专利名称：一种薄膜热伸缩定长方法
技术领域：
本发明涉及一种薄膜的加工方法，尤其涉及一种薄膜热伸缩定长方法。
背景技术：
不论是连线定位印刷还是离线定位印刷，均需解决二次套印时色标的重复长度等距问题，在印刷已有图案的薄膜上通过二次印刷，使新印刷的图案与原有的图案具有精确的套印关系必须采用拉伸定长技术来保证套印准确性。目前，对于薄膜拉伸定长的方法普遍采用在生产设备上停机，然后测量每版薄膜的长度，后再通过调节张力压力温度等参数来达到控制每版薄膜的长度。由于生产过程中的张力、压力、温度调整，以及驱动电机的突然加速、减速、停机等诸多原因，造成薄膜变形， 薄膜拉伸后的长度与预定的每版长度难以达到一致，无法确保二次印刷时，图案套印的准确性，给定位印刷造成较大的损耗等。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种薄膜热伸缩定长方法，这种薄膜热伸缩定长方法能够确保薄膜不变形，并且能够精确将薄膜拉伸到预定的长度。采用的技术方案如下一种薄膜热伸缩定长方法，其特征是，包括如下步骤(1)在薄膜的输送过程中，采用加热装置对薄膜进行加热；(2)在加热装置的两端对薄膜施加一个沿薄膜行进方向的张力，对薄膜进行拉伸， 使薄膜的长度达到预定的要求。上述加热装置可以是烘箱或加热辊。加热装置为烘箱的情况下，烘箱中还应设置多条加热主动辊，用于支撑及传送薄膜。作为本发明的优选方案，其特征是在加热装置的前方和后方分别设置第一牵引辊和第二牵引辊来输送薄膜，第二牵引辊的牵引速度大于第一牵引辊的牵引速度，第二牵引辊与第一牵引辊的牵引速度差形成对薄膜的张力。一般情况下，第一牵引辊和第二牵引辊均由一个主动辊和一个从动辊构成，主动辊与驱动电机传动连接，通过控制驱动电机的转速，进而达到控制第一牵引辊和第二牵引辊的牵引速度。通常，第二牵引辊的牵引速度固定，通过调节第一牵引辊的牵引速度，而达到调整施加在薄膜两端之间的张力。通过第一牵引辊和第二牵引辊相配合，其两者的速度差形成对薄膜的张力，这样使得施加在薄膜两端的张力更加均勻，防止薄膜的断裂，拉伸效果更好，而且结构简单。作为本发明进一步的优选方案，其特征是所述第一牵引辊采用闭环控制进行牵弓I速度控制；闭环控制包括在第二牵弓I辊后方设置测长辊和光电眼来测量薄膜拉伸后相邻两个标识块间的拉伸后长度，将该拉伸后长度与控制系统中预设的长度基准值比较，得出一个拉伸误差量，该拉伸误差量如果在允许的误差范围内，则维持第一牵引辊的牵引速度不变，该拉伸误差量如果超出允许的误差范围，则采用该拉伸误差量作为控制信号，调整第一牵引辊的牵引速度。光电眼读取设于薄膜上相邻两个标识块的时间，配合测长辊的驱动电机的脉冲频率和脉冲宽度，计算出被拉伸后薄膜上相邻两个标识块之间的拉伸后长度。 通过测量拉伸后薄膜上相邻两个标识块间的拉伸后长度，再与预设的长度基准值比较，得出拉伸误差量，判断该拉伸误差量是否超出允许的误差范围，如果超出允许的误差范围，则采用该拉伸误差量作为控制信号，控制第一牵引辊的驱动电机的转速，从而调整第一牵引辊的牵引速度，实现调节施加在薄膜两端之间的张力，适当增加或减少薄膜的拉伸量，使之在不断调整中达到要求(即上述的拉伸误差量落在允许的误差范围内)。在实际生产中，薄膜上出现污迹，光电眼错把污迹当成标识块而读取错误信号是不可避免的，此时，依据光电眼和测长辊测出的拉伸后长度是不正确的(一般比实际的小)，用该不正确的拉伸后长度跟预设的长度基准值比较，得出的拉伸误差量明显不能作为控制第一牵引辊的控制信号，因为这样会导致第一牵引辊的牵引速度骤增，致使张力不足， 张力不足，带入薄膜层的空气量过多，薄膜容易在导辊上产生轴向滑移及严重的错位，以至造成无法控制。