本发明专利技术公开多层型芯多向旋转的薄膜吹塑成型方法及装置。装置包括内层旋转型芯、中层旋转型芯和外层旋转型芯。内层、外层旋转型芯同向旋转，中层旋转型芯反向旋转；聚合物熔体通过外模体与外层旋转型芯上的熔体通道进入外层旋转型芯与中层旋转型芯形成的外环形流道，并通过中层旋转型芯上的熔体通道进入中层旋转型芯与内层旋转型芯间的内环形流道，通过内、外环形流道的熔体在中层旋转型芯顶部汇合并通过模口形成圆周方向均匀流动的环形截面膜胚，对膜坯进行牵引、吹胀、收卷，进而实现具有编织取向结构的薄膜的吹塑成型。解决了吹塑薄膜横纵性能不均的问题，同时也避免了单层旋转薄膜由于膜的中平面周围存在不平衡的残余应力导致的薄膜卷曲问题。应力导致的薄膜卷曲问题。应力导致的薄膜卷曲问题。
【技术实现步骤摘要】
多层型芯多向旋转的薄膜吹塑成型方法及装置
[0001]本专利技术涉及塑料薄膜加工
，特别涉及多层型芯多向旋转的薄膜吹塑成型方法及装置。
技术介绍
[0002]随着塑料化工产业的发展，塑料薄膜在日常生活中的应用越来越广泛，而吹塑成型因其没有废膜、薄膜利用率高、膜厚调节范围宽等特点广泛应用于薄膜生产领域。吹塑成型是将经挤出机熔融塑化后的粘流态熔体，经模头环形流道挤出制成圆筒状膜坯，然后向膜坯内吹入压缩空气，将膜坯吹胀，同时对膜坯进行牵引、冷却，最终收卷成为薄膜制品。然而传统的吹塑成型装置在吹塑成型过程中，模头环形流道间隙不稳定，易导致薄膜厚度不均匀；且在聚合物熔体通过环状流道时，由于轴向速度梯度，分子链会沿轴向发生定向排列，从而使最终得到的薄膜具有各向异性，周向强度明显低于轴向强度。这种各向异性对于含刚性分子结构的聚合物更加明显，甚至会影响薄膜的正常生产加工过程，且得到的薄膜无法满足实际工程应用。
[0003]要解决吹塑成型生产过程中的环形流道间隙不稳定及薄膜各向异性等问题就需要用到旋转吹塑成型。旋转吹塑成型利用环形流道内的环向剪切作用，促进分子链在被挤出模头之前就沿周向排列，通过调整芯棒转速、牵引速度等参数调控分子排列的顺向性，使薄膜性能趋向均匀化。申请号为202020181229.0的技术专利公开了一种口模旋转取向的吹膜模头，依靠口模处同心布置的外模环和内模芯的反向旋转挤出薄膜。申请号为202010818966.1的公开专利技术专利提供了一种成膜用旋转模头、成膜设备及成膜方法，通过环形挤出管路的内壁与外壁的反向旋转并挤出薄膜。然而通过旋转吹塑成型制得的单层薄膜由于反向旋转对熔体的作用，薄膜顶部取向方向与底部取向方向垂直，在薄膜冷却过程中，会在膜的中平面周围产生不平衡的残余应力，导致薄膜卷曲，影响其实际工程应用。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种原理简单、易于控制且薄膜综合性能优异的多层型芯多向旋转的薄膜吹塑成型方法，提高吹塑成型过程中环形流道的间隙稳定性，降低刚性分子链聚合物吹塑成型所制薄膜的各向异性，避免单层旋转薄膜由于膜的中平面周围存在不平衡的残余应力导致的薄膜卷曲现象，实现多层旋转薄膜的直接复合，得到平整、厚度均匀且纵横向性能均匀的具有编织取向结构的薄膜产品。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种用于实现上述方法的多层型芯多向旋转的薄膜吹塑成型装置。
[0006]为了实现本专利技术目的，本专利技术提供的多层型芯多向旋转的薄膜吹塑成型装置，其特征在于，包括外模体和内层旋转型芯、中层旋转型芯和外层旋转型芯，旋转型芯与外模体共同组成模头，模头各部分按照直径尺寸由大到小沿膜坯的挤出方向套叠，内层旋转型芯沿轴线方向开设有贯穿整个型芯的空气通道；
[0007]内层旋转型芯、中层旋转型芯和外层旋转型芯同轴旋转设置在外模体内，当外层旋转型芯和内层旋转型芯同向旋转时，中层旋转型芯进行反向旋转，
[0008]内层旋转型芯和中层旋转型芯之间在径向上留有间隙形成内环流道，中层旋转型芯和外层旋转型芯之间在径向上留有间隙形成外环流道，内环流道和外环流道相通，且中层旋转型芯的高度均低于内层旋转型芯和外层旋转型芯使得外层旋转型芯和内层旋转型芯之间留有间隙。
[0009]所述内层、中层、外层旋转型芯同心设置且在径向上均留有间隙而形成内、外环形流道，随着多层旋转型芯的多向旋转，内环形流道内的熔体受到内层、中层旋转型芯的异向旋转剪切作用，外环形流道内的熔体受到中层、外层旋转型芯的异向旋转剪切作用。
[0010]进一步地，还包括熔体泵过渡段，熔体泵过渡段的一端与外模体连接，另一端用于与挤出机连接。
[0011]进一步地，中层旋转型芯和外层旋转型芯上均径向开设有熔体通道。
[0012]进一步地，中层旋转型芯和外层旋转型芯上的熔体通道位于同一高度。如此设置，使得熔体能够更加连续顺利地进入外环形流道和内环形流道。
[0013]进一步地，还包括模头上压盖，模头上压盖设置在外模体上方。
[0014]进一步地，还包括定模连接座、电机和由电机驱动的齿轮传动机构，齿轮传动机构包括外啮合齿轮机构和单排双级行星齿轮机构，
