石頭紙吹膜法生產設備的製作方法

2023-10-31 14:03:32 1

專利名稱：石頭紙吹膜法生產設備的製作方法
技術領域：
本發明屬於石頭紙生產設備的技術領域，尤其涉及一種石頭紙吹膜法生產設備。
背景技術：
石頭紙是將石灰石、方解石、大理石等磨成粉末，再通過特殊工藝將石粉與聚乙烯 和膠合劑混合而成的，整個生產過程不用木漿、不加水，不使用強鹼、強酸、漂白劑，不排廢 水、廢氣、廢渣，符合低碳環保的世界潮流。與傳統的植物纖維紙相比，石頭紙具有強度大、抗撕裂、防穿孔、耐磨耐摺疊、耐潮 溼、耐蟲蛀等特點，且抗水性優良，可與食品直接接觸，價格低、而且所含礦石成分可脆化分 解回歸大自然。為了改善石頭紙的性能，石頭紙同樣可以採用多層複合的結構形式，常見的 是三層複合的石頭紙。石頭紙可以採用流涎法或吹膜法生產。當採用吹膜法生產時，雖然其工藝路線和 塑料吹膜相近似，但現有生產複合塑料薄膜的吹膜設備並不適合於生產複合石頭紙，具體 如下一、石頭紙原料中含大量的石粉，石粉會降低製品的機械性能，所以為了提高紙制 品的斷裂伸長率等機械性能，在工藝上要求採用較高的吹脹比和拉伸比，石頭紙一般要求 吹脹和拉伸的比例在5倍左右，並且吹脹拉伸時的溫度要求比熔融溫度低得多，如果吹脹 拉伸時太接近於熔融溫度，則難以實現高比例的吹脹和拉伸，而且分子鏈或結晶面進行取 向而有序排列的效果不太明顯，使機械性能提高的幅度達不到石頭紙的要求；所以從工藝 上考慮，要求石頭紙原料在從口模擠出後不能馬上進行吹脹和拉伸，而必須上升一段距離、 稍微冷卻後再進行拉伸和吹脹；而且吹脹和拉伸的比例越大，該段上升的距離要求越長。但 按照現有生產塑料薄膜的吹膜設備的結構，膜泡剛擠出後立即就會被吹脹和拉伸，吹脹和 拉伸的溫度太接近於熔融溫度。二、石頭紙的原料密度是普通HDPE的1. 6倍，單位面積的重量大，比熱容也大，冷 卻過程所需風量大。現有生產塑料薄膜的吹膜設備雖然在膜泡外面設有冷卻風環(由於設 在膜泡外面，所以又稱外冷卻風環)，但冷卻效果明顯達不到石頭紙的要求，且該冷卻風環 非常靠近口模，因此冷卻作用發生在吹脹拉伸之前，無法在膜泡被吹脹和拉伸後對其進行 冷卻。

發明內容
本發明的目的在於克服上述缺點而提供一種石頭紙吹膜法生產設備，它可以使石 頭紙膜泡在從口模擠出後上升一段距離再進行吹脹和拉伸，並且能使石頭紙膜泡得到充分 冷卻。其目的可以按以下方案實現該石頭紙吹膜法生產設備包括機頭，機頭中心位置 設有中央進風直管；機頭設有口模，口模設有圓環形擠出口，機頭上面設有外冷卻風環，其 主要特點在於，機頭中心位置還設有中央排風直管，所述中央進風直管套在中央排風直管外面；在口模上面還設有圓形拉伸棒，該圓形拉伸棒呈上大下小的錐度，圓形拉伸棒的側面 包裹有布質材料，圓形拉伸棒上端的直徑大於圓環形擠出口的直徑；在圓形拉伸棒上面還 設有內冷卻風環；中央進風直管從機頭中央向上延伸並穿過圓形拉伸棒，中央進風直管的 上端連通內冷卻風環的進氣口，內冷卻風環的出氣口位於其進氣口外圍；中央排風直管從 機頭中央向上延伸並穿過圓形拉伸棒，再穿過內冷卻風環，中央排風直管的上端開口位於 內冷卻風環的上方；圓形拉伸棒附著在中央進風直管的管壁上，內冷卻風環安裝在中央進 風直管的管壁上端。較好的是，圓形拉伸棒與口模的垂直距離相當於口模圓環形擠出口直徑的4 12倍。更好的是，在圓形拉伸棒和口模之間設有圓環形定位棒，圓環形定位棒固定在中 央進風直管的管壁上；在中央進風直管的管壁側面開設有洩氣小孔，洩氣小孔位於圓環形 定位棒下方；在圓形拉伸棒下端面和上端面分別開設有通氣小孔，下端面的通氣小孔和上 端面的通氣小孔互相連通。