一種聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，包括機(jī)架、傳動機(jī)構(gòu)、上壓延輥筒和下壓延輥筒，傳動機(jī)構(gòu)可帶動上壓延輥筒和下壓延輥筒相向運(yùn)動，上壓延輥筒和下壓延輥筒設(shè)在機(jī)架上，還包括：設(shè)在上壓延輥筒兩端的可伸縮機(jī)構(gòu)、設(shè)在上壓延輥筒兩端的第一軸承及相應(yīng)的第一軸承座、和設(shè)在下壓延輥筒兩端的第二軸承及相應(yīng)的第二軸承座；可伸縮機(jī)構(gòu)一端固連在機(jī)架上，另一端與第一軸承座固連，第二軸承座固連在機(jī)架上。本發(fā)明聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)可滿足微米級厚度的制作工藝，且厚度可調(diào)，厚度控制的準(zhǔn)確度高，制備過程中不存在料條左右躥動，所得壓延片的厚度均勻；且寬度可控。
【專利說明】—種聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外基本采用雙向拉伸工藝方法制造聚四氟乙烯微孔膜，工藝流程為:混料一壓還一擠出一壓延一縱拉一橫拉等。近年來，聚四氟乙烯微孔薄膜(以下簡稱ePTFE膜)因其出眾的化學(xué)物理性能而被越來越多的領(lǐng)域開發(fā)應(yīng)用，如中常溫環(huán)保除塵濾料、“防水透濕”功能服裝面料、生物醫(yī)用材料等等。這些應(yīng)用對ePTFE膜的共同要求是必須具有良好的多微孔結(jié)構(gòu)，同時成品膜的厚度薄到微米級，對壓延薄片的厚度要求也薄至100微米以下，且厚度偏差也是微米級。
[0003]壓延機(jī)的作用是用一對相向旋壓延轉(zhuǎn)輥筒(以下簡稱輥筒)對前道工序輸入的PTFE料條進(jìn)行擠壓并展寬，變成厚度均勻且有一定寬度的薄片，提供給下道雙向拉伸工序繼續(xù)加工。壓延薄片厚度越薄越均勻，對最終微孔薄膜制品的性能提高和穩(wěn)定越有利；同時，為提高成品率對成品膜的寬度也有不同要求，故對壓延薄片的寬度也就有不同要求。所以，厚度控制和寬度控制是ePTFE膜用高精度壓延機(jī)的核心技術(shù)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的塑料壓延機(jī)存在以下缺陷:
[0005]一、輥筒設(shè)計存在問題，不能滿足微米級的厚度偏差要求，且返修率高。1、輥筒材質(zhì)采用冷硬鑄鐵或合金冷硬鑄鐵，在工作溫度下不均勻的熱變形使表面機(jī)械精度降低；2、輥筒的長徑比(工作長度L與輥筒直徑D比值)大于1，工作時輥筒容易彎曲，為了抗彎曲也有將輥筒設(shè)計成鼓型，即中高型，中高在0.02?0.1mm，顯然無法生產(chǎn)超薄型壓延片；3、輥筒表面基本采用鏡面粗糙度，但光滑的輥筒與含配方油的PTFE料條之間容易打滑，不能形成壓延薄片或者形成的薄片展寬不夠，業(yè)內(nèi)常用砂紙手工打磨輥筒表面，提高粗糙度來克服打滑現(xiàn)象，手工打磨的砂痕不均勻，形成的牽引力也不均勻，壓延出的薄片厚度必然不均勻；另外鑄鐵容易生銹，加上反復(fù)打磨，輥筒表面精度很快(I?2年)就降低到不能滿足生產(chǎn)要求而需返廠維修，耽誤生產(chǎn)還增加設(shè)備維修費用。
[0006]二、壓延制品越薄，壓延料對輥筒的橫壓力(即徑向分離力)越高，現(xiàn)有壓延機(jī)靠上輥筒自重加壓，并且無恒壓保壓措施，橫壓力大到一定程度就不能被有效、穩(wěn)定地克服平衡，輥筒間距無法進(jìn)一步縮小，根本無法壓出100微米以下的超薄壓延片。
[0007]三、輥筒間隙調(diào)節(jié)精度低，并且不能被保持:1、大多是手動調(diào)節(jié)間隙，只有專利號為201220063569.9的專利提到了氣動調(diào)節(jié)輥間距，這種機(jī)構(gòu)雖然可以比較省力地使輥筒滑動移動，但無法實現(xiàn)微米級的精確控制；2、沒有最小間距限位裝置，手動調(diào)好的間距會因為料條的左右躥動而變化，忽左薄右厚、忽右薄左厚。
