[发明专利]双拉幅机铗子和台组件以及包括其的横向片材拉伸设备

说明书

技术领域

本发明涉及在拉伸设备上拉伸材料片材或膜，特别是拉伸聚合物材料片材或膜的技术。特别地，本发明涉及在横向方向上在这种拉伸设备上拉伸材料片材或膜，特别是聚合物材料片材或膜的方法的领域，也涉及改进聚合物材料片材或膜的横向拉伸的装置，所述装置形成总体拉伸设备的部分。

背景技术

制造包含聚合物材料的定向膜的总体过程的第一步骤为通过模头将熔融聚合物的膜挤出至辊(“冷却辊”)上，所述辊的表面保持在各自聚合物的玻璃化转变温度以下的温度。辊表面将聚合物淬灭成无定形态。

所述过程的随后的步骤包括在纵向(机器)方向上和/或在横向方向上拉伸通过公知方法在之前产生的膜的步骤，在横向方向上拉伸的步骤通常为在垂直于机器方向的方向上的拉伸步骤。这些拉伸步骤可相继进行，或者可同时进行，或者甚至可例如在横向方向上进行仅一个拉伸步骤。

在连续拉伸的情况中，拉伸过程本身由两个机器单元进行，通常首先在纵向/机器方向上(即在聚合物膜在拉伸装置上的行进路径的方向上)，然后在横向方向上。在同时拉伸的情况中，在纵向(机器)方向和横向方向上的拉伸动作需要拉伸力在两个方向上(通常彼此垂直)同时施用至膜材料，同时膜在拉伸设备或拉伸装置上沿着膜的移动路径以高速移动。聚合物膜通过支架在所述拉伸设备或拉伸装置上沿着纵向路径移动，大量的所述支架固定至循环链，并由循环链拉动以在所述纵向路径的两侧上的轨道上运行，所述纵向路径或者在轮子上，或者在支架与轨道之间的滑动构件上。聚合物膜的两个相对的侧边缘通过夹具固定至拉幅机台上的所述两个相对的支架上，所述支架在纵向方向上拉伸聚合物膜，并根据具体情况也在横向方向上拉伸膜或者仅仅在横向方向上拉伸膜。

一旦一个或多个拉制步骤完成，则经拉制的聚合物膜“热凝固”或在张力下和温度梯度下结晶，所述温度梯度起始于高温，并继续至低温。所述热凝固步骤防止膜收缩回其未拉伸形状，并在聚合物膜平面中“锁定”分子取向。由此获得的聚合物分子链的取向产生定向膜的高强度和硬度。

连同分子取向一起，引发了聚合物晶核的形成。微晶快速生长，并到达相邻微晶的边界。它们的尺寸小于可见光的波长。作为结果，尽管聚合物单元的半结晶结构，但定向聚合物膜具有优良的透明性。特别地，通过同时双轴拉伸而获得的聚合物膜具有优良的机械性质和光性质，因此受到高度重视。

在拉伸设备或拉伸装置的拉伸和热凝固区域结束时，将聚合物膜的两个侧边缘固定至支架的拉幅机台上的夹具从拉幅机台上释放膜，将制得和拉伸的膜卷绕于膜储存辊上或进一步加工，而支架(其夹具从拉幅机台上释放)返回至拉伸过程的起点以用于另一拉伸循环。

目前操作用于横向拉伸聚合物膜的拉伸设备或拉伸装置。这种设备或装置描述于文献WO-A2004/108,395中，所述文献涉及聚合物片材拉伸系统，所述聚合物片材拉伸系统使用用于支撑、传输和拉引待拉伸的聚合物膜的一系列夹紧设备。这种夹紧设备由轨道支撑和引导，并由循环链驱动。每个链由两个较大直径的齿轮子驱动，一个轮子位于正向运行的起点，另一个轮子位于链的返回运行的后端。每个轮子设置有机动化旋转驱动设备，所述驱动设备彼此同步。这种驱动装置在高速拉制机中具有应用。

现有技术的这些拉伸设备或拉伸装置具有缺点，特别是在其中支架由在轨道60上移动的轮子上的循环链驱动的情况中(参见图1)，每两个链连接(chain link)仅存在一个长的拉幅机台，所述拉幅机台的铗子固定聚合物幅材。因此，拉幅机台固定至一个链连接，并几乎在整个下一个链连接上延伸。在本文，术语“链连接”用于本发明的权利要求书和说明书中以表示循环链50的外板(“外链连接51”)和内板(“内链连接52”)，所述外板和内板连接限定链连接的旋转轴线的两个连续销钉53的中心，如图1A和1B中示例性所示。在图1B中，链节距(即限定链连接的旋转轴线的两个连续销钉53的中心之间的距离)表示为“P”。在几乎两个链连接上延伸，具有略短于2P(其中“P”为如上定义的节距)的长度并通过一个铗子固定聚合物幅材的一个长的拉幅机台产生聚合物幅材固定的一定刚性，从而通常导致在拉伸地移动幅材的过程中所产生的聚合物幅材的皱褶。这种皱褶劣化经拉伸的聚合物幅材的品质，并因此是不希望的。