一种用于石头纸连续密炼压延生产设备及工艺的制作方法

本发明涉及石头纸加工技术领域，尤其涉及一种用于石头纸连续密炼压延生产设备及工艺。

背景技术：

石头纸是介于纸张和塑料之间的新型合成纸，其以地壳内最为丰富的矿产资源碳酸钙为主要原料，以高分子材料及多种无机物为辅助原料，利用高分子界面化学原理和填充改性技术，经特殊工艺加工而成；

石头纸制造作为一种具有现代技术特点的新型造纸技术，其存在防水防潮、成本低以及可控性降解的特点，也可替代传统纸张。

目前生产的石头纸比传统纸张的比重大、以至产品重量增加，其原因之一在于，石头纸原料通过压延机压制成薄片，部分压延机仅可对薄片进行横向的拉伸控制进而控制石头纸的厚薄，其仅可单向拉伸，不可双向拉伸，以至石头纸的厚度增加，质量较低；且对于需要印刷装饰的石头纸，还需印制设备进行二次压花，以专利公告号cn208452354u公开的一种新型材料石头纸制作生产线为例，其方案在石头纸的生产制备过程中，整条生产线未有印刷工序，不便和生产线良好衔接，无法根据需要在石头纸制备的同时实现装饰的印制。为此，提出一种用于石头纸连续密炼压延生产设备及工艺。

技术实现要素：

本发明为了解决部分压延机厚薄压制质量不便把控的问题，提供一种用于石头纸连续密炼压延生产设备及工艺，可实现石头纸压制厚薄的良好控制，且可和传统制备工序良好衔接、便捷实现装饰的印制。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于石头纸连续密炼压延生产设备，包括依次设置的用于石头纸原料混炼的连续式密炼机组、用于挤出石头纸原料的挤出机组、用于杂质过滤的换网器、用于输送石头纸的传送带、用于压制石头纸的压延机组、用于印制装饰的压花机组和用于石头纸冷却定型的冷却定型机组以及对石头纸收卷打包的收卷机组；

所述连续式密炼机组和所述挤出机组之间连通，挤出机组内设置所述换网器，挤出机组和所述压延机组之间通过所述传送带连通，压延机组上还设置有引离辊组，压延机组和所述压花机组之间通过所述引离辊组连通，压花机组、所述冷却定型机组和收卷机组之间依次连通。

进一步地，所述连续式密炼机组包括密炼机和设置在密炼机内的异向平行双螺杆，所述异向平行双螺杆包括两个间隔平行设置的螺杆一和螺杆二，螺杆一和所述螺杆二镜像对称在两者之间具有的中心线的两侧形成异向分布。

进一步地，所述密炼机出口和挤出机组入口连通，挤出机组包括单螺杆挤出机以及设置在单螺杆挤出机内的螺筒和螺杆；

所述螺筒横向设置在所述单螺杆挤出机内，螺筒一端和单螺杆挤出机入口连通、另一端和单螺杆挤出机出口连通，螺筒内设置所述单螺杆；

所述换网器呈竖向内嵌在所述螺筒内。

进一步地，所述压延机组包括压延机、可旋转设置在压延机内的压制辊组以及驱动压制辊组的电机组，所述压制辊组包括呈倒“l”形排布的辅助辊、上压辊、中压辊和下压辊，所述电机组包括多个驱动电机，所述辅助辊、上压辊、中压辊和下压辊分别通过万向轴和所述驱动电机一一联接。

进一步地，所述辅助辊、上压辊、中压辊和下压辊均为中空结构，辅助辊、上压辊、中压辊和下压辊两端均通过圆锥滚子轴承座和压延机旋转连接；

所述辅助辊、上压辊、中压辊和下压辊的一端均设置有用于注入导热油、且和其内部连通的旋转接头一，另一端分别连接所述万向轴；

所述上压辊、下压辊和压延机之间分别设置有升降油缸以调整辊距。

进一步地，所述引离辊组包括一字形排布的多个引离辊，所述引离辊可旋转设置在压延机上，每个引离辊通过电机一传动。

进一步地，所述压花机组可旋转设置在压延机的一侧，压花机组包括上下分布的压花辊和橡胶辊，所述压花辊两端均设置有液压油缸以和压延机连接，所述橡胶辊通过电机二传动。

进一步地，所述冷却定型机组包括机架和可旋转设置在机架上、一字形间隔交错排布的多个正冷却辊和多个反冷却辊，所述正冷却辊和反冷却辊均为中空结构，正冷却辊和反冷却辊转向相异；

