一种流延机及其用于生产防水透气膜的方法

摘要

本发明公开了一种流延机及其用于生产防水透气膜的方法，流延机包括加料装置、螺杆螺筒挤出装置、加热装置、螺杆的驱动装置、模头、熔体压力控制装置、熔体密度控制装置和膜唇间隙控制装置，其中，熔体压力控制装置根据检测到的熔体压力信号控制加热装置和驱动装置，可保证熔体压力保持稳定；熔体密度控制装置根据检测到熔体密度控制加料装置，保证熔体密度保持稳定，膜唇间隙控制装置根据检测到的膜唇间隙信号控制膜唇间隙调节装置，保证膜唇间隙保持稳定，上述稳定的熔体压力、熔体密度以及膜唇间隙结合在一起可保证流延机挤出的薄膜厚度均匀。

权利要求

1.一种流延机，包括加料装置、螺杆螺筒挤出装置、加热装置以及模头，其中，螺杆螺筒挤出装置中的螺杆与驱动装置连接；其特征在于，该流延机还包括熔体压力控制装置、熔体密度控制装置和膜唇间隙控制装置，其中：所述的熔体压力控制装置包括熔体压力测量装置和压力反馈控制系统，其中，熔体压力测量装置设置在螺杆螺筒挤出装置和模头之间，压力反馈控制系统分别与熔体压力测量装置、加热装置以及驱动装置连接；

所述的熔体密度控制装置包括熔体密度测试仪以及密度反馈控制系统，其中，熔体密度测试仪设置在螺杆螺筒挤出装置和模头之间，密度反馈控制系统分别与熔体密度测试仪以及加料装置连接；

所述的膜唇间隙控制装置包括膜唇间隙测量装置、膜唇间隙调节装置以及间隙反馈控制系统，其中，膜唇间隙测量装置和膜唇间隙调节装置设置在模头上，间隙反馈控制系统分别与膜唇间隙测量装置和膜唇间隙调节装置连接。

2.根据权利要求1所述的流延机，其特征在于，所述的压力反馈控制系统、密度反馈控制系统和间隙反馈控制系统为同一微处理器。

3.根据权利要求2所述的流延机，其特征在于，所述的加料装置上连接有抽真空装置。

4.根据权利要求3所述的流延机，其特征在于，所述的螺杆螺筒挤出装置和模头之间设有压力控制容器，该压力控制容器具有一外壳，其内设有20～50块滤板，每一滤板上开有多个大小不一的孔。

5.根据权利要求3所述的流延机，其特征在于，所述的膜唇间隙调节装置由设在模头上的两组电磁铁组成，这两块电磁铁相对地设置在膜唇一侧的钢板上，两电磁铁相对端面之间具有间隙。

6.根据权利要求3所述的流延机，其特征在于，所述的加料装置包括计量喂料装置和储料斗，其中，计量喂料装置由2～5台计量称组成，储料斗密封连接在计量称的下部，所述的抽真空装置连接在该储料斗上。

7.根据权利要求3所述的流延机，其特征在于，所述的抽真空装置还与螺杆螺筒挤出装置连接。

8.一种权利要求1～7中任一项的流延机用于生产防水透气膜的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)通过加料装置向流延机加入物料；

(2)物料经螺杆螺筒挤出装置作用成熔融状态并从模头上挤出，该过程中，熔体压力控制装置中的压力反馈控制系统根据熔体压力测量装置检测到的熔体压力信号控制加热装置和驱动装置，从而控制螺杆的转速以及流延机各区温度，使熔体压力保持稳定；