为了避免因光电眼将污迹当成标识块错误读取而导致控制混乱，作为本发明更进一步的优选方案，其特征是还包括实际长度校验机制；实际长度校验机制包括采用第一牵引辊配合光电眼来测量拉伸前薄膜上相邻两个标识块间的拉伸前长度，将拉伸前长度与拉伸后长度进行比较，得出薄膜的拉伸量，再将拉伸量与控制系统预设的拉伸量基准值比较，得出拉伸量误差值，该拉伸量误差值如果落在允许误差的范围内，则判断拉伸后长度为正常，该拉伸量误差值如果超出允许误差的范围，则判断拉伸后长度为异常，并报警提醒。当光电眼错把薄膜上的污迹当成标识块读取时，拉伸前长度和拉伸后长度均减小，两者比较而得出的拉伸量同样减小，将之与预设的拉伸量基准值比较，就能够判断出测长辊和光电眼测出的拉伸后长度是否正常。作为本发明再更进一步的优选方案，其特征是在加热装置和第二牵引辊之间采用张力微调机构对薄膜的张力进行微调；张力微调机构包括依次设置在加热装置和第二牵引辊之间的测力辊和浮辊；测力辊探测薄膜的实际张力，实际张力与控制系统预设的张力基准值进行比较，得出张力误差值，将张力误差值作为浮辊的控制信号，控制浮辊移动，调整浮辊与加热装置之间的相对位置，对施加在薄膜两端的张力进行微调。测力辊上通常设有精密的传感器，通过传感器实时探测薄膜的张力；浮辊上通常设有电位器，电位值代表浮辊的位置，通过改变浮辊上电位器的电位值，就能够使浮辊移动，从而调整浮辊与加热装置之间的相对位置，对施加在薄膜两端的张力进行微调。经过加热的薄膜，其表面往往会产生褶皱等缺陷，为了确保薄膜的光洁度，作为本发明的优选方案，其特征是在加热装置与第二牵引辊之间采用烫平辊对薄膜进行烫平。为了便于拉伸后薄膜的进一步加工或收集，作为本发明的优选方案，其特征是在第二牵引辊后方采用冷却装置对薄膜进行冷却定型。为了节约制造成本及提高薄膜的定型效果，作为本发明进一步的优选方案，其特征是将第二牵引辊设置为冷却辊。将第二牵引辊设置为冷却辊，一方面节约制造成本，另一方面第二牵引辊的主动辊和从动辊相互压合，更有利于薄膜的定型。作为本发明的优选方案，其特征是所述加热装置对薄膜加热的温度范围为 30-180°C。经长期的实践和研究，温度范围为30-180°C最适合薄膜的拉伸。温度低于30°C， 为了使薄膜达到预定的长度，则需要在薄膜两端施加更大的张力，张力过大的话，薄膜的拉伸不均勻，而且容易变形、断裂；温度高于180°C，薄膜容易起泡、变形，难以确保薄膜表面的平整度和光洁度。作为本发明的优选方案，其特征是所述张力的范围为0. 1-150N。在薄膜的温度较高的情况下，在薄膜两端施加一个很小的张力就能使薄膜达到预定的长度要求；在薄膜的温度较低或者需拉伸较大长度的情况下，需要在薄膜两端施加较大的张力才能使薄膜达到预定的长度要求，但是施加的张力太大，会造成薄膜变形、断裂等，经反复试验，施加在薄膜两端的张力最好是在0. 1-150N之间。本发明的薄膜热伸缩定长方法，适用于连线生产和离线生产，在离线生产的情况下，还包括采用放卷装置和收卷装置，便于成卷薄膜的放膜和收膜。本发明通过在薄膜行进中，对薄膜进行加热，并且在加热装置的两端对被加热的薄膜施加一个张力，使得薄膜精确达到预定的拉伸长度，并且确保薄膜不变形。通过设置第一牵引辊和第二牵引辊来输送薄膜，其两者的牵引速度差形成对薄膜的张力，这样使得施加在薄膜两端的张力更加均勻，防止薄膜的断裂，拉伸效果更好，而且结构简单。进一步通过对第一牵引辊的牵引速度实行闭环控制，自动调节第一牵引辊的牵引速度，使得薄膜的定长更加准确。通过设置实际长度校验机制，判断出测长辊和光电眼测出的拉伸后长度是否正常，防止控制混乱。通过在加热装置和第二牵引辊之间设置张力微调机构对薄膜的张力进行微调，使得对薄膜的定长更加精确。
