一种成型装置以及气相微分法饱和材料在该成型装置中的
成型方法
技术领域
[0001] 本
发明涉及一种成型装置以及气相微分法饱和材料在该装置中的成型方法，属于
薄膜成型技术领域。
背景技术
[0002] 塑料薄膜已经发展成为我国产量最大、品种最多的塑料制品之一，广泛应用于
包装、
电子电器、农业、建筑装饰及日用品等领域。塑料薄膜经印刷后作为包装，具有轻盈透明、防潮、抗
氧化、气密性好、有韧性耐折、表面光滑、能保护商品，而且能再现商品的造型、色彩等优点。塑料薄膜的加工成型方法很多，如压延法、流延法、吹塑法、拉伸法等。其中，气相微分法处理后的饱和材料表面卷有一层
无纺布，用气相微分法饱和材料制薄膜的成型工艺以及通过双向拉伸成型工艺近年来颇受关注，但目前多处于实验阶段，没有用于工业生产，对其进行工业化生产的装置、生产线尚未发展成熟。
发明内容
[0003] 本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种可以实现简约、高效、绿色环保的气相微分法饱和材料成型的装置。
[0004] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种气相微分法饱和材料成型装置，所述成型装置包括设置有输出机构的出料装置、拉伸装置、加热循环装置、第一裁剪装置、烘箱、压延装置、第二裁剪装置、收卷装置，拉伸装置与加热循环装置之间、加热循环装置与第一
修剪装置之间、第一修剪装置与烘箱之间、烘箱与压延装置之间、压延装置与第二裁剪装置之间、第二裁剪装置与收卷装置之间均设置有传输机构，出料装置与拉伸装置之间通过输出机构连接；所述出料装置还包括
机架Ⅰ、回收机构、调整机构，所述的机架Ⅰ上设有若干升降杆，所述的回收机构、输出机构与调整机构从下到上依次通过升降杆滑动安装在机架Ⅰ上。
[0005] 在上述的气相微分法饱和材料成型装置中，作为优选，所述的回收机构包括第一滚筒和第一
主轴，所述第一滚筒的
中轴处设置有与第一主轴相匹配的轴孔，所述第一主轴设置在第一滚筒的轴孔内，所述的输出机构包括第二滚筒和第二主轴，所述第二滚筒的中轴处设置有与第二主轴相匹配的轴孔，所述第二主轴设置在第二滚筒的轴孔内，且所述第一主轴和第二主轴两端固定在升降杆上。
[0006] 在上述的气相微分法饱和材料成型装置中，作为优选，所述的调整机构包括第一小滚筒、第一小主轴、第二小滚筒、第二小主轴、固定槽以及
连接杆，所述第一小滚筒的中轴处设置有与第一小主轴相匹配的轴孔，所述第一小主轴设置在第一滚筒的轴孔内，所述第二小滚筒的中轴处设置有与第二小主轴相匹配的轴孔，所述第二小主轴设置在第二滚筒的轴孔内，且所述第一小主轴和第二小主轴两端分别固定在固定槽的两侧。
[0007] 在上述的气相微分法饱和材料成型装置中，作为优选，所述固定槽上还设有
螺栓Ⅰ，固定槽的一
侧壁上连接到连接杆的一端，连接杆的另一端通过设置在升降杆上的螺栓固定在升降杆上。
[0008] 在上述的气相微分法饱和材料成型装置中，作为优选，所述的输出机构和回收机构设有单独的
电机。
[0009] 在上述的气相微分法饱和材料成型装置中，所述的拉伸装置包括机架Ⅱ、两个圆盘
凸轮、皮带传输机构、V型槽，所述机架Ⅱ包括第一
支架和第二支架，第一支架和第二支架之间还通过若干支杆连接，所述V型槽固定于第一支架和第二支架上方，所述两个圆盘凸轮设置在皮带传输机构出口处的两侧且与V型槽的斜坡相连，所述皮带传输机构与V型槽的导板相连。
[0010] 在上述的气相微分法饱和材料成型装置中，作为优选，所述的拉伸装置还设有防护装置，防护装置包括防护栏和固定杆，所述防护栏通过固定杆固定连接到V型槽外侧壁上。
