专利名称：使用辊装置制造聚烯烃片材的方法
技术领域：
本发明涉及ー种使用辊列制造聚烯烃片材的方法。
现有技术通常，通过包括下列步骤的エ序制造聚烯烃片材(塑料片材)加热含有热塑性聚烯烃树脂的成型材料，以使成型材料熔融；通过挤出机将熔融的成型材料挤出成为片材；使用多个轧辊轧制片材达到预定厚度；以及，抛光(polishing)、冷却然后固化所轧制的片材。聚烯烃是结晶树脂，基本上，其难以通过压延进行加工。例如，当通过压延对聚丙烯进行加工吋，因为聚丙烯粘附于压延辊的表面而无法加工聚丙烯，以及，因为聚丙烯的熔融强度较低，聚丙烯膜或聚 丙烯片材难以在压延辊之间进行传送。所以，一般而言，如专利文献I或专利文献2中所披露的，通过T模挤出法或吹塑法生产聚丙烯膜或聚丙烯片材。然而，当通过专利文献I或专利文献2中所披露的T模挤出法制造聚丙烯片材时，难以获得又薄又宽的聚丙烯片材。另ー方面，近年来，如专利文献3或专利文献4中所披露的，做了许多尝试来使用压延将聚烯烃形成为装饰片材。然而，这些尝试的不足在于通常使用TPO (热塑性聚烯烃)作为原料，而通过压延处理普通现有聚こ烯较为罕见；以及，不足之处还在于尽管通过在聚合过程中使TPO偶联(coupling)可以进行压延，但TPO较为昂贵。此外，专利文献5披露了ー种使用压延制造装饰片材的方法，其中按照大约40重量％的含量向聚烯烃树脂添加无机材料诸如滑石粉等。然而，这种方法也有不足片材的物理特性不易调节，其加工性能差，其表面凹凸不平，其厚度不易调节，并且只能生产单层片材。专利文献I :韩国专利登记No. 10-0821322专利文献2 :韩国未经审查的专利公开No. 2008-68724专利文献3 :美国专利No. 4，144，304专利文献4 :美国专利No. 5，439，628专利文献5 :韩国专利登记No. 10-0544398
发明内容
技术问题因此，本发明人发现，在通过挤出聚烯烃制造聚烯烃片材的过程中，通过使用冷却装置提供均匀的冷却效果，通过控制循环带和冷却辊的温度条件，以及，通过控制在挤出模具中熔融的片材的线速度以及循环带和冷却辊的转动速度，使前者线速度大致等于后者转动速度，可以制造又薄又宽的聚烯烃片材。基于此发现，完成本发明。据此，本发明的目的是提供一种制造具有高平整度和较小厚度偏差的宽幅聚烯烃片材的方法。问题的解决方案为了完成上述目的，本发明的一方面提供了ー种使用循环带和辊列制造聚烯烃片材的方法，包括下列步骤加热聚烯烃树脂以使聚烯烃熔融；以及使用挤出模具将熔融聚烯烃形成为聚烯烃片材，其中，循环带包括多个辊(冷却辊)，这些辊与循环带内侧接触并且围绕以圆形运转的循环带布置成环状，以及，这些辊使转动的循环带冷却；循环带的温度维持于(Γ30° C，以冷却聚烯烃片材，使得聚烯烃片材具有期望厚度，各冷却辊的温度设定于40° C和120° C之间的特定温度，并且使各冷却辊的温度維持在特定温度±5° C的温度范围内；以及熔融聚烯烃片材的线速度大致等于循环带或各冷却辊的转动速度，以获得具有O. 05、. 45毫米厚度以及1100 1700毫米宽度的聚烯烃片材。在本方法中，聚烯烃可以是聚丙烯，或者聚丙烯与2 25重量％的こ烯-丙烯共聚物的混合物。此外，聚烯烃可以是5(Γ99重量％的聚丙烯与f 50重量％的低密度聚こ烯或线型低密度聚こ烯的混合物，或者2 25重量％的弾性こ烯-丙烯共聚物与低密度聚こ烯或线型低密度聚こ烯的混合物。此外，多个辊之一可以是比其它辊更具有弹性的弾性辊。此外，各辊可以在其中设置有空间，以及冷却液流经该空间以冷却辊的表面。此外，这些辊可以由轴固定装置支撑并固定，使得在由循环带施加的压カ下这些辊于径向收进及张开。发明的有益效果根据本发明制造聚烯烃片材的方法优点在于，可以制造具有高平整度和较小厚度偏差的宽幅聚烯烃片材，也就是，具有O. 05、. 45毫米厚度以及110(Γ1700毫米宽度的聚烯烃片材。
