BOPET薄膜透明度影响因素及提高方法
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图 1 挤出速度与制品雾度的关系 Fig 1 Relation between extruding rate with haze of product
11213 拉伸工序 预热 : 片材拉伸之前需进行预热 , 预热时间和预 热温度对 BOPET 薄膜的透明性也有一定的影响 。预 热时间过短 , PET 片材在拉伸时会出现冷拉伸 , 从而 导致发白现象 ; 过长则片材会有足够的时间结晶 。预 热温度过高 , 聚合物分子运动能力增加 , 容易形成较 大或较多晶粒 , 使片材雾度增加 。 拉伸 : 拉伸取向使 PET 分子有序排列 , 促进结 晶 , 所形成的晶体称为诱导晶体 , 因其晶粒很小不会 折射光线 , 故取向后 , 制品透明性较好 。大量实践表 明 : 拉伸倍率越大 , 透明性越好 ; 但拉伸比过大时 , 制品被过度拉伸会出现泛白现象 , 从而影响 BOPET 薄膜的透明性 。
图 2 PET 结晶度与薄膜的雾度之关系 Fig 2 Relation between crystallinity of PET
with haze of BOPET Film
21112 优选合适的的助剂并合理配方 BOPET 薄膜常用的助剂有二氧 化 硅 、碳 酸 钙 、 氧化铝 、高岭土等无机粒子和交联聚苯乙烯等有机粒 子 。由于有机助剂的折射率与 PET 树脂相近 , 且与 PET 树脂的相容性较好 , 故对产品的透明性影响相对 较小 。因此在配方中应尽可能选用有机助剂 , 不用或 少用无机助剂 。 BOPET 薄膜的透明度还与助剂的含量有关 。随 着助剂含量的增加 , 散射光增大 , 薄膜的雾度随之上 升 ; 因此 , 生产 BOPET 薄膜时 , 应合理配方 , 尽可 能不过量添加助剂 。 212 充分干燥原料 聚酯切片干燥前一般水含量为 014 % , 欲制得透 明度较高的 BOPET 薄膜 , 原料的最终水含率必须小 于 20 mg/ kg。因此 , 选择合适高效的干燥设备和适宜 的干燥条件是保证充分干燥的关键 。大多数 BOPET 薄膜生产线都是采用气流干燥法进行干燥 。故影响 PET 切片干燥质量的因素主要有干燥温度 、干燥时间 以及干燥气体的湿含量 。 PET 树脂的水含量随着干燥温度的升高而降低 ; 随干燥时间增加而降低 , 但当干燥时间达到一定值 后 , 含水量就不再降低 。 气流干燥过程中 , 加热空气的湿含量是影响切片 中水分蒸发速度的重要因素 。加热空气湿含量越低 , 与切片湿含量的差值越大 , 切片中的水分就越容易蒸 发而被空气带走[2] 。实践证明 : 采用露点温度低于 40 ℃的加热空气 、干燥时间为 4 h , 即能满足生产较 高透明度的 BOPET 的质量要求 。 213 严格控制片材的质量 片材的质量特别是透明度是影响 BOPET 透明度 的重要因素之一 。适当的片材厚度 、冷却效果好的冷 却系统和机头加热温度的控制精度 、机头内腔的光洁 度及加工精度高是制得高透明度片材的前提条件 。而
的问题 。而摩尔质量分布对透明性也有一定的影响 。 PET 的分子链节是通过酯基相互连接的 , 故其许 多重要性质均与酯键的存在有关 。如酯键在高温和水 或乙二醇等存在下 , 会发生降解 , 而降解产生的低分 子物对透明性也有不同程度的影响 。 11112 助剂的影响 在生产 BOPET 薄膜时 , 为了调整薄膜的表面结构、 改善薄膜的某些物理性能 (如表面静电、表面摩擦系 数) 和有利于薄膜的后加工 , 往往需加入一定量的助 剂。助剂是影响薄膜透明度的因素之一 , 助剂选用不当 和添加量过大将严重影响 BOPET 薄膜的透明度。 112 生产工艺条件的影响 11211 原料干燥工序 若 PET 干燥不充分 , 原料中水分含量过高 , 则 在挤出一铸片时 , 片材会出现云雾现象 , 从而影响片 材的透明性 ; 另一方面 , 由于挤出一铸片时挤出机最 高温度达 290 ℃, 而 PET 是一种易水解的结晶聚合 物 , 在较高温度和水分存在的会发生水解 、热氧降解 等反应 , 反应生成的低分子物在一定程度上也会影响 BOPET 薄膜的透明性 。 11212 挤出一铸片工序 欲制得透明度高的 BOPET 薄膜 , 首先必须制得
