泡管拉伸法存在的問題1)目前單層單泡管下吹法僅能生產(chǎn)下吹小口徑聚丙烯包裝膜(縱橫拉伸比在十倍左右)。
2)目前國內(nèi)聚丙烯下吹雙泡管拉伸法僅能生產(chǎn)下吹聚丙烯無熱定型收縮包裝膜(無高溫定型收縮率無法控制)。
3)目前國際上最先進(jìn)的采用雙泡管法生產(chǎn)與平膜法(逐次拉伸和同步拉伸)相同性能的雙向拉伸聚丙烯薄膜產(chǎn)品(熱定性)，是使用兩種定型設(shè)備及應(yīng)用相應(yīng)的工藝才能完成a)非熱封型薄膜采用加熱板接觸式定型來控制薄膜收縮率，若要實(shí)現(xiàn)熱封性，必須使薄膜進(jìn)入另一套低溫涂覆設(shè)備進(jìn)行低溫?zé)岱獠牧贤扛?；b)熱封型薄膜采用非接觸式，通過夾子夾著薄膜在熱風(fēng)烘箱內(nèi)通過，用高溫定型來控制薄膜的收縮率，但是該設(shè)備同樣不能使用超低溫?zé)岱獠牧?，?05℃以下的熱封材料。要想做到在同一套設(shè)備系統(tǒng)、同一種工藝條件下生產(chǎn)多品種(非熱封型，熱封型，超低溫?zé)岱庑?性能相同的雙向拉伸聚丙烯薄膜，目前國際國內(nèi)還無先例。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的本發(fā)明的目的是為了解決以上三種不同設(shè)備及生產(chǎn)工藝存在的缺陷而提出的一種既能生產(chǎn)單層、多層薄膜，又能生產(chǎn)非熱封型、熱封型、超低溫?zé)岱庑捅∧さ碾p向拉伸聚丙烯薄膜的制造方法及其專用設(shè)備。
2、技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的單層或多層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜的方法，其步驟是1)經(jīng)擠出機(jī)的機(jī)頭口模擠出環(huán)形的單層或多層聚丙烯胚管，經(jīng)自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥的內(nèi)冷管道通入冷卻氣體進(jìn)行內(nèi)冷卻，通過制冷循環(huán)水進(jìn)行外冷卻，然后通過夾緊牽引輥使胚管進(jìn)入水槽中進(jìn)一步冷卻；2)通過夾緊輥V1將胚管牽引出水槽，通過壓縮空氣風(fēng)刀除水，在夾緊輥V1的牽引下，進(jìn)入包括非接觸式預(yù)熱區(qū)、拉伸區(qū)和冷卻區(qū)在內(nèi)的預(yù)熱拉伸塔，在預(yù)熱拉伸塔內(nèi)，給膜泡內(nèi)部加入適當(dāng)?shù)膲嚎s空氣，通過一定的氣壓吹脹膜泡實(shí)現(xiàn)橫向拉伸，同時(shí)在夾緊輥V2的牽引下，并通過上下夾緊輥V1、V2間的速差實(shí)現(xiàn)縱向拉伸；3)對(duì)完成縱橫向拉伸的薄膜進(jìn)行空氣冷卻，通過夾緊輥V3的機(jī)械牽引，送入包括高溫定型區(qū)及冷卻區(qū)在內(nèi)的高溫定型塔，在夾緊輥V3與夾緊輥V4速度基本同步的情況下，在膜泡內(nèi)注入一定壓力的壓縮空氣，實(shí)現(xiàn)高溫定型及冷卻定型；4)根據(jù)客戶對(duì)產(chǎn)品寬度的要求及是否需要電暈處理，進(jìn)行分剖和電暈處理，然后進(jìn)入收卷系統(tǒng)完成收卷，形成最終產(chǎn)品。
其中在1)中，冷卻氣體的溫度為零度以下，冷卻循環(huán)水的溫度為12-30℃；在2)中，預(yù)熱區(qū)的長度為5-6.5m，采用遠(yuǎn)紅外預(yù)熱方式，預(yù)熱溫度為180-250℃，拉伸區(qū)的長度為6-7m，溫度為140-210℃，冷卻區(qū)的長度為7-8m，采用15-30℃的冷卻風(fēng)；
在3)中，高溫定型區(qū)的長度為4-5m，溫度為150-220℃，冷卻區(qū)的長度為6-8m，采用15-30℃的冷卻風(fēng)。
本發(fā)明所述的單層或多層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜的設(shè)備，包括胚管擠出裝置、預(yù)熱拉伸塔和薄膜電暈切邊收卷裝置，其特征在于它還包括高溫定型塔，該高溫定型塔由設(shè)置在上下兩端的膜泡穩(wěn)定人字板和設(shè)置在人字板之間的加熱機(jī)構(gòu)和冷卻機(jī)構(gòu)組成，高溫定型塔與預(yù)熱拉伸塔垂直安裝在支架平臺(tái)上，高溫定型塔位于預(yù)熱拉伸塔和薄膜電暈切邊收卷裝置之間。
