一種各向同性抗拉抗撕裂膜及其制造裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型了公開了一種各向同性抗拉抗撕裂膜及其制造裝置，包括經(jīng)雙向拉伸的管狀薄膜，在管狀薄膜至少一側(cè)與之一體熱復(fù)合有先經(jīng)雙向拉伸后的、再經(jīng)45度斜切后的斜切同步拉伸膜。這種膜最大限度的發(fā)揮了材料的拉伸性能和抗撕裂性能，力學(xué)損失小，工藝簡單易行，實現(xiàn)了真正意義上的抗拉抗撕裂各向同性。
【專利說明】
一種各向同性抗拉抗撕裂膜及其制造裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及的是一種各向同性抗拉抗撕裂膜及其制造裝置，特別涉及一種近乎360°各方向抗拉抗撕裂強度等同的復(fù)合膜，其采用同步拉伸膜按照一定角度剖切成片狀，通過直接接觸式加熱，快速融化表面，使至少兩層片材直接熱合粘結(jié)在一起，形成一種各向同性抗拉抗撕裂膜?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]交叉層壓膜是塑料薄膜解決抗拉強度和抗撕裂強度強度并存的好辦法，國際國內(nèi)都采用單向拉伸薄膜交叉復(fù)合的方式來實現(xiàn)。如國內(nèi)專利(專利號ZL200710050055.3)，此技術(shù)公開的是用單向拉伸膜沿15?75°斜向裁切成片，用粘結(jié)劑將至少兩層膜粘接在一起的。由于聚乙烯是直鏈型結(jié)構(gòu)，且無極性，任何粘結(jié)劑對聚乙烯的粘合效果都不是很好，所以此生產(chǎn)方法達不到預(yù)期的效果。而單向拉伸的薄膜只有一個方向抗拉強度高，與其垂直的方向抗撕裂強度高，其他方向的抗拉抗撕裂性能都很差，只有靠多層的復(fù)合才能解決各向同性問題，且對于任意一指定方向，總是只有一層在承受抗拉或抗撕裂，只能算作互補， 綜合性能的發(fā)揮效率很低。
[0003]再如美國專利(US3342657)，采用多層共擠單向拉伸膜，共擠膜的外層采用熔融溫度略低的材料，如EVA，這樣，通過30?60°斜向裁切，兩層以上的單向拉伸膜交叉熱熔層壓之后，再進行縱向橫向的逐步拉伸，形成抗拉抗撕裂膜。但這種復(fù)合膜的粘結(jié)受到低熔點聚合物強度的限制，粘結(jié)強度一般都很低;再就是二次拉伸過程實際上也是解取向的過程，對前一次拉伸過程產(chǎn)生的強度損失很大，在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)一般損失超過30?40%，也很難具有良好的各向綜合抗拉抗撕裂性能。
[0004]此外還有很多方法，如薄膜與無紡布復(fù)合，既增加了成本，也很難真正實現(xiàn)材料在抗拉抗撕裂方面的各向同性。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的就在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種各向同性抗拉抗撕裂膜及其制造裝置;與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有強度高、性能好的優(yōu)點。
[0006]為達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)手段:
[0007]—種各向同性抗拉抗撕裂膜，包括經(jīng)雙向拉伸的管狀薄膜，在管狀薄膜至少一側(cè)與之一體熱復(fù)合有先經(jīng)雙向拉伸后的、再經(jīng)45度斜切后的斜切同步拉伸膜。
[0008]優(yōu)選的，管狀薄膜兩側(cè)各熱復(fù)合有斜切同步拉伸膜。
