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制造軟百葉簾用的硬聚合物塑料條的方法

文檔序號:4482331閱讀:269來源:國知局
專利名稱:制造軟百葉簾用的硬聚合物塑料條的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及軟百葉簾,特別是涉及由一卷透明的軟聚酯薄膜制造帶狀軟百葉簾條的方法。
近十年來,由于能源短缺的出現(xiàn)大大刺激了各種建筑物隔熱技術(shù)的推廣。先期有關(guān)這方面的想法之一,就是借助在窗上設(shè)置擋板、遮陽等等辦法來減少通過普通玻璃窗的明顯的散熱和吸熱。其中軟百葉簾對控制由陽光和建筑物燈光所產(chǎn)生的熱能尤為見效。但是,當(dāng)窗子被安上擋板時,光線和眩光雖被切斷,但是除非使用透明材料制的擋板,否則窗外的景色也將隨之消失。由于大多數(shù)軟百葉簾是用不透明的鋁帶制作的,因此有人曾以在鋁帶上穿孔的方式使鋁帶看上去是透明的,或者使用透明聚氯乙烯或聚碳酸酯擠塑條。然而,這些計劃是代價高昂和耗能很多的。
以前的制造熱塑性聚合物例如聚氯乙烯或聚碳酸酯條帶的方法是將著色顏料與聚合物樹脂相混合,然后進(jìn)行加熱并通過凹形口模擠出。一旦又熱又軟的著色樹脂條離開擠出機(jī)的口模,它就慢慢地穿過一系列的冷卻段。然后,將它切斷到可能的最大長度,取出并被傳送到其他機(jī)器進(jìn)行穿孔和按所需長度的切割。
這種方法引起大量的材料浪費(fèi)、消耗大量的電能和冷卻水。還有,這種方法不可能總是得到具有良好光學(xué)清晰度的透明條帶,因?yàn)檫@種直接擠出法當(dāng)擠出機(jī)口模變臟時會在擠出條帶上形成條紋。
雖說塑料條帶也可以由透明的聚合物塑料薄膜諸如聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酯等等制造;但是,合格的透明塑料條帶很少是由熱定形法或擠塑法成功地制造出來的,因?yàn)槿魏螌ζ降乃芰媳∧ぶ疅岫ㄐ味疾豢赡鼙3诌^長的時間,而且擠塑法總會產(chǎn)生不希望有的條紋和不必要的材料浪費(fèi)。
上述兩種方法會造成種種的問題,例如向上和向下的彎曲、扭曲非常低的生產(chǎn)速度或大量的電能和/或水的消耗。這種制造方法的另一問題是這種條帶對其使用期間的環(huán)境熱之影響很敏感,環(huán)境熱的影響會使條帶產(chǎn)生變形。
本發(fā)明的方法包括一系列步驟。這些步驟通過利用薄膜中內(nèi)分子體積的改變而將聚合物塑料薄膜的形狀固定。此內(nèi)分子體積的改變是由外部的拉伸應(yīng)力和壓縮應(yīng)力同時作用在聚合物塑料薄膜例如聚酯薄膜上而引起的。最終的產(chǎn)品是硬而直的、適于作軟百葉簾的條帶,不需要昂貴的加熱和冷卻步驟。
本發(fā)明方法的各步驟為(a)將一卷平的聚合物塑料薄膜供入到一個包括至少為一對旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)入輥的輥系統(tǒng),(b)將所說的聚合物塑料薄膜導(dǎo)入到至少為一對的旋轉(zhuǎn)的線標(biāo)記輥,(c)使所說的薄膜通過至少為一對的截頭錐形輥,以便使所說的薄膜產(chǎn)生彎曲,(d)使所說的薄膜通過一對夾輥而將所說的彎曲變成接近180度的折疊,由此在脊突部產(chǎn)生拉伸及壓縮,(e)通過將所說的薄膜拉過一對軟的旋轉(zhuǎn)輪,而將其展平到其最終的固定形狀。
本發(fā)明的第一個目的是在不使用冷卻水的前提下,高速地制造塑料條帶。
本發(fā)明的第二個目的是由連續(xù)的、拉伸的、柔軟的平塑料薄膜材料,經(jīng)無須轉(zhuǎn)到其他機(jī)器上的連續(xù)操作硬化、成型、切割、穿孔、取出等步驟制造出透明的塑料條帶。
本發(fā)明的第三個目的是提供一種制造方法,它生產(chǎn)出的直的塑料條帶被使用于窗子時,具有最小的光學(xué)失真。
本發(fā)明的第四個目的是提供一種制造方法,它所生產(chǎn)的透明條帶是由涂覆反射層的、著色的和層合材料成形的。它們對溫度特別不敏感,并在較高的溫度下能保持它們的結(jié)構(gòu)形狀。