熔体密度控制装置中的密度反馈控制系统根据熔体密度测试仪检测的熔体密度信号控制加料装置中的加料比例，使熔体密度保持稳定；

膜唇间隙控制装置中的间隙反馈控制系统根据膜唇间隙测量装置检测到的膜唇间隙信号控制膜唇间隙调节装置调整膜唇间隙，使得膜唇间隙保持稳定；

(3)由流延机挤出的薄膜经过薄膜拉伸系统拉伸和薄膜定型冷却系统定型后形成防水透气膜。

9.根据权利要求8所述的生产防水透气膜的方法，其特征在于，所述的熔体密度测试仪每间隔10-20s测量一次熔体密度。

10.根据权利要求8所述的生产防水透气膜的方法，其特征在于，所述的膜唇间隙测量装置每间隔2-3s测量一次膜唇间隙。

说明书

一种流延机及其用于生产防水透气膜的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及塑料加工技术领域，特别涉及一种流延机及其用于生产防水透气膜的方法。

背景技术

[0002] 防水透气膜主要是以热塑性塑料为载体，加入无机矿物填料后经流延冷辊成型法挤出成型，然后经纵向拉伸处理，使之具有独特的微孔结构。这些以高密度分布在薄膜表面的特殊结构微孔，使薄膜既能阻隔液体水的渗漏，又能让水蒸汽等气体分子通过。目前防水透气膜的主要应用领域包括个人卫生护理用品、医用防护用品(如医用床垫、防护服、手术服、手术床单、热敷贴、医用枕套等)、特殊场所个人防护用品、服装里衬、药品包装用辅料，建筑行业等。在欧美、日本、韩国、远东地区以及我国的港台地区，已经广泛使用防水透气膜在上述领域。现有防水透气膜生产设备主要是由流延机，预热系统，拉伸系统，冷却定型系统等构成。目前的防水透气膜生产方法及生产设备存在流延机生产出来的薄膜厚薄不均的技术难题，造成了生产的防水透气膜产品纵向和横向的透气率偏差较大，难以应用于要求透气率偏差较小的领域使用。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点及不足，提供一种能够生产出厚度均匀的薄膜的流延机。

[0004] 本发明的另一个目的在于提供一种上述流延机用于生产防水透气膜的方法。

[0005] 本发明的目的通过下述技术方案实现：

[0006] 一种流延机，包括加料装置、螺杆螺筒挤出装置、加热装置以及模头，其中，螺杆螺筒挤出装置中的螺杆与驱动装置连接；该流延机还包括熔体压力控制装置、熔体密度控制装置和膜唇间隙控制装置，其中：

[0007] 所述的熔体压力控制装置包括熔体压力测量装置和压力反馈控制系统，其中，熔体压力测量装置设置在螺杆螺筒挤出装置和模头之间，压力反馈控制系统分别与熔体压力测量装置、加热装置以及驱动装置连接；

[0008] 所述的熔体密度控制装置包括熔体密度测试仪以及密度反馈控制系统，其中，熔体密度测试仪设置在螺杆螺筒挤出装置和模头之间，密度反馈控制系统分别与熔体密度测试仪以及加料装置连接；

[0009] 所述的膜唇间隙控制装置包括膜唇间隙测量装置、膜唇间隙调节装置以及间隙反馈控制系统，其中，膜唇间隙测量装置和膜唇间隙调节装置设置在模头上，间隙反馈控制系统分别与膜唇间隙测量装置和膜唇间隙调节装置连接。

[0010] 本发明所述的流延机，其中，所述的压力反馈控制系统、密度反馈控制系统和间隙反馈控制系统为同一微处理器；此外，上述三个反馈控制系统也可以是相互独立的未处理器，有利于提高信号处理速度，但是会使系统复杂化。

[0011] 本发明所述的流延机，其中，所述的加料装置上连接有抽真空装置。设置该抽真空装置的目的在于，将物料中的空气抽走，消除空气对熔体压力和熔体密度的影响。

[0012] 本发明所述的流延机，其中，所述的螺杆螺筒挤出装置和模头之间设有压力控制容器，该压力控制容器具有一外壳，其内设有20～50块滤板，每一滤板上开有多个大小不一的孔。设置该压力控制容器的目的在于在一定程度上消除物料熔体压力的波动，其工作原理是：熔体在流过多块滤板后，流动趋于平稳，从而保证熔体压力稳定。