[0009]—種各向同性抗拉抗撕裂膜的制造方法，
[0010]A、將塑化原料經(jīng)擠出吹塑、激冷，控制結(jié)晶度，形成無定型狀態(tài)，便于拉伸，成型為管狀膜胚；
[0011]B、將上述的管狀膜胚加熱后進行橫向以及縱向的同步拉伸，形成管狀薄膜；
[0012]C、將上述的管狀薄膜進行45度斜切，形成斜切同步拉伸膜；
[0013]D、在步驟B管狀薄膜的至少一側(cè)熱復(fù)合步驟C的斜切同步拉伸膜，形成各向同性抗拉抗撕裂膜。
[0014]優(yōu)選的，步驟A中的激冷為水冷，水溫10°C ±2°C，激冷時間10~30秒。
[0015]優(yōu)選的，步驟B的加熱為水浴加熱，水溫在最大結(jié)晶速度的± 30攝氏度內(nèi)，水浴加熱時間1?5min。
[0016]優(yōu)選的，所述的拉伸倍率為4-8倍。[〇〇17]優(yōu)選的，熱復(fù)合溫度在熔融溫度以上5-50攝氏度之間。
[0018]優(yōu)選的，管狀膜胚直徑100-1000mm、厚0.1 _5mm。
[0019]優(yōu)選的，管狀薄膜直徑在管狀膜胚直徑的4-8倍，厚度在管狀膜胚厚度的1/4一 1/ 40之間。
[0020]—種各向同性抗拉抗撕裂膜的制造裝置，包括:
[0021]擠出裝置:包括順次連接的塑料擠出機、塑料擠出機的端部設(shè)置有圓形螺旋管胚機頭；圓形螺旋管坯機頭的下端設(shè)有供擠出塑料管胚穿過的冷卻風(fēng)環(huán);還包括有冷水池I， 冷水池I內(nèi)浸有一組牽引導(dǎo)向輥，牽引導(dǎo)向輥的前端設(shè)有人字架，牽引導(dǎo)向輥后設(shè)有至少三個導(dǎo)向輯，最后連接有收卷成型機。
[0022]拉伸裝置:所述的拉伸裝置由由下固定臺、絲杠、人字架、上固定臺、拉伸輥組、上牽引輥、扁嘴充氣管構(gòu)成；[〇〇23]其中上固定臺位于下固定臺的正上方，上下固定臺之間設(shè)有豎向設(shè)置的絲杠;絲杠上配合設(shè)有拉伸輥組，通過絲杠旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)拉伸輥組的上下運動;拉伸輥組下端設(shè)有與之同步上下運動的人字架;上牽引輥位于上固定臺的上方、且在上牽引輥的上方為扁嘴充氣管，用于對管胚進行充氣；
[0024]沿輸送方向在輸送輥組的前端設(shè)有過渡輥以及管狀毛坯;在上牽引輥的后方設(shè)有導(dǎo)向輥以及收卷機；
[0025]設(shè)有冷水池n，上述的下固定臺、輸送輥組浸于本冷水池n中。
[0026]剖切裝置:所述的剖切裝置包括上下豎向設(shè)置的上固定架、下固定架；下固定架上端設(shè)有豎向設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸的上端套設(shè)有旋轉(zhuǎn)架，旋轉(zhuǎn)架與旋轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)架上端旋轉(zhuǎn)固定在上固定架的下端，旋轉(zhuǎn)架內(nèi)設(shè)有滾軸，滾軸上架設(shè)有雙向拉伸膜;在旋轉(zhuǎn)架的一側(cè)設(shè)有剖刀和收卷架，剖刀和收卷架呈45度傾斜設(shè)置;雙向拉伸膜經(jīng)過剖刀沿旋轉(zhuǎn)軸呈45°方向進行旋轉(zhuǎn)剖切，成與原拉伸方向呈45度的雙向拉伸膜，最后由與旋轉(zhuǎn)軸呈45°的收卷機收卷；[〇〇27]熱復(fù)合裝置，所述的熱復(fù)合裝置包括加熱體，加熱體的兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)向軸，導(dǎo)向輥外側(cè)各設(shè)有一個放卷機;在加熱體的出口端設(shè)有順次設(shè)有復(fù)合輥組、導(dǎo)向輥、收卷機;其中，加熱體的外表面涂有防粘連的特氟隆涂層。