此外,本發(fā)明方法所生產(chǎn)的軟百葉簾條不會扭轉(zhuǎn)、不會彎曲、也不會向上或向下弓起,并且也不會產(chǎn)生條紋、刮痕或翹曲。
對本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及特性的進(jìn)一步了解可結(jié)合本文中所編入的附圖而變得更加清楚,其中

圖1所示的是生產(chǎn)塑料條帶的擠塑法之側(cè)視圖,其中塑料條帶通過凹形口模被擠出,然后進(jìn)入到冷卻夾具;
圖2是由擠塑法或熱定型法生產(chǎn)的塑料條帶的透視圖,通過此塑料條帶觀察者由曲面方向觀察產(chǎn)生錯視;
圖3是根據(jù)本發(fā)明的方法由一卷平的塑料薄膜制造剛性的塑料條帶設(shè)備的側(cè)視圖;
圖4是圖3所示設(shè)備的平面圖;
圖5A是一對旋轉(zhuǎn)的中心線標(biāo)記輥的前視圖,顯示出在輥間有一平的塑料薄膜;
圖5B是一對旋轉(zhuǎn)的截頭錐形輥的前視圖,它們在塑料被標(biāo)記中心線后彎曲塑料條帶;
圖5C是一對旋轉(zhuǎn)夾輥的前視圖,它們將來自截頭錐形輥的彎曲好的塑料條帶進(jìn)行折疊;
圖5D是一對由馬達(dá)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)橡膠輪的前視圖,它們將成型的條帶引出并將其展開到它最終的脊突形狀;
圖6A是在標(biāo)記出中心線后經(jīng)過預(yù)處理的、稍有彎曲的平塑料薄膜的透視圖;
圖6B是由圖5B中的截頭錐形輥所形成的條帶的透視圖;
圖6C是通過圖5C的一對夾輥后被折疊條帶的透視圖;
圖6D是被圖5D中的一對馬達(dá)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)橡膠輪展平和引出的透明條帶的透視圖;
圖7是圖6C中所圈出部分條帶的截面圖,折疊處的截面被高度放大以顯示出拉伸應(yīng)力和壓縮應(yīng)力的作用,這些應(yīng)力使折疊部分形成永久性變形;
圖8是塑料條帶的截面圖,它與圖9相參照可以確定折疊角并顯示出最佳的C~D角;
圖9是典型的用于本發(fā)明的聚合物塑料薄膜例如聚酯薄膜的應(yīng)力一應(yīng)變曲線圖,它在C~D區(qū)域使用最佳;
圖10A是表示固體例如聚酯薄膜在其自由放置狀態(tài)時分子結(jié)構(gòu)的示意圖;
圖10B是由圖10A演變而來的示意圖,它顯示由于在塑料薄膜的上表面,即在條帶脊突部的外側(cè)面存在拉應(yīng)力時,分子被拉長后的情況;
圖10C是由圖10A演變而來的另一示意圖,它顯示由于在塑料薄膜的下表面,即在條帶脊突部的內(nèi)側(cè)面存在壓應(yīng)力時,分子被壓縮后的情況;
圖11是彎曲的硬塑料條帶的透視圖。此彎曲的條帶是由于壓縮引起下表面伸長或由于拉伸引起上表面相應(yīng)縮短而造成的;
圖12是經(jīng)預(yù)處理的平塑料薄膜的透視圖,對薄膜進(jìn)行預(yù)處理可以補(bǔ)償由拉伸和壓縮的共同作用所引起的彎曲。
圖1~12描述了制造聚合物塑料條帶的方法以及實(shí)施該方法的合適裝置。參見圖1,所示的為一典型的條帶擠出裝置,其中塑料樹脂被裝入到計量罐10中,樹脂被電加熱器12熔融并從口模擠出而形成條帶,然后條帶由水冷夾具16冷卻,塑料條帶18被輸送到其他裝置進(jìn)行切割和穿孔。圖2所示的是現(xiàn)有技術(shù)的凹形塑料條帶18,當(dāng)觀察者22看物體20時,條帶可能引起錯視。
