聚偏氯乙烯膜的製造裝置的製作方法

2023-10-06 13:40:49 2

專利名稱：聚偏氯乙烯膜的製造裝置的製作方法
技術領域：
本發明關於聚偏氯乙烯膜的製造裝置，更詳細地說是關於在牽引輥間用吹塑法拉伸的改進的聚偏氯乙烯膜的製造裝置，其中當在上述牽引輥間形成的所謂膜體破裂時，該裝置能自動反應，進行迅速再起動。
聚偏氯乙烯膜由於具有優良的氣體屏蔽性、熱收縮性、透明性等，所以特別廣泛地用作火腿、香腸等加工食品的包裝材料。以下在本說明書中，將聚偏氯乙烯簡稱為PVDC。
用吹塑法製造PVDC膜對於本領域技術人員來說是公知的技術，並且已記載在許多專利文獻和一般文獻中。這類文獻可以列舉如特公昭43-2582、特公昭46-28200、特公昭48-4877、特公昭50-19594、「新層壓件加工便覽」(1983年11月30日、加工技術研究會發行)等。
實際上，PVDC膜是通過使用以下的膜製造裝置用吹塑法製造的，其中膜製造裝置主要的構成包括容納由PVDC樹脂組成的化合物的原料槽、通過管路與該原料槽連接的真空料鬥、連接在該真空料鬥下部的熔融擠出機、設置在該熔融擠出機的環狀口模下方，而且內部具有第1牽引輥的冷卻槽、設置在該冷卻槽下遊側的加熱槽、設置在該加熱槽的下遊側的第2牽引輥及第3牽引輥、設置在該第3牽引輥的下遊側的卷繞機。此外，在本說明書中所謂的下遊側是指製造操作線上膜前進方向一側。
即原料化合物從熔融擠出機的環狀口模以熔融管狀體形式擠出並且在內面塗布脫模劑、在冷卻槽冷卻並在第1牽引輥間摺疊、在加熱槽中加熱、在第2牽引輥及第3牽引輥間用吹塑法拉伸後而成為膜。以下在本說明書中，為了方便起見，將摺疊的管狀體稱為坯料。
上述坯料在第2牽引輥及第3牽引輥之間由於其內部封入壓縮空氣而膨脹，管狀體直徑通常膨脹為2～5倍時，成為膜抗張力和內壓達到平衡穩定狀態的管狀體(以下將它稱為膜體)。而且在這樣的膨脹過程中，同時進行因定向拉伸引起的結晶化。
第2牽引輥及第3牽引輥具有在坯料內部封閉壓縮空氣的作用。結果由於管狀體沿坯料流動方向(以下稱縱向)一邊拉伸一邊膨脹，使得縱向及與此垂直的方向(以下稱為橫向)都被拉伸，所以得到的膜是雙軸定向的雙軸拉伸膜。在本說明書中，將這種雙軸拉伸膜簡稱為膜。
但是，在上述膜製造裝置中，由於熔融樹脂中混入異物或者因部分熱降解而產生分解異物，膜體破裂的情況多有發生。在發生這種破裂時，操作者哪怕反應遲一點，坯料就捲入第2牽引輥中，故而需要長時間來再起動，有時還損傷設備等等。另一方面，為避免這種問題，也可停止第2牽引輥，但這種情況下，坯料成形部分中出現上述同樣的問題，需要長時間來再起動。
本發明是針對這些狀況而完成的，目的在於提供改進的聚偏氯乙烯膜的製造裝置，該裝置為在牽引輥間用吹塑法進行拉伸的膜製造裝置，它在上述牽引輥間形成的所謂膜體破裂時，能夠自動反應，進行迅速再起動。
也就是說，本發明的第1要點在於聚偏氯乙烯膜的製造裝置，主要由下列部分構成容納由聚偏氯乙烯樹脂組成的化合物的原料槽、通過管路與該原料槽連接的真空料鬥、連接在該真空料鬥下部的熔融擠出機、設置在該熔融擠出機的環狀口模的下方並且內部具有第1牽引輥的冷卻槽、設置在該冷卻槽下遊側的加熱槽、設置在該加熱槽的下遊側的第2牽引輥及第3牽引輥、設置在該第3牽引輥下遊側的卷繞機，其中從熔融擠出機的環狀口模以熔融管狀體形式擠出並且內面塗布脫模劑、在冷卻槽中冷卻並且在第1牽引輥間摺疊、在加熱槽中加熱、在第2牽引輥及第3牽引輥之間用吹塑法拉伸的膜供給到卷繞機中，所述裝置的特徵在於其中在第2牽引輥及第3牽引輥之間設置膜體破裂檢測器、在第2牽引輥的下遊側附近設置由破裂檢測器信號驅動送出在第2牽引輥的下遊側摺疊的管狀體的膜送出機構。