[0028]優(yōu)選的，加熱體前端為半橢圓形，通過高度變化來調(diào)節(jié)接觸面積。
[0029]本實用新型的工藝過程以及有益效果體現(xiàn)在:
[0030]本實用新型將聚烯烴類聚合物經(jīng)擠出吹塑、激冷成型為管狀薄膜，經(jīng)過同步拉伸機構(gòu)，即同時在縱向和橫向上進行拉伸，拉伸溫度控制在最快結(jié)晶速度所需溫度的±30°C 范圍內(nèi)，縱橫向拉伸倍率均在4?8之間，可以得到充分拉伸;再將上述經(jīng)過拉伸的管狀薄膜在與拉伸方向呈45°方向裁切成片狀，然后，將上述經(jīng)45°裁切的膜片材與原同步拉伸的膜片材進行加熱復(fù)合，以取得各向同性的抗拉抗撕裂薄膜。
[0031]經(jīng)雙向拉伸后的薄膜可以實現(xiàn)各向同性;采用45度斜切，取得是薄膜雙向取向最薄弱的位置，也是比較容易實現(xiàn)和控制的剖切方式，并且使雙向膜的拉伸取向方向的再重新復(fù)合中得到改善，實現(xiàn)各向同性。
[0032]本實用新型的雙向同步拉伸的管狀薄膜經(jīng)45°旋轉(zhuǎn)剖切，再與未經(jīng)旋轉(zhuǎn)剖切的同步拉伸聚烯烴膜，經(jīng)接觸式熱復(fù)合而成的各向同性抗拉抗撕裂膜及其制造方法。熱合過程兩層膜片直接快速熔融熱合，結(jié)合層面牢固，可以減少材料的抗拉強度損失，保證了高性能的各向同性抗拉抗撕裂特性。
[0033]本實用新型所闡述的各向同性抗拉抗撕裂膜重量輕，抗拉強度高，抗撕裂性能好， 耐釘刺防漏效果好，經(jīng)久耐用，在360°方向上綜合性能幾乎完全一致，明顯優(yōu)于前面所述其他專利所制造的單向拉伸膜復(fù)合的抗撕裂膜。[〇〇34]每層膜都是雙向同步拉伸的，強度高，抗撕裂性好，兩層則可以解決各向抗拉抗撕裂同性性能，強強結(jié)合，保證了材料在抗拉抗撕裂方面最大效能的發(fā)揮。
[0035]各向同性抗拉抗撕裂膜，只需要兩層雙向拉伸膜復(fù)合就可以取得各向同性的高強度抗拉抗撕裂的復(fù)合膜，比單向拉伸的膜復(fù)合更科學(xué)，也更經(jīng)濟?！靖綀D說明】
[0036]圖1為雙邊復(fù)合向同性抗拉抗撕裂膜；
[0037]圖2為單邊復(fù)合向同性抗拉抗撕裂膜；
[0038]圖3為擠出生產(chǎn)管狀毛坯的擠出裝置示意圖；
[0039]圖4為管狀薄膜的同步拉伸生產(chǎn)過程狀態(tài)示意1;
[0040]圖5為管狀薄膜的同步拉伸生產(chǎn)過程狀態(tài)示意2;[0041 ]圖6為管狀薄膜旋轉(zhuǎn)剖切裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖7為管狀薄膜熱復(fù)合裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖8為經(jīng)雙向拉伸后的扁平管狀薄膜受力示意圖；[〇〇44]圖9為經(jīng)45度斜切后的斜切同步拉伸膜受力示意圖；
[0045]圖10為各向同性抗拉抗撕裂膜示意圖。【具體實施方式】
[0046]這里將詳細(xì)地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本實用新型相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本實用新型的一些方面相一致的裝置的例子。
