旋转牵引吹膜生产工艺的制作方法

本发明属于塑料膜生产工艺的技术领域，具体涉及一种旋转牵引吹膜生产工艺。

背景技术：

传统吹膜机生产时，塑料原料融化后由模头的圆环形挤出口挤出，而成为圆筒状膜泡，然后牵引夹辊将膜泡压扁成为双层薄膜，双层薄膜绕过水平固定导辊，最后由收卷轴进行收卷，水平固定导辊的安装方向平行于收卷轴的中心轴线。

但是，由于机械设计、机械结构、机械加工等原因，从吹膜设备的圆环形挤出口挤出的圆筒状膜泡各点厚薄其实具有差异，例如在射料口对应方位的膜泡厚度会明显偏厚，而且这种厚度偏差属于系统性误差，即如果膜泡某一方位的点偏厚，则后续出来的膜泡在该方位持续偏厚，反之，如果膜泡某一方位的点偏薄，则后续出来的膜泡在该方位持续偏薄，所以上述传统方式收卷后的薄膜，如果不加处理，厚点（或称凸点）会在卷材的相同位置逐渐累计叠加，使收卷后的膜卷厚度严重不均匀，产生爆筋现象，收卷质量差。

为了克服上述缺点，人们设计了旋转牵引装置，例如cn203331410u中国实用新型专利所显示的结构，它能够使牵引夹辊绕圆环形挤出口的中心轴线（圆环形挤出口中心轴线s在理论上与膜泡的中心轴线重叠）回来转动，这样薄膜厚薄点在卷材上的分布位置便呈现出波形分布状态，沿卷材的轴向分散开来，由此较好地解决了厚薄系统性误差而带来的收卷累积问题，使薄膜的厚薄点在卷材的轴向上均匀分布，不会在同一位置累积，达到收卷平整的目的。

上述cn203331410u所公开的旋转牵引结构中，为了使不断旋转的牵引夹辊上的薄膜能够稳定地传递到固定不动的水平固定导辊上，通常在牵引夹辊30和水平固定导辊之间还需要设置第一水平活动导辊31、第二水平活动导辊32、第三水平活动导辊33、第四水平活动导辊34，从竖向位置看，第四水平活动导辊34、第三水平活动导辊33、第二水平活动导辊32、第一水平活动导辊31的竖向位置与牵引夹辊30之间的竖向距离依次增大，其中,第一水平活动导辊、第三水平活动导辊的水平位置远离圆环形挤出口的中心轴线，而第二水平活动导辊、第四水平活动导辊的水平位置则靠近圆环形挤出口的中心轴线，如图1所示；第一水平活动导辊31的两端安装在第一导辊支架41上，第二水平活动导辊32的两端安装在第二导辊支架42上，第三水平活动导辊33的两端安装在第三导辊支架43上，第四水平活动导辊34的两端安装在第四导辊支架44上，通过齿轮传动机构6带动牵引夹辊30、第一导辊支架41上、第二导辊支架42、第三导辊支架43、第四导辊支架44绕圆环形挤出口中心轴线s匀速来回旋转，第一导辊支架上、第二导辊支架、第三导辊支架、第四导辊支架对应带动第一水平活动导辊31、第二水平活动导辊32、第三水平活动导辊33、第四水平活动导辊34绕圆环形挤出口中心轴线匀速来回旋转，其中牵引夹辊30和第一水平活动导辊31同步转动，而第一水平活动导辊31、第二水平活动导辊32、第三水平活动导辊33、第四水平活动导辊34的转动角度大小为4:3:2:1;当第一水平活动导辊平行于水平固定导辊时，第二水平活动导辊、第三水平活动导辊、第四水平活动导辊平行于水平固定导辊，此时第四水平活动导辊中心轴线的方向称为基准方向。当第四水平活动导辊偏离基准方向达到设定数值时，第四导辊支架44触碰到行程开关，行程开关发出信号，齿轮传动机构6反向运动，使第一水平活动导辊31、第二水平活动导辊32、第三水平活动导辊33、第四水平活动导辊34绕圆环形挤出口中心轴线反向旋转

