[发明专利]用于拉拔由合成材料制成的薄膜的设备

说明书

本发明涉及用于沿纵向方向和横向方向拉拔合成材料薄膜的设备，并且更特别地是，用于顺序拉拔合成材料薄膜的设备，其中沿纵向方向的拉拔和沿横向方向的拉拔顺序发生。

在已将熔化材料（聚丙烯、聚酯、聚酰胺、PVC等）沉积在铸造滚筒（casting drum）上之后，可以从挤出带（extruded ribbon）获得双向合成材料薄膜，所述铸造滚筒通过流体循环冷却，从而减缓薄膜的结晶化并允许随后的拉拔。

温度冷却至接近室温的挤出带随之进入配备有预热缸体（cylinder）的纵向拉拔机，所述预热缸体旨在将所述带加热至拉拔温度，并且进入以不同速度驱动且旨在纵向拉拔所述带的一组缸体，这具有与速度大致成比例地减小带的厚度的效果。

因而在纵向方向中拉拔的带随后穿入横向拉拔机中，该横向拉拔机包括两组夹持件（nip），这两组夹持件分别在所述带的两侧上保持带，这两组夹持件安装在链条上，链条分开的间距逐渐增大直至达到期望的宽度。

在操作过程中，带的宽度并且因此其表面显著增大，这对带的厚度不利。仅当如果在期望温度处并在整个横向拉拔过程中维持薄膜以及伴随薄膜的夹持件组件的情况下，才可以执行该操作。

在到达夹持件汇聚的位置之前，沿纵向方向拉拔的带应当已在其整个厚度上获得了均匀了温度，该温度通常高于纵向拉拔温度。

当已在高温下在罩壳中实现横向拉拔之后，通常需要通过带状物的受控结晶使已利用双向拉拔获得的分子定向状态确定，所述带状物的受控结晶因此需在实现期望的结晶化速率所要求的整个时间内由高温夹持件系统维持。

当已执行该操作时，合适的装置打开夹持件并且允许由此形成的薄膜在缸体组件上冷却之后转移至卷绕装置（winding device），薄膜在此卷绕装置上卷绕在储存卷轴上。

这个双向装置的简短描述表示用于制造挤出带状物并且通常在室温下储存的塑料颗粒需在第一阶段中加热至熔化温度从而被挤出，并且然后快速冷却从而避免结晶，并且然后加热至纵向拉拔温度，再次加热至横向拉拔温度并在所需时间内保持在结晶温度处。考虑该过程的顺序加热和冷却阶段，因此这个过程耗能显著。

双向薄膜的现代生产线与生产能力对应，生产能力可能保持每小时生产5000kg和6000kg产品，并且薄膜宽度保持9、10米，有时宽度更大。

此外，经济的限制目的是显著提升机器的速度从而降低生产每公斤薄膜的投入金额。这个速度的提升由拉拔机的延度表现，并且尤其是横向拉拔机的延度，这由此导致横向拉拔机的能耗显著上升。

这个现象由于以下事实而恶化，即，需要将添加剂引入到用于包装的最新使用的塑料薄膜中，添加剂旨在通过使生产的薄膜降低产生静电的能力以及提高薄膜的滑动性（slideability）来提高生产的薄膜的特性。

这些添加剂在挤出时结合入颗粒，并且通常具有这样的缺点，即，当包含这些添加剂的带状物进入拉拔所需温度时添加剂会蒸发，并且特别是在横向拉拔机中，在这里横向拉拔导致的表面面积增大加剧了这种蒸发。

薄膜的这些蒸发的添加剂因此与用于在横向拉拔机中维持薄膜温度的热空气混合，并且因此添加剂在这个空气中的浓度在整个生产过程中逐渐迅速增大。当然，添加剂倾向于以粘性液态产品的形式聚集在机器的冷的部分上，该粘性液态产品具有严重缺陷，且都是在薄膜上的缺陷，当作为液滴沉积时黏性液态产品会导致薄膜破裂，或者产生对于生产用于食物产品包装的薄膜而言显著的不可接受的黑点。

因此，为了避免在横向拉拔机的循环空气中的蒸汽浓度增大到形成冷凝以及沉积液滴的程度（这与生产不协调），需要将横向拉拔装置的罩壳中的循环空气的一部分体积移除，并且用洁净的空气代替移除的这部分空气，其中要提前将洁净的空气加热至横向拉拔机的温度从而避免横向拉拔机冷却，以及由此导致的冷凝。要排出的空气的比例处在炉中循环的热空气的5%与45%之间、更通常地在10%与25%之间，并且因此带来相当高的能量消耗，因为这个排出的体积需要由提前加热至期望温度的清洁空气代替。

这个能量消耗（不直接与这种方法的要求相关而是与避免不期望的产品冷凝的必要性相关）带来相当高的成本，并且这种成本变得不可接受，无论有没有用于维持机器部件的温度的能量，并且这个能量或者是电能或者是由燃料锅炉或气锅炉产生的热传递流体所传输的能量，或者是最后在待加热的空气管道中使用直接气体加热。