其中所述的高溫定型塔中的加熱機(jī)構(gòu)由遠(yuǎn)紅外加熱器構(gòu)成。
所述的高溫定型塔中的冷卻機(jī)構(gòu)由非接觸式冷卻風(fēng)強(qiáng)制冷卻管和接觸式通水冷卻輥構(gòu)成，非接觸式冷卻風(fēng)強(qiáng)制冷卻管置于加熱機(jī)構(gòu)的下方，接觸式通水冷卻輥位于下方的膜泡穩(wěn)定人字板的上方。
3、有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是1)本發(fā)明與逐次拉伸法相比克服了接觸式膜厚片預(yù)熱及縱向拉伸對(duì)薄膜表面劃傷的問題，同時(shí)膜的表層可使用更低溫度的熱封材料，如85°度發(fā)粘的理想熱封材料。
2)提高了低溫?zé)岱馄秸?，提高了制袋速度和熱封?qiáng)度及封口外觀質(zhì)量。
3)解決了薄膜熱變型以下溫度制袋、突破性地解決了聚丙烯(環(huán)型)熱收縮標(biāo)簽?zāi)ぬ娲勐纫蚁┦湛s標(biāo)簽?zāi)ぃ鉀Q了氯乙烯單體對(duì)環(huán)境污染問題，還可替代紙標(biāo)簽，同時(shí)解決了造紙資源問題和機(jī)械化包裝作業(yè)替代手工粘合紙標(biāo)簽等問題，從而擴(kuò)大了該產(chǎn)品的使用領(lǐng)域，為保護(hù)森林資源、保護(hù)環(huán)境做出了貢獻(xiàn)。
4)解決了聚丙烯縱橫向拉伸時(shí)分子間排列的對(duì)稱性問題，從而解決了薄膜縱向楊氏模量與橫向平衡問題。
四

附圖是本發(fā)明的專用設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1-主擠出機(jī)；2-機(jī)頭；3-驟冷水槽；4-導(dǎo)向輥；5-胚管水分烘干系統(tǒng)；6-胚管預(yù)熱及雙向同步拉伸區(qū)；7、12-非接觸式冷卻風(fēng)強(qiáng)制冷卻管；8、13-接觸式通水冷卻輥；9、10、14-膜泡穩(wěn)定人字板；11-遠(yuǎn)紅外加熱高溫定型區(qū)；15-薄膜電暈切邊收卷系統(tǒng)；V1、V2、V3、V4-夾緊牽引輥；16-胚管；17-薄膜。
五具體實(shí)施例方式
本實(shí)施例采用的制膜方法和專用設(shè)備，可以加工以下聚丙烯薄膜熱封膜類香煙包裝薄膜、糖果包裝薄膜、珠光膜、環(huán)形標(biāo)簽收縮膜、縱橫向收縮比大于50％的搭接式熱封收縮膜。
非熱封膜類印刷膜、塑/塑復(fù)合膜、紙/塑復(fù)合膜、粘膠帶膜等。
產(chǎn)品的幅寬為1100mm、產(chǎn)量為1000噸/年。
制膜的工藝步驟是1)主擠出機(jī)塑化均聚聚丙烯，塑化溫度為220-280℃；輔擠出機(jī)A/C塑化共聚聚丙烯，塑化溫度為210-280℃，主擠出機(jī)通過行星過濾器、輔機(jī)通過疊加式過濾器及通過各自的熔體管道匯入內(nèi)冷式柔性自調(diào)環(huán)形機(jī)頭。
2)經(jīng)機(jī)頭口模擠出成厚度1.5-2mm的環(huán)形聚丙烯胚管，經(jīng)自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥的內(nèi)冷管道通入-50℃的冷卻氣體冷卻，外冷通過12-30℃的制冷冷卻循環(huán)水冷卻，胚管通過夾緊牽引輥進(jìn)入水槽中進(jìn)一步冷卻。
3)胚管通過夾緊輥V1牽引出水槽，通過壓縮空氣風(fēng)刀除水，進(jìn)入夾緊輥V1，送入5-6.5m長的非接觸式遠(yuǎn)紅外厚片預(yù)熱區(qū)(溫度180-250℃)，再進(jìn)入6-7m長的拉伸區(qū)(溫度140-210℃)及7-8m長的冷卻區(qū)(15-30℃冷卻風(fēng))，再進(jìn)入夾緊輥V2，同時(shí)膜泡內(nèi)部加入適當(dāng)?shù)膲嚎s空氣，通過一定的氣壓吹脹實(shí)現(xiàn)橫向拉伸，同時(shí)在給定的機(jī)械牽引力下，通過夾緊輥V1與夾緊輥V2產(chǎn)生的速差實(shí)現(xiàn)縱向拉伸。
