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塑料薄膜双向拉伸技术及应用分析三

2021-08-18 来源:河北工程机械网

塑料薄膜双向拉伸技术及应用分析(三)

横向拉伸(TDO)

横向拉伸机结构比较复杂,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。横拉机构有进膜、预热、拉幅、缓冲、定型和冷却等功能段。

横拉机的作用是将经过纵向拉伸的薄膜在横拉机内分别通过预热、拉幅、热定型和冷却而完成薄膜的双向拉伸。

横向拉伸的主要工艺参数有:

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拉高15℃-25℃,具体温度取决于薄膜的厚度和拉伸速度。

拉伸倍数: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。

热定型温度与时间: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。热定型温度应选择PET结晶速率最大的温度段,即190℃-210℃,热定型时间约需3-6秒。

冷却温度:热定型后的PET薄膜还要进行热松弛处理,最后进入冷却段风冷至100℃以下。

牵引收卷与分切

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。

测厚仪是测量与调节薄膜厚度的重要设备,它不仅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;控制计量泵或铸片辊的转速,调节薄膜的纵向厚度。在线测厚仪有多种:如β测厚仪器、X射线测厚仪、红外线测厚仪等,因近红外测厚无环境污染、对人体无伤害,目前应用比较普遍。

电晕处理机的工作原理是通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在未处理前的表面湿张力为40-42达因/厘米,经过电晕处理的表面湿张力可达50-55达因/厘米,这样就可大大提高印刷油墨或真空镀铝层对PET表面的附着力。特别的BOPP和PE膜,因是非极性聚合物,如不经电晕表面处理,根本无法进行印刷或镀铝。

薄膜收卷:薄膜通过张力控制辊、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,对薄膜收卷的质量影响很大。

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须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。

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近百条,但大部分是从国外引进的。国外薄膜双拉生产线供应商主要有Brückner、DMT、DORNIER、MITSUBIHI等。目前,国内薄膜双拉生产线也在崛起,也有几家可以自主设计、制造薄膜双拉生产线,但生产线规模和技术水平还有一定的差距。

分析当前薄膜市场,今后薄膜双拉生产线的发展方向具有以下特点:

(1) 向薄型膜、厚型膜发展

以BOPET薄膜来说,目前国内双拉生产线所生产的规格大部分是在8-75μ范围内,在此厚度范围的产能已远远供大于求。但4μ以下或150-300μ的厚膜却有相当大的发展空间,特别是厚膜的应用范围在不断扩大,如液晶显示器及等离子显示装置的保护屏膜对PET厚膜需用量相当大,值得关注。太阳膜、防爆膜在汽车和建筑物方面的应用也日益广泛,市场极其广阔。另外,许多厂家为了开发PET差别化产品,2米左右宽的小型双拉试验线也颇受欢迎,因为大线做新品开发试验浪费大、风险也大。

(2) 向多层共挤拉伸发展

为了提高薄膜的综合性能,现在双拉生产线多采用A/B/A、A/B/C甚至更多层的结构。采用多层共挤可以生产多功能的、满足不同用途的薄膜,如热封膜、高阻隔膜、抗紫外线辐射膜等。

(3) 设计特种薄膜双拉生产线

热收缩薄膜在方便食品、饮料市场、电子电器、日用商品、收缩标签等方面都有广泛应用,而且只要求横向有大的收缩,这就需要拉伸设备的设计做相应的改变,以满足横向高收缩率的要求。

(4) PET薄膜直拉生产线

PET树脂是由PTA与EG直接酯化、缩聚后铸片、水下切粒、风干、包装而成PET切片商品出售。薄膜生产厂家购进PET切片(包括母料切片)后,需先进行混料、结晶干燥、加热熔融挤出、熔体计量、过滤、……铸片、直至最后双向拉伸成膜。但是,如果将PET树脂生产装置与PET薄膜双拉生产线连接起来,即将聚酯缩聚釜的出料口通过熔体管与双拉生产线的模头、铸片装置、MDO、TDO等工序直接连接拉膜,可以省去结晶干燥、熔融挤出、熔体过滤等工序,这不仅节省设备和厂房投资,节约能源,降低生产运行成本,而且能提高薄膜品质,减少PET切片二次加热氧化降解,这些都是直拉法的优势。为此,设计适应直拉法制膜的双拉生产线,也是PET薄膜双向拉伸的一个发展方向。

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