附图是本发明优选实施方式中所采用装置的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。实施例一为更好地采用本发明的薄膜热伸缩定长方法对薄膜进行拉伸、定长，采用如附图所示的薄膜热伸缩定长装置，该装置包括放卷装置1、收卷装置2、加热装置3、设置于薄膜 4行进方向上的支撑辊5、控制系统、第一牵引辊6、第二牵引辊7、测长辊8、光电眼9、张力微调机构和烫平辊10 ；第一牵引辊6设于加热装置3的前方，第二牵引辊7设于加热装置3 的后方；第一牵引辊6和第二牵引辊7的驱动电机分别与控制系统电连接；放卷装置1设于第一牵引辊6前方，收卷装置2设于第二牵引辊7后方；测长辊8和光电眼9设置在第二牵引辊7后方，测长辊8的驱动电机和光电眼9分别与控制系统电连接；光电眼9与测长辊8 位置相应；烫平辊10设置在加热装置3与第二牵引辊7之间；张力微调机构设置在加热装置3与第二牵引辊7之间，张力微调机构包括依次设置在加热装置3和第二牵引辊7之间的测力辊11和浮辊12 ；加热装置3包括烘箱31和安装在烘箱31中的多条加热主动辊32。 (附图中没有画出控制系统和驱动电机，省略这两部分并不影响本发明的描述，而是使附图更加简洁，更能清楚表达本发明所要解决的技术问题。)如附图所示，这种薄膜热伸缩定长方法包括如下步骤(1)放卷装置1、第一牵引辊6、第二牵引辊7和收卷装置2实现薄膜4的输送，在薄膜4的输送过程中，采用烘箱31将薄膜4加热到30°C ；
(2)第二牵引辊7的牵引速度大于第一牵引辊6的牵引速度，两者的牵引速度差， 在烘箱31的两端对薄膜4施加一个沿薄膜4行进方向的张力，张力的大小为150N，对薄膜 4进行拉伸，使薄膜4的长度达到预定的要求。为了使薄膜定长更加准确，上述薄膜热伸缩定长方法中，第一牵引辊6采用闭环控制进行牵引速度控制；闭环控制包括在第二牵引辊7后方设置测长辊8和光电眼9来测量薄膜4拉伸后相邻两个标识块间的拉伸后长度，将该拉伸后长度与控制系统中预设的长度基准值比较，得出一个拉伸误差量，该拉伸误差量如果在允许的误差范围内，则维持第一牵引辊6的牵引速度不变，该拉伸误差量如果超出允许的误差范围，则采用该拉伸误差量作为控制信号，调整第一牵引辊6的牵引速度。为了避免因光电眼将污迹当成标识块错误读取而导致控制混乱，上述薄膜热伸缩定长方法中，还采用实际长度校验机制；实际长度校验机制包括采用第一牵引辊6配合光电眼9来测量拉伸前薄膜4上相邻两个标识块间的拉伸前长度，将拉伸前长度与拉伸后长度进行比较，得出薄膜4的拉伸量，再将拉伸量与控制系统预设的拉伸量基准值比较，得出拉伸量误差值，该拉伸量误差值如果落在允许误差的范围内，则判断拉伸后长度为正常，该拉伸量误差值如果超出允许误差的范围，则判断拉伸后长度为异常，并报警提醒。为了使薄膜定长更加精确，上述薄膜热伸缩定长方法中，在加热装置3和第二牵引辊7之间采用张力微调机构对薄膜的张力进行微调；张力微调机构包括依次设置在加热装置3和第二牵引辊7之间的测力辊11和浮辊12 ；测力辊11探测薄膜4的实际张力，实际张力与控制系统预设的张力基准值进行比较，得出张力误差值，将张力误差值作为浮辊12 的控制信号，控制浮辊12移动，调整浮辊12与加热装置3之间的相对位置，对施加在薄膜 4两端的张力进行微调。为了确保薄膜的光洁度，上述薄膜热伸缩定长方法中，通过烫平辊10对薄膜4进行烫平。为了使薄膜拉伸定长后能够快速冷却定型，上述薄膜热伸缩定长方法中，将第二牵引辊7设置为冷却辊，对薄膜4进行冷却定型。实施例二在其它部分均与实施例一相同的情况下，其区别在于步骤⑴中，烘箱31将薄膜4加热到180°C;步骤O)中，第一牵引辊6和第二牵引辊7对薄膜4施加的张力大小为 0. 1N。实施例二在其它部分均与实施例一相同的情况下，其区别在于步骤⑴中，烘箱31将薄膜4加热到105°C;步骤O)中，第一牵引辊6和第二牵引辊7对薄膜4施加的张力大小为 75N。在其它实施方式中，烘箱可以替换为多条加热辊。在其它实施方式中，可以在第二牵引辊后方设置冷却辊对薄膜进行冷却。