以下根據附圖詳細地說明本發明。

圖1～圖3分別是本發明的膜製造裝置一個例子的部分說明圖，其中圖1是從原料槽至冷卻槽之間的設備說明圖、圖2是從加熱槽至一部分吹塑工序的說明圖、圖3是從吹塑工序剩餘部分至卷繞機的說明圖。
本發明製造裝置的基本構成與現有公知的裝置相同，主要由下列部分構成容納由聚偏氯乙烯樹脂組成的化合物的原料槽(1)、通過管路(1a)與該原料槽(1)連接的真空料鬥(3)、連接在該真空料鬥下部的熔融擠出機(4)、設置在該熔融擠出機的環狀口模(401)的下方並且內部具有第1牽引輥(6)的冷卻槽(5)、設置在該冷卻槽下遊側的加熱槽(8)、設置在該加熱槽的下遊側的第2牽引輥(9)及第3牽引輥(15)、設置在該第3牽引輥(15)的下遊側的卷繞機(18)。
貯存在原料槽(1)中的原料化合物送到通過管路(1a)與原料槽(1)連接的真空料鬥(3)中。在管路(1a)中常設置粉末用閥(2)，在真空料鬥(3)的下部通常設置水平檢測器(301)。粉末用閥(2)的開關動作依據來自水平檢測器(301)的信號進行。而且通過驅動連接在真空料鬥(3)上的真空泵(302)可以從原料槽(1)向真空料鬥(3)輸送一定量的原料化合物。
輸送到真空料鬥(3)內的原料化合物供給到連接在其下部的熔融擠出機(4)中，從其中的環狀口模(401)以熔融管狀體(a1)形式擠出並且其內面塗布脫模劑(b)。
脫模劑(b)注入到熔融管狀體(a1)的內部，這樣脫模劑(b)可以容易且連續地塗布到熔融管狀體(a1)的內面。即由於熔融管狀體(a1)受到由一組水平設置的輥構成的第1牽引輥(6)的觸壓貼合，所以注入到熔融管狀體(a1)內部的脫模劑(b)維持一定的液面、保留在熔融管狀體(a1)的內部。因此，在開始製造膜時，注入到熔融管狀體(a1)內部的脫模劑(b)可以連續地塗布在熔融管狀體(a1)的內面，起防止膜內面之間粘接的作用。
熔融管狀體(a1)然後在設置在環狀口模(401)的下方且內部具有第1牽引輥(6)的冷卻槽(5)中冷卻，並在第1牽引輥(6)之間摺疊成為坯料(a2)。
坯料(a2)在設置在冷卻槽(5)下遊側的加熱槽(8)中加熱。在加熱槽(8)的入口側、內部下方及出口側分別設置導向輥(801)、(802)及(803)，坯料(a2)由這些導向輥作用在規定時間內通過加熱槽(8)。
被加熱的坯料(a3)，在設置在加熱槽(8)的下遊側的第2牽引輥(9)及第3牽引輥(15)之間用吹塑法拉伸。第2牽引輥(9)及第3牽引輥(15)都是由上下設置的一組輥構成，各牽引輥都與吹塑管狀體的中心軸線略呈水平方向、並相隔規定間隔設置。
而後，藉助在開始製造膜時封入到坯料(a3)內部並且由於第2牽引輥及第3牽引輥作用而封閉在坯料(a3)內部的壓縮空氣的作用，坯料(a2)膨脹，成為管狀體直徑通常膨脹為2～5倍的膜體(a3)。
