一种高阻隔复合薄膜的制备方法

技术领域

本发明涉及薄膜制备技术领域，具体说是一种高阻隔复合薄膜的制备方法。

背景技术

复合薄膜是一种由两层或多层不同材料的薄膜复合而成的高分子材料；PET复合薄膜作为复合薄膜的一种性能优异的包装薄膜，被广泛应用于各行各业；为了使得PET复合薄膜具有更好的阻隔水分和空气的性能，渐渐延伸出一种高阻隔复合薄膜。

高阻隔复合薄膜一般是先将具有高阻隔性能的涂层料制备出来，再利用涂辊将涂层料涂布在PET薄膜上表面，经过热风等方式干燥即可完成制备过程；由于现有的涂辊蘸取涂层料形成的涂布宽度是恒定的，使得涂辊在涂布过程中不能够适用于不同宽度的PET薄膜，造成现有高阻隔复合薄膜的制备局限性。

鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明提出了一种高阻隔复合薄膜的制备方法，解决了上述技术问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种高阻隔复合薄膜的制备方法，本发明通过挡套对胶辊上的薄膜边缘进行阻隔和限位，从而使得涂辊在对薄膜进行涂抹过程中，避免涂层料直接与胶辊接触的同时，实现了对不同宽度的薄膜进行涂布，满足了不同规格下的高阻隔复合薄膜的制备需求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种高阻隔复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：将石墨烯纳米片和氮化硼纳米片分别对应加入到干燥调节剂和水性聚合物水溶液中分散均匀形成两种分散液，再将两种分散液混合均匀得到涂层料；

S2：将薄膜另一端由涂布机中的放卷辊放卷后绕过第一个传动辊、胶辊、第二个传动辊、烤箱、第三个传动辊，最后缠绕在收卷辊上，随后推动两个挡套在胶辊的两端外壁上并沿着胶辊的轴向滑动后分别与薄膜的边缘接触；

S3：将涂层料倒入涂布机中的料盒内后，控制器控制一号电机、二号电机和三号电机同步转动，涂辊表面会在料盒内蘸取涂层料后，将涂层料涂抹在薄膜以及薄膜两侧的挡套上，涂抹有涂层料的薄膜经过烤箱进行烘干处理，最后由收卷辊收卷，即完成了对高阻隔复合薄膜的制备过程；

其中，S2-S3中使用的涂布机包括：

机架；所述机架截面形状为U形；所述机架两内壁转动连接着放卷辊、传动辊、胶辊、烤箱以及收卷辊；所述放卷辊和收卷辊通过一号电机和二号电机分别控制；所述机架内设有控制器；所述控制器用于控制所述涂布机自动运行；薄膜的另一端由所述放卷辊放卷，经所述传动辊绕过所述胶辊、再经过所述烤箱后缠绕在所述收卷辊上收卷；

涂辊；所述涂辊转动连接在所述机架的两内壁之间，且靠近所述胶辊设置；所述机架外壁固连着三号电机；所述三号电机的输出轴与所述涂辊一端固连；

挡套；所述挡套套设在所述胶辊两端外壁；所述挡套与薄膜边缘接触；所述挡套厚度大于薄膜上形成涂层的厚度与薄膜厚度之和；

料盒；所述料盒位于所述涂辊和所述胶辊下方，且与所述机架固连；所述涂辊能够与所述料盒内的涂层料接触。

优选的，所述胶辊内部中心沿轴向设置有圆槽；所述圆槽的两槽壁之间转动连接着螺杆；所述螺杆的两端螺纹相反设置，所述螺杆的一端延伸至所述胶辊一端外部；所述胶辊的两端外壁设置有滑槽；所述滑槽与所述圆槽连通；所述滑槽内滑动连接着L形杆；所述挡套相互远离的一端设置有环形槽；所述螺杆两端螺纹连接着内螺纹套；所述L形杆一端与相对应的所述环形槽转动连接，另一端与相对应的所述内螺纹套固连；所述料盒上端通过连扳固连着刮板；所述刮板与所述挡套外壁接触。

优选的，所述螺杆一端固连着圆块；所述圆块靠近所述胶辊的一面绕中心均匀设置有凹坑；所述胶辊一端与其中一个所述凹坑对应位置设置有凹槽；所述凹槽内设置有锁定块；所述凹槽与所述锁定块之间通过一号弹簧连接；所述锁定块靠近所述凹坑一端为弧面。