2 提高透明度的措施
211 合理选用原料及助剂 21111 合理选用原料 聚酯的性能特别是结晶度对光的散射产生影响 , 从而会影响薄膜的雾度即透明度 。PET 的结晶度与薄 膜的雾度之间的关系如图 2 。从图 2 中可看出 : PET 的结 晶 度 提 高 , 则 BOPET 薄 膜 的 雾 度 增 加 , 即 BOPET 的透明度下降 ; 因此 , 在保证薄膜质量的前 提下 , 尽可能选用结晶度较低的 PET 原料 。
Keywords : BOPET; Film ; Transparency ; Haze
双轴定向拉伸聚酯薄膜 (简称 BOPET 薄膜) 由 无定形聚酯 ( PET) 切片经熔融挤出 、在纵横双轴方 向进行拉伸定向而制成 。具有透明度高 、无毒无味 、 拉伸强度大 、挺度佳 、、抗翘曲度好 、不易破损 、阻 氧性和阻湿性好 、耐寒 、耐热 , 且耐化学腐蚀及尺寸 稳定好等优点性 , 从而在电子 、电气 、绝缘 、磁记录 材料 、感光材料 、胶片 、标牌 、装饰 、转移基材及各 类包装等领域得到日益广泛的应用 。聚酯是透明性很 好的塑料之一 , 这给制造高透明的制品提供了首要的 条件 ; 但若原料选用不合理 、加工工艺条件不当 , 也 不能生产出高透明的制品 。本文主要阐述影响 BOPET 薄膜透明度的因素及提高透明度的措施 。
© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
·66 ·
塑 料 工 业
2005 年
合适的铸片工艺条件是关键 。由实践得出的合适的挤 出铸片工艺条件见表 1 。同时 , 应考虑挤出设备的生 产能力和冷却设备 (冷却转鼓) 的冷却效果 , 控制片 材的结晶度小于 3 %。
1 影响 BOPET 薄膜透明度的因素
111 原材料的影响 11111 PET 树脂的影响 PET 是具有对称性芳环结构的线型大分子 , 并具 有高度的立体规整性 , 所有的芳环几乎处于同一个平 面上 ; 这使得相邻大分子的凹凸部分便于彼此镶嵌 , 从而具有紧密敛集能力与结晶倾向 ; 故 PET 具有很 强的结晶性 ; 而结晶性对透明性的影响最大 。 由缩聚反应制得的 PET 树脂是从低摩尔质量到 高摩尔质量的分子集合体 ; 因此 , 存在摩尔质量分布
Study of Affecting Factor and Improvement of Transparency of BOPET Film
XIE Ya2fen
(Jiangyin Polytechnic College , Jiangyin 214431 , China)
Abstract : The effects of raw materials , auxiliaries and the processing condition on the transparency of BOPET film were analyzed1 The ways to improve the transparency of BOPET film are introduced , among which the use of suitable raw materials , fully2drying of raw materials , addition with certain amount of proper auxiliaries and process2 ing under reasonable condition were the key methods to be used1
Ξ 作者简介 : 谢亚芬 , 女 , 1966 年生 , 讲师 , 主要从事高分子材料加工工艺的研究 。xyfl996066 @mail1jypc1org © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第 33 卷第 4 期
谢亚芬 : BOPET 薄膜透明度影响因素及提高方法