在膜體(a2)的大約中央部分設置的膜體導向器(12)由比膜體(a2)稍大的框架構成，具有抑制膜體(a3)擺動的功能。另外，在第3牽引輥(15)的前方設置的緩衝器(13)由相對上下設置且下遊側的設置間隔逐漸減少的自由輥群(131)及(132)、以及設定上下各自由輥群間距的氣缸(133)及(134)構成，具有摺疊膜體(a3)的功能。也可以使用其他的驅動機構代替氣缸(133)及(134)。
在本發明中，如上所述拉伸而得到的並且拆疊為雙層狀態的PVDC膜(a4)優選由轉速比第3牽引輥(15)低的第4牽引輥(17)牽拉後供給到卷繞機(18)上。另外在本發明中，在用第4牽引輥(17)牽拉之前，優選對PVDC膜(a4)加熱。
上述加熱優選用設置在第3牽引輥(15)和卷繞機(18)之間的加熱輥進行。這樣的加熱輥的具體實例可列舉第3牽引輥(15)及設置在其下遊的加熱輥(16)。在這種情況下，第3牽引輥(15)的上側輥(15a)由加熱輥構成、而且由於上側輥(15a)和下側輥(15b)之間有用於接觸加壓的輥加壓機構(圖中末示出)，使得經吹塑的雙層膜一邊摺疊成二折一邊進行接觸加壓，有效地加熱表面。特別優選的是利用第3牽引輥(15)的加熱輥和設置在其下遊的上述加熱輥(16)來加熱膜的兩面。上述輥加壓機構可使用氣缸和其他輥驅動機構。以下在本說明書中，為了方便起見，將用於第3牽引輥(15)的上述加熱輥表示為牽引加熱輥(15a)。
在本發明中，第3牽引輥(15)的上側輥牽引加熱輥(15a)最好是金屬輥，另一方面，下側輥(15b)優選是彈性體或金屬製得的輥。從提高觸壓貼合效果的觀點出發，下側輥(15b)最好是彈性體構成的輥，特別優選橡膠製的輥。另外，橡膠製得的輥的硬度(JISK-6253)為70～90，優選75～85。
由上述各加熱輥的加熱處理是在膜製造裝置中連續進行，所以與不在線加熱處理的情況相比，其生產率高，而且包括熱處理裝置的全部製造設備具有小型化的優點。
關於膜的兩面加熱，通常以將牽引加熱輥(15a)和加熱輥(16)之間的膜路徑做成S型的方式來進行。而且，這樣的S型路徑除了在牽引加熱輥(15a)的上部設置加熱輥(16)之外，也可以利用在牽引加熱輥(15a)的上部設置的接觸輥(151)形成。
輥和膜接觸時，如牽引加熱輥(15a)和膜(a4)的接觸角為90～270°、加熱輥(16)和膜(a4)的接觸角為30～180°的話，則接觸可達到充分的程度。在此接觸角是指輥外圓周和膜接觸的部分相對於輥中心張開的角度。在圖3所示的實例中，在牽引加熱輥(15a)的上部設置接觸輥(151)，膜(a4)對於牽引加熱輥(15a)的接觸角約為180°，而膜(a4)對於加熱輥(16)的接觸角約為90°。再者加熱輥的加熱手段可以適宜地採用電熱器、加熱油循環、感應加熱等公知的方法。
另外，在本發明的膜製造裝置中，為對加熱的膜進行松馳處理，優選在第3牽引輥(15)和卷繞機(18)之間設置轉速比第3牽引輥(15)低的第4牽引輥(17)。第4牽引輥(17)由上下設置的1組輥構成。通過第4牽引輥(17)的PVDC膜供給到卷繞機(18)卷繞在芯軸上成為輥狀膜。
在本發明的膜製造裝置中，為了在膜體(a3)破裂時能迅速再起動，重要的是在第2幸引輥(9)及第3牽引輥(15)之間設置膜體(a3)破裂檢測器(14)；在第2牽引輥(9)的下遊側附近設置由破裂檢測器(14)發出的信號驅動、將坯料(a3)送出到第2牽引輥(9)下遊側的膜送出機構(10)。