图I是示出根据本发明的辊列的剖视图；
图2至图4是说明根据本发明的辊列的轴固定装置的原理示意图；图5是示出根据本发明用于制造聚烯烃片材的装置的示意性正视图；以及图6是示出根据本发明用于制造聚烯烃片材的装置的示意性侧视图。
具体实施例方式下面，參照附图，具体说明本发明。图I是示出根据本发明包括弾性辊的辊列示意性剖视图。图2至图4是说明根据本发明辊列的轴固定装置的原理示意图。图5是示出根据本发明用于制造聚烯烃片材的装置的示意性正视图，以及图6是示出根据本发明用于制造聚烯烃片材的装置的示意性侧视图。參照图1，本发明的辊列包括循环带I ;以及辊组件，其包括与循环带I内侧接触并且布置成圆形图案的多个辊12。多个辊之ー是比其它辊更有弹性的弹性辊14。弹性辊14包括金属圆筒16，其具有高強度；以及弹性层15，其形成于金属圆筒16的外表面，具有广50毫米厚度，并且由具有弾性和耐热性的硅橡胶、合成橡胶或合成树脂制成。弹性层15构造成具有弾性，使得由施加于循环带I的压カ使其向内压缩，同时由与压カ反向的力(应力)使其平衡，然后在压カ消散时恢复其原始位置。各辊12包括内部空间。当冷却液(通常为冷却水)通过内部空间时，使辊12的表面冷却，因此，循环带I的温度维持于(Γ30° C。循环带I由具有高耐磨性和高強度的材料制成，并且是具有O. 2^0. 5毫米厚度和6米长度的环形帯。循环带I中压迫待制造聚烯烃片材的表面的磨耗大致类似于冷却辊12表面的磨耗。循环带I的内侧与辊12的外表面接触，因而，从循环带I发出的热传递至辊，结果循环带I得到冷却。 在本发明中，可以使用均聚聚丙烯(100重量％)作为聚烯烃，以便获得具有极佳的耐热性和抗弯强度的产品，以及，可以使用聚丙烯与2 30重量％弾性こ烯-丙烯共聚物的混合物作为聚烯烃，以便获得具有极佳的冲击强度和覆盖カ(hiding power)的产品。这里，当弾性こ烯-丙烯共聚物的量低于2重量％吋，无法获得具有期望冲击强度和覆盖カ的产品。另ー方面，当弾性こ烯-丙烯共聚物的量高于30重量％吋，无法获得具有期望抗弯强度和可加工性的产品。此外，本发明的聚烯烃可以包括含量为5(Γ99重量％的聚丙烯，以便获得具有极佳的可加工性、耐热性、以及抗弯强度(刚性)的产品，以及，如有必要，可以进一歩包括含量为f 50重量％的低密度聚こ烯、线型低密度聚こ烯或高密度聚こ烯，以便赋予产品挠性。这里，当聚こ烯的量低于I重量％时，其添加效果几乎表现不出来，以及，当其量高于50重量％吋，无法获得具有期望模压性能的产品，以及，无法获得具有期望耐热性和抗弯强度的产品。即使在这种情况下，也可以使用均聚聚丙烯(100重量％)或者聚丙烯与2 30重量％弹性こ烯-丙烯共聚物的混合物。同时，各辊12构造成，使其表面因通过轴18允许冷却液流经辊12而得以冷却。可以使用冷却水作为冷却液来冷却辊12的表面，以及，如有必要，也可以通过吹送冷空气或者通过使压缩的冷却介质绝热膨胀，使辊12的表面冷却。这些辊12由轴固定装置(第一轴固定装置)2支撑并保持，轴固定装置2促使辊相对于其中心径向方式收进或张开。轴固定装置2包括蜗轮；以及轴保持簧片，由蜗轮的转动使轴保持簧片径向移动。这里，当蜗轮转动时，由轴保持簧片保持的辊轴朝向或者远离轴保持簧片的中心移动。可选择地，轴固定装置可以由用于保持エ件的卡盘构成，使得辊轴由卡盘的爪支撑。如图2至图4所示，轴固定装置2包括四等分板31、32、33及34 ;控制板36，其设置有螺旋簧片35;以及蜗轮(worm gear) 40，其用于转动控制板36。