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影响BOPET薄膜厚度的因素探讨上

2021-07-23 来源:河北工程机械网

影响BOPET薄膜厚度的因素探讨(上)

摘 要:针对影响BOPET薄膜厚度的因素进行了研究。结果表明,不同拉伸比、拉伸温度、铸片条件及APC系统的控制方式对厚度偏差影响较大。通过选择合适的工艺、控制条件可以改善薄膜的厚薄均匀性。

关键词:厚度偏差;拉伸比;拉伸温度;铸片

由于PET具有优良的物理、化学和机械性能,BOPET薄膜已成为当今软塑包装行业中最重要也最有发展前途的原材料。为使包装产品达到美观的效果,BOPET薄膜在投入包装使用前还要辅以镀铝、彩印、烫金、复合等后加工工艺,而基膜厚度的好坏,不仅直接影响产品的后加工质量,而且使得包装产品的外观质量变差。为此,本文针对影响薄膜厚度的可能因素进行了初步的探讨和归纳,以便于生产过程中及时调整,从而改善薄膜的厚薄均匀性,提高包装效果。

1 生产试验

1.1原料

基础、母粒切片(仪化公司提供)。

1.2 生产设备

国产结晶干燥机、法国DMT拉膜装置、英国ATLAS分切机。

1.3 工艺流程及主要参数

工艺流程如下:结晶干燥→挤出熔融→铸片→纵拉→横拉→定型→收卷→分切

主要工艺参数:

结晶温度: 185℃;

干燥温度: 160℃;

CD铸片温度: 25℃;

MDR: 2.8~3.6;

TDR: 3.6~4.0;

MD拉伸温度: 75-90 ℃;

TD拉伸温度: 100-110℃。

1.4 测试方法

厚度偏差:根据ASTM-D374,将薄膜展平,每隔10cm剪出一小口作为测试点,剪好后在Mahr测厚仪上测量计算。

2 结果与讨论

2.1 拉伸比对薄膜厚度的影响

BOPET薄膜的拉伸过程是经过骤冷的无定型厚片,通过MD方向线速度和TD方向轨道宽度的瞬间增加来实现的。根据公式:

式中:Dt一拉伸均匀指数;

Dr一拉伸比;

v一拉伸速度;

Td一拉伸温度。

在保证生产稳定的前提下,拉伸比的大小决定着取向的程度及均匀性,对薄膜的物性指标特别是强度和厚度有着很大的影响。本文主要针对厚度均匀性方面作讨论。图1以MD拉伸比为例,列出了12μmB01拉伸比与厚度偏差的关系。

从图1可以看出,采用一步拉伸工艺制取BOPET薄膜的拉伸比存在一个最优点,即3.4左右,此时的厚度偏差最小。若拉伸比过小,则由于分子链发生的是部分链段取向过程,整个分子链中既有取向的链段又有无规的线团,因而其厚度均匀性较差。尤其拉伸比为2.5~2.8左右时可以明显地发现整幅薄膜上呈现局部的花斑状(见图2),薄膜平整性相当恶劣,出现所谓的拉伸斑,所制取的产品根本不能投入使用。而对于一步拉伸工艺,拉伸行程较大,若拉伸比过大,则由于瞬间拉伸速率上升,导致取向结晶程度增加,使得拉伸不稳定而导致厚度偏差加大,生产稳定性降低。

2.2 拉伸温度对薄膜厚度的影响

分子链的取向过程是链段运动的过程,它必须克服高聚物内部的粘滞阻力,因而需借助于能量的作用才能发生,这种能量一般以热量的形式(如红外加热、介质热油、热风等)供给。图3以MD红外加热功率为例,表现了12B01采用不同的MD红外加热功率与厚度偏差的关系。

从图3可以看出,随着MD红外功率(拉伸温度)的增加,厚度偏差变小,但达到一定值后厚度又趋于变差。这是由于大分子取向过程中所提供的能量对拉伸效果有着不同程度的影响所致。红外功率较低则表明能量不足,只有部分分子链段充分活动,分子有序化过程不充分,分子排列的均匀性差,厚度偏差也就增大。但能量的过度供给又使得刚取向的分子链具有不稳定的状态,在一定的热能作用下发生解取向结晶,分子趋向紊乱无序,使拉伸均匀性受到破坏,厚度偏差增大,而且由于部分球晶的生成也使得生产稳定性变差。

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