破裂檢測器(14)可以使用例如適宜的接觸式傳感器等，膜送出機構(10)可由設置於第2牽引輥(9)的下側輥附近的驅動輥(101)和設置於與之相對的上方位置並可下降到與之接近的位置上的導向輥(102)構成。
驅動輥(101)及導向輥(102)在通常狀態下，設置在不妨礙從第2牽引輥(9)送出並且稍微膨脹的坯料(a3)運行的適宜位置上。它們都是用對坯料(a3)粘著性小的橡膠輥構成，導向輥(102)也可以是自由輥或驅動輥的任何一種。而且導向輥(102)的下降及上升可以通過氣缸機構(103)等來進行。
利用破裂檢測器(14)發出的信號，驅動輥(101)開始驅動，導向輥(102)下降。由於膜體(a3)破裂，從第2牽引輥(9)的出口垂下的坯料(a2)被夾持在驅動輥(101)和導向輥(102)之間，並由驅動輥(101)確實地送到第2牽引輥(9)的下遊側而落下。結果由於防止了坯料(a2)卷繞在第2牽引輥(9)上等移動現象，而且由於維持了第2牽引輥(9)上遊側的運轉連續性，所以可以迅速地再起動。
本發明的膜製造裝置適用於製造過去公知的PVDC膜。原料化合物是在PVDC樹脂中適當配合增塑劑、穩定劑、此外根據需要配合顏料、潤滑劑等而製得的。作為PVDC樹脂，通常使用由偏氯乙烯單體60～97重量％、氯乙烯或者含有一部分氯乙烯的乙烯系單體或乙烯基系單體3～40重量％組成的共聚體。
增塑劑可使用癸二酸二丁酯、己二酸二辛酯、乙醯檸檬酸三丁酯、檸檬酯三丁酯等，另外作為穩定劑，可使用環氧化植物油等。原料化合物通常是由聚偏氯乙烯樹脂100重量份、增塑劑0.1～10重量份、穩定劑0.1～5重量份組成的。
作為脫膜劑(b)可使用水、氯化鈣等無機鹽類的水溶液、乙二醇、甘油或這些多元醇的水溶液等。
冷卻槽(5)內的水溫通常為0～15℃，加熱槽(8)內的水溫通常為15～60℃。但是，加熱槽(8)內的水溫通常設定為比冷卻槽(5)內的水溫高。
用牽引加熱輥(15a)及加熱輥(16)加熱薄膜，以輥表面溫度計優選40～60℃，特別優選的是45～60℃。另外，由第3牽引輥(15)對膜進行的接觸加壓使用10～20kg/cm範圍的線壓是充分的。第4牽引輥(17)的減速範圍優選的是第3牽引輥(15)轉速的0.90～0.97倍，特別優選的是0.92～0.96倍的範圍。
通過上述縱向的松馳處理，可以得到卷繞形態良好，透明性和尺寸穩定性優良、100℃熱水收縮率大，可避免層間剝離現象、很少發生包裝品外觀差的雙層膜。雙層膜供給到填充包裝機中，形成圓筒狀，對其疊層部分進行中心密封后使用。它適於香腸、火腿等加工食品的包裝。
按照上述本發明，可以提供在牽引輥間形成的所謂膜體破裂時，能自動反應進行迅速再起動的改進的聚偏氯乙烯膜的製造裝置。因此本發明的工業價值大。
以下按照實施例更詳細地說明本發明，但本發明只要不超過其要點，則不受以下實施例的限制。
實施例1使用在由偏氯乙烯88重量份、氯乙烯12重量份組成的共聚體100重量份中配合增塑劑癸二酸二丁酯6重量份，穩定劑環氧化大豆油2重量份而製得的原料化合物，用圖1～3所示的製造裝置連續製造PVDC膜。
使真空泵(302)驅動，通過粉末用閥(2A)，將原料槽(1)內的原料化合物輸送到真空料鬥(3)中，通過水平檢測器(301)將真空料鬥(3)的原料化合物量控制在一定範圍內。同時將輸送到真空料鬥(3)的原料化合物連續地供給到熔融擠出機(4)中。