[0008]四、輥筒支撐軸承常用滑動軸承，在輥筒需加高壓工作狀態(tài)下無法滿足使用要求，即使改用滾動軸承后，雖能滿足高負(fù)載要求，但滾動軸承本身存在的游隙也無法保證壓延薄片的厚度精度要求。
[0009]五、壓延薄片的幅寬無法精確控制。由于上述一存在打滑現(xiàn)象及上述三存在料條左右躥動現(xiàn)象等因素，壓延薄片幅寬時而寬時而窄，還會呈“S”型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0012]一種聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，包括機(jī)架、傳動機(jī)構(gòu)、上壓延輥筒和下壓延輥筒，傳動機(jī)構(gòu)可帶動上壓延輥筒和下壓延輥筒相向運(yùn)動，上壓延輥筒和下壓延輥筒設(shè)在機(jī)架上，還包括:設(shè)在上壓延輥筒兩端的可伸縮機(jī)構(gòu)、設(shè)在上壓延輥筒兩端的第一軸承及相應(yīng)的第一軸承座、和設(shè)在下壓延輥筒兩端的第二軸承及相應(yīng)的第二軸承座；可伸縮機(jī)構(gòu)一端固連在機(jī)架上，另一端與第一軸承座固連，第二軸承座固連在機(jī)架上。
[0013]上述壓延機(jī)的機(jī)架上設(shè)有直線軌道，上壓延輥筒可沿機(jī)架上的直線軌道上下移動，其相對下壓延輥筒的具體可通過可伸縮機(jī)構(gòu)來調(diào)整，從而實現(xiàn)了聚四氟乙烯微孔薄膜厚度可調(diào)的功能。
[0014]上述聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，還包括設(shè)在上壓延輥筒兩端的彈性部件、和設(shè)在上壓延輥筒軸兩端的第三軸承及相應(yīng)的第三軸承座；所述彈性部件一端通過第一銷軸連接在機(jī)架上，另一端通過第二銷軸連接在第二軸承座上。這樣通過調(diào)節(jié)彈性部件的預(yù)緊拉力可平衡輥筒自重，使軸下半周的軸承游隙保持為零，從而保證間隙控制精度。上述彈性部件優(yōu)選為氣缸或彈簧機(jī)構(gòu)。
[0015]上述聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，還包括PLC控制的伺服電機(jī)系統(tǒng)、精密減速器、精密絲杠、螺母、上斜面塊和下斜面塊；所述上斜面塊和下斜面塊連為一體結(jié)構(gòu)，上斜面塊的上水平面連在第一軸承座上；所述的下斜面塊通過螺母與精密絲杠嚙合組成傳動副；所述精密絲杠依次與精密減速器和PLC控制的伺服電機(jī)系統(tǒng)相連。上述傳動副為絲桿螺母副，通過上述改進(jìn)既可以屏幕輸入?yún)?shù)開環(huán)控制，也可以閉環(huán)自動控制，可以一端單獨微調(diào)，也可以兩端同步微調(diào)，可以使輥筒最小間隙保持在設(shè)定參數(shù)。
[0016]上述可伸縮機(jī)構(gòu)為液壓缸，所述液壓缸固連在機(jī)架上，其活塞桿與第一軸承座相連。
[0017]上述聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，還包括油箱、施壓保壓系統(tǒng)及相關(guān)閥門回路，液壓缸依次與相關(guān)閥門回路、施壓保壓系統(tǒng)、油箱相連。前述相關(guān)閥門回路包括電磁換向閥、溢流閥、電磁止回閥及連接管路，作用是保證系統(tǒng)的正常平穩(wěn)工作。
[0018]所述的施壓保壓系統(tǒng)為小型液壓站或氣液增壓泵。通過上述改進(jìn)可在所需壓力建立后可自動保持該壓力，不再因橫壓力大而分離輥間距，從而保持輥間距參數(shù)恒定，從而保證壓延片的厚度恒定。本發(fā)明中壓延片指被壓延物料壓延后所得。