权利要求
1.一种薄膜热伸缩定长方法，其特征是，包括如下步骤⑴在薄膜的输送过程中，采用加热装置对薄膜进行加热；⑵在加热装置的两端对薄膜施加一个沿薄膜行进方向的张力，对薄膜进行拉伸，使薄膜的长度达到预定的要求。
2.如权利要求1所述的薄膜热伸缩定长方法，其特征是在加热装置的前方和后方分别设置第一牵引辊和第二牵引辊来输送薄膜，第二牵引辊的牵引速度大于第一牵引辊的牵引速度，第二牵引辊与第一牵引辊的牵引速度差形成对薄膜的张力。
3.如权利要求2所述的薄膜热伸缩定长方法，其特征是所述第一牵引辊采用闭环控制进行牵引速度控制；闭环控制包括在第二牵弓I辊后方设置测长辊和光电眼来测量薄膜拉伸后相邻两个标识块间的拉伸后长度，将该拉伸后长度与控制系统中预设的长度基准值比较，得出一个拉伸误差量，该拉伸误差量如果在允许的误差范围内，则维持第一牵引辊的牵引速度不变，该拉伸误差量如果超出允许的误差范围，则采用该拉伸误差量作为控制信号， 调整第一牵引辊的牵引速度。
4.如权利要求3所述的薄膜热伸缩定长方法，其特征是还包括实际长度校验机制；实际长度校验机制包括采用第一牵引辊配合光电眼来测量拉伸前薄膜上相邻两个标识块间的拉伸前长度，将拉伸前长度与拉伸后长度进行比较，得出薄膜的拉伸量，再将拉伸量与控制系统预设的拉伸量基准值比较，得出拉伸量误差值，该拉伸量误差值如果落在允许误差的范围内，则判断拉伸后长度为正常，该拉伸量误差值如果超出允许误差的范围，则判断拉伸后长度为异常，并报警提醒。
5.如权利要求4所述的薄膜热伸缩定长方法，其特征是在加热装置和第二牵引辊之间采用张力微调机构对薄膜的张力进行微调；张力微调机构包括依次设置在加热装置和第二牵引辊之间的测力辊和浮辊；测力辊探测薄膜的实际张力，实际张力与控制系统预设的张力基准值进行比较，得出张力误差值，将张力误差值作为浮辊的控制信号，控制浮辊移动，调整浮辊与加热装置之间的相对位置，对施加在薄膜两端的张力进行微调。
6.如权利要求2-5任一项所述的薄膜热伸缩定长方法，其特征是在加热装置与第二牵引辊之间采用烫平辊对薄膜进行烫平。
7.如权利要求2-5任一项所述的薄膜热伸缩定长方法，其特征是在第二牵引辊后方采用冷却装置对薄膜进行冷却定型。
8.如权利要求7所述的薄膜热伸缩定长方法，其特征是将第二牵引辊设置为冷却辊。
9.如权利要求1-5任一项所述的薄膜热伸缩定长方法，其特征是所述加热装置对薄膜加热的温度范围为30-180°C。
10.如权利要求1-5任一项所述的薄膜热伸缩定长方法，其特征是所述张力的范围为 0.1-150N。
全文摘要
本发明涉及一种薄膜热伸缩定长方法，其特征是，包括如下步骤(1)在薄膜的输送过程中，采用加热装置对薄膜进行加热；(2)在加热装置的两端对薄膜施加一个沿薄膜行进方向的张力，对薄膜进行拉伸，使薄膜的长度达到预定的要求。通过在薄膜行进中，对薄膜进行加热，并且在加热装置的两端对被加热的薄膜施加一个张力，使得薄膜精确达到预定的拉伸长度，并且确保薄膜不变形。通过设置第一牵引辊和第二牵引辊来输送薄膜，其两者的牵引速度差形成对薄膜的张力，这样使得施加在薄膜两端的张力更加均匀，防止薄膜的断裂，拉伸效果更好，而且结构简单。进一步设置闭环控制、实际长度校验机制和张力微调机构，使得薄膜拉伸定长更加准确。
文档编号B41F13/02GK102259481SQ20111014749
公开日2011年11月30日 申请日期2011年6月2日 优先权日2011年6月2日
发明者林晓新, 蔡旭楠, 陈松青 申请人:广东东南薄膜科技股份有限公司