当将图2中所示的四等分板31、32、33及34与图4中所示的控制板36及蜗轮40装配起来并且控制板36转动时，如图3所示，可以使四等分板31、32、33及34在图3中箭头方向径向移动，并且可以保持于预定位置。如图2至图4所示，轴固定装置2构造如下，四等分板34 (通过将圆盘分成四个部分得到；圆盘可以分成选自三个至十二个部分中的任意数量个部分)设置有用于容纳辊轴的轴配合槽或孔39，以及，四等分板3Γ34与装有螺旋簧片35的控制板装配，由控制板36中螺旋簧片35的转动使四等分板34仅在径向移动。控制板36适合于围绕轴37转动，以及，四等分板34适合于在垂直于辊轴的方向径向移动。因此，当控制板36的齿轮齿38与蜗轮40啮合、并且由蜗轮40使控制板36转动吋，四等分板3广34径向移动，然后将辊轴固定于预定位置。四等分板3广34是通过将圆盘分成四个部分(或者选自三个至十二个部分的其他任意数量个部分)制成的扇形板，并且在圆周处设置有轴承。由引导机构(未示出)使四等分板3广34 (三分板或六分板)仅在径向受到引导并相对于圆心移动。引导机构可以是本领域周知的导轨或导杆。四等分板3广34设置有用于容纳辊轴的轴配合槽或孔39，并且分别设置有接合杆31-1、32-1、33-1及34-1。当与此杆接合的螺旋簧片35转动时，取决于蜗轮35的转动方向，四等分板34的位置相对于控制板36中心于径向向内或向外移动。图2中所示的螺旋 簧片35指形成于图4所示控制板36上的螺旋簧片。此螺旋簧片35形成于控制板36，而非形成于四等分板3Γ34。所以，当控制板36转动吋，四等分板34径向方式移动。装有螺旋簧片35的控制板36与四等分板联结。控制板36可转动方式支撑于轴37。当由控制板36的齿轮齿38与蜗轮40的啮合使控制板36转动时，使四等分板径向移动，以促使辊轴在径向上朝向彼此或远离彼此移动。与图中所示的布置不同，四等分板可以设置有按相同距离使其径向移动的机构。该机构可以是装有爪的卡盘，卡盘用来卡紧エ件。也就是，四等分板可以作为卡盘的爪，或者可以与卡盘的爪连接，或者将轴承直接固定于卡盘的爪。图5和图6是示出使用辊列制造聚丙烯片材的装置的示意图。用于制造聚丙烯片材的装置构造成，使得安装于框架50的一次辊(firstroller) 51与图I中所示的棍列I接合，于是，二者一起转动。使聚烯烃成型材料熔融，然后，将熔融的聚烯烃成型材料在成型机(或模具)中挤出成片材。之后，随着片材在成对辊之间经过，将片材减缩至期望厚度。由布置于成对辊之后的其它冷却辊使具有期望厚度的片材冷却，这样，制造出聚烯烃片材。通过轴52，将由冷却器(cooler或chiller)冷却或者由热水器加热的水引入一次辊51，以使辊冷却或加热，因而，恒定地維持一次辊51的温度。用于制造聚丙烯片材的装置构造成，使得一次辊51可以可转动方式安装于支撑在框架50上的轴52。与一次辊51接合的辊是弹性辊3，并且设置轴承55以改变辊列所有轴的方向。也就是，辊列的轴可以平行于或者稍稍倾斜于一次辊51的轴。一次辊51与由轴52固定于框架50的轴支架53联结，而辊列的轴54由第二轴固定装置55、60、70支撑，使得辊列的轴54可以平行于或者稍稍倾斜于一次辊的轴。第二轴固定装置与框架50连接，以促使辊列的轴54的一端或两端移动。辊列和一次辊51的轴可以布置成，使得它们在其中点彼此交叉(intersect)。结果，可以使用非凸面棍(non-crown rollers)作为凸面棍(crown rollers)。第二轴固定装置包括与框架50连接的水平位置控制装置60和竖直位置控制装置70。水平位置控制装置60包括用于引导轴54水平移动的水平导向件62、以及用于固定轴54水平位置的水平位置固定件(64、66)。