[0011] 在上述的气相微分法饱和材料成型装置中，作为优选，所述的圆盘凸轮包括固设于V型槽上的立柱、可转动地安装在立柱上的横拉盘，在横拉盘上方活动安装有夹紧层且皮带传输机构送出的饱和材料位于夹紧层与横拉盘之间，在横拉盘转动过程中，夹紧层不断靠近或者远离横拉盘，使得夹紧层与横拉盘之间的间隙渐变并将饱和材料先压紧、后释放，其中，所述两个横拉盘通过同步轮相连。
[0012] 进一步优选，所述夹紧层由若干周向均匀环绕设置在横拉盘上方的压紧杆构成，所述圆盘凸轮还包括与立柱固连并位于夹紧层上方的
锁紧凸轮，在锁紧凸轮面朝横拉盘的端面上开设有深度渐变的凹槽，所述压紧杆一侧通过夹紧定销与横拉盘铰接，另一侧固设有与凹槽对应设置的深沟球
轴承，所述压紧杆中部设有能使压紧杆动作后复位的压紧
弹簧，所述皮带传输机构送出的饱和材料位于压紧杆与横拉盘之间，在横拉盘转动过程中，深沟球轴承在凹槽内转动，压紧杆先被下压、后抬起，使得压紧杆与横拉盘之间的间隙渐变并将饱和材料先压紧、后释放。
[0013] 在上述的气相微分法饱和材料成型装置中，作为优选，所述V型槽呈倒置梯形设置，所述V型槽具有底面、对称设置的两个侧
板面、对称设置的两个斜坡面，所述底面分别于各侧板面、各斜坡面相连。
[0014] 进一步优选，底面上设有排污口，在V型槽的其中一个侧板面上设有进液口以及位于进液口上方的出液口。
[0015] 在上述的气相微分法饱和材料成型装置中，作为优选，所述皮带传输机构包括平行设置的两个主动轮轴以及与主动轮轴对应设置的两个从动轮轴，在主动轮轴的两端分别活动安装有主动轮，在从动轮轴的两端分别活动安装有与主动轮对应设置的从动轮，同侧设置的两个主动轮通过主动皮带相连，同侧设置的两个从动轮通过从动皮带相连，所述饱和材料被夹紧于主动皮带与对应的从动皮带之间。
[0016] 进一步优选，所述主动轮轴与从动轮轴大小相同、形状相同、尺寸相等，所述两个主动轮轴之间的距离大于饱和材料的长度，所述主动轮轴的长度大于饱和材料的宽度。
[0017] 在上述的气相微分法饱和材料成型装置中，作为优选，所述的加热循环装置内设有加热系统和冷却系统，一端与V型槽中的进液口相连，另一端则与外界
水源相连。
[0018] 在上述的气相微分法饱和材料成型装置中，作为优选，所述的压延装置包括压延输送装置和压延机。
[0019] 在上述的气相微分法饱和材料成型装置中，作为优选，所述的传输机构可为皮带传输机构。
[0020] 本发明的另一个目的在于提供一种气相微分法饱和材料在上述成型装置中的成型方法，所述成型方法包括如下步骤：
[0021] S1原料剥离：将经过气相微分法处理后的原料放置在出料装置上，所述原料由一层饱和材料和一层辅助材料卷成，将原料剥层，将辅助材料牵引至回收机构，启动电机，辅助材料由回收机构自动回收，得到饱和材料；
[0022] S2饱和材料调整：饱和材料由输出机构输出至调整机构调整材料的厚度宽度；
[0023] S3饱和材料拉伸：将调整后的饱和材料由皮带传输机构输送至圆盘凸轮的压紧杆与横拉盘之间，在横拉盘转动过程中，夹紧层通过不断靠近或者远离横拉盘对饱和材料进行拉伸定型；
[0024] S4、裁剪：拉伸定型后的饱和材料由皮带传输机构输送至第一裁剪装置进行裁剪；
[0025] S5后处理：将裁剪后的饱和材料输送至烘箱中进行预热，待饱和材料
软化后输送至压延装置中进行压延、定型，将压延后的饱和材料输送至第二裁剪装置进行第二次裁剪，最后将裁剪后的饱和材料输送至收卷装置成卷。
[0026] 在上述成型方法中，当调整后的饱和材料由皮带传输机构传送到圆盘凸轮，圆盘凸轮的锁紧凸轮固定不动，电机通过皮带带动同步轮转动，同步轮通过轴承套和
