聚酯薄膜的生产工艺及技术进展
2.1 聚酯薄膜的生产工艺流程
2.1.1原料输送
BOPET薄膜工艺流程为: 切片一>振动筛一>金属分离器一>一级脉冲输送一>混料料仓一>二级脉冲输送一>湿切片料仓袋装基础切片、添加剂切片在经过振动筛筛选、金属分离后经一级脉冲输送至各自贮存料仓(或者使用槽车将切片运输输送切片装置, 回收切片直接风送到回收料仓), 根据不同品种薄膜的要求, 在混料器处按一定比例混合, 再经二级脉冲输送到切片中间停留料仓。本装置是一种中压低速脉冲式输送装置, 已用于在常温下输送颗粒状物料, 如聚酯颗粒, 也能用于粉末状物料的输送。
2.1.2配料、结晶、干燥
一、流程…
二、混合配料…
三、结晶干燥…
四、工艺参数…
2.2 双向拉伸技术及发展方向…
2.2.1塑料薄膜双向拉伸原理
2.2.2双向拉伸薄膜生产设备及工艺
双向拉伸薄膜生产设备与工艺, 以聚酯(PET)为例简述如下。
一、配料及混合
有光PET切片和母料切片是普通PET薄膜所使用的主要原料。母料切片是指含有添加剂的PET切片, 添加剂有二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、高岭土等, 应根据薄膜的不同用途选用相应的母料切片。PET薄膜一般采用一定含量的含硅母料切片与有光切片配用, 其作用是经过母料切片中的二氧化硅微粒在薄膜中均匀分布, 以增加薄膜表面微观上的粗糙度, 收卷时薄膜之间可容纳少量的空气, 可防止薄膜黏连。
有光切片与母料切片经过计量混合可分为静态混合和动态混合2种, 有光切片与母料切片混合均匀后进入预结晶、干燥工序。
二、结晶和干燥
对有吸湿倾向的PET, 在进行双向拉伸之前, 须先进行预结晶和干燥处理。一是提高PET的软化点, 避免它在干燥和熔融挤出过程中树脂粒子互相黏连、结块; 二是去除树脂中水分, 防止含有酯基的PET在熔融挤出过程中发生水解降解和产生气泡。
PET的预结晶和干燥设备一般采用带有结晶床的填充塔, 同时
配有干空气制备装置, 包括空压机、分子筛去湿器、加热器等。
预结晶和干燥温度在150—170℃, 干燥时间约3．5-4 h。干燥后的PET切片中水的质量分数要求控制在50×10-6以下。
三、熔融挤出
熔融挤出包括挤出机、熔体计量泵、熔体过滤器和静态混合器。…
四、铸片系统…
五、纵向拉伸(MDO)…
六、横向拉伸
横向拉伸机构结构比较复杂, 它由烘箱、链夹和导轨、静压箱、链条张紧器、导轨宽度调节装置、开闭夹器、热风循环系统、润滑系统及EPC等组成。横拉机构由进膜、预热、拉幅、缓冲、定型和冷却等功能段组成。
横拉机的作用是将经过纵向拉伸的薄膜在横拉机内分别经过预热、拉幅、热定型和冷却而完成薄膜的横向拉伸。
1、拉伸温度
因经过纵向拉伸的薄膜已有一定的结晶取向度, 故横向拉伸温度要比纵向拉伸温度高15—25℃, 具体温度取决于薄膜的厚度和拉伸速度。
2、拉伸倍数
横向拉伸倍数一般为3．5—4倍。对于平衡膜, 横向拉伸倍数
与纵向拉伸倍数基本相同或接近; 对于强化膜, 纵向拉伸倍数要大于横向拉伸倍数。
3、热定型温度及时间
在生产非收缩性薄膜时, 横向拉伸后必须进行热定型处理, 目的是完善其结晶取向过程, 消除内应力, 增加尺寸稳定性。热定型温度应该选择PET结晶速率最大的温度段, 即190—230℃, 热定型时间需3—6s。
4、冷却温度
热定型后的PET薄膜还要进行热松弛处理。热松弛目的是让热定型后的薄膜在拉伸状态下有—个自动收缩的过程, 最后进入冷却段风冷至100℃以下。
七、牵引收卷及分切
本工序由若干个牵引导向辊、冷却辊、展平辊、张力辊、跟踪辊及切边装置、测厚仪和电晕处理机等组成。
1、测厚仪
测厚仪是测量及调节薄膜厚度的重要设备, 它不但有显示薄膜厚度的功能, 而且还具有自动反馈控制薄膜厚度的功能。反馈控制包括: 控制模头膨胀螺栓的加热功率或温度, 调节薄膜的横向厚度; 控制计量泵或铸片的转速, 调节薄膜的纵向厚度。在线测厚仪有多种: 如B射线测厚仪、X射线测厚仪、红外线测厚仪等, 因近红外线测厚无环境污染、对人体无伤害, 当前应用比较普遍。
2、电晕处理机
电晕处理机的工作原理: 经过在电极上施加高频高压电流, 使电极产生电晕放电, 气体电离产生高能离子, 在强电场作用下冲击塑料薄膜表面, 使薄膜表面活化, 以增加薄膜的表面湿张力。例如PET在未处理前的表面张力为0．40—0．42 N／m, 经过电晕处理的表面张力可达0．50—0．55 N／m, 这样就能够大大提高印刷油墨或真空镀铝层对PET表面的附着力。特别是BOPP和PE膜, 因是非极性聚合物, 如不经过电晕表面处理, 根本无法进行印刷或镀铝。
3、薄膜收卷
薄膜经过张力控制辊、展平辊、跟踪辊, 最后完成收卷工作。收卷张力的控制包括张力的设定、张力衰减及张力补偿等, 对薄膜收卷的品质影响很大。
4、分切机
从收卷机卸下的大膜卷, 根据产品标准或用户的要求, 在分切机上切成一定的规格, 然后经过检验、包装即为成品。分切机的工艺参数主要是收、放卷张力, 橡胶压辊结构及其压力, 分切速度包括初始升速等的控制。
2.2.3双向拉伸的发展方向
近几年, 中国双向拉伸生产线发展很快, 各种塑料薄膜大小双拉生产线已有百余条, 但大部分从国外引进的。国外薄膜双拉生产
