塑料薄膜雙向拉伸技術(shù)與發(fā)展方向(下)
縱向拉伸(MDO)
縱向拉伸是將來(lái)自鑄片機(jī)的厚片在加熱狀態(tài)下進(jìn)行一定倍數(shù)的縱向拉伸??v向拉伸機(jī)由預(yù)熱輥、拉伸輥、冷卻輥、張力輥和橡膠壓輥、紅外加熱管、加熱機(jī)組及驅(qū)動(dòng)裝置等組成。
預(yù)熱輥:一般有8只,輥筒表面鍍鉻,一字形排列,溫度 60℃-80℃。
拉伸輥:如是單點(diǎn)拉伸,有一只慢拉輥、一只快拉輥,表面鍍鉻。慢拉輥溫度80℃-85℃,快拉輥溫度30℃。
冷卻輥:一般有4只,輥筒表面鍍鉻,一字形排列,溫度30℃、50℃。
張力輥:二只,分別位于第一個(gè)予熱輥和第四個(gè)冷卻輥的上方。
縱拉比:一般在3-3.5倍,它是通過(guò)慢拉輥與快拉輥之間的速度差而產(chǎn)生的。
橫向拉伸(TDO)
橫向拉伸機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,它由烘箱、鏈夾和導(dǎo)軌、靜壓箱、鏈條張緊器、導(dǎo)軌寬度調(diào)節(jié)裝置、開(kāi)閉夾器、熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)及EPC等組成。橫拉機(jī)構(gòu)有進(jìn)膜、預(yù)熱、拉幅、緩沖、定型和冷卻等功能段。
橫拉機(jī)的作用是將經(jīng)過(guò)縱向拉伸的薄膜在橫拉機(jī)內(nèi)分別通過(guò)預(yù)熱、拉幅、熱定型和冷卻而完成薄膜的雙向拉伸。
橫向拉伸的主要工藝參數(shù)有:
拉伸溫度:因經(jīng)過(guò)縱向拉伸的薄膜已有一定的結(jié)晶取向度,故橫向拉伸溫度要比縱拉高15℃-25℃,具體溫度取決于薄膜的厚度和拉伸速度。
拉伸倍數(shù):對(duì)于平衡膜,橫向拉伸倍數(shù)與縱向拉伸倍數(shù)基本相同或接近;對(duì)于強(qiáng)化膜,縱向拉伸倍數(shù)要大于橫向拉伸倍數(shù)。
熱定型溫度與時(shí)間:在生產(chǎn)非收縮性薄膜時(shí),橫向拉伸后必須進(jìn)行熱定型處理,目的是完善其結(jié)晶取向過(guò)程,消除內(nèi)應(yīng)力,增加尺寸穩(wěn)定性。熱定型溫度應(yīng)選擇PET結(jié)晶速率最大的溫度段,即190℃-210℃,熱定型時(shí)間約需3-6秒。
冷卻溫度:熱定型后的PET薄膜還要進(jìn)行熱松弛處理,最后進(jìn)入冷卻段風(fēng)冷至100℃以下。
牽引收卷與分切
本工序由若干個(gè)牽引導(dǎo)向輥、冷卻輥、展平輥、張力輥、跟蹤輥及切邊裝置、測(cè)厚儀和電暈處理機(jī)等組成。
測(cè)厚儀是測(cè)量與調(diào)節(jié)薄膜厚度的重要設(shè)備,它不僅有顯示薄膜厚度的功能,而且還具有自動(dòng)反饋控制薄膜厚度的功能。反饋控制包括:控制模頭膨脹螺栓的加熱功率或溫度,調(diào)節(jié)薄膜的橫向厚度;控制計(jì)量泵或鑄片輥的轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)薄膜的縱向厚度。在線測(cè)厚儀有多種:如β測(cè)厚儀器、X射線測(cè)厚儀、紅外線測(cè)厚儀等,因近紅外測(cè)厚無(wú)環(huán)境污染、對(duì)人體無(wú)傷害,目前應(yīng)用比較普遍。
電暈處理機(jī)的工作原理是通過(guò)在電極上施加高頻高壓電流,使電極產(chǎn)生電暈放電,氣體電離產(chǎn)生高能離子,在強(qiáng)電場(chǎng)作用下沖擊塑料薄膜表面,使薄膜表面活化,以增加薄膜的表面濕張力。例如PET在未處理前的表面濕張力為40-42達(dá)因/厘米,經(jīng)過(guò)電暈處理的表面濕張力可達(dá)50-55達(dá)因/厘米,這樣就可大大提高印刷油墨或真空鍍鋁層對(duì)PET表面的附著力。特別的BOPP和PE膜,因是非極性聚合物,如不經(jīng)電暈表面處理,根本無(wú)法進(jìn)行印刷或鍍鋁。
薄膜收卷:薄膜通過(guò)張力控制輥、展平輥、跟蹤輥,最后完成收卷工作。收卷張力的控制包括張力的設(shè)定、張力衰減及張力補(bǔ)償?shù)?,?duì)薄膜收卷的質(zhì)量影響很大。