推力轴承带动横拉盘转动，同步轮通过轴承套和推力轴承带动横拉盘转动，横拉盘不断旋转；当饱和材料进入拉伸装置时，饱和材料位于压紧杆和横拉盘之间，深沟球轴承随横拉盘在锁紧凸轮的凹槽内转动，由于凹槽的深度不断变化，在深沟球轴承和压紧弹簧的共同作用下，压紧杆末端与横拉盘之间的距离也随之变化，深沟球轴承带动压紧杆下压，夹住饱和材料；横拉盘继续旋转，饱和材料被带入高温液体中，饱和材料开始发泡，微观上气泡开始成核和长大，宏观上饱和材料体积开始增长，在圆盘凸轮的双向拉伸和高温液体的加热共同作用下，饱和材料体积迅速膨胀，完成发泡过程。随着凹槽的深度逐渐加深，深沟球轴承上抬，在压紧弹簧的作用下，压紧杆被撑起，饱和材料被释放，再由皮带传输机构把发泡后的材料运送到V型槽外，进入下游裁剪工序。
[0027] 作为优选，步骤S3饱和材料拉伸步骤还包括加热工序，所述加热工序为饱和材料拉伸时的同步加热工艺。
[0028] 进一步优选，所述加热工序为将饱和材料送入V型槽的液体热介质中加热，加热循环装置对V型槽中的液体热介质进行加热循环。
[0029] 与
现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：
[0030] 1、本成型装置中的出料装置设置有回收机构、输出机构、调整机构，回收机构实现了对无纺布的
回收利用，而调整机构可以根据饱和材料的材质、尺寸做出相应的调整，以适应不同的加工要求；且输出机构和回收机构设有单独的电机，能分别控制饱和材料的匀速出料和余料的回收。
[0031] 2、本成型装置的拉伸过程装置中，通过全方位的夹紧杆对饱和材料进行多点夹持，保证拉伸的均匀性和平整性；通过调整横拉盘转动的
角度，控制饱和材料在长度和宽度方向上的双向拉伸定型
[0032] 3、本成型装置的拉伸过程装置中采用V型槽作拉伸V型槽，方形槽相比，V型槽两侧的斜面增加了饱和材料进出加热液体的时间，使材料更加充分发泡，有利于饱和材料中泡孔的成型与稳定，同时不用增加水槽体积，节约空间；且V型槽中液位的高低可以调节发泡的时间，从而满足不同材料的发泡要求，简单有效；V型槽底部的排污口可以排除积累的杂物，保持加热液体的清洁，保证材料的
质量。
[0033] 4、本成型装置的拉伸过程装置中V型槽侧板上有液体进出口，与加热循环装置相连，加热循环装置可以根据加热液体中
温度传感器的
信号，对液体进行加热，保证发泡温度恒定，保证饱和材料的
膨胀率。
[0034] 5、本成型装置中的烘箱可对饱和材料在传输的过程中进行均匀地预热，有效地挥发掉材料表面的水分，并使其有一定的软化，有利于整平与后面的压延。
[0035] 6、本成型装置中的传输机构优选皮带传输，与拉伸装置中的皮带传输机构相同，饱和材料上侧的皮带轮由电机带动同步运转，下侧的皮带轮为从动轮，保证饱和材料的平稳运输；皮带质地柔软，利用皮带对材料进行夹紧运输，可避免对材料产生压痕；材料的两边在长度方向上被皮带
覆盖，可以防止饱和材料产生褶皱；另外，皮带上下、左右间距可以调整以适应不同尺寸的材料。
附图说明
[0036] 图1是本发明成型装置成套设备的结构示意图。
[0037] 图2是本发明一较佳
实施例中出料装置的结构示意图。
[0038] 图3是本发明一较佳实施例中拉伸装置的结构示意图。
[0039] 图4是图2拉伸装置中圆盘凸轮结构示意图。
[0040] 图5是图2拉伸装置中V型槽的结构示意图。
[0041] 图6是图2拉伸装置中皮带传输机构的结构示意图。