[0019]上述聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，還包括固連在機(jī)架上的導(dǎo)向定寬模具；所述導(dǎo)向定寬模具包括入口端和出口端，被壓延物經(jīng)入口端到出口端被送入上壓延輥筒和下壓延輥筒入口處；入口端到出口端之間設(shè)有導(dǎo)向通道，導(dǎo)向通道的橫截面形狀從入口端的圓形逐步過渡成出口端扁平的矩形，導(dǎo)向通道的寬度從入口端到出口端從10?35mm逐漸展寬到120?400mm。通過上述改進(jìn)可有效控制壓延片的寬度。
[0020]本申請中，上壓延輥筒和下壓延輥筒入口處指:被壓延物即將進(jìn)入上壓延輥筒和下壓延輥筒之間的位置；上壓延輥筒和下壓延輥筒出口處指:被壓延物被壓延后剛離開上壓延輥筒和下壓延輥筒之間的位置。
[0021]上述聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，還包括導(dǎo)向輥，所述導(dǎo)向輥設(shè)在上壓延輥筒和下壓延輥筒的出口處的下方。通過上述改進(jìn)被壓延后的壓延片從上壓延輥筒和下壓延輥筒出口處出來后，要先經(jīng)過導(dǎo)向輥然后再流出，這樣迫使壓延片在下壓延輥筒上有一個較大的包角α，α值越大摩擦牽引力越大，壓延幅寬就越寬。
[0022]所述傳動機(jī)構(gòu)包括兩套依次連接的速度同步控制系統(tǒng)、電機(jī)、減速機(jī)和聯(lián)軸器，兩套傳動機(jī)構(gòu)分別通過聯(lián)軸器與上壓延輥筒軸和下壓延輥筒軸連接。
[0023]上壓延輥筒和下壓延輥筒的材質(zhì)均為耐熱合金鍛鋼；上壓延輥筒和下壓延輥筒的長徑比均小于I ;上壓延輥筒和下壓延輥筒的表面均鍍涂霧面硬鉻，上壓延輥筒和下壓延輥筒的表面粗糙度均為0.08?3.2 μ m。所述的霧面硬鉻，是在將上壓延輥筒和下壓延輥筒精加工后處理，可以表面噴砂處理后鍍硬鉻，也可以表面激光蝕刻后鍍硬鉻。上述上壓延輥筒和下壓延輥筒的表面摩擦均勻，且在工作中不存在打滑的現(xiàn)象，且壓延出的壓延片厚度均勻，使用壽命長、維修費用低。
[0024]本發(fā)明未提及的技術(shù)均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0025]本發(fā)明聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)可滿足微米級厚度的制作工藝，且厚度可調(diào)，厚度控制的準(zhǔn)確度高，制備過程中不存在料條左右躥動，所得壓延片的厚度均勻；且寬度可控。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2為圖1的A-A向放大示意圖。
[0028]圖3為導(dǎo)向定寬模具結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中，I為上壓延輥筒，2為機(jī)架，3為第一銷軸，4為活塞桿，5為彈簧機(jī)構(gòu)，6為第一軸承座，7為直線軌道,8為第一軸承,9為第二銷軸，10為第三軸承及相應(yīng)的第三軸承座，11為上壓延棍筒軸，12為被壓延物料,13為導(dǎo)向定寬模具，14為上斜面塊,15為下斜面塊，17為螺母,18為第二軸承，19為第二軸承座,20為第二軸承座,21為下壓延棍筒,22為壓延片，23為導(dǎo)向輥，24為精密減速器，25伺服電機(jī)系統(tǒng)，26為液壓缸，27為油箱，28為氣液增壓泵，29為相關(guān)閥門回路，30為聯(lián)軸器，31為減速機(jī)，32為電機(jī)，33為速度同步控制系統(tǒng)，34為導(dǎo)向通道，35為限寬擋邊，36為安裝孔。
【具體實施方式】
[0030]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
[0031]如圖1、2所示的聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，包括機(jī)架、傳動機(jī)構(gòu)、上壓延輥筒和下壓延輥筒，傳動機(jī)構(gòu)可帶動上壓延輥筒和下壓延輥筒相向運(yùn)動，上壓延輥筒和下壓延輥筒設(shè)在機(jī)架上，還包括:設(shè)在上壓延輥筒兩端的液壓缸、設(shè)在上壓延輥筒兩端的第一軸承及相應(yīng)的第一軸承座、和設(shè)在下壓延輥筒兩端的第二軸承及相應(yīng)的第二軸承座；液壓缸固連在機(jī)架上，其活塞桿與第一軸承座相連，第二軸承座固連在機(jī)架上。