竖直位置控制装置70包括用于引导轴54竖直移动的竖直导向件72、以及用于固定轴54竖直位置的竖直位置固定件74。位置控制装置60和70各自设置有指示位置移动程度的刻度(未示出)。在这种情况下，优选的是，导向件62和72各自标记有刻度。为了易于控制轴54的位置移动,各位置固定件(64、66)和74可以设置有增カ机构。例如，水平位置固定件(64、66)设置有包括減速器、把手、以及螺杆的增力机构，以及，竖直位置固定件74设置有包括螺栓和螺帽的增カ机构。另外，为了转动及驱动辊，可以用传动齿轮使电动机与辊联结，以及，为了加热或冷却辊，可以将冷却液供给管与辊连接。此外，为了赋予辊特殊功能，可以将多种装置与辊联结。为了操作根据本发明用于制造聚烯烃片材的装置，设置辊列I并使其运行，从而，通过控制轴固定装置2，使循环带输送并冷却，以及，控制并操作竖直位置控制装置70，使得由弾性辊以预定压カ转动一次辊51和辊列I。如有必要，可以控制并操作水平位置控制装置60，使得辊列I的轴平行于或者稍稍倾斜于一次辊51的轴。从挤出机排出的熔融片材在一次辊51与辊列I之间经过，以将其挤压至预定厚度，使挤出后的片材冷却，然后，将冷却的片材提供到后续加工中。根据本发明用于制造聚丙烯片材的装置，因为在运转的同时可以精确地改变辊列的位置，可以监测并控制聚烯烃片材的质量。同时，当使用本发明用于制造聚丙烯片材的装置时，可以制造具有高平整度和较小厚度偏差的宽幅聚烯烃片材。常规地，装饰片材或膜通常由PVC (聚氯乙烯)制成，以及，考虑到生产率、加工性能等，通常形成为具有1320毫米宽度。由于PVC是非结晶树脂，其在非熔融状态下生产，并且在液相和固相之间具有不清晰的界限，PVC片材的平整度以及厚度偏差并不取决于冷却辊的温度。相反，由于聚烯烃树脂是结晶树脂，并且在特定温度下使其相变，聚烯烃片材的平整度以及厚度偏差很大程度上受冷却辊温度影响。所以，一般而言，在不拉伸聚烯烃片材或膜的情况下制造具有高平整度和较小厚度偏差的聚烯烃片材或膜比较困难。然而，当使用根据本发明具有循环带和冷却辊的聚烯烃片材制造装置时，可以控制循环带和冷却辊的温度，因此，制造出又薄又宽的聚烯烃片材。此外，必须使循环带的温度维持于(Γ30° C，以便在不拉伸聚烯烃片材的情况下，通过冷却聚烯烃片材而防止聚烯烃片材粘附于辊，以及，必须使冷却辊的温度维持于4(Γ120° C，以便以一致的方式制造聚烯烃片材。当冷却辊的温度低于40° C时，使聚烯烃树脂过快地冷却，因此，聚烯烃片材的平整度较差。此外，冷却辊温度高于120° C时，聚烯烃片材的平整度变差，以及，聚烯烃片材的厚度偏差増大。然而，取决于期望的聚烯烃片材厚度，将冷却辊的温度设定于40° C和120° C之间的特定温度(例如，70° C)。当在特定温度下制造聚烯烃片材时，仅在冷却辊的温度维持于特定温度±5° C的温度范围(例如，70±5° C)时，可以制造出具有极佳平整度和较小厚度偏差的宽幅聚烯烃片材。结晶树脂在其熔点附近经历明显变化。所以，当使用结晶树脂制造宽幅片材时，片材的拉伸程度取决于温度而变化，因而，片材的平整度变差，以及，其厚度偏差变大，结果是对片材进行印刷以及后处理比较困难。据此，冷却树脂用的循环带和冷却辊的温度在宽度方向必须不变化。因此，通过控制冷却辊的温度同时维持循环带的温度于(Γ30° C，确定片材/膜的物理特性(厚度、強度
坐、