[0047] —種各向同性抗拉抗撕裂膜，包括扁平管狀薄膜，在扁平管狀薄膜的至少一側(cè)復(fù)合有斜切同步拉伸膜，圖2為一側(cè)復(fù)合設(shè)置，圖1為兩側(cè)復(fù)合設(shè)置，圖10為其各向受力方向。
[0048]上述的扁平管狀薄膜為經(jīng)過雙向拉伸后形成，其受力方向如圖8所示；
[0049]斜切同步拉伸膜先經(jīng)雙向拉伸后的、再經(jīng)45度斜切后形成，其受力方向如圖9所示；
[0050]復(fù)合形成采用熱熔一體化復(fù)合工藝。
[0051]上述的扁平管狀薄膜以及斜切同步拉伸膜生產(chǎn)工藝如下:[〇〇52] 第一步、生產(chǎn)管狀毛坯。
[0053]如圖3所示，將塑化原料經(jīng)擠出吹塑、激冷成型為管狀膜胚，具體如下:
[0054]塑料原料一一聚烯烴類聚合物在塑料擠出機1熔融塑化，通過圓形螺旋管胚機頭 2，冷卻風(fēng)環(huán)3，擠出塑料管胚4，管胚在冷水池I中冷卻，水溫10 °C ± 2 °C，激冷時間10?30秒迅速結(jié)晶，定型，這是雙向拉伸產(chǎn)品的關(guān)鍵生產(chǎn)工藝控制點。
[0055]經(jīng)過浸在冷水池I中的人字架5，一組牽引導(dǎo)向輥6，通過導(dǎo)向輥7、8、9導(dǎo)向，由收卷成型10收卷成型。
[0056]第二步、將上述的管狀膜胚加熱后進行橫向以及縱向的同步拉伸，形成管狀薄膜， 具體如下:[〇〇57]如圖4所示，經(jīng)第一步收卷成型后的管狀毛坯11在放棍架上通過過渡輥12、13,通過輸送輥組14,進入管胚水箱n中預(yù)熱，上述的過渡輥13、輸送輥組14位于管胚水箱n中。
[0058]經(jīng)預(yù)熱后的管狀毛坯然后進入拉伸機構(gòu)；
[0059]拉伸機構(gòu)由下固定臺15,絲杠17,人字架18,上固定臺19,拉伸輥組20,上牽引輥 21，充氣扁嘴管22構(gòu)成；
[0060]其中上固定臺位于下固定臺15的正上方，上下固定臺之間設(shè)有豎向設(shè)置的絲杠 17;絲杠17上配合設(shè)有拉伸輥組20，通過絲杠旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)拉伸輥組20的上下運動，拉伸輥組20 下端設(shè)有與之同步上下運動的人字架18。[0061 ]上固定臺的上方設(shè)有扁嘴充氣管22，用于對管胚16進行充氣。[〇〇62]如圖4所示，首先由扁嘴充氣管22對管胚16進行充足空氣，保證管坯的直徑。[〇〇63] 通過絲杠旋轉(zhuǎn)，將拉伸輥組20下移至如圖5所示的位置，對管胚16進行壓縮，壓縮至原來高度的1/4 一 1/8，也就是對管胚進行橫向拉伸，形成橫向拉伸膜25，通過輸送輥組14 和拉伸輥組20之間的速度差來產(chǎn)生對管胚16的縱向拉伸，這樣，就實現(xiàn)了對管胚16的縱向、 橫向同步拉伸，形成雙向拉伸膜26,通過導(dǎo)向輯23,最后收卷成同步拉伸管狀膜24。[〇〇64]第三步、雙向拉伸膜的旋轉(zhuǎn)剖切
[0065]同步拉伸管狀膜通過旋轉(zhuǎn)剖切裝置進行有角度的剖切，剖切裝置如圖6所示，包括上下豎向設(shè)置的上固定架28,下固定架27;下固定架27上端設(shè)有豎向設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸31，旋轉(zhuǎn)軸31的上端套設(shè)有旋轉(zhuǎn)架29,旋轉(zhuǎn)架29與旋轉(zhuǎn)軸31同步轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)架架29上端旋轉(zhuǎn)固定在上固定架28的下端，旋轉(zhuǎn)架內(nèi)設(shè)有滾軸，滾軸上設(shè)有雙向拉伸膜30。在旋轉(zhuǎn)架的一側(cè)設(shè)有剖刀32和收卷架34,本實施例的剖刀32和收卷架34呈45度傾斜設(shè)置。[〇〇66]雙向拉伸膜30經(jīng)過剖刀32沿旋轉(zhuǎn)軸31呈45°方向進行旋轉(zhuǎn)剖切，旋轉(zhuǎn)架29和旋轉(zhuǎn)軸31同步運行，從而剖切成與原拉伸方向呈45度的雙向拉伸膜33,最后由與旋轉(zhuǎn)軸31呈45° 的收卷機34收卷。