所述正冷却辊和反冷却辊的一端均设置有用于注入冷却水、且和其内部连通的旋转接头二，正冷却辊之间、反冷却辊之间分别通过链条传动。

进一步地，所述收卷机组为双工位收卷机。

一种用于石头纸连续密炼压延生产工艺，包括以下步骤：

步骤1、将石头纸原料按照配方比例同时加入密炼机内，原料在密炼机内部受到异向平行双螺杆的挤压、同时在高温环境下发生熔融和交联反映，以至原料在较低剪切力下实现充分分散、最终在压力作用下形成连续的方形物料块，通过密炼机出口排出，完成原料密炼工序；

步骤2、石头纸原料经密炼机出口排至单螺杆挤出机，原料在单螺杆挤出机内进行进一步熔融塑化交联反应，反应彻底后原料到达换网器前端，换网器对原料内的杂质进行过滤，过滤后的原料通过单螺杆挤出机的柱状出口排出；

步骤3、经单螺杆挤出机排出的圆柱状原料再经传送带传送至压延机，辅助辊、上压辊、中压辊和下压辊内分别通入导热油，原料首先随着辅助辊和上压辊的转动被初压制成薄片，而后经上压辊和中压辊之间、中压辊和下压辊之间进一步压制成薄片，通过下压辊之后压制成最终的连续薄片；

通过升降油缸以调整上压辊和中压辊之间、中压辊和下压辊之间的辊距，以对薄片厚度进行调整；

步骤4、最终的薄片依次绕过多个引离辊，引离辊可设置速比，通过速比进行薄片的进一步纵向拉伸，而后穿压至压花机组之间，压花辊旋转对石头纸薄片表面印制装饰花纹或其它，减少二次压花环节；

步骤5、经印制后的石头纸薄片进入冷却定型机组、正冷却辊和反冷却辊后内部通入冷水，石头纸薄片依次绕过正冷却辊和反冷却辊后被冷却定型，且最终缠绕在双工位收卷机上，双工位收卷机对薄片石头纸进行收卷。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的连续密炼压延生产设备包括连续式密炼机组、挤出机组、传送带、压延机组、压花机组和冷却定型机组以及收卷机组，依次对石头纸原料密炼、单螺杆挤出，在通过传送带传送至倒l型四辊排列的压制辊组，再经过拉伸、冷却、定型、收卷的工艺，生产的石头纸张平整性好，尺寸安定性佳，且可作为装饰纸使用。

本发明的上压辊、下压辊和中压辊之间的辊距可通过升降油缸调节，以改变石头纸薄片的厚薄，且可调整辊筒的间隙以及平行交叉程度，进而均可实现对石头纸薄片的横向拉伸和纵向拉伸，利于减轻纸张的重量、提高质量和降低成本；设置的压花机组和压延机良好配合，生产具有纹理的装饰用纸可一次成型，工序简单、操作效率高、灵活性强，可提高制得石头纸产品质量。

附图说明

图1是本发明一种用于石头纸连续密炼压延生产设备及工艺的整体结构示意图。

图2是本发明一种用于石头纸连续密炼压延生产设备及工艺的压延机组结构示意图。

图3是本发明一种用于石头纸连续密炼压延生产设备及工艺的冷却成型机组结构示意图。

附图中标号为：1为密炼机，2为挤出机，3为换网器，4为传送带，5为压延机，6为辅助辊，7为上压辊，8为中压辊，9为下压辊，10为驱动电机，11为万向轴，12为旋转接头一，13为圆锥滚子轴承座，14为引离辊，15为压花辊，16为橡胶辊，17为液压油缸，18为机架，19为正冷却辊，20为反冷却辊，21为双工位收卷机，22为支管，23为主管，24为升降油缸，25为电机一，26为电机二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细描述：

如图1~图3所示，一种用于石头纸连续密炼压延生产设备，包括依次设置的用于石头纸原料混炼的连续式密炼机组、用于挤出石头纸原料的挤出机组、用于杂质过滤的换网器3、用于输送石头纸的传送带4、用于压制石头纸的压延机组、用于印制装饰的压花机组和用于石头纸冷却定型的冷却定型机组以及对石头纸收卷打包的收卷机组；