优选的，所述胶辊一端与所述机架通过转孔转动连接；所述胶辊位于所述转孔的一端外壁设置有活动槽；所述活动槽与所述凹槽连通；所述活动槽内滑动连接着活动块；所述活动块一端与所述锁定块另一端通过斜面传动；所述活动块靠近所述锁定块的一端设置有二号斜面，所述锁定块另一端设置有一号斜面，一号斜面与二号斜面斜面传动。

优选的，两个所述挡套相互靠近的一端外壁套设有环套；所述环套内径与所述挡套外径相匹配；两个所述环套相互靠近的一端固连着环片；所述环片套设在所述胶辊上；所述环片内径与所述胶辊外径相匹配；所述环片与所述挡套之间通过二号弹簧连接。

优选的，所述环片与所述环套转动密封连接；所述环套与相对应的所述挡套密封连接；所述环片内径与所述胶辊密封连接；两个所述环片之间通过弹性绳连接；所述弹性绳位于薄膜背面；所述弹性绳靠近薄膜背面设置；所述环片靠近薄膜正面的涂抹位置贯穿设置有单向出气孔；所述环片端面设置有单向进气孔；所述单向进气孔与所述单向进气孔内设置有单向阀。

优选的，所述单向进气孔朝向所述薄膜背面；所述单向进气孔靠近所述胶辊外表面设置；所述弹性绳远离所述薄膜正面涂抹位置，且与所述薄膜背面接触。

优选的，所述单向进气孔靠近所述薄膜涂抹位置设置。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过挡套对胶辊上的薄膜边缘进行阻隔和限位，从而使得涂辊在对薄膜进行涂抹过程中，避免涂层料直接与胶辊接触的同时，实现了对不同宽度的薄膜进行涂布，满足了不同规格下的高阻隔复合薄膜的制备需求。

2.本发明在圆块带动螺杆转动至所需角度或圈数后，停止圆块的转动，圆块会带动其中一个凹坑与凹槽相对应，随后一号弹簧会挤压锁定块远离凹槽槽底，并使得锁定块一端抵在相对应的凹坑内，实现对圆块的锁定，避免螺杆在胶辊转动过程中松动而造成挡套活动的情况出现，进而提高挡套在工作过程中位置的稳定性。

3.本发明中单向出气孔排出的气体会对涂抹位置进行冲击，由于薄膜发生胶辊轴向的运动造成涂层料涂抹不均匀，而在单向出气孔的气流冲击下，使得涂抹位置处的涂层料被吹散，实现更加均匀的分布，使得及时在薄膜发生轴向位置变化后也能够实现均匀涂抹，进而提高复合薄膜成型后的品质。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明中涂布机的立体图；

图3是本发明中涂布机的剖视图；

图4是图3中A处的放大图；

图5是图3中B处的放大图；

图6是本发明中胶辊和挡套的立体图；

图7是本发明中挡套和环套的立体图；

图8是胶辊和挡套的剖视图；

图9是图8中C处的放大图；

图10是图8中D处的放大图。

图中：机架1、放卷辊11、传动辊12、烤箱14、收卷辊15、转孔16、涂辊2、三号电机21、一号电机22、二号电机23、挡套3、环形槽31、料盒4、连扳41、刮板42、胶辊5、圆槽51、螺杆52、滑槽53、L形杆54、内螺纹套55、凹槽56、锁定块57、一号弹簧58、活动槽59、活动块5a、圆块6、凹坑61、环套7、环片8、二号弹簧81、弹性绳82、单向出气孔83、单向进气孔84。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图10所示，本发明所述的一种高阻隔复合薄膜的制备方法，包括以下实施例：

实施例1：

一种高阻隔复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：将石墨烯纳米片和氮化硼纳米片分别对应加入到干燥调节剂和水性聚合物水溶液中分散均匀形成两种分散液，再将两种分散液混合均匀得到涂层料；

S2：将薄膜另一端由涂布机中的放卷辊11放卷后绕过第一个传动辊12、胶辊5、第二个传动辊12、烤箱14、第三个传动辊12，最后缠绕在收卷辊15上，随后推动两个挡套3在胶辊5的两端外壁上并沿着胶辊5的轴向滑动后分别与薄膜的边缘接触；

S3：将涂层料倒入涂布机中的料盒4内后，控制器控制一号电机22、二号电机23和三号电机21同步转动，涂辊2表面会在料盒4内蘸取涂层料后，将涂层料涂抹在薄膜以及薄膜两侧的挡套3上，涂抹有涂层料的薄膜经过烤箱14进行烘干处理，最后由收卷辊15收卷，即完成了对高阻隔复合薄膜的制备过程；