工作时，塑料薄膜经过牵引夹辊后，依次绕过第一水平活动导辊、第二水平活动导辊、第三水平活动导辊、第四水平活动导辊，到达水平固定导辊，不管牵引夹辊转动到什么角度，由于经过第一水平活动导辊、第二水平活动导辊、第三水平活动导辊、第四水平活动导辊的对折作用，塑料薄膜在理论上到达水平固定导辊时，其传送方向都垂直于水平固定导辊，顺利实现收卷。例如在图2中，膜泡20被牵引夹辊30压扁成为双层塑料薄膜2，当各水平活动导辊旋转0°时，双层塑料薄膜2到达水平固定导辊35时，其运行方向垂直于水平固定导辊35；又例如在图3中，当第一水平活动导辊31旋转180°时，塑料薄膜经过牵引夹辊后，先绕过第一水平活动导辊31，成为图3中的塑料膜abcd片段（在图3的图面中向右运行），再绕过第二水平活动导辊32，成为图3中的塑料膜cdfe所示片段（在图3的图面中向上运行），再绕过第三水平活动导辊33，成为图3中efhg所示的片段（在图3的图面中向下运行）,再绕过第四水平活动导辊34，成为图3中ghmn所示片段（在图3的图面中向右运行）。从图3可见，塑料薄膜的ghmn片段到达水平固定导辊35时，其运行方向也垂直于水平固定导辊35。

但上述各根水平活动导辊在绕圆环形挤出口中心轴线不断来回扭转的过程中，薄膜表面与水平活动导辊表面会产生相对扭转、相对搓动。例如在图4中，当旋转牵引过程中的第二水平活动导辊32绕圆环形挤出口中心轴线(其水平投影位置如图4中s点所示)逆时针转动时，第二水平活动导辊32的m点将相对于薄膜2向左运动（如图4中箭头v所示），第二水平活动导辊32的n点则相对于薄膜2向右运动（如图4中箭头k所示），第二水平活动导辊32只有中间点（q点）不与薄膜2发生相对移动。这与普通导辊有明显区别，普通导辊表面上各点的转动线速度都刚好等于薄膜的运行速度，因此普通导辊与薄膜两者之间不会发生任何相对搓动。

由于旋转牵引过程的薄膜表面与水平活动导辊表面会产生相对搓动，而此时的薄膜刚刚挤出，物理性能尚未稳定，因此薄膜在旋转牵引的扭动过程中容易出现不规则拉伤或划伤，特别是在水平活动导辊偏离基准方向较大角度时，薄膜更容易被拉伤、划伤，其原因如下：虽然旋转牵引过程的各根水平活动导辊绕圆环形挤出口中心轴线s转动速度为匀速转动，但在匀速转动过程中，水平活动导辊与薄膜两者之间的相对搓动速度并不是匀速的，而是当水平活动导辊越接近基准方向时，水平活动导辊与薄膜两者之间的相对搓动速度越小；当水平活动导辊越偏离基准方向的角度较大时，水平活动导辊与薄膜两者之间的相对搓动速度越大、搓动程度越激烈。这样，当水平活动导辊偏离基准方向较大角度时，对薄膜拉伤、划伤的破坏力更强。另一方面，上述扭动过程属于来回转动，当特别电机突然转换方向（简称换向）时，薄膜更容易被拉伤。

为了减轻上述拉伤或划伤的程度，人们将第二水平活动导辊、第三水平活动导辊、第四水平活动导辊设计成为气垫辊，各根气垫辊表面设有小气孔，还设有向气垫辊输送空气的风机，在各根水平活动导辊在绕圆环形挤出口不断来回扭转的过程中，风机不断向气垫辊输送空气，使第二水平活动导辊、第三水平活动导辊、第四水平活动导辊的表面形成气垫层，然而，旋转牵引过程中角度不断变化，使薄膜的张力或多或少会产生沿着水平导辊轴向的分力，加上由于气垫层的存在，薄膜会持续脱离第二水平活动导辊、第三水平活动导辊、第四水平活动导辊表面，因此薄膜容易沿第二水平活动导辊、第三水平活动导辊、第四水平活动导辊的轴向发生漂移，并且一直得不到展平（沿导辊轴线方向上的展平），进而使最终收卷得到的膜卷不密实，边缘不整齐（行内俗称“荡边”）。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种旋转牵引吹膜生产工艺，它能减轻薄膜被划伤、拉伤的问题，并且使最终收卷得到的膜卷更加密实，边缘更加整齐。