[0013] 本发明所述的流延机，其中，所述的膜唇间隙调节装置由设在模头上的两组电磁铁组成，这两块电磁铁相对地设置膜唇一侧的钢板上，两电磁铁相对端面之间具有间隙。其工作原理为：当膜唇间隙测量装置检测到膜唇间隙偏大时，间隙反馈控制系统使两块电磁铁产生排斥力，使膜唇变形以达到减少膜唇间隙的目的，当膜唇间隙测量装置检测到膜唇间隙偏小时，间隙反馈控制系统使两块电磁铁产生吸引力，使膜唇变形以达到增大膜唇间隙的目的。

[0014] 本发明所述的流延机，其中，所述的加料装置包括计量喂料装置和储料斗，其中，计量喂料装置由2～5台计量称组成，储料斗密封连接在计量称的下部，所述的抽真空装置连接在该储料斗上。

[0015] 本发明所述的流延机，其中，所述的抽真空装置还与螺杆螺筒挤出装置连接，其目的在于，将螺杆螺筒挤出装置的空气进一步排除，以一进步消除空气对熔体压力和熔体密度的影响。

[0016] 一种上述的流延机用于生产防水透气膜的方法，包括以下步骤：

[0017] (1)通过加料装置向流延机加入物料；

[0018] (2)物料经螺杆螺筒挤出装置作用成熔融状态并从模头上挤出，该过程中，[0019] 熔体压力控制装置中的压力反馈控制系统根据熔体压力测量装置检测到的熔体压力信号控制加热装置和驱动装置，从而控制螺杆的转速以及流延机各区温度，使熔体压力保持稳定；

[0020] 熔体密度控制装置中的密度反馈控制系统根据熔体密度测试仪检测的熔体密度信号控制加料装置中的加料比例，使熔体密度保持稳定；

[0021] 膜唇间隙控制装置中的间隙反馈控制系统根据膜唇间隙测量装置检测到的膜唇间隙信号控制膜唇间隙调节装置调整膜唇间隙，使得膜唇间隙保持稳定；

[0022] (3)由流延机挤出的薄膜经过薄膜拉伸系统拉伸和薄膜定型冷却系统定型后形成防水透气膜。

[0023] 本发明所述的生产防水透气膜的方法，其中，所述的熔体密度测试仪每间隔10-20s测量一次熔体密度，采用该参数既保证可以实时监控物料熔体密度，又可以简化熔体密度检测的方法。

[0024] 本发明所述的生产防水透气膜的方法，其中，所述的膜唇间隙测量装置每间隔2-3s测量一次膜唇间隙，通过实时检测膜唇间隙以达到更好的控制膜唇间隙。

[0025] 本发明的工作原理是：熔体压力控制装置根据检测到的熔体压力信号控制加热装置和驱动装置，实时调整流延机各区温度和螺杆的转速，确保熔体压力保持在一稳定值；熔体密度控制装置根据检测到的熔体密度信号控制加料装置，实时调整加料比例，确保熔体密度保持在一稳定值；膜唇间隙控制装置根据检测到的膜唇间隙信号控制膜唇间隙调节装置，实时调整膜唇间隙，确保膜唇间隙保持在一稳定值。上述的熔体压力控制装置以及体密度控制装置共同作用可保证任何时候进入流延机模头的物料的熔体压力及熔体密度一致，上述的膜唇间隙控制装置可保证膜唇间隙保持不变，从而使得影响薄膜厚度均匀性的参数：熔体压力、熔体密度以及膜唇间隙均保持稳定，从而确保了挤出的薄膜具有均匀的厚度。

[0026] 从上面的工作原理描述可知，本发明的流延机能够生产出厚度均匀的薄膜，为下一步的薄膜拉伸以及薄膜定型冷却工艺提供了厚度均匀性良好的透气膜坯料，从而大大提高了透气膜成品的横向和纵向的厚度均匀性，使得该透气膜成品的横向和纵向的透气率均匀，提高了透气膜的使用性能，适用于要求透气率偏差较小的领域使用。