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透明 、光滑的高质量片材 。片材的厚度不当 、冷却系 统的冷却效果不佳和机头加热温度的控制精度 、机头 内腔的光洁度及加工精度不高 , 以及片材的挤出速度 过高将严重影响片材的透明度 。实践证明 , 随着片材 挤出速度的增加 , 片材的透明度随之下降[1] 。主要原 因是 : 1) 增加挤出速度需提高螺杆转速 , 易使 PET 塑化不均 ; 2) 成型周期缩短 , 片材不能充分冷却 ; 3) PET 熔料挤出速度加快后 , 熔融 PET 树脂产生不 规则料流 , 在冷却前得不到充分缓和 , 表面质量差 , 引起透明性的降低 。挤出速度与制品的雾度的关系如 图 1。
表 1 PET 铸片工艺条件 Tab 1 Technical conditions for PET casting
位置 挤出机 过滤器 熔体管线 机头 冷却转鼓 温度/ ℃ 220～285 275～285 275～280 275～285 25～40
214 严格控制拉伸工艺条件 PET 的玻璃化温度 Tg 为 67 ℃, 熔点 Tm 为 260 ℃, 最大结晶速度时的结晶温度为 190 ℃。拉伸工艺 条件 主 要 与 上 述 温 度 相 关 。欲 制 得 较 高 透 明 度 的 BOPET 薄膜 , 应严格控制拉伸工艺条件 。 21411 纵向拉伸 片材在拉伸之前需进行预热 , 直到拉伸之前纵向 拉伸预热区预热辊的温度逐渐递增 , 为使片材在短时 间内达到内外温度分布均匀 , 可利用红外加热器进一 步加热 , 使预热温度控制在 82 ℃左右 ; 拉伸温度小
3 结论Hale Waihona Puke Baidu
在 BOPET 薄膜生产过程中 , 选用合适的原料并 充分干燥 ; 加入适量和恰当品种的添加剂 ; 采用合适 的加工工艺条件 , 可以生产出低雾度即高透明度的 BOPET 薄膜 。
参考文献
1 尹燕平 1 双向拉伸 塑 料 薄 膜 1 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社 ,
于 90 ℃; 拉伸比不能过大 , 一般小于 317 。在此条件 下纵向拉伸后的薄膜需在小于 35 ℃的温度下骤冷 , 以降低结晶速率 , 并为横向拉伸创造好的加工条件 。 21412 横向拉伸 经纵向拉伸的片材进入横向拉伸后 , 需要经过预 热 、拉伸 、热处理和冷却四个阶段 。其预热温度应控 制在 82～90 ℃; 拉伸温度控制在 95～110 ℃; 拉伸 比也不能过大 , 一般小于 4 ; 热定型温度应尽可能避 开最大结晶速度时的结晶温度 190 ℃。
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塑料工业 CHINA PLASTICS INDUSTRY
第 33 卷第 4 期 2005 年 4 月
BOPET 薄膜透明度影响因素及提高方法 Ξ
谢亚芬
(江阴职业技术学院 , 江苏 江阴 214431)
摘要 : 重点分析了原材料 、助剂和生产工艺条件对 BOPET 薄膜透明度的影响 ; 介绍了提高透明度的措施 。主要 措施有选用合适的原料并充分干燥 、加入适量和恰当品种的添加剂和采用合适的加工工艺条件等 。 关键词 : BOPET; 薄膜 ; 透明度 ; 雾度 中图分类号 : TQ32314 + 1 文献标识码 : B 文章编号 : 1005 - 5770 (2005) 04 - 0064 - 03
11213 拉伸工序 预热 : 片材拉伸之前需进行预热 , 预热时间和预 热温度对 BOPET 薄膜的透明性也有一定的影响 。预 热时间过短 , PET 片材在拉伸时会出现冷拉伸 , 从而 导致发白现象 ; 过长则片材会有足够的时间结晶 。预 热温度过高 , 聚合物分子运动能力增加 , 容易形成较 大或较多晶粒 , 使片材雾度增加 。 拉伸 : 拉伸取向使 PET 分子有序排列 , 促进结 晶 , 所形成的晶体称为诱导晶体 , 因其晶粒很小不会 折射光线 , 故取向后 , 制品透明性较好 。大量实践表 明 : 拉伸倍率越大 , 透明性越好 ; 但拉伸比过大时 , 制品被过度拉伸会出现泛白现象 , 从而影响 BOPET 薄膜的透明性 。