其中，S2-S3中使用的涂布机包括：

机架1；所述机架1截面形状为U形；所述机架1两内壁转动连接着放卷辊11、传动辊12、胶辊5、烤箱14以及收卷辊15；所述放卷辊11和收卷辊15通过一号电机22和二号电机23分别控制；所述机架1内设有控制器；所述控制器用于控制所述涂布机自动运行；薄膜的另一端由所述放卷辊11放卷，经所述传动辊12绕过所述胶辊5、再经过所述烤箱14后缠绕在所述收卷辊15上收卷；

涂辊2；所述涂辊2转动连接在所述机架1的两内壁之间，且靠近所述胶辊5设置；所述机架1外壁固连着三号电机21；所述三号电机21的输出轴与所述涂辊2一端固连；

挡套3；所述挡套3套设在所述胶辊5两端外壁；所述挡套3与薄膜边缘接触；所述挡套3厚度大于薄膜上形成涂层的厚度与薄膜厚度之和；

料盒4；所述料盒4位于所述涂辊2和所述胶辊5下方，且与所述机架1固连；所述涂辊2能够与所述料盒4内的涂层料接触；

使用时，高阻隔复合薄膜一般是先将具有高阻隔性能的涂层料制备出来，再利用涂辊2将涂层料涂布在PET薄膜上表面，经过热风等方式干燥即可完成制备过程；由于现有的涂辊2蘸取涂层料形成的涂布宽度是恒定的，使得涂辊2在涂布过程中不能够适用于不同宽度的PET薄膜，造成现有高阻隔复合薄膜的制备局限性；

因此本发明工作人员先将PET薄膜，以下简称薄膜，将薄膜另一端由放卷辊11放卷后绕过第一个传动辊12、胶辊5、第二个传动辊12、烤箱14、第三个传动辊12，最后缠绕在收卷辊15上，随后推动两个挡套3在胶辊5的两端外壁上并沿着胶辊5的轴向滑动，从而使得两个挡套3在移动后分别与薄膜的边缘接触，注意的是两个挡套3的宽度与薄膜宽度之和是大于涂辊2宽度的，涂辊2表面可由一层海绵等弹性或柔性材料制成，在将涂层料制备完成后倒入料盒4内后，胶辊5外壁不与料盒4内的涂层料接触，而涂辊2会与料盒4内的涂层料接触，随后在控制器的控制下，一号电机22、二号电机23和三号电机21进行转动，一号电机22是控制放卷辊11进行放卷，二号电机23是控制收卷辊15进行收卷，三号电机21是为了控制涂辊2转动，在薄膜从放卷辊11放卷后会传动至胶辊5，而三号电机21则带动涂辊2转动，涂辊2表面会在料盒4内蘸取涂层料后，将涂层料涂抹在薄膜以及薄膜两侧的挡套3上，由于挡套3的阻挡下，涂层料不会直接被涂抹至胶辊5上，从而保证了胶辊5的洁净，避免胶辊5上粘有涂层料后，对薄膜的背面造成印染接触，进而保证薄膜背面的洁净，而在两个挡套3的作用下，使得涂辊2能够最大化的对薄膜进行涂布，避免薄膜靠近边缘的位置涂抹不到造成涂布不全的情况出现，而在针对更多尺寸宽度下的薄膜而言，都能够通过挡套3的阻挡进行涂布，保证胶辊5不被污染的同时还满足不同宽度的薄膜涂布要求，挡套3也起到对薄膜限位目的，减小涂布过程中薄膜偏移晃动，保证薄膜稳定涂布，在涂辊2将涂层料涂抹至薄膜正面后，涂抹有涂层料的薄膜会经过烤箱14进行烘干处理，最后由收卷辊15收卷，即完成了对高阻隔复合薄膜的制备过程；挡套3上的涂层料会在重力作用下落入料盒4内实现回收；

本发明通过挡套3对胶辊5上的薄膜边缘进行阻隔和限位，从而使得涂辊2在对薄膜进行涂抹过程中，避免涂层料直接与胶辊5接触的同时，实现了对不同宽度的薄膜进行涂布，满足了不同规格下的高阻隔复合薄膜的制备需求。

本实施例中，所述胶辊5内部中心沿轴向设置有圆槽51；所述圆槽51的两槽壁之间转动连接着螺杆52；所述螺杆52的两端螺纹相反设置，所述螺杆52的一端延伸至所述胶辊5一端外部；所述胶辊5的两端外壁设置有滑槽53；所述滑槽53与所述圆槽51连通；所述滑槽53内滑动连接着L形杆54；所述挡套3相互远离的一端设置有环形槽31；所述螺杆52两端螺纹连接着内螺纹套55；所述L形杆54一端与相对应的所述环形槽31转动连接，另一端与相对应的所述内螺纹套55固连；所述料盒4上端通过连扳41固连着刮板42；所述刮板42与所述挡套3外壁接触；