所述圓形拉伸棒可上下滑動地安裝在中央進風直管的管壁上；在圓形拉伸棒上方 設有支座板，支座板固定在中央進風直管的管壁上；在支座板和圓環形定位棒之間設有豎 直的螺杆，螺杆的中間段設有螺紋而上下兩端不設螺紋，螺杆的上端可水平轉動而豎向固 定地安裝在支座板上，螺杆的下端可水平轉動而豎向固定地安裝在圓環形定位棒上，圓形 拉伸棒設有與螺杆螺紋段配合的螺孔，螺杆的中間段穿過圓形拉伸棒的螺孔；支座板上安 裝有驅動螺杆轉動的電機。電機的電源線及控制線經過中央進風直管或中央排風直管穿出機頭外面。本發明中，內冷卻風環也是一種冷卻風環，由於它在工作時位於膜泡裡面，所以所 以稱為「內冷卻風環」。本發明中，圓形拉伸棒的結構決定了其主要作用是促使上部膜泡拉 伸而且控制下部膜泡不拉伸，因此命名為「拉伸棒」。本發明具有以下優點和效果一、本發明在機頭上方設有圓形拉伸棒，圓形拉伸棒表面採用布質材料，工作過程 中，膜泡在上方牽引輥的快速牽引下上升，由於牽引速度大於擠出速度，對膜泡產生縱向 拉伸力；當膜泡經過下小上大的圓形拉伸棒時，與圓形拉伸棒表面發生摩擦，該摩擦力的 存在，會使牽引輥對膜泡的拉伸力在這一段向下逐漸衰減，使圓形拉伸棒中部以下的膜泡 基本不產生拉伸作用，因此圓形拉伸棒中部以下的膜泡基本不會縱向拉伸；而中央進風直 管、中央排風直管均開口於圓形拉伸棒上方，所以圓形拉伸棒中部以下的膜泡裡面也基本 沒有壓縮空氣，所以也不會發生吹脹，因此實現了膜泡上升一段距離後、稍微冷卻才拉伸的 效果；在圓形拉伸棒中部以上的膜泡，由於受到縱向快速拉伸而變薄，而且壓縮空氣通過中 央進風直管進入膜泡內腔，變薄的膜泡在壓縮空氣作用下被吹脹，實現較大比例的吹脹、拉 伸，其吹脹、拉伸比例高達5倍左右，而且吹脹、拉伸時溫度比熔融溫度低得多，因此分子鏈 或結晶面在平行於薄膜平面的方向上進行取向而有序排列的效果明顯，使製品機械性能提 高的幅度符合石頭紙的要求。二、本發明還巧妙地利用中央進風直管外壁固定圓形拉伸棒、內冷卻風環、電機， 並且巧妙地組織了的內冷卻風環的進出氣流通道，內冷卻風環、外冷卻風環可以分別對膜 泡內外冷卻，冷卻效果符合石頭紙的要求，而且內冷卻風環的冷卻作用發生在膜泡拉伸吹脹後，因此冷卻定型效果更好。三、在生產過程中可利用電機驅動螺杆旋轉，進一步驅動圓形拉伸棒自動升降，可 以一邊生產一邊尋找拉伸棒的最佳工作位置，這樣容易找到拉伸棒的最佳工作位置，做出 最好的產品。同時在更換製品規格時，不需停機就可以調整圓形拉伸棒的位置，以適應不同 製品規格的需要。四、圓形拉伸棒、圓形定位棒都可以保證管胚不擺動，解決了石頭紙原料熔體強度 弱，膜泡不易穩定的問題，消除了因膜泡不易穩定而帶來的製品易皺的問題；在中央進風直 管的管壁側面開設有洩氣小孔，洩氣小孔位於圓環形定位棒下方，所以可以從中央進風直 管的側壁洩露出微小氣流，該氣流上升過程將從圓環形定位棒外表面通過，膜泡與圓形定 位棒之間形成薄薄的氣墊，防止膜泡與圓形定位棒之間產生較大摩擦力，保證膜管在此處 不拉伸；而該微小氣流繼續上升後，由於圓形拉伸棒下端面和上端面開設有通氣小孔，下端 面的通氣小孔和上端面的通氣小孔互相連通，所以該微小氣流將從圓形拉伸棒內部經過， 而不從圓形拉伸棒外表面經過，防止膜泡與圓形拉伸棒之間形成氣墊，保證膜泡與圓形拉 伸棒之間有足夠的摩擦力。五、電機的電源線及控制線巧妙地經中央進風直管或中央排風直管穿出機頭外 面。這樣，工作時，電機雖然被包圍在膜泡中，但電源線及控制線仍可穿出外面，並不會妨礙 到膜泡，而且電機可以得到冷風的冷卻。


圖1是本發明一種具體實施例的結構及吹膜工作狀態示意圖。圖2是圖1中附著在中央進風直管外壁上的各部件的結構示意圖。圖3是圖1中A局部放大結構示意圖。圖4是本發明一種具體實施例的氣流路徑示意圖。