[0032]聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，還包括設(shè)在上壓延輥筒兩端的彈簧機(jī)構(gòu)、和設(shè)在上壓延輥筒軸兩端的第三軸承及相應(yīng)的第三軸承座；所述彈簧機(jī)構(gòu)一端通過第一銷軸連接在機(jī)架上，另一端通過第二銷軸連接在第三軸承座上。
[0033]聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，還包括PLC控制的伺服電機(jī)系統(tǒng)、精密減速器、精密絲杠、螺母、上斜面塊和下斜面塊；所述上斜面塊和下斜面塊連為一體結(jié)構(gòu)，上斜面塊的上水平面連在第一軸承座上；所述的下斜面塊通過螺母與精密絲杠嚙合組成傳動副；所述精密絲杠依次與精密減速器和PLC控制的伺服電機(jī)系統(tǒng)相連。
[0034]聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，還包括油箱、氣液增壓泵及相關(guān)閥門回路，液壓缸依次與相關(guān)閥門回路、氣液增壓泵、油箱相連。
[0035]如圖3所示，聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，還包括固連在機(jī)架上的導(dǎo)向定寬模具；所述導(dǎo)向定寬模具包括入口端和出口端，被壓延物經(jīng)入口端到出口端被送入上壓延輥筒和下壓延輥筒入口處；入口端到出口端之間設(shè)有導(dǎo)向通道，導(dǎo)向通道的橫截面形狀從入口端的圓形逐步過渡成出口端扁平的矩形，導(dǎo)向通道的寬度從入口端到出口端從20mm逐漸展寬到200mm。聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī),還包括導(dǎo)向棍,所述導(dǎo)向棍設(shè)在上壓延輥筒和下壓延輥筒的出口處的下方。這樣迫使壓延薄片在下壓延輥筒上有一個較大的包角α，本實施例α=120°。
[0036]傳動機(jī)構(gòu)包括兩套依次連接的速度同步控制系統(tǒng)、電機(jī)、減速機(jī)和聯(lián)軸器，兩套傳動機(jī)構(gòu)分別通過聯(lián)軸器與上壓延輥筒軸和下壓延輥筒軸連接。
[0037]上壓延輥筒和下壓延輥筒的材質(zhì)均為耐熱合金鍛鋼；上壓延輥筒和下壓延輥筒的長徑比均小于I ;上壓延輥筒和下壓延輥筒的表面均鍍涂霧面硬鉻，上壓延輥筒和下壓延輥筒的表面粗糙度均為1.5 μ m。
[0038]本實施例伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分，總減速比i=4800:1，絲桿螺距p=l.5，斜面斜率:h/b=l/50，伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)160轉(zhuǎn)，絲桿螺母傳動副通過斜面機(jī)構(gòu)即可帶動上軸承座6上升或下降I微米，實現(xiàn)微米級間隙調(diào)整；設(shè)定線速度10m/min, PTFE進(jìn)料條直徑030mm，即可生產(chǎn)出寬300mm，厚度100 ± I μ m壓延薄片。
【權(quán)利要求】
1.一種聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，包括機(jī)架、傳動機(jī)構(gòu)、上壓延輥筒和下壓延輥筒，傳動機(jī)構(gòu)可帶動上壓延輥筒和下壓延輥筒相向運(yùn)動，上壓延輥筒和下壓延輥筒設(shè)在機(jī)架上，其特征在于:還包括:設(shè)在上壓延輥筒兩端的可伸縮機(jī)構(gòu)、設(shè)在上壓延輥筒兩端的第一軸承及相應(yīng)的第一軸承座、和設(shè)在下壓延輥筒兩端的第二軸承及相應(yīng)的第二軸承座；可伸縮機(jī)構(gòu)一端固連在機(jī)架上，另一端與第一軸承座固連，第二軸承座固連在機(jī)架上。