4)對(duì)完成縱橫向拉伸的薄膜進(jìn)行空氣冷卻，通過夾緊輥V3的機(jī)械牽引，送入4-5m長的高溫定型區(qū)(溫度150-220℃)及6-8m長的冷卻區(qū)(15-30℃冷卻風(fēng))，在夾緊輥V3與夾緊輥V4速度基本同步的情況下，注入一定壓力的壓縮空氣，實(shí)現(xiàn)高溫定型及冷卻定型。
5)根據(jù)客戶對(duì)產(chǎn)品寬度的要求及是否需要電暈處理，進(jìn)行分剖和電暈處理。經(jīng)收卷機(jī)機(jī)械牽引，薄膜經(jīng)過4千瓦高壓發(fā)生器的電火花沖擊實(shí)現(xiàn)電暈處理，再經(jīng)過帶槽的分切輥及可橫向調(diào)整的縱向切刀實(shí)現(xiàn)剖邊分切，然后進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式中心驅(qū)動(dòng)雙工位雙收卷系統(tǒng)完成收卷，形成最終產(chǎn)品。
制膜的專用設(shè)備包括擠出裝置、預(yù)熱拉伸塔、高溫定型塔和薄膜電暈切邊收卷裝置。
擠出裝置包括主擠出機(jī)1臺(tái)、衛(wèi)星式擠出機(jī)2臺(tái)、三層復(fù)合機(jī)頭、定徑套和驟冷水槽。
預(yù)熱拉伸塔從塔頂開始依次設(shè)置導(dǎo)向輥、胚管水分烘干區(qū)、V1夾緊牽引輥、胚管預(yù)熱及雙向同步拉伸區(qū)、非接觸式冷卻風(fēng)強(qiáng)制冷卻管、接觸式通水冷卻輥、膜泡穩(wěn)定人字板和V2夾緊牽引輥。
高溫定型塔從塔頂開始依次設(shè)置有V3夾緊牽引輥、膜泡穩(wěn)定人字板、遠(yuǎn)紅外加熱運(yùn)型機(jī)構(gòu)、非接觸式冷卻風(fēng)強(qiáng)制冷卻管、接觸式通水冷卻輥、膜泡穩(wěn)定人字板和V4夾緊牽引輥。
薄膜電暈切邊收卷裝置包括雙面電暈處理系統(tǒng)、雙剖廢邊回收及雙收卷系統(tǒng)。
預(yù)熱拉伸塔和高溫定型塔安裝固定在鋼架平臺(tái)上，整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)各部件的安裝位置均由工藝流程決定。
胚管擠出裝置、預(yù)熱拉伸塔及薄膜電暈切邊收卷裝置與現(xiàn)有的相應(yīng)設(shè)備基本相同。
權(quán)利要求
1.一種單層或多層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜的方法，其特征在于它包括如下步驟1)經(jīng)擠出機(jī)的機(jī)頭口模擠出環(huán)形的單層或多層聚丙烯胚管，經(jīng)自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥的內(nèi)冷管道通入冷卻氣體進(jìn)行內(nèi)冷卻，通過制冷循環(huán)水進(jìn)行外冷卻，然后通過夾緊牽引輥使胚管進(jìn)入水槽中進(jìn)一步冷卻；2)通過夾緊輥V1將胚管牽引出水槽，在夾緊輥V1的牽引下，進(jìn)入包括非接觸式預(yù)熱區(qū)、拉伸區(qū)和冷卻區(qū)在內(nèi)的預(yù)熱拉伸塔，在預(yù)熱拉伸塔內(nèi)，給膜泡內(nèi)部加入適當(dāng)?shù)膲嚎s空氣，通過一定的氣壓吹脹膜泡實(shí)現(xiàn)橫向拉伸，同時(shí)在夾緊輥V2的牽引下，并通過上下夾緊輥V1、V2間的速差實(shí)現(xiàn)縱向拉伸；3)對(duì)完成縱橫向拉伸的薄膜進(jìn)行空氣冷卻，通過夾緊輥V3的機(jī)械牽引，送入包括高溫定型區(qū)和冷卻區(qū)在內(nèi)的高溫定型塔，在夾緊輥V3與夾緊輥V4速度基本同步的情況下，在膜泡內(nèi)注入一定壓力的壓縮空氣，實(shí)現(xiàn)高溫定型及冷卻定型；4)根據(jù)客戶對(duì)產(chǎn)品寬度的要求及是否需要電暈處理，進(jìn)行分剖和電暈處理，然后進(jìn)入收卷系統(tǒng)完成收卷，形成最終產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層或多層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜的方法，其特征在于在步驟1中，