具體實施例方式圖1、圖2、圖3所示的石頭紙吹膜法生產設備包括機頭，機頭設有螺旋套和口模4， 螺旋套包括模芯體31、中旋芯32、外旋芯33，外旋芯33外面還設有模殼34 ；口模4位於螺 旋套上面，模芯體31、中旋芯32、外旋芯33分別開設有螺旋流道35，口模4設有圓環形擠 出口 41，機頭上面設有外冷卻風環5，機頭中心位置設有中央進風直管1、中央排風直管2， 中央進風直管1套在中央排風直管2外面；中央進風直管1連接有進風孔道12，進風孔道 12的外端連接有高壓送風機，中央排風直管2連接排風孔道22，排風孔道的外端連接有抽 風機。圖1、圖2所示，在口模上面還設有圓形拉伸棒6，；該圓形拉伸棒6呈上大下小的 錐度，圓形拉伸棒的側面包裹有燈芯絨布質材料，圓形拉伸棒6上端的直徑大於圓環形擠 出口的直徑；在圓形拉伸棒上面還設有內冷卻風環7 ；中央進風直管1從機頭中央向上延伸 並穿過圓形拉伸棒6，中央進風直管的上端連通內冷卻風環的進氣口 71，內冷卻風環的出 氣口 72位於其進氣口 71外圍；中央排風直管2從機頭中央向上延伸並穿過圓形拉伸棒6， 再穿過內冷卻風環7，中央排風直管的上端開口 21位於內冷卻風環7的上方；圓形拉伸棒6 附著在中央進風直管1的管壁上，內冷卻風環7安裝在中央進風直管1的管壁上端。
圖1、圖2所示，在圓形拉伸棒6和口模4之間設有兩根圓環形定位棒8，圓環形定 位棒固定在中央進風直管的管壁上；圖3所示，在中央進風直管的管壁側面開設有洩氣小 孔11，洩氣小孔11位於圓環形定位棒8下方；在圓形拉伸棒6下端面開設有通氣小孔61， 上端面也開設有通氣小孔62，圓形拉伸棒6為空心結構，所以下端面的通氣小孔61和上端 面的通氣小孔62互相連通。圖1、圖2所示，圓形拉伸棒6可上下滑動地安裝在中央進風直管1的管壁上；在圓 形拉伸棒6上方設有支座板9，支座板9固定在中央進風直管的管壁上；在支座板和圓環形 定位棒之間設有兩根豎直的螺杆91，每根螺杆91的中間段設有螺紋而上下兩端不設螺紋， 螺杆91的上端可水平轉動而豎向固定地安裝在支座板9上，螺杆91的下端可水平轉動而 豎向固定地安裝在圓環形定位棒8上，圓形拉伸棒6設有與螺杆螺紋段配合的螺孔，螺杆的 中間段穿過圓形拉伸棒的螺孔；支座板上安裝有兩臺驅動螺杆轉動的電機92，每臺電機92 對應驅動一根螺杆91 ；電機92的電源線及控制線經過中央進風直管穿出機頭外面。該圓 形拉伸棒6在電機驅動下上升到最高點時，圓形拉伸棒與口模的垂直距離為口模圓環形擠 出口直徑的12倍；該圓形拉伸棒6在電機驅動下下降到最低點時，圓形拉伸棒與口模的垂 直距離為口模圓環形擠出口直徑的4倍。該圓形拉伸棒6的高度可根據拉伸倍數等因素在 上述範圍內自動調節，而且調節過程不停機。上述實施例工作過程中，石頭紙熔融物料經螺旋套的螺旋流道35、並通過口模的 圓環形擠出口 41擠出，形成膜泡，膜泡擠出後在牽引輥93的牽引作用下繼續上升，先經過 圓環形定位棒8旁邊，再經過圓形拉伸棒6外圍，與圓形拉伸棒6周壁產生摩擦，接著繼續 上升，由於牽引輥93的牽引速度大於膜泡擠出速度，使圓形拉伸棒6上方的膜泡94被縱向 拉伸。圖4所示，工作過程中，高壓送風機不斷通過進風孔道12、中央進風直管1輸入壓 縮空氣，壓縮空氣到達中央進風直管1上端後，通過內冷卻風環的進氣口 71進入內冷卻風 環7，再通過內冷卻風環的出氣口 72進入膜泡94內腔中，將膜泡94吹脹。在抽風機作用 下，膜泡94內腔的壓縮空氣從中央排風直管的上端開口 21進入中央排風直管，向下流動， 接著經排風孔道22排出機頭外面。