[0042] 图中，1、出料装置；2、拉伸装置；3、加热循环装置；4、第一裁剪装置；5、烘箱；6、压延装置；7、第二裁剪装置；8、收卷装置；9、传输机构；10、输出机构；11、回收机构；12、调整机构；13、机架Ⅰ；14、升降杆；15、连接杆；16、固定槽；17、螺栓Ⅰ；111、第一主轴；112、第一滚筒；113、第二主轴；114、第二滚筒；115、第一小主轴；116、第一小滚筒；117、第二小主轴；118、第二小滚筒；21、机架Ⅱ；211、第一支架；212、第二支架；22、支杆；23、圆盘凸轮；24、皮带传输机构；25、V型槽；26、防护栏；27、固定杆；214、深沟球轴承；215、夹紧层；216、压紧弹簧；217、夹紧定销；218、横拉盘；219、压紧杆；220、锁紧凸轮；221、凹槽；222、同步轮；223、立柱；232、底面；233、导板；234、斜坡面；235、侧板面；236、出液口；237、进液口；238、排污口；240、主动轮轴；241、从动轮轴；242、主动轮；243、从动轮；244、主动皮带；
245、从动皮带。
具体实施方式
[0043] 以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0044] 如图1至图6所示，本气相微分法饱和材料成型装置包括设置有输出机构10的出料装置1、拉伸装置2、加热循环装置3、第一裁剪装置4、烘箱5、压延装置6、第二裁剪装置7、收卷装置8，拉伸装置2与加热循环装置3之间、加热循环装置3与第一修剪装置4之间、第一修剪装置4与烘箱5之间、烘箱5与压延装置6之间、压延装置6与第二裁剪装置7之间、第二裁剪装置7与收卷装置8之间均设置有传输机构9，出料装置1与拉伸装置2之间通过输出机构10连接，出料装置还包括机架Ⅰ13、回收机构11、调整机构12，机架Ⅰ13上设有升降杆14，回收机构11、输出机构10与调整机构12从下到上依次通过升降杆14活动安装在机架Ⅰ13上。
[0045] 出料装置中的回收机构11、输出机构10、调整机构12都通过升降杆14活动安装在机架Ⅰ13上，可实现根据不同的规格、工艺要求调整回收机构11、输出机构10与调整机构12之间的间距。
[0046] 进一步地，回收机构11包括第一滚筒112和第一主轴111，第一滚筒112的中轴处设置有与第一主轴111相匹配的轴孔，第一主轴111设置在第一滚筒112的轴孔内，输出机构10包括第二滚筒114和第二主轴113，第二滚筒114的中轴处设置有与第二主轴113相匹配的轴孔，第二主轴113设置在第二滚筒114的轴孔内，且第一主轴111和第二主轴113两端固定在升降杆14上。
[0047] 进一步地，调整机构10包括第一小滚筒116、第一小主轴115、第二小滚筒118、第二小主轴117、固定槽16以及连接杆15，第一小滚筒116的中轴处设置有与第一小主轴115相匹配的轴孔，第一小主轴115设置在第一滚筒116的轴孔内，第二小滚筒118的中轴处设置有与第二小主轴117相匹配的轴孔，第二小主轴117设置在第二小滚筒118的轴孔内，且第一小主轴115和第二小主轴117两端分别固定在固定槽16的两侧，调整机构通过控制第一小滚筒116和第二小滚筒118的转速对饱和材料进行调整。
[0048] 再进一步地，固定槽16上还设有螺栓Ⅰ17，固定槽16的一侧壁上连接到连接杆15的一端，连接杆15的另一端通过设置在升降杆上的螺栓固定在升降杆14上部，保证调整机构可以根据饱和材料的材质、尺寸做出相应的调整，适应不同的加工要求，并将饱和材料输送至拉伸装置2。
[0049] 再进一步地，输出机构10和回收机构11设有单独的电机，通过电机控制第一滚筒112和第二滚筒114的转速，从而能分别控制饱和材料的匀速出料和余料的回收。