所述连续式密炼机组和所述挤出机组之间连通，挤出机组内设置所述换网器3，挤出机组和所述压延机组之间通过所述传送带4连通，压延机组上还设置有引离辊组，压延机组和所述压花机组之间通过所述引离辊组连通，压花机组、所述冷却定型机组和收卷机组之间依次连通。

本实施例中，所述连续式密炼机组包括密炼机1和设置在密炼机1内的异向平行双螺杆，所述异向平行双螺杆包括两个间隔平行设置的螺杆一和螺杆二，螺杆一和所述螺杆二镜像对称在两者之间具有的中心线的两侧形成异向分布；

异向平行双螺杆采用合金钢制造、以保证其硬度，通过异向平行双螺杆的旋转可对石头纸原料进行良好的挤压，提高剪切效果，进而保证石头纸的性能。

本实施例中，所述密炼机1出口和挤出机组入口连通，挤出机组包括单螺杆挤出机2以及设置在单螺杆挤出机2内的螺筒和螺杆。

具体的，所述螺筒横向设置在所述单螺杆挤出机2内，螺筒一端和单螺杆挤出机2入口连通、另一端和单螺杆挤出机2出口连通，螺筒内设置所述单螺杆；所述换网器3呈竖向内嵌在所述螺筒内；

单螺杆采用38crmoala制作而成，以此保证石头纸原料的挤出效果，单螺杆采用直径为φ180mm、长径比为28:1工艺参数制作，可使得原料混合塑化、吃料更为均匀。

本实施例中，所述压延机组包括压延机5、可旋转设置在压延机5内的压制辊组以及驱动压制辊组的电机组，所述压制辊组包括呈倒“l”形排布的辅助辊6、上压辊7、中压辊8和下压辊9，所述电机组置于压延机5外侧，电机组包括四个驱动电机10；

四个所述驱动电机10均采用硬齿面减速器减速，四个减速器以积木式排列，相应的减速器和辊筒之间均采用万向轴11联接，即所述辅助辊6、上压辊7、中压辊8和下压辊9分别通过万向轴11和所述驱动电机10一一联接。

具体的，所述辅助辊6、上压辊7、中压辊8和下压辊9均为合金冷硬铸铁制成的中空结构，目的是其内部可通入导热油为压制辊组提供温度，在一定温度下，将石头纸原料压制展延成一定厚度的石头纸薄片。

为了便于压制辊组良好旋转，所述辅助辊6、上压辊7、中压辊8和下压辊9两端均通过圆锥滚子轴承座13和压延机5旋转连接；所述辅助辊6、上压辊7、中压辊8和下压辊9的一端均设置有用于注入导热油、且和其内部连通的旋转接头一12，使用时通过金属软管连通旋转接头一12，进而分别将导热油注入至压制辊组内提供温度。

为了便于对压制后石头纸薄片厚薄的调整，所述上压辊7、下压辊9和压延机5之间分别设置有升降油缸24以调整辊距；

以上压辊7处的升降油缸24安装为例，即压延机5的两侧均铰接有所述升降油缸24，升降油缸24的活塞杆和圆锥滚子轴承座13铰接，在操作时，两侧升降油缸24同时动作，可将上压辊7平行提升或下移，进而改变上压辊7和中压辊8的间隙以调整石头纸薄片的横向厚薄程度；同时也可以单独控制一侧的升降油缸24，使上压辊7一侧发生偏转，进而改变上压辊7和中压辊8的平行交叉程度，进一步控制石头纸薄片的纵向厚薄程度；

需要说明的是，在升降油缸24调整时，其调整程度以万向轴11最大活动量为限，即升降油缸24的动作不干涉万向轴11的正常传动。

本实施例中，所述引离辊组包括一字形排布的多个引离辊14，引离辊14为夹套式辊筒结构，所述引离辊14可旋转设置在压延机5上，每个引离辊14分别通过电机一25传动；通过控制电机一25以不同转速旋转，进而调整引离辊14的转速，通过速比可进一步对石头纸薄片进行横向拉伸。