其目的可以按以下方案实现：一种旋转牵引吹膜生产工艺，采用的旋转牵引吹膜生产设备设有中央控制器、挤出模头，挤出模头设有圆环形挤出口，挤出模头的上方或下方依次设有两根牵引夹辊、第一水平活动导辊、第二水平活动导辊、第三水平活动导辊、第四水平活动导辊，其中,第一水平活动导辊、第三水平活动导辊的水平位置远离圆环形挤出口的中心轴线，而第二水平活动导辊、第四水平活动导辊的水平位置则靠近圆环形挤出口的中心轴线，第四水平活动导辊的下游还设有水平固定导辊，水平固定导辊的下游还设有收卷轴，水平固定导辊的安装方向平行于收卷轴；

牵引夹辊、第一水平活动导辊、第二水平活动导辊、第三水平活动导辊、第四水平活动导辊与圆环形挤出口之间的竖向距离依次增大；牵引夹辊和第一水平活动导辊安装在第一支架上，第二水平活动导辊安装在第二支架上，第三水平活动导辊安装在第三支架上，第四水平活动导辊安装在第四支架上；第一支架、第二支架、第三支架、第四支架均能绕圆环形挤出口的中心轴线水平转动；还设有驱动第一支架绕圆环形挤出口的中心轴线水平转动的双向电机，第一支架和第二支架、第三支架、第四支架之间设有减速传动机构，第一支架、第二支架、第三支架、第四支架的转动角度大小比例保持为4:3:2:1；所采用的第二水平活动导辊、第三水平活动导辊、第四水平活动导辊为气垫辊，各根气垫辊表面设有小气孔，还设有向气垫辊输送空气的风机；

包括以下步骤：挤出模头的圆环形挤出口不断挤出圆环状的膜泡，膜泡运行经过两根牵引夹辊之间,圆环状的膜泡被两根牵引夹辊压扁而折叠成为双层塑料膜；之后双层塑料膜依次绕过牵引夹辊、第一水平活动导辊、第二水平活动导辊、第三水平活动导辊、第四水平活动导辊，到达水平固定导辊，当双层塑料膜到达水平固定导辊时，其运行方向垂直于水平固定导辊；双层塑料膜到达水平固定导辊之后继续运行，最后由收卷轴收卷；

在此过程中，双向电机驱动第一支架、第二支架、第三支架、第四支架绕圆环形挤出口的中心轴线周期性来回转动，牵引夹辊、第一水平活动导辊与第一支架同步周期性来回转动，第二水平活动导辊与第二支架同步周期性来回转动，第三水平活动导辊与第三支架同步周期性来回转动，第四水平活动导辊与第四支架同步周期性来回转动，其中第一水平活动导辊与牵引夹辊的转动角度大小保持为1:1，而第一水平活动导辊、第二水平活动导辊、第三水平活动导辊、第四水平活动导辊的转动角度大小保持为4:3:2:1；当第一水平活动导辊平行于水平固定导辊时，第二水平活动导辊、第三水平活动导辊、第四水平活动导辊也平行于水平固定导辊，此时第四水平活动导辊中心轴线的方向称为基准方向；

其特征在于：所采用的双向电机的转轴还串联有旋转编码器，旋转编码器连接到中央控制器；所采用的风机为变频风机；所采用的双向电机为变频电机；所述中央控制器连接到变频风机和双向电机；

在上述过程中，旋转编码器不断测量双向电机转轴转动的角度，并将信号反馈给中央控制器，中央控制器根据旋转编码器的检测结果计算出第四水平活动导辊在各个时刻绕圆环形挤出口中心轴线旋转的角度，进而计算出第四水平活动导辊中心轴线在各个时刻与基准方向之间的夹角；每当第四水平活动导辊与基准方向的夹角大小达到45°时，中央控制器命令双向电机改变转动方向，第一支架、第二支架、第三支架、第四支架绕圆环形挤出口的中心轴线转动的方向随之改变，牵引夹辊、第一水平活动导辊、第二水平活动导辊、第三水平活动导辊、第四水平活动导辊绕圆环形挤出口的中心轴线转动的方向随之改变；

在上述过程中，中央控制器根据第四水平活动导辊中心轴线与基准方向两者之间的夹角大小，按照以下规则控制双向电机在各个时刻的转速：双向电机的转速随着所述夹角数值的增大而逐渐减小，双向电机的转速随着所述夹角数值的减小而增大；当所述夹角数值为零时，双向电机的转速达到最大值；

中央控制器还根据第四水平活动导辊中心轴线与基准方向两者之间的夹角大小，按照以下规则控制变频风机在各个时刻的输出风速：当所述夹角小于设定值⍬时，变频风机的输出风速为零；当所述夹角大于设定值⍬时，所述变频风机的输出风速随着所述夹角数值增大而增大，随着所述夹角数值的减小而减小；其中，所述夹角的设定值⍬的取值范围为6°～12°，即6°≤⍬≤12°。