2.如權(quán)利要求1所述的聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，其特征在于:還包括設(shè)在上壓延輥筒兩端的彈性部件、和設(shè)在上壓延輥筒軸兩端的第三軸承及相應(yīng)的第三軸承座；所述彈性部件一端通過第一銷軸連接在機(jī)架上，另一端通過第二銷軸連接在第三軸承座上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，其特征在于:還包括PLC控制的伺服電機(jī)系統(tǒng)、精密減速器、精密絲杠、螺母、上斜面塊和下斜面塊；所述上斜面塊和下斜面塊連為一體結(jié)構(gòu)，上斜面塊的上水平面連在第一軸承座上；所述的下斜面塊通過螺母與精密絲杠嚙合組成傳動副；所述精密絲杠依次與精密減速器和PLC控制的伺服電機(jī)系統(tǒng)相連。
4.如權(quán)利要求1或2所述的聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，其特征在于:可伸縮機(jī)構(gòu)為液壓缸，所述液壓缸固連在機(jī)架上，其活塞桿與第一軸承座相連。
5.如權(quán)利要求4所述的聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，其特征在于:還包括油箱、施壓保壓系統(tǒng)及相關(guān)閥門回路，液壓缸依次與相關(guān)閥門回路、施壓保壓系統(tǒng)、油箱相連。
6.如權(quán)利要求5所述的聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，其特征在于:所述的施壓保壓系統(tǒng)為小型液壓站或氣液增壓泵。
7.如權(quán)利要求1或2所述的聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，其特征在于:還包括固連在機(jī)架上的導(dǎo)向定寬模具；所述導(dǎo)向定寬模具包括入口端和出口端，被壓延物經(jīng)入口端到出口端被送入上壓延輥筒和下壓延輥筒入口處；入口端到出口端之間設(shè)有導(dǎo)向通道，導(dǎo)向通道的橫截面形狀從入口端的圓形逐步過渡成出口端扁平的矩形，導(dǎo)向通道的寬度從入口端到出口端從10?35mm逐漸展寬到120?400mm。
8.如權(quán)利要求7所述的聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，其特征在于:還包括導(dǎo)向輥，所述導(dǎo)向輥設(shè)在上壓延輥筒和下壓延輥筒的出口處的下方。
9.如權(quán)利要求1或2所述的聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，其特征在于:所述傳動機(jī)構(gòu)包括兩套依次連接的速度同步控制系統(tǒng)、電機(jī)、減速機(jī)和聯(lián)軸器，兩套傳動機(jī)構(gòu)分別通過聯(lián)軸器與上壓延輥筒軸和下壓延輥筒軸連接。
10.如權(quán)利要求1或2所述的聚四氟乙烯微孔薄膜用高精度壓延機(jī)，其特征在于:上壓延輥筒和下壓延輥筒的材質(zhì)均為耐熱合金鍛鋼；上壓延輥筒和下壓延輥筒的長徑比均小于I;上壓延輥筒和下壓延輥筒的表面均鍍涂霧面硬鉻，上壓延輥筒和下壓延輥筒的表面粗糙度均為0.08?3.2 μ m。
【文檔編號】B29C43/58GK103448189SQ201310442747
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】白耀宗, 宋尚軍, 黃箭玲, 趙東波, 周群, 董浩宇, 鄧志剛, 費傳軍, 范凌云, 杜敬然, 郭曉蓓, 黎鵬 申請人:中材科技股份有限公司