附图说明

[0027] 图1为本发明的流延机的一个具体实施方式的结构示意图。

[0028] 图2为图1中压力控制容器的结构示意图(图中只显示部分滤板)。

[0029] 图3为图2中滤板的结构示意图。

[0030] 图4和图5为图1中模头的结构示意图，其中，图4为主视图，图5为左视图。

[0031] 图6为本发明压力、密度、膜唇间隙控制系统电原理框图。

具体实施方式

[0032] 参见图1，本发明的流延机设置在机座上，主要由加料装置、螺杆螺筒挤出装置2、驱动装置、加热装置、模头3以及熔体压力控制装置、熔体密度控制装置和膜唇间隙控制装置组成，其中，驱动装置和加料装置设在螺杆螺筒挤出装置2的一头，模头3设在螺杆螺筒挤出装置2的另一头，加热装置设在螺杆螺筒挤出装置2上。所述的加料装置包括计量喂料装置和储料斗5，计量喂料装置由2台计量称4组成，储料斗5密封连接在计量称4的下部，储料斗5上连接有抽真空装置8，该抽真空装置8为单级水环式真空泵，该抽真空装置8还与螺杆螺筒挤出装置2的末端连接。所述的螺杆螺筒挤出装置2包括螺杆和螺筒，其中螺杆由驱动装置驱动，该驱动装置由直流电机6和减速装置7构成。所述的加热装置由包覆在螺筒表面的电加热块及温度控制系统组成。

[0033] 参见图2和图3，所述的螺杆螺筒挤出装置2与模头3之间设有熔体压力控制容器9，该熔体压力控制容器9的两头分别与螺筒和模头3流道连接，该压力控制容器9具有一长方形的外壳，该外壳内设有30块滤板13，每一滤板19上开有多个大小不一的孔13-1。

[0034] 参见图4和图5，所述的模头3是衣架式结构的流延模头，模头3由两片不锈钢块3-1组成，两片不锈钢块3-1的结合面形成薄膜成型间隙15，两片不锈钢块3-1通过螺栓16锁紧。不锈钢块3-1在与膜唇对应的一头设有倾斜面，使得整个模头3的横断面在膜唇的一头呈锥形。

[0035] 参见图1和图6，所述的熔体压力控制装置熔体压力测量装置10以及压力反馈控制系统组成，熔体压力测量装置10由压力传感器和压力显示元件构成，其中压力传感器直接与螺筒和模头3连接处流道内物料直接接触。所述的反馈控制系统由微处理器和控制电路组成，熔体压力测量装置10检测到物料熔体的压力后通过控制电路反馈给微处理器，微处理器经过计算处理后发指令给加热装置和驱动装置。

[0036] 见图1和图6，所述的熔体密度控制装置由熔体密度测试仪11和密度反馈控制系统组成，其中，熔体密度测试仪11是由定体积熔体池、熔体切割元件、熔体称重元件及计算单元组成，熔体池连接在压力控制容器9与模头3之间，切割元件在一定时间间隔内切割熔体池出来的熔体，切割后称重，然后由计算单元计算出熔体密度；所述的密度反馈控制系统由微处理器和控制电路组成，熔体密度测量仪11检测到物料熔体的密度后通过控制电路反馈给微处理器，微处理器经过计算处理后发指令给加料装置。