[0067]第四步、雙向拉伸膜復(fù)合成各向同性抗拉抗撕裂膜
[0068]本實施例的復(fù)合是通過熱復(fù)合實現(xiàn)，熱復(fù)合機構(gòu)如圖7所示，包括加熱體39，加熱體39的兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)向軸38，導(dǎo)向輥38外側(cè)各設(shè)有放卷機36;在加熱體39的出口端設(shè)有順次設(shè)有復(fù)合輥組40、41;導(dǎo)向輥42，收卷機43。
[0069]其中，加熱體的外表面涂有防粘連的特氟隆涂層。
[0070]優(yōu)選的，將該加熱體設(shè)計成半橢圓形，可通過高度變化來調(diào)節(jié)接觸面積。
[0071]將圖8所述的旋轉(zhuǎn)剖切好的同步拉伸膜44和圖9所述的未經(jīng)剖切的同步拉伸膜45 分別放在圖7所示的放卷架36上，經(jīng)小導(dǎo)向軸38轉(zhuǎn)向，在加熱體37的表面進行接觸式加熱， 迅速的熔融薄膜的表面，并在復(fù)合輥組40、41的壓力作用下，復(fù)合在一起，形成如圖10所示的各向同性抗拉抗撕裂膜46。
[0072]實例 1[〇〇73] 高密度聚乙烯HDPE經(jīng)過擠出下吹塑水冷卻形成直徑(直徑一般在100—1000mm)，厚2mm(厚度一般控制在0.1 5mm之間)的管狀膜胚，在水浴(II )(溫度在最大結(jié)晶速度所需溫度的±30°C)中進行加熱，經(jīng)過管狀同步拉伸機構(gòu)進行同步拉伸，產(chǎn)生直徑(直徑一般控制在管胚直徑的4-8倍)，厚度0.1mm(厚度一般控制在原來管胚厚度的1/4 一 1/40之間)， 經(jīng)過45°剖切，形成寬度1250-1300mm的斜向同步拉伸膜，與未經(jīng)旋轉(zhuǎn)剖切的薄膜兩層復(fù)合 (復(fù)合溫度一般根據(jù)速度控制在熔融溫度以上5—50°C之間)的，形成抗拉抗撕裂各向同性的薄膜。
[0074]實例2[〇〇75] 高密度聚乙烯MDPE經(jīng)過擠出吹塑形成直徑(直徑一般在100—1000mm)，厚1.8mm (厚度一般控制在之間)的管狀膜胚，在水浴(溫度在最大結(jié)晶速度所需溫度的土 30°C)中進行加熱，經(jīng)過管狀同步拉伸機構(gòu)進行同步拉伸，產(chǎn)生直徑(直徑一般控制在管胚直徑的4-8倍)，厚度0.1mm(厚度一般控制在原來管胚厚度的1/4一 1/40之間)，經(jīng)過45°剖切，形成寬度1050-1100mm的斜向同步拉伸膜，與未經(jīng)旋轉(zhuǎn)剖切的薄膜兩層復(fù)合(復(fù)合溫度一般根據(jù)速度控制在熔融溫度以上5—50°C之間)的，形成抗拉抗撕裂各向同性的薄膜。