为了便于压延机5和印制工序的良好衔接、不再二次压花，所述压花机组可旋转设置在压延机5的一侧，压花机组包括上下分布的压花辊15和橡胶辊16，所述压花辊15两端均设置有液压油缸17以和压延机5连接，压花辊15为镀铬光棍，所述橡胶辊16通过电机二26传动，橡胶辊16为三元乙丙橡胶材质制成；

具体的，液压油缸17一端铰接在压延机5上、活塞杆一端和压花辊15连接，通过液压油缸17使得压花辊15向橡胶辊16施加作用力，通过橡胶辊16的旋转、同时配以压花辊15施加压力在石头纸薄片上，进而对薄片表面印制装饰花纹。

本实施例中，所述冷却定型机组包括机架18和可旋转设置在机架18上、一字形间隔交错排布的多个正冷却辊19和多个反冷却辊20，所述正冷却辊19和反冷却辊20均为中空结构，正冷却辊19和反冷却辊20转向相异。

具体的，所述正冷却辊19和反冷却辊20均为夹套辊，辊筒表面电镀硬铬，正冷却辊19和反冷却辊20的一端均设置有用于注入冷却水、且和其内部连通的旋转接头二，每个旋转接头二分别外接有支管22，多个所述支管22之间通过主管23连通，使用时将一定压力的冷水注入主管23的一端，而后经支管22对相应的辊筒冷却，最后经主管23另一端排出；

所述正冷却辊19之间、反冷却辊20之间分别通过链条传动，多个正冷却辊19之间分别以三个和五个辊筒为一组，每组通过电机驱动链条传动，反冷却辊20驱动方式和正冷却辊19驱动方式相同。

本实施例中，所述收卷机组为双工位收卷机21。

一种用于石头纸连续密炼压延生产工艺，包括以下步骤：

步骤1、将石头纸原料按照配方比例同时加入密炼机1内，原料在密炼机1内部受到异向平行双螺杆的挤压、剪切，同时在高温环境下发生熔融和交联反映，以至原料在较低剪切力下实现充分分散、最终在压力作用下形成连续的方形物料块，通过密炼机1出口排出，完成原料密炼工序；

步骤2、石头纸原料经密炼机1出口排至单螺杆挤出机2，原料在单螺杆挤出机2内进行进一步熔融塑化交联反应，反应彻底后原料到达换网器3前端，换网器3对原料内的杂质进行过滤，过滤后的原料通过单螺杆挤出机2的柱状出口排出；

步骤3、经单螺杆挤出机2排出的圆柱状原料再经传送带4传送至压延机5，辅助辊6、上压辊7、中压辊8和下压辊9内分别经旋转接头一12通入导热油、导热油为辊筒表面提供热量，原料首先随着辅助辊6和上压辊7的转动被初压制成薄片，而后经上压辊7和中压辊8之间、中压辊8和下压辊9之间进一步压制成薄片，通过下压辊9之后压制成最终的连续薄片；

石头纸原料依次从辅助辊6、上压辊7、中压辊8和下压辊9表面经过，利用高温压延、通过热传递进而使原料热熔、混合，进而石头纸薄片自身达到一定温度、产生一定程度的持续拉伸；

以石头纸在本连续密炼压延生产设备中的运动方向为横向、与该横向垂直的方向为纵向，以上压辊7调整为例，通过两侧升降油缸24同时调整上压辊7，以改变上压辊7和中压辊8的辊距间隙，进而调整石头纸薄片的横向厚薄；通过单侧升降油缸24偏转上压辊7以改变上压辊7和中压辊8的平行交叉程度，进而调整石头纸薄片的纵向厚薄；

步骤4、连续的薄片依次绕过多个引离辊14，引离辊14设置速比，通过速比进行薄片的进一步横向拉伸，从而提高石头纸的力学性能，而后穿压至压花机组之间，压花辊15旋转对石头纸薄片表面印制装饰花纹或其它，减少二次压花环节；

步骤5、经印制后的薄片石头纸进入冷却定型机组、正冷却辊19和反冷却辊20后内部通入冷水，薄片石头纸依次绕过正冷却辊19和反冷却辊20后被冷却定型，以保证薄片在滚压之后表面的光洁度，防止发生收缩、起皱等，提高冷却效果，且石头纸薄片最终缠绕在双工位收卷机21上，双工位收卷机21对其进行收卷。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。