另外，由於中央進風直管1開設有洩氣小孔11 (位於圓 環形定位棒8下面)，因此有微量壓縮空氣從洩氣小孔11排出、上升，並從圓環形定位棒8 表面經過，形成薄層氣墊；該微量壓縮空氣繼續上升後，從圓形拉伸棒6下端面的通氣小孔 61、上端面的通氣小孔62經過，而不從圓形拉伸棒6表面拂過，因此不會形成氣墊，不影響 膜泡與圓形拉伸棒6表面之間摩擦力；該微量壓縮空氣接著進入吹脹部位的膜泡內腔。上述實施例中，電機92的電源線及控制線也可以經過中央排風直管2穿出機頭外 面。圓形拉伸棒的側面包裹的布質材料也可以為其它柔軟而不光滑的棉布質材料。
權利要求
一種石頭紙吹膜法生產設備，包括機頭，機頭中心位置設有中央進風直管；機頭設有口模，口模設有圓環形擠出口，機頭上面設有外冷卻風環，其特徵在於機頭中心位置還設有中央排風直管，所述中央進風直管套在中央排風直管外面；在口模上面還設有圓形拉伸棒，該圓形拉伸棒呈上大下小的錐度，圓形拉伸棒的側面包裹有布質材料，圓形拉伸棒上端的直徑大於圓環形擠出口的直徑；在圓形拉伸棒上面還設有內冷卻風環；中央進風直管從機頭中央向上延伸並穿過圓形拉伸棒，中央進風直管的上端連通內冷卻風環的進氣口，內冷卻風環的出氣口位於其進氣口外圍；中央排風直管從機頭中央向上延伸並穿過圓形拉伸棒，再穿過內冷卻風環，中央排風直管的上端開口位於內冷卻風環的上方；圓形拉伸棒附著在中央進風直管的管壁上，內冷卻風環安裝在中央進風直管的管壁上端。
2.根據權利要求1所述的石頭紙吹膜法生產設備，其特徵在於圓形拉伸棒與口模的 垂直距離相當於口模圓環形擠出口直徑的4 12倍。
3.根據權利要求1或2所述的石頭紙吹膜法生產設備，其特徵在於在圓形拉伸棒和 口模之間設有圓環形定位棒，圓環形定位棒固定在中央進風直管的管壁上；在中央進風直 管的管壁側面開設有洩氣小孔，洩氣小孔位於圓環形定位棒下方；在圓形拉伸棒下端面和 上端面分別開設有通氣小孔，下端面的通氣小孔和上端面的通氣小孔互相連通。
4.根據權利要求3所述的石頭紙吹膜法生產設備，其特徵在於所述圓形拉伸棒可上 下滑動地安裝在中央進風直管的管壁上；在圓形拉伸棒上方設有支座板，支座板固定在中 央進風直管的管壁上；在支座板和圓環形定位棒之間設有豎直的螺杆，螺杆的中間段設有 螺紋而上下兩端不設螺紋，螺杆的上端可水平轉動而豎向固定地安裝在支座板上，螺杆的 下端可水平轉動而豎向固定地安裝在圓環形定位棒上，圓形拉伸棒設有與螺杆螺紋段配合 的螺孔，螺杆的中間段穿過圓形拉伸棒的螺孔；支座板上安裝有驅動螺杆轉動的電機。
5.根據權利要求1或2所述的石頭紙吹膜法生產設備，其特徵在於電機的電源線及 控制線經過中央進風直管或中央排風直管穿出機頭外面。
全文摘要
一種石頭紙吹膜法生產設備，包括機頭，機頭中心位置還設有中央排風直管；在口模上面還設有圓形拉伸棒，該圓形拉伸棒呈上大下小的錐度，圓形拉伸棒的側面包裹有布質材料，圓形拉伸棒上端的直徑大於圓環形擠出口的直徑；在圓形拉伸棒上面還設有內冷卻風環；中央進風直管從機頭中央向上延伸並穿過圓形拉伸棒，中央進風直管的上端連通內冷卻風環的進氣口，內冷卻風環的出氣口位於其進氣口外圍；中央排風直管從機頭中央向上延伸並穿過圓形拉伸棒，再穿過內冷卻風環，中央排風直管的上端開口位於內冷卻風環的上方。本發明可以使石頭紙膜泡在從口模擠出後上升一段距離再進行吹脹和拉伸，並且能使石頭紙膜泡得到充分冷卻。
文檔編號D21H13/38GK101929100SQ2010102368
公開日2010年12月29日 申請日期2010年7月24日 優先權日2010年7月24日
發明者何二君, 李孟東, 李 浩, 林永忠, 蔣中成, 陳新輝 申請人:廣東金明精機股份有限公司