[0037] 参见图1、图4～图6，所述的膜唇间隙控制装置由膜唇间隙测量装置12、膜唇间隙调节装置以及间隙反馈控制系统组成，其中，膜唇间隙测量装置12设置在模头3的膜唇处，该膜唇间隙测量装置12为红外线测距装置；膜唇间隙调节装置由两块设在模头3的其中一片不锈钢块3-1的斜面上的电磁铁14组成，这两块电磁铁14相对设置，两者相对端面之间具有一定间隙，通电时，靠近膜唇的电磁铁14受另一电磁铁14的吸力或推力作用，使得不锈钢块3-1在膜唇处产生变形，从而使膜唇间隙被拉大或缩小；所述的反馈控制系统由微处理器和控制电路组成，膜唇间隙测量装置12检测到膜唇间隙后通过控制电路反馈给微处理器，微处理器经过计算处理后发指令给膜唇间隙调节装置；当膜唇间隙测量装置12检测到膜唇间隙偏大时，间隙反馈控制系统使两块电磁铁14产生排斥力，使膜唇变形以达到减少膜唇间隙的目的，当膜唇间隙测量装置12检测到膜唇间隙偏小时，间隙反馈控制系统使两块电磁铁14产生吸引力，使膜唇变形以达到增大膜唇间隙的目的。

[0038] 参见图6，所述的压力反馈控制系统、密度反馈控制系统和间隙反馈控制系统为同一微处理器，该微处理器接收到熔体压力检测装置，熔体密度检测仪，间隙检测装置反馈的信号，经过计算处理后发送指令给加热装置，驱动装置，加料装置和膜唇间隙调节装置。

[0039] 在上述的流延机中，除开上面的实施方式以外，还可以是其他的实施方式，例如，计量称的数量可根据物料的种类确定，滤板的数量也可根据具体的压力要求在20～50块的范围内选择。

[0040] 本发明的上述的流延机用于生产防水透气膜的方法，包括以下步骤：

[0041] (1)向加料装置中的两台计量称4中分别加入在温度为190℃、载荷为2.16kg条件下，熔体流动指数为3g/10min和熔体流动指数为5g/10min的透气膜专用PE填充料，两台计量称4按1∶1的比例将两种物料输送到储料斗5中混合，同时开启抽真空装置8将储料斗5内部抽成真空，物料从储料斗5进入螺杆螺筒挤出装置2；

[0042] (2)物料在螺杆螺筒挤出装置2的螺杆旋转挤压以及加热装置的加热作用下形成熔融状态，并流经压力控制容器9后进入模头3内流道，最后从模头3的膜唇处挤出；在上述过程中：

[0043] 熔体压力控制装置中的熔体压力测量装置10实时检测熔体压力，并将该熔体压力信号传送到压力反馈控制系统中，压力反馈控制系统根据该熔体压力信号的变化调整加热装置的温度和驱动电机的转速，通过调整影响熔体压力的温度以及螺杆转速来保证熔体压力稳定在10MPa；

[0044] 熔体密度控制装置中的熔体密度测量装每隔15s检测一次熔体密度，并将该熔体密度信号传送到密度反馈控制系统中，密度反馈控制系统根据该熔体密度信号的变化控制加料装置调整2个计量称4中的物料比例，通过调整影响熔体密度的物料比例来保证熔体密度稳定在1.15g/cm3；

[0045] 膜唇间隙控制装置中的据膜唇间隙测量装置12每2.5s检测一次模唇间隙，并将该模唇间隙信号传送到控制反馈系统中，控制反馈系统根据该模唇间隙信号的变化控制膜唇间隙调节装置对模唇间隙进行调整，使模唇间隙稳定在0.16mm；

[0046] 上述稳定的熔体压力、熔体密度以及模唇间隙确保了挤出的薄膜具有均匀的厚度；

[0047] (3)从流延机中挤出的厚度均匀的薄膜，按拉伸比1.5∶1(即薄膜被拉伸的比2
率)经薄膜拉伸系统和冷却定型系统拉伸定型后，制成克重为40g/m 的防水透气膜成品，所制的透气膜在温度38℃，相对湿度90％条件下薄膜横向及薄膜中间位置纵向的透汽率如下表：

[0048]

[0049] 上述的生产防水透气膜的方法，除上述的实施方式外，还可以采用其他的实施方式，例如，熔体密度测量装置11检测熔体密度的时间间隔可以在10-20s之间选择；膜唇间隙测量装置12测量膜唇间隙的时间间隔可以在2-3s之间选择。