上述第四水平活动导辊中心轴线与基准方向两者之间的夹角数值，是指夹角的绝对值，而不考虑正负方向（不考虑顺逆时针方向）。

所谓下游，是指根据薄膜运行的方向进行定义，薄膜从上游往下游运行。

本发明具有以下优点和效果：

一、当所述夹角数值小于设定值⍬时，意味着各水平活动导辊中心轴线之间错开的夹角很小，相邻的导辊基本接近平行，且薄膜表面与水平活动导辊表面搓动速度较小、搓动程度不激烈，因此在这一阶段薄膜被刮伤或拉伤的危险也较低，本发明利用这一时机暂停变频风机的工作，使薄膜能够在这一时期紧密贴附在各水平活动导辊的表面，使薄膜定期地得到展平（即沿导辊轴线方向上的展平），并且使薄膜沿水平活动导辊轴向的位置得到一次回归的机会（因为在所述夹角等于0时，薄膜的张水平导辊轴向的分力为零，且气垫辊风速为零，因而薄膜沿水平活动导辊轴向的位置偏移基本为零），进而有利于使最终收卷得到的膜卷两端边缘比较整齐，且膜卷比较密实；

二、在第四水平活动导辊中心轴线与基准方向两者之间的夹角较小时，意味着各水平活动导辊中心轴线之间错开的夹角较小，且薄膜与水平活动导辊表面搓动速度低，对薄膜拉伤、划伤的破坏力较低，而本发明变频风机的输出风速随着该夹角的减小而减小，随着该夹角的增大而增大，这样，既确保该夹角较大时能够防止薄膜被刮伤或拉伤，又在该夹角较小时适当减少气垫辊的风量，减少气垫辊的气流对薄膜扰动的程度，，因此从整体上可降低薄膜沿各水平活动导辊轴向漂移的危险，也有利于使最终收卷得到的膜卷更加密实；

三、在在第四水平活动导辊中心轴线与基准方向两者之间的夹角较大时，本发明双向电机的转速自动减小，将各水平活动导辊绕圆环形挤出口的中心轴线的旋转速度降低下来，因此从这一途径降低薄膜与水平活动导辊表面搓动的相对速度，从而降低了薄膜被刮伤或拉伤的危险；特别是上述夹角接近最大值（接近换向）时，各水平活动导辊绕圆环形挤出口的中心轴线的旋转速度已经很小，因而换向过程对薄膜的搓动缓慢而温柔，从而降低了换向过程将薄膜拉伤、擦伤的风险。

附图说明

图1是传统结构及本发明使用的吹膜机旋转牵引机构的结构示意图。

图2是图1所示结构在第四水平活动导辊绕圆环形挤出口的中心轴线旋转的角度处于0°时的使用状态示意图。

图3是图1所示结构在第四水平活动导辊绕圆环形挤出口的中心轴线旋转的角度处于45°时的使用状态示意图。

图4是旋转牵引过程中薄膜表面与水平活动导辊表面产生相对搓动的示意图。

具体实施方式

一种旋转牵引吹膜生产工艺，采用的旋转牵引吹膜生产设备设有中央控制器、挤出模头，挤出模头设有圆环形挤出口11，挤出模头11的上方依次设有牵引夹辊30、第一水平活动导辊31、第二水平活动导辊32、第三水平活动导辊33、第四水平活动导辊34，其中,第一水平活动导辊31、第三水平活动导辊33的水平位置远离圆环形挤出口11的竖向中心轴线s，而第二水平活动导辊32、第四水平活动导辊34的水平位置则靠近圆环形挤出口的中心轴线s，第四水平活动导辊34的下游还设有水平固定导辊35，水平固定导辊35的下游还设有收卷轴，水平固定导辊35的安装方向平行于收卷轴；牵引夹辊30、第一水平活动导辊31、第二水平活动导辊32、第三水平活动导辊33、第四水平活动导辊34与圆环形挤出口11之间的竖向距离依次增大；牵引夹辊30和第一水平活动导辊31安装在第一支架41上，第二水平活动导辊32安装在第二支架42上，第三水平活动导辊33安装在第三支架43上，第四水平活动导辊34安装在第四支架44上；第一支架、第二支架、第三支架、第四支架均能绕圆环形挤出口的中心轴线s水平转动；还设有驱动第一支架绕圆环形挤出口的中心轴线水平转动的双向电机，所采用的双向电机为变频电机；第一支架和第二支架、第三支架、第四支架之间设有减速传动机构6，第一支架41、第二支架42、第三支架43、第四支架的44转动角度大小比例保持为4:3:2:1,如图1所示；双向电机的转轴还串联有旋转编码器，旋转编码器连接到中央控制器；所采用的第二水平活动导辊21、第三水平活动导辊31、第四水平活动导辊41为气垫辊，各根气垫辊表面设有小气孔，还设有向气垫辊输送空气的变频风机；所述中央控制器连接到变频风机和变频电机（即双向电机）；