分切機(jī):從收卷機(jī)卸下的大膜卷,根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或用戶(hù)的要求須在分切機(jī)上切成一定的規(guī)格,然后經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)、包裝即為成品。分切機(jī)的工藝參數(shù)主要是收、放卷張力,橡膠壓輥結(jié)構(gòu)及其壓力,分切速度包括初始升速等的控制。
雙向拉伸的發(fā)展方向
近幾年,中國(guó)雙向拉伸生產(chǎn)線發(fā)展很快,各種塑料薄膜大小雙拉生產(chǎn)線已有近百條,但大部分是從國(guó)外引進(jìn)的。國(guó)外薄膜雙拉生產(chǎn)線供應(yīng)商主要有Brückner、DMT、DORNIER、MITSUBIHI等。目前,國(guó)內(nèi)薄膜雙拉生產(chǎn)線也在崛起,也有幾家可以自主設(shè)計(jì)、制造薄膜雙拉生產(chǎn)線,但生產(chǎn)線規(guī)模和技術(shù)水平還有一定的差距。
分析當(dāng)前薄膜市場(chǎng),今后薄膜雙拉生產(chǎn)線的發(fā)展方向具有以下特點(diǎn):
(1) 向薄型膜、厚型膜發(fā)展
以BOPET薄膜來(lái)說(shuō),目前國(guó)內(nèi)雙拉生產(chǎn)線所生產(chǎn)的規(guī)格大部分是在8-75μ范圍內(nèi),在此厚度范圍的產(chǎn)能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)供大于求。但4μ以下或150-300μ的厚膜卻有相當(dāng)大的發(fā)展空間,特別是厚膜的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大,如液晶顯示器及等離子顯示裝置的保護(hù)屏膜對(duì)PET厚膜需用量相當(dāng)大,值得關(guān)注。太陽(yáng)膜、防爆膜在汽車(chē)和建筑物方面的應(yīng)用也日益廣泛,市場(chǎng)極其廣闊。另外,許多廠家為了開(kāi)發(fā)PET差別化產(chǎn)品,2米左右寬的小型雙拉試驗(yàn)線也頗受歡迎,因?yàn)榇缶€做新品開(kāi)發(fā)試驗(yàn)浪費(fèi)大、風(fēng)險(xiǎn)也大。
(2) 向多層共擠拉伸發(fā)展
為了提高薄膜的綜合性能,現(xiàn)在雙拉生產(chǎn)線多采用A/B/A、A/B/C甚至更多層的結(jié)構(gòu)。采用多層共擠可以生產(chǎn)多功能的、滿(mǎn)足不同用途的薄膜,如熱封膜、高阻隔膜、抗紫外線輻射膜等。
(3) 設(shè)計(jì)特種薄膜雙拉生產(chǎn)線
熱收縮薄膜在方便食品、飲料市場(chǎng)、電子電器、日用商品、收縮標(biāo)簽等方面都有廣泛應(yīng)用,而且只要求橫向有大的收縮,這就需要拉伸設(shè)備的設(shè)計(jì)做相應(yīng)的改變,以滿(mǎn)足橫向高收縮率的要求。
(4) PET薄膜直拉生產(chǎn)線
PET樹(shù)脂是由PTA與EG直接酯化、縮聚后鑄片、水下切粒、風(fēng)干、包裝而成PET切片商品出售。薄膜生產(chǎn)廠家購(gòu)進(jìn)PET切片(包括母料切片)后,需先進(jìn)行混料、結(jié)晶干燥、加熱熔融擠出、熔體計(jì)量、過(guò)濾、……鑄片、直至最后雙向拉伸成膜。但是,如果將PET樹(shù)脂生產(chǎn)裝置與PET薄膜雙拉生產(chǎn)線連接起來(lái),即將聚酯縮聚釜的出料口通過(guò)熔體管與雙拉生產(chǎn)線的模頭、鑄片裝置、MDO、TDO等工序直接連接拉膜,可以省去結(jié)晶干燥、熔融擠出、熔體過(guò)濾等工序,這不僅節(jié)省設(shè)備和廠房投資,節(jié)約能源,降低生產(chǎn)運(yùn)行成本,而且能提高薄膜品質(zhì),減少PET切片二次加熱氧化降解,這些都是直拉法的優(yōu)勢(shì)。為此,設(shè)計(jì)適應(yīng)直拉法制膜的雙拉生產(chǎn)線,也是PET薄膜雙向拉伸的一個(gè)發(fā)展方向。 作者:馮樹(shù)銘
新聞來(lái)源:江陰金中達(dá)新材料有限公司
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