冷卻氣體的溫度為零度以下，冷卻循環(huán)水的溫度為12-30℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層或多層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜的方法，其特征在于在步驟2中，預(yù)熱區(qū)的長度為5-6.5m，采用遠(yuǎn)紅外預(yù)熱方式，預(yù)熱溫度為180-250℃，拉伸區(qū)的長度為6-7m，溫度為140-210℃，冷卻區(qū)的長度為7-8m，采用15-30℃的冷卻風(fēng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層或多層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜的方法，其特征在于在步驟3中，高溫定型區(qū)的長度為4-5m，溫度為150-220℃，冷卻區(qū)的長度為6-8m，采用15-30℃的冷卻風(fēng)。
5.一種單層或多層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜的專用設(shè)備，包括胚管擠出裝置、預(yù)熱拉伸塔和薄膜電暈切邊收卷裝置，其特征在于它還包括高溫定型塔，該高溫定型塔由設(shè)置在上下兩端的膜泡穩(wěn)定人字板和設(shè)置在人字板之間的加熱機(jī)構(gòu)和冷卻機(jī)構(gòu)組成，高溫定型塔與預(yù)熱拉伸塔垂直安裝在支架平臺(tái)上，高溫定型塔位于預(yù)熱拉伸塔和薄膜電暈切邊收卷裝置之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單層或多層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜的專用設(shè)備，其特征在于所述的高溫定型塔中的加熱機(jī)構(gòu)由遠(yuǎn)紅外加熱器構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單層或多層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜的專用設(shè)備，其特征在于所述的高溫定型塔中的冷卻機(jī)構(gòu)由非接觸式冷卻風(fēng)強(qiáng)制冷卻管和接觸式通水冷卻輥構(gòu)成，非接觸式冷卻風(fēng)強(qiáng)制冷卻管置于加熱機(jī)構(gòu)的下方，接觸式通水冷卻輥位于下方膜泡穩(wěn)定人字板的上方。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單層或多層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜的方法是:經(jīng)機(jī)頭口模擠出的聚丙烯坯管,經(jīng)冷冷卻;進(jìn)入包括非接觸式預(yù)熱區(qū)、拉伸區(qū)和冷卻區(qū)的預(yù)熱拉伸塔,經(jīng)雙向拉伸后送入包括高溫定型區(qū)和冷卻區(qū)的高溫定型塔,實(shí)現(xiàn)高溫定型及冷卻定型;然后進(jìn)入收卷系統(tǒng)完成收卷。本發(fā)明的專用設(shè)備,包括坯管擠出裝置、預(yù)熱拉伸塔和薄膜電暈切邊收卷裝置,其特點(diǎn)在于它還包括高溫定型塔,該高溫定型塔由設(shè)置在上下兩端的膜泡穩(wěn)定人字板和設(shè)置在人字板之間的加熱機(jī)構(gòu)和冷卻機(jī)構(gòu)組成。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是:工藝簡(jiǎn)單,操作方便,設(shè)備投入少,既能制造單層薄膜又能制造多層薄膜,特別能制造超低溫?zé)犸L(fēng)材料的薄膜,制造的薄膜質(zhì)量高,表面無損傷,縱向物理性能好。
文檔編號(hào)B29C55/28GK1377766SQ0211277
公開日2002年11月6日 申請(qǐng)日期2002年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月19日
發(fā)明者鄧昭明 申請(qǐng)人:鄧昭明