[0050] 拉伸装置2包括机架Ⅱ21、两个圆盘凸轮23、皮带传输机构24、V型槽25，机架Ⅱ21包括第一支架211和第二支架212，第一支架211和第二支架212之间还通过若干支杆22连接，V型槽25固定于第一支架211和第二支架212上方，两个圆盘凸轮23设置在皮带传输机构24出口处的两侧且与V型槽的斜坡面234相连，皮带传输机构24与V型槽25的导板233相连。
[0051] 进一步地，拉伸装置2还设有防护装置，防护装置包括防护栏26和固定杆27，防护栏26通过固定杆27固定连接到V型槽25外侧壁上。
[0052] 进一步地，圆盘凸轮23包括固设于V型槽上的立柱223、可转动地安装在立柱上的横拉盘218，在横拉盘上方活动安装有夹紧层215且皮带传输机构送出的饱和材料位于夹紧层215与横拉盘218之间，在横拉盘218转动过程中，夹紧层215不断靠近或者远离横拉盘218，使得夹紧层215与横拉盘218之间的间隙渐变并将饱和材料先压紧、后释放；其中，两个横拉盘218通过同步轮222相连。发泡时，饱和材料位于夹紧层215与横拉盘218之间，通过调整夹紧层215与横拉盘218之间的间隙，以及横拉盘转动的角度，控制饱和材料在长度和宽度方向的双向
拉伸比例。
[0053] 再进一步地，夹紧层215由若干周向均匀环绕设置在横拉盘218上方的压紧杆219构成，圆盘凸轮23还包括与立柱223固连并位于夹紧层215上方的锁紧凸轮220，在锁紧凸轮面朝横拉盘的端面上开设有深度渐变的凹槽221，压紧杆219一侧通过夹紧定销217与横拉盘218铰接，另一侧固设有与凹槽221对应设置的深沟球轴承214，压紧杆219中部设有能使压紧杆动作后复位的压紧弹簧216，皮带传输机构24送出的饱和材料位于压紧杆219与横拉盘218之间，在横拉盘转动过程中，深沟球轴承214在凹槽221内转动，压紧杆219先被下压、后抬起，使得压紧杆与横拉盘之间的间隙渐变并将饱和材料先压紧、后释放。
[0054] 进一步地，V型槽25呈倒置梯形设置，V型槽具有底面232、对称设置的两个侧板面235、对称设置的两个斜坡面234，底面232分别于各侧板面235、各斜坡面234相连。与方形槽相比，V型槽25两侧的斜坡面增加了饱和材料进出加热液体的时间，使饱和材料能够充分发泡，有利于饱和材料中泡孔的成型与稳定，同时不用增加水槽体积，节约空间。V型槽中液位的高低可以调节发泡的时间，从而满足不同材料的发泡要求，简单有效。
[0055] 再进一步地，底面232上设有排污口238，在V型槽的其中一个侧板面上设有进液口237以及位于进液口上方的出液口236。V型槽面的排污口238可以排除积累的杂物，保持加热液体的清洁，保证饱和材料的质量。V型槽侧板上有液体进出口，与加热循环装置相连，可以保证发泡温度恒定，保证微孔饱和材料的发泡质量。
[0056] 进一步地，皮带传输机构24包括平行设置的两个主动轮轴240以及与主动轮轴对应设置的两个从动轮轴241，在主动轮轴240的两端分别活动安装有主动轮242，在从动轮轴241的两端分别活动安装有与主动轮242对应设置的从动轮243，同侧设置的两个主动轮242通过主动皮带244相连，同侧设置的两个从动轮243通过从动皮带245相连，饱和材料被夹紧于主动皮带244与对应的从动皮带245之间。饱和材料在传输过程中，饱和材料上侧的皮带轮由电机带动同步运转，下侧的皮带轮为从动轮，可以保证饱和材料平稳运输。皮带质地柔软，利用皮带对饱和材料进行夹紧运输，可以避免对饱和材料产生压痕。饱和材料的两边在长度方向上被皮带覆盖，可以防止饱和材料产生褶皱。
[0057] 再进一步地，主动轮轴240与从动轮轴241大小相同、形状相同、尺寸相等，两个主动轮轴240之间的距离大于饱和材料的长度，主动轮轴240的长度大于饱和材料的宽度。圆盘凸轮入口端和出口端的皮带传输机构转速不同，由饱和材料长度方向上的发泡倍率决定，避免饱和材料在运输过程中堆积、褶皱。皮带轮中部的直径略大于两侧，以防止饱和材料跑偏。皮带轮