ノ O通常，当冷却辊的温度維持于较高温度(大于等于90° C)时，片材/膜的強度(抗张强度和刚性)变好，以及，当其温度維持于较低温度(小于等于50° C)时，其挠性变好。所以，循环带和冷却辊的温度在聚烯烃树脂的物理性能方面起到重要作用。此外，由于附着于被粘物的装饰片材/膜在收缩时随时间流逝而剥落，在制造装饰片材/膜的过程中必须不拉伸结晶树脂诸如聚烯烃 树脂。所以，为了防止装饰片材/膜剥落而在不拉伸结晶树脂的情况下制造装饰片材/膜，重要的是，从模具排出片材的线速度大致等于循环带或冷却辊的转动速度。这里，不可避免地使用术语“大致”，因为片材的线速度不可能100%等于循环带或冷却辊的转动速度，以及，术语“大致等干”指其包括的误差在不拉伸片材范围内。换而言之，当通过拉伸结晶树脂将结晶树脂形成为片材/膜吋，因为随着时间流逝片材/膜恢复稳定状态而使片材膜收縮。所以，随着时间流逝(至少数月)，片材/膜逐渐收缩而剥落，因而，为了获得不会剥落并且具有极佳耐用性以及后处理加工性的片材/膜，必须在不拉伸结晶树脂的情况下制造片材/膜。据此，当从模具排出熔融片材的线速度大致等于循环带或冷却辊的转动速度时，可以制造出基本未拉伸的片材/膜。因此，在本发明中，可以制造具有O. 05、. 45毫米厚度以及110(Tl700毫米宽度的聚烯烃片材。即使在这种情况下，也能制造具有极佳平整度和I. 5毫米/米厚度偏差的聚烯烃片材。
权利要求
1.一种使用循环带和辊列制造聚烯烃片材的方法，包括下列步骤 加热聚烯烃树脂以使聚烯烃熔融；以及 使用挤出模具将熔融聚烯烃形成为聚烯烃片材， 其中，所述循环带包括多个辊(冷却辊)，所述辊与所述循环带的内侧接触、并且围绕以圆形运转的所述循环带布置成圆形，以及，所述辊使转动的循环带冷却； 所述循环带的温度维持于(T30° C，以冷却聚烯烃片材，使得聚烯烃片材具有期望厚度，各所述冷却辊的温度设定于40° C和120° C之间的特定温度，并且使各所述冷却辊的温度维持在所述特定温度±5° C的温度范围内；以及 熔融聚烯烃片材的线速度大致等于所述循环带或各所述冷却辊的转动速度，以获得具有0. 05、. 45毫米厚度以及110(Tl700毫米宽度的聚烯烃片材。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，所述聚烯烃是聚丙烯，或者聚丙烯与2 25重量％弹性乙烯-丙烯共聚物的混合物。
3.根据权利要求I所述的方法，其中，所述聚烯烃是5(T99重量％的聚丙烯与f50重量％的低密度聚乙烯或线型低密度聚乙烯的混合物，或者2 25重量％的弹性乙烯-丙烯共聚物与低密度聚乙烯或线型低密度聚乙烯的混合物。
4.根据权利要求I所述的方法，其中，所述辊之一是比其它辊更有弹性的弹性辊。
5.根据权利要求I所述的方法，其中，各所述辊在其中设置有内部空间，以及冷却液流经所述内部空间以冷却辊的表面。
6.根据权利要求I所述的方法，其中，所述辊由轴固定装置支撑并固定，使得在由所述循环带施加的压力下所述辊于径向收进及张开。
全文摘要
本发明提供了一种使用循环带和一次辊制造聚烯烃片材的方法，包括下列步骤加热聚烯烃树脂以使聚烯烃熔融；以及使用挤出模具将熔融聚烯烃形成为聚烯烃片材，其中，循环带包括多个二次辊(冷却辊)，其与循环带内侧接触并且在以圆形运转的循环带周围布置成圆形，以及，二次辊使转动的循环带冷却；将循环带的温度维持于0~30°C，以冷却聚烯烃片材，使得聚烯烃片材具有期望厚度，一次辊的温度设定于40°C和120°C之间的特定温度，并且使一次辊的温度维持在特定温度±5°C的温度范围内；以及，熔融聚烯烃片材的线速度大致等于循环带或一次辊的转动速度，以获得具有0.05~0.45毫米厚度以及1100~1700毫米宽度的聚烯烃片材。本方法的优点是可以制造具有极佳平整度和较小厚度偏差的宽幅聚烯烃片材。
文档编号B29C47/88GK102712767SQ201080060852
公开日2012年10月3日 申请日期2010年12月2日 优先权日2009年12月7日
发明者权相玟, 李台根, 柳盛宝, 郑云基, 金石珍 申请人:Sk综合化学株式会社