使用时，在薄膜绕过胶辊5后，且在涂布开始前，先拧动螺杆52的一端，螺杆52与胶辊5转动连接，螺杆52的转动会带动两个内螺纹套55相互靠近，内螺纹套55相互靠近过程中会带动相对应的L形杆54在相对应的滑槽53内滑动，于此同时，两个L形杆54在螺杆52的转动下相互靠近，L形杆54的一端会推动相对应的挡套3在胶辊5上滑动，使得两个挡套3在推动下相互靠近运动，直至两个挡套3相互靠近的一面与薄膜的边缘接触后为止，随后停止螺杆52一端的转动，通过螺杆52的转动，方便了挡套3的移动，使得在两个挡套3的作用下，适用于不同宽度的薄膜涂布，螺杆52与内螺纹套55螺纹连接，故胶辊5在转动过程中不会造成螺杆52转动，也意味着挡套3的位置得以稳定，由于L形杆54一端与环形槽31转动连接，故L形杆54的一端不会影响挡套3在胶辊5上转动，在涂辊2对薄膜进行涂抹涂层料过程中，涂辊2会与挡套3产生摩擦，挡套3在摩擦力的作用下转动，涂抹辊与挡套3接触的部分在挡套3转动后与刮板42接触，刮板42会将挡套3上的涂层料刮下，涂层料在刮下后落入料盒4内进行回收，通过对挡套3表面涂层料的清理，避免涂层料固化在挡套3上，同时也避免挡套3表面有涂层料的部分在转动后滴落在胶辊5上，造成胶辊5的污染，保证了胶辊5的洁净。

实施例2，本实施例与实施例1区别在于：

所述螺杆52一端固连着圆块6；所述圆块6靠近所述胶辊5的一面绕中心均匀设置有凹坑61；所述胶辊5一端与其中一个所述凹坑61对应位置设置有凹槽56；所述凹槽56内设置有锁定块57；所述凹槽56与所述锁定块57之间通过一号弹簧58连接；所述锁定块57靠近所述凹坑61一端为弧面；

使用时，工作人员需要控制螺杆52转动前先握住圆块6，通过转动圆块6带动螺杆52转动，圆块6转动的同时会带动设置在圆块6上的凹坑61同步转动，凹坑61会挤压锁定块57一端上的弧面，使得锁定块57在凹坑61挤压下会克服一号弹簧58弹力并靠近凹槽56槽底运动，在圆块6带动螺杆52转动至所需角度或圈数后，停止圆块6的转动，圆块6会带动其中一个凹坑61与凹槽56相对应，随后一号弹簧58会挤压锁定块57远离凹槽56槽底，并使得锁定块57一端抵在相对应的凹坑61内，实现对圆块6的锁定，避免螺杆52在胶辊5转动过程中松动而造成挡套3活动的情况出现，进而提高挡套3在工作过程中位置的稳定性。

本实施例中，所述胶辊5一端与所述机架1通过转孔16转动连接；所述胶辊5位于所述转孔16的一端外壁设置有活动槽59；所述活动槽59与所述凹槽56连通；所述活动槽59内滑动连接着活动块5a；所述活动块5a一端与所述锁定块57另一端通过斜面传动；所述活动块5a靠近所述锁定块57的一端设置有二号斜面，所述锁定块57另一端设置有一号斜面，一号斜面与二号斜面斜面传动；

使用时，在工作人员握住圆块6带动螺杆52转动过程中，圆块6上的凹坑61会挤压锁定块57的一端，锁定块57一端受压后会靠近凹槽56槽底运动，锁定块57的另一端会通过一号斜面挤压活动块5a上的二号斜面，二号斜面受压后会带动活动块5a沿着活动槽59滑动，活动块5a另一端在斜面传动下抵在转孔16上，增大了胶辊5一端与机架1之间的摩擦力，从而使得圆块6能够带动螺杆52与胶辊5顺利产生相对转动，避免胶辊5跟随螺杆52同步转动，造成两个内螺纹套55不能顺利运动的情况出现；在圆块6驱动螺杆52至一定角度或圈数后，锁定块57一端在一号弹簧58作用下抵入相对应的凹坑61内，解除了锁定块57对活动块5a的挤压，降低了胶辊5与转孔16之间摩擦力，保证工作中的胶辊5稳定在转孔16内转动。