该生产工艺包括以下步骤：挤出模头的圆环形挤出口11不断挤出圆环状的膜泡20，膜泡20运行经过两根牵引夹辊30之间,圆环状的膜泡20被两根牵引夹辊30压扁而折叠成为双层塑料膜2，之后双层塑料膜2依次绕过牵引夹辊30、第一水平活动导辊31、第二水平活动导辊32、第三水平活动导辊33、第四水平活动导辊34，到达水平固定导辊35，当双层塑料膜2到达水平固定导辊35时，其运行方向垂直于水平固定导辊35；双层塑料膜2到达水平固定导辊之后继续运行，最后由收卷轴收卷；

在上述步骤的过程中，双向电机驱动第一支架42、第二支架42、第三支架43、第四支架44绕圆环形挤出口的中心轴线s周期性来回转动，牵引夹辊30、第一水平活动导辊31与第一支架41同步周期性来回转动，第二水平活动导辊32与第二支架42同步周期性来回转动，第三水平活动导辊33与第三支架43同步周期性来回转动，第四水平活动导辊34与第四支架44同步周期性来回转动，其中第一水平活动导辊31与牵引夹辊30的转动角度大小保持为1:1，而第一水平活动导辊、第二水平活动导辊、第三水平活动导辊、第四水平活动导辊的转动角度大小保持为4:3:2:1；当第一水平活动导辊31平行于水平固定导辊35时，第二水平活动导辊32、第三水平活动导辊33、第四水平活动导辊34也平行于水平固定导辊35，此时第四水平活动导辊34中心轴线的方向称为基准方向；

在上述步骤的过程中，旋转编码器不断测量双向电机转轴转动的角度，并将信号反馈给中央控制器，中央控制器根据旋转编码器的检测结果计算出第四水平活动导辊34在各个时刻绕圆环形挤出口的中心轴线s旋转的角度，进而计算出第四水平活动导辊中心轴线在各个时刻与基准方向之间的夹角；每当第四水平活动导辊34与基准方向的夹角大小达到45°时，中央控制器命令双向电机改变转动方向，第一支架31、第二支架32、第三支架33、第四支架34绕圆环形挤出口中心轴线s转动的方向随之改变，牵引夹辊30、第一水平活动导辊31、第二水平活动导辊32、第三水平活动导辊33、第四水平活动导辊34绕圆环形挤出口的中心轴线s转动的方向随之改变；

在上述步骤的过程中，中央控制器根据第四水平活动导辊中心轴线34与基准方向两者之间的夹角大小，按照以下规则控制双向电机在各个时刻的转速：双向电机的转速随着所述夹角数值的增大而逐渐减小，双向电机的转速随着所述夹角数值的减小而增大；当所述夹角数值为零时，双向电机的转速达到最大值；

在上述步骤的过程中，中央控制器还根据第四水平活动导辊中心轴线与基准方向两者之间的夹角大小，按照以下规则控制变频风机在各个时刻的输出风速：当所述夹角小于设定值⍬(⍬=8°)时，变频风机的输出风速为零；当所述夹角大于设定值⍬(⍬=8°)时，所述变频风机的输出风速随着所述夹角数值增大而增大，随着所述夹角数值的减小而减小。

上述第四水平活动导辊中心轴线与基准方向两者之间的夹角数值，是指夹角的绝对值，而不考虑正负方向（不考虑顺逆时针方向），因此，每一次变频风机输出风速为零的过程中，第四水平活动导辊连续转过了16°，即顺时针8°范围加上逆时针8°范围。

上述实施例中，第四水平活动导辊中心轴线与基准方向两者之间的夹角设定值⍬可以改为6°，或者改为12°。

上述实施例中，牵引夹辊30、第一水平活动导辊31、第二水平活动导辊32、第三水平活动导辊33、第四水平活动导辊34也可以改为设置在挤出模头11的下方，即下吹式。