圖3是實(shí)施本發(fā)明方法的設(shè)備側(cè)視圖,如圖所示一卷平的聚酯薄膜32以箭頭30方向被送入到一對旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)入輥34、36中,薄膜可以是透明的、著色的、反光的、層合的或是著色一反光相結(jié)合的材料,其厚度最好為0.005~0.030英寸。接著,薄膜穿過并與一對旋轉(zhuǎn)的中心線標(biāo)記輥38、40相接觸,標(biāo)記輥在條帶上形成一折痕線。然后,條帶經(jīng)導(dǎo)出輥引出。此后,條帶被移動到一對截頭錐形輥45、46中(還可參見與圖3互為補(bǔ)充的附圖4)。由于聚合物塑料薄膜例如聚酯薄膜等等材料的表現(xiàn)非常象平面彈簧片,因此,旋轉(zhuǎn)的中心線標(biāo)記輥38、40沿著伸長的聚酯薄膜32的中心形成一較高的局部應(yīng)力集中。這有助于由一對截頭錐形輥45、46產(chǎn)生的約為120度的初始彎曲。彎折后的脊突形狀如圖5B和圖6A所示。
本發(fā)明的目的在于以平直的脊線形狀將聚酯薄膜上的彎曲永久性地固定住,由此所得的條帶是平直的。此方法的分子基礎(chǔ)可參考附圖8、9和7加以說明。圖8所示的是一平的聚酯薄膜32,最好以厚約0.01英寸為例。當(dāng)薄膜32被從0度彎曲到120度時,形成了如圖5B和圖6B所示的脊?fàn)钫酆?。但是,由于聚酯薄膜可能具有如圖9所示的典型的應(yīng)力一應(yīng)變曲線,對于折疊角小于120度的薄膜來說,在經(jīng)過一段時間后,特別是若遇到高溫時,薄膜則將反曲到在點(diǎn)A時的為零度的起始點(diǎn)。因此,將聚酯薄膜折彎到點(diǎn)C之后到接近點(diǎn)D(相當(dāng)于180度的彎折)之間是非常必要的。在這一點(diǎn)上,出現(xiàn)在分子結(jié)構(gòu)中的改變是不容易逆轉(zhuǎn)的。這種改變可以對圖10和圖7的分析得到解釋。圖10B和圖10C分別表示分子結(jié)構(gòu)由于受到沿脊突線的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的作用而發(fā)生的改變。這些改變?nèi)鐖D7所示,其中在拉伸區(qū)72造成表面的擴(kuò)展,而在壓縮區(qū)73造成表面的收縮。接近180度的折疊出現(xiàn)在薄膜32離開截頭錐形輥45、46和穿過夾輥48、49時。在這一步驟中,脊突線處的薄膜在夾輥48、49之間受到緊壓。圖10B的拉伸應(yīng)力72和圖10C的壓縮應(yīng)力73使在薄膜32的頂緣74和底緣75的相應(yīng)區(qū)產(chǎn)生永久性的結(jié)構(gòu)改變。因此,夾輥48、49使所形成的條帶在其位于標(biāo)記中心線附近區(qū)域的頂表面上形成拉伸伸長,而在其位于標(biāo)記中心線附近區(qū)域的底表面上引起壓縮。
在圖5D中,所示的是由一對旋轉(zhuǎn)的、由馬達(dá)53驅(qū)動的橡膠輪50、52將條帶引出的步驟。條帶32達(dá)到了如圖7中脊突部分71所示的、最終的折疊形狀。不管下膠輪52的形狀如何,只要上膠輪的中心直徑58等于或小于其兩端的直徑60(藉以防止發(fā)生反向彎曲),就可以保持著這種形狀。
參考圖11,所示的為彎曲的聚酯條帶68,它是通過一對旋轉(zhuǎn)的夾輥48、49的作用,在壓縮73和拉伸72期間,由于受到如圖7所示的沿外表面的拉伸和沿內(nèi)表面的壓縮而制得的。在本發(fā)明的方法中,最好通過使用預(yù)處理過的薄膜來校正這種彎曲傾向。通過對薄膜的反向彎曲,如將薄膜卷成一卷可以實(shí)現(xiàn)這種預(yù)處理。
在穿過旋轉(zhuǎn)的膠輪50、52(也被稱為矯正輥50、52)之后,就得到?jīng)]有彎曲、扭轉(zhuǎn)或翹曲的透明聚酯條帶68。最后,可按需要進(jìn)行穿孔56和切斷55。在條帶68從裝置制出后,另一條帶可被下個操作循環(huán)所形成。
權(quán)利要求