控制熔融擠出機(4)的料筒溫度，從環狀口模(401)擠出熔融管狀體(a1)。在熔融管狀體(a1)中注入脫膜劑。熔融管狀體(a1)在水溫6℃的冷卻槽(5)中受到第1牽引輥牽引後、摺疊成為坯料(a2)。
接著，坯料(a2)在水溫19℃的加熱槽(8)中加熱、由第2牽引輥(9)牽引，在第2牽引輥(9)及第3牽引輥(15)之間用吹塑法拉伸。第3牽引輥(15)的轉速為第2牽引輥(9)的約2.5倍，拉伸溫度(氣氛溫度)約為27℃。
管狀體直徑膨脹3倍後的膜體(a3)經過膜體導向器(12)、緩衝器(13)，由第3牽引輥(15)牽引，經過牽引加熱輥(15a)、配置在其上部的接觸輥(151)、加熱輥(16)，由第4牽引輥(17)牽引，供給卷繞機(18)。另外，第3牽引輥(15)中，作為上側輥的牽引加熱輥(15a)是金屬輥，而下側輥(15b)是橡膠輥(按照JISK-6253的硬度為80)。
牽引加熱輥(15a)及加熱輥(16)中的加熱溫度(輥表面的溫度)為50℃。另外第4牽引輥(17)的轉速是第3牽引輥(15)的轉速的0.95倍。膜與牽引加熱輥(15a)及加熱輥(16)的接觸總時間(加熱設定時間)為1.7秒。
而在穩定運轉過程中，將針插入膜體(a3)中使之破裂。由來自破裂檢測器(14)信號的作用，驅動輥(101)立即開始驅動，同時氣缸機構(103)作用，導向輥(102)降下。結果，從第2牽引輥(9)出口垂下的坯料(a2)被送出到第2牽引輥(9)的下遊而落下。然後由再次向坯料(a2)中導入壓縮空氣、並回到第3牽引輥(15)等再起動作業，回復到穩定運行。穩定運行的恢復可迅速容易地進行。
圖的簡單說明圖1是本發明膜製造裝置一個實例的部分說明圖，是從原料槽到冷卻槽的設備說明圖。
圖2是從加熱槽到吹塑工序的一部分的說明圖。
圖3是從吹塑工序後一部分到卷繞機的說明圖。
1原料槽2粉末用閥
3真空料鬥4熔融擠出機5冷卻槽6第1牽引輥8加熱槽9第2牽引輥10膜送出機構12膜體導向器13緩衝器14破裂檢測器15第3牽引輥16加熱輥17第4牽引輥18卷繞機
權利要求
1，聚偏氯乙烯膜的製造裝置，主要由下列部分構成容納由聚偏氯乙烯樹脂組成的化合物的原料槽、通過管路與該原料槽連接的真空料鬥、連接在該真空料鬥下部的熔融擠出機、設置在該熔融擠出機的環狀口模的下方並且內部具有第1牽引輥的冷卻槽、設置在該冷卻槽下遊側的加熱槽、設置在該加熱槽的下遊側的第2幸引輥及第3牽引輥、設置在該第3牽引輥下遊側的卷繞機，其中從熔融擠出機的環狀口模以熔融管狀體形式擠出並且內面塗布脫模劑、在冷卻槽中冷卻並且在第1牽引輥間摺疊、在加熱槽中加熱、在第2牽引輥及第3牽引輥之間用吹塑法拉伸的膜供給到卷繞機上，所述裝置的特徵在於其中在第2牽引輥及第3牽引輥之間設置膜體破裂檢測器、在第2牽引輥的下遊側附近設置由破裂檢測器信號驅動送出在第2牽引輥的下遊側摺疊的管狀體的膜送出機構。
全文摘要
本發明關於聚偏氯乙烯膜的製造裝置，更詳細地說是關於在牽引輥間用吹塑法拉伸的改進的聚偏氯乙烯膜的製造裝置，其中當在上述牽引輥間形成的所謂膜體破裂時，該裝置能自動反應，進行迅速再起動。
文檔編號B29D7/00GK1116581SQ9510557
公開日1996年2月14日 申請日期1995年5月29日 優先權日1994年5月30日
發明者齋藤保, 森昭夫, 野口文一, 中野敏, 飯田清 申請人:吳羽化學工業株式會社, 吳羽塑料株式會社