实施例3，本实施例与实施例1区别在于：

两个所述挡套3相互靠近的一端外壁套设有环套7；所述环套7内径与所述挡套3外径相匹配；两个所述环套7相互靠近的一端固连着环片8；所述环片8套设在所述胶辊5上；所述环片8内径与所述胶辊5外径相匹配；所述环片8与所述挡套3之间通过二号弹簧81连接；

使用时，薄膜在胶辊5上传动过程中发生胶辊5轴向方向上的移动过程中，薄膜会挤压其中一个环片8，其中一个环片8在受到薄膜挤压过程中会挤压相对应的二号弹簧81并带动相对应的环套7在挡套3上运动，而另一个环片8在二号弹簧81的作用下始终抵在薄膜的边缘，并带动相对应的环套7运动，通过二号弹簧81配合环片8的设置，使得薄膜在胶辊5上出现轴向移动过程中，环片8仍起到抵紧薄膜，且环套7也会跟随环片8移动而对涂辊2相对应的外壁进行遮挡，避免胶辊5污染的同时保证薄膜有效实现单向涂布过程。

本实施例中，所述环片8与所述环套7转动密封连接；所述环套7与相对应的所述挡套3密封连接；所述环片8内径与所述胶辊5密封连接；两个所述环片8之间通过弹性绳82连接；所述弹性绳82位于薄膜背面；所述弹性绳82靠近薄膜背面设置；所述环片8靠近薄膜正面的涂抹位置贯穿设置有单向出气孔83；所述环片8端面设置有单向进气孔84；所述单向进气孔84与所述单向进气孔84内设置有单向阀；

使用时，在胶辊5上的薄膜发生胶辊5轴向方向上的晃动会位置变化过程中，薄膜的边缘会挤压相对应的环片8，环片8与相对应的挡套3之间的空间称为活动腔；活动腔呈密封设置，环片8在被薄膜边缘挤压后会挤压活动腔的空间，活动腔内的空间在挤压过程中会变小，从而使得活动腔内部的气体压强增大，使得活动腔内部的气体会沿着单向出气孔83排出，由于单向出气孔83是与薄膜涂抹位置相对应的，故单向出气孔83排出的气体会对涂抹位置进行冲击，由于薄膜发生胶辊5轴向的运动造成涂层料涂抹不均匀，而在单向出气孔83的气流冲击下，使得涂抹位置处的涂层料被吹散，实现更加均匀的分布，使得及时在薄膜发生轴向位置变化后也能够实现均匀涂抹，进而提高复合薄膜成型后的品质，二号弹簧81起到对环片8复位作用，外界气体沿着单向进气孔84进入活动腔内实现气体补充。

本实施例中，所述单向进气孔84朝向所述薄膜背面；所述单向进气孔84靠近所述胶辊5外表面设置；所述弹性绳82远离所述薄膜正面涂抹位置，且与所述薄膜背面接触；

使用时，在二号弹簧81带动环片8复位过程中，活动腔内的空间变大，活动腔内部空间变大会形成负压，使得单向进气孔84周围的气体会负压吸入活动腔内，由于单向进气孔84是靠近胶辊5外壁的，故单向进气孔84会将胶辊5表面残留或者附着的涂层料吸入至活动腔，避免涂层料残留在胶辊5上，随着活动腔的空间变小过程中，活动腔内的涂层料会沿着单向出气孔83排出，对涂抹位置进行补充，而为了使得活动腔内残留的涂层料快速排出，也可以在环片8端面贯穿设置单向出料孔，单向出料孔靠近料盒4设置，实现单向出料孔将活动腔内涂层料快速排出，减小活动腔内涂层料停留时间；弹性绳82主要起到对环片8限位目的，在薄膜背面阻挡下，避免环片8随着胶辊5转动，保证单向出气孔83以及单向进气口位置恒定，若在薄膜松弛状态下，单向出气孔83以及单向进气口位置也会做出适应性变化调整，更重要的是保证了两个环片8上的单向出气孔83以及单向进气口位置相对应。

本实施例中，所述单向进气孔84靠近所述薄膜涂抹位置设置；使用时，在活动腔内部空间变大过程中，活动腔产生负压，单向进气孔84周围气体负压吸入活动腔内，由于单向进气孔84靠近薄膜涂抹位置设置，使得薄膜的边缘在负压下与胶辊5更加贴合，避免薄膜边缘在沿着胶辊5轴向变化后与胶辊5的缝隙造涂层料泄露，同时也保证了薄膜与胶辊5更加贴合更加平整，是涂辊2更好的将涂层料进行涂抹。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。