[0076]以上所述的本實用新型實施方式，并不構(gòu)成對本實用新型保護范圍的限定。任何在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所做的修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種各向同性抗拉抗撕裂膜，其特征在于，包括經(jīng)雙向拉伸的管狀薄膜，在管狀薄膜 至少一側(cè)與之一體熱復(fù)合有先經(jīng)雙向拉伸后的、再經(jīng)45度斜切后的斜切同步拉伸膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向同性抗拉抗撕裂膜，其特征在于，管狀薄膜兩側(cè)各熱復(fù)合 有斜切同步拉伸膜。3.—種制造如權(quán)利要求1或2所述各向同性抗拉抗撕裂膜的制造裝置，其特征在于，包 括制造擠出裝置、制造拉伸裝置、制造剖切裝置、制造熱復(fù)合裝置；所述的制造擠出裝置包括:順次連接的塑料擠出機、塑料擠出機的端部設(shè)置有圓形螺 旋管胚機頭；圓形螺旋管坯機頭的下端設(shè)有供擠出塑料管胚穿過的冷卻風(fēng)環(huán);還包括有冷 水池I，冷水池I內(nèi)浸有一組牽引導(dǎo)向輥，牽引導(dǎo)向輥的前端設(shè)有人字架，牽引導(dǎo)向輥后設(shè)有 至少三個導(dǎo)向輥，最后連接有收卷成型機；制造拉伸裝置由下固定臺、絲杠、人字架、上固定臺、拉伸輥組、上牽引輥、扁嘴充氣管 構(gòu)成;其中上固定臺位于下固定臺的正上方，上下固定臺之間設(shè)有豎向設(shè)置的絲杠;絲杠上 配合設(shè)有拉伸輥組，通過絲杠旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)拉伸輥組的上下運動;拉伸輥組下端設(shè)有與之同步 上下運動的人字架;上牽引輥位于上固定臺的上方、且在上牽引輥的上方為扁嘴充氣管，用 于對管胚進行充氣;沿輸送方向在輸送輥組的前端設(shè)有過渡輥以及管狀毛坯;在上牽引輥 的后方設(shè)有導(dǎo)向輥以及收卷機;設(shè)有冷水池n，上述的下固定臺、輸送輥組浸于本冷水池n 中；所述的制造剖切裝置包括上下豎向設(shè)置的上固定架、下固定架；下固定架上端設(shè)有豎 向設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸的上端套設(shè)有旋轉(zhuǎn)架，旋轉(zhuǎn)架與旋轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)架上端旋轉(zhuǎn) 固定在上固定架的下端，旋轉(zhuǎn)架內(nèi)設(shè)有滾軸，滾軸上架設(shè)有雙向拉伸膜;在旋轉(zhuǎn)架的一側(cè)設(shè) 有剖刀和收卷架，剖刀和收卷架呈45度傾斜設(shè)置;雙向拉伸膜經(jīng)過剖刀沿旋轉(zhuǎn)軸呈45°方 向進行旋轉(zhuǎn)剖切，成與原拉伸方向呈45度的雙向拉伸膜，最后由與旋轉(zhuǎn)軸呈45°的收卷機收 卷；所述的制造熱復(fù)合裝置包括加熱體，加熱體的兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)向軸，導(dǎo)向輥外側(cè)各設(shè)有一 個放卷機;在加熱體的出口端設(shè)有順次設(shè)有復(fù)合輥組、導(dǎo)向輥、收卷機;其中，加熱體的外表 面涂有防粘連的特氟隆涂層。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的各向同性抗拉抗撕裂膜的制造裝置，其特征在于，加熱體前端 為半橢圓形，通過高度變化來調(diào)節(jié)接觸面積。
【文檔編號】B32B27/08GK205588731SQ201620062839
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年1月22日
【發(fā)明人】范吉廷, 宋新英
【申請人】范吉廷