[0015]单排双级行星齿轮机构包括外齿圈、行星架和太阳齿轮，外齿圈通过定模连接座与外模体固定连接，行星架与外层旋转型芯固定连接，太阳齿轮与中层旋转型芯固定连接；
[0016]外啮合齿轮机构包括主动齿轮和与主动齿轮啮合连接的从动齿轮，主动齿轮与电机的输出轴连接，从动齿轮与内层旋转型芯固定连接且与单排双级行星齿轮机构的行星架连接。
[0017]所述旋转型芯由单一电机通过多层齿轮传动机构进行驱动，主动齿轮与电机连接，实现动力的输入，从动齿轮与内层旋转型芯固定连接且与单排双级行星齿轮机构的行星架连接，从而带动行星架旋转进而实现内层旋转型芯和外层旋转型芯的同向转动，行星架转动同时带动太阳齿轮转动，从而实现中层旋转型芯的反向转动。
[0018]进一步地，中层旋转型芯的顶部逐渐变尖。
[0019]本专利技术还提供多层型芯多向旋转的薄膜吹塑成型方法，包括步骤：
[0020]将熔体输运单元、挤出单元和牵引单元依次连接，所述挤出单元采用权利要求～任一所述的多层型芯多向旋转的薄膜吹塑成型装置；
[0021]熔体输运单元将物料充分熔融塑化后输运至所述多层型芯多向旋转的薄膜吹塑成型装置，熔体依次进行外环形流道和内环形流道；
[0022]通过外环形流道、内环形流道的熔体在模口方向压力流动作用下于中层旋转型芯顶部汇合并通过外层旋转型芯与内层旋转型芯间的空隙形成圆周方向均匀流动的环形截面膜胚；
[0023]从外层旋转型芯与内层旋转型芯间的空隙离开的膜胚在牵引单元的作用下向上牵引的同时，空气通过内层旋转型芯内的空气通道进入膜坯内部吹胀膜坯；
[0024]压平吹胀后的膜坯，得到薄膜。
[0025]本专利技术提供的所述方法，利用多层旋转型芯的多向旋转运动使内、外环形流道中
的熔体受到方向相反的环向剪切应力，通过模口方向的压力流动使熔体汇合并通过模口形成圆周方向均匀流动的环形截面膜胚，进而实现具有编织取向结构的薄膜的吹塑成型。
[0026]进一步地，所述牵引单元包括人字板和牵引辊，所述牵引辊用于牵引膜胚，所述人字板用于压平吹胀后的膜坯。
[0027]进一步地，所述牵引单元还包括收卷装置，所述括收卷装置用于将压平后得到的薄膜收卷成筒。
[0028]本专利技术相对于现有技术，至少具有以下有益效果：
[0029](1)通过旋转运动在各旋转型芯之间产生持续的环向剪切作用，促进聚合物分子链在被挤出模头之前就沿圆周方向取向，通过调整型芯转速、牵引速度等参数调控分子排列的顺向性，降低刚性分子链聚合物吹塑成型时薄膜的各向异性，在旋转型芯旋转挤出过程中，膜坯内外层除受到轴向应力作用外，还受到各旋转型芯旋转所施加的环向应力，其合力方向不再是沿膜坯轴向而是与其有一定的角度，因此，分子链的取向本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.多层型芯多向旋转的薄膜吹塑成型装置，其特征在于，包括外模体(16)和内层旋转型芯(6)、中层旋转型芯(5)和外层旋转型芯(4)，内层旋转型芯(6)沿轴线方向开设有空气通道；内层旋转型芯(6)、中层旋转型芯(5)和外层旋转型芯(4)同轴旋转设置在外模体(16)内，当外层旋转型芯(4)和内层旋转型芯(6)同向旋转时，中层旋转型芯(5)进行反向旋转；内层旋转型芯(6)和中层旋转型芯(5)之间在径向上留有间隙形成内环流道(2)，中层旋转型芯(5)和外层旋转型芯(4)之间在径向上留有间隙形成外环流道(1)，内环流道(2)和外环流道(1)相通，且中层旋转型芯(5)的高度均低于内层旋转型芯(6)和外层旋转型芯(4)使得外层旋转型芯(4)和内层旋转型芯(6)之间留有间隙。2.根据权利要求1所述的多层型芯多向旋转的薄膜吹塑成型装置，其特征在于，还包括熔体泵过渡段(15)，熔体泵过渡段(15)的一端与外模体(16)连接，另一端用于与熔体输运单元连接。3.根据权利要求1所述的多层型芯多向旋转的薄膜吹塑成型装置，其特征在于，中层旋转型芯(5)和外层旋转型芯(4)上均径向开设有熔体通道。4.根据权利要求3所述的多层型芯多向旋转的薄膜吹塑成型装置，其特征在于，中层旋转型芯(5)和外层旋转型芯(4)上的熔体通道位于同一高度。5.根据权利要求1所述的多层型芯多向旋转的薄膜吹塑成型装置，其特征在于，还包括模头上压盖(3)，模头上压盖(3)设置在外模体(16)上方。6.根据权利要求1所述的多层型芯多向旋转的薄膜吹塑成型装置，其特征在于，还包括定模连接座(14)、电机和由电机驱动的齿轮传动机构，齿轮传动机构包括外啮合齿轮机构和单排双级行星齿轮机构，单排双级行星齿轮机构包括外齿圈(13)、行星架(10)和太阳齿轮(9)，外齿圈(13)通过定模连接座...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨智韬，杨昭，曾嘉静，赖燕根，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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