位置可调，不仅可以夹紧皮带，同时可以改变上下两根皮带的距离。因此，根据饱和材料的不同厚度，可以对其施加适当的夹紧力。
[0058] 进一步地，加热循环装置3内设有加热系统和冷却系统，一端与V型槽进液口相连，另一端则与外界水源相连。
[0059] 进一步地，压延装置6包括压延输送装置和压延机。
[0060] 进一步地，传输机构9为皮带传输机构，皮带传输利用上下两条皮带对饱和材料进行夹持、传输，利用皮带的弹性避免了夹持力对饱和材料产生压痕，同时两条皮带传输也保证了平稳性；另外，皮带上下、左右间距可以调整以适应不同尺寸的材料。
[0061] 一种气相微分法饱和材料在如图1至6装置中的成型方法，所述成型方法包括如下步骤：
[0062] 原料剥离：将经过气相微分法处理后的原料放置在出料装置上，所述原料由一层饱和材料和一层辅助材料卷成，将原料剥层，将辅助材料手动或自动牵引至回收机构，启动电机，辅助材料由回收机构自动回收，得到饱和材料；
[0063] 饱和材料调整：饱和材料由输出机构输出至调整机构调整材料的厚度、宽度；
[0064] 饱和材料拉伸：将调整后的饱和材料由皮带传输机构输送至圆盘凸轮的压紧杆与横拉盘之间，在横拉盘转动过程中，夹紧层通过不断靠近或者远离横拉盘对饱和材料进行拉伸定型；
[0065] 裁剪：将拉伸定型后的形状稳定的饱和材料由皮带传输机构输送至第一裁剪装置进行裁剪，将饱和材料边缘不平整的地方裁剪掉，保证后续加工的顺利进行；
[0066] 后处理：将裁剪后的饱和材料输送至烘箱中进行预热，有效挥发掉饱和材料表面的水分，待饱和材料软化后将其输送至压延装置中进行压延、定型，将压延后的饱和材料输送至第二裁剪装置进行第二次裁剪，最后将裁剪后的饱和材料输送至收卷装置成卷。
[0067] 在上述成型方法中，当调整后的饱和材料由皮带传输机构传送到圆盘凸轮，圆盘凸轮的锁紧凸轮固定不动，电机通过皮带带动同步轮转动，同步轮通过轴承套和推力轴承带动横拉盘转动，同步轮通过轴承套和推力轴承带动横拉盘转动，横拉盘不断旋转；当饱和材料进入拉伸装置时，饱和材料位于压紧杆和横拉盘之间，深沟球轴承随横拉盘在锁紧凸轮的凹槽内转动，由于凹槽的深度不断变化，在深沟球轴承和压紧弹簧的共同作用下，压紧杆末端与横拉盘之间的距离也随之变化，深沟球轴承带动压紧杆下压，夹住饱和材料；横拉盘继续旋转，饱和材料被带入高温液体中，饱和材料开始发泡，微观上气泡开始成核和长大，宏观上饱和材料体积开始增长，在圆盘凸轮的双向拉伸和高温液体的加热共同作用下，饱和材料体积迅速膨胀，完成发泡过程。随着凹槽的深度逐渐加深，深沟球轴承上抬，在压紧弹簧的作用下，压紧杆被撑起，饱和材料被释放，再由皮带传输机构把发泡后的材料运送到V型槽外，进入下游裁剪工序。
[0068] 进一步地，饱和材料拉伸步骤还包括加热工序，所述加热工序为饱和材料拉伸前的预加热工艺或者为饱和材料拉伸时的同步加热工艺。
[0069] 再进一步地，所述加热工序为将饱和材料送入V型槽的液体热介质中加热，加热循环装置对V型槽中的液体热介质进行加热循环。当饱和材料输送至V型槽液体中时，加热循环装置根据加热液体中温度传感器的信号对V型槽中的液体进行加热循环，保证液体温度的恒定和水质清洁，并保证饱和材料的膨胀率。
[0070] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的
修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附
权利要求书所定义的范围。