1.制造用于軟百葉簾的硬聚合物塑料條帶的方法,包括以下各步驟將一卷平的聚合物塑料薄膜供入到一個包括至少為一對的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入輥的輥系統(tǒng);使所說的聚合物塑料薄膜導(dǎo)入并通過至少為一對的旋轉(zhuǎn)的線標(biāo)記輥,以便沿中心線形成較高的局部應(yīng)力集中;使所說的薄膜通過至少為一對的截頭錐形輥,以便在所說的薄膜上產(chǎn)生彎曲;使所說的薄膜通過一對夾輥而將所說的彎曲變成接近180度的折疊,由此在脊突區(qū)域產(chǎn)生拉伸及壓縮;通過將所說的薄膜拉過一對柔軟的旋轉(zhuǎn)輪而將其展平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中使所說的薄膜通過至少為一對的截頭錐形輥的步驟是由使所說的薄膜通過至少為一對的截頭錐形輥、以便在所說的薄膜上引起脊突的這一步驟而實(shí)現(xiàn)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法,其中所說的使所說薄膜導(dǎo)入和通過一對旋轉(zhuǎn)的線標(biāo)記輥的步驟包括使具有凹形彎曲度的予處理后的平聚合物薄膜穿過一對旋轉(zhuǎn)的線標(biāo)記輥的這一步驟,此彎曲度抵消了沿被形成的條帶脊突線上所受到的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力,由此生產(chǎn)出直的條帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法,其中所說的使所說薄膜通過至少為一對的截頭錐形輥的步驟,是由使所說的薄膜通過至少為一對的截頭錐形輥,以便產(chǎn)生最小角為100度的彎曲的這一步驟而實(shí)現(xiàn)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中所說的使所說薄膜通過一對夾輥的步驟,是由使所說的薄膜通過一對夾輥,以便在所說的薄膜上產(chǎn)生120~180度之間的折疊的這一步驟而實(shí)現(xiàn)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法,其中所說的展平所說薄膜的步驟,是由將所說的薄膜拉過一對由橡膠、紙或氈組成的旋轉(zhuǎn)輪的這一步驟而實(shí)現(xiàn)的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中所說的將一卷平的聚合物塑料薄膜供入的步驟,是由將一卷選自聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚氯乙烯、和其他軟塑料薄膜的平的聚合物塑料薄膜供入的這一步驟而實(shí)現(xiàn)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法,其中所說的將一卷平的聚合物塑料薄膜供入的步驟,是由將一卷厚度為0.005英寸到0.030英寸的平的聚合物塑料薄膜供入的這一步驟而實(shí)現(xiàn)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法,其中所說的將一卷平的聚合物塑料薄膜供入的步驟,是通過將一卷透明的平的聚合物塑料薄膜供入的這一步驟而實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
一種生產(chǎn)硬聚合物塑料條帶的方法,包括(a)將一卷平的聚合物塑料薄膜供人到一個包括至少為一對的旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)入輥的輥系統(tǒng),(b)將此聚合物塑料薄膜引入到通過至少為一對的旋轉(zhuǎn)的線標(biāo)記輥,(c)使薄膜通過至少為一對的截頭錐形輥,以便在薄膜上引起100度或更大的彎曲,(d)使薄膜通過一對夾輥而將所說的彎曲變?yōu)樘幱?20度和180度之間的折疊,由此在脊突區(qū)域產(chǎn)生拉伸和壓縮,(e)通過將所說的薄膜拉邊一對柔軟的旋轉(zhuǎn)輪,而將其展開到它的最終的固定形狀。
文檔編號B29C53/04GK1035463SQ8810881
公開日1989年9月13日 申請日期1988年10月31日 優(yōu)先權(quán)日1988年1月11日
發(fā)明者余紹熾 申請人:余紹熾
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