图 2 PET 结晶度与薄膜的雾度之关系 Fig 2 Relation between crystallinity of PET
with haze of BOPET Film
21112 优选合适的的助剂并合理配方 BOPET 薄膜常用的助剂有二氧 化 硅 、碳 酸 钙 、 氧化铝 、高岭土等无机粒子和交联聚苯乙烯等有机粒 子 。由于有机助剂的折射率与 PET 树脂相近 , 且与 PET 树脂的相容性较好 , 故对产品的透明性影响相对 较小 。因此在配方中应尽可能选用有机助剂 , 不用或 少用无机助剂 。 BOPET 薄膜的透明度还与助剂的含量有关 。随 着助剂含量的增加 , 散射光增大 , 薄膜的雾度随之上 升 ; 因此 , 生产 BOPET 薄膜时 , 应合理配方 , 尽可 能不过量添加助剂 。 212 充分干燥原料 聚酯切片干燥前一般水含量为 014 % , 欲制得透 明度较高的 BOPET 薄膜 , 原料的最终水含率必须小 于 20 mg/ kg。因此 , 选择合适高效的干燥设备和适宜 的干燥条件是保证充分干燥的关键 。大多数 BOPET 薄膜生产线都是采用气流干燥法进行干燥 。故影响 PET 切片干燥质量的因素主要有干燥温度 、干燥时间 以及干燥气体的湿含量 。 PET 树脂的水含量随着干燥温度的升高而降低 ; 随干燥时间增加而降低 , 但当干燥时间达到一定值 后 , 含水量就不再降低 。 气流干燥过程中 , 加热空气的湿含量是影响切片 中水分蒸发速度的重要因素 。加热空气湿含量越低 , 与切片湿含量的差值越大 , 切片中的水分就越容易蒸 发而被空气带走[2] 。实践证明 : 采用露点温度低于 40 ℃的加热空气 、干燥时间为 4 h , 即能满足生产较 高透明度的 BOPET 的质量要求 。 213 严格控制片材的质量 片材的质量特别是透明度是影响 BOPET 透明度 的重要因素之一 。适当的片材厚度 、冷却效果好的冷 却系统和机头加热温度的控制精度 、机头内腔的光洁 度及加工精度高是制得高透明度片材的前提条件 。而
的问题 。而摩尔质量分布对透明性也有一定的影响 。 PET 的分子链节是通过酯基相互连接的 , 故其许 多重要性质均与酯键的存在有关 。如酯键在高温和水 或乙二醇等存在下 , 会发生降解 , 而降解产生的低分 子物对透明性也有不同程度的影响 。 11112 助剂的影响 在生产 BOPET 薄膜时 , 为了调整薄膜的表面结构、 改善薄膜的某些物理性能 (如表面静电、表面摩擦系 数) 和有利于薄膜的后加工 , 往往需加入一定量的助 剂。助剂是影响薄膜透明度的因素之一 , 助剂选用不当 和添加量过大将严重影响 BOPET 薄膜的透明度。 112 生产工艺条件的影响 11211 原料干燥工序 若 PET 干燥不充分 , 原料中水分含量过高 , 则 在挤出一铸片时 , 片材会出现云雾现象 , 从而影响片 材的透明性 ; 另一方面 , 由于挤出一铸片时挤出机最 高温度达 290 ℃, 而 PET 是一种易水解的结晶聚合 物 , 在较高温度和水分存在的会发生水解 、热氧降解 等反应 , 反应生成的低分子物在一定程度上也会影响 BOPET 薄膜的透明性 。 11212 挤出一铸片工序 欲制得透明度高的 BOPET 薄膜 , 首先必须制得
2 提高透明度的措施
211 合理选用原料及助剂 21111 合理选用原料 聚酯的性能特别是结晶度对光的散射产生影响 , 从而会影响薄膜的雾度即透明度 。PET 的结晶度与薄 膜的雾度之间的关系如图 2 。从图 2 中可看出 : PET 的结 晶 度 提 高 , 则 BOPET 薄 膜 的 雾 度 增 加 , 即 BOPET 的透明度下降 ; 因此 , 在保证薄膜质量的前 提下 , 尽可能选用结晶度较低的 PET 原料 。
Keywords : BOPET; Film ; Transparency ; Haze
双轴定向拉伸聚酯薄膜 (简称 BOPET 薄膜) 由 无定形聚酯 ( PET) 切片经熔融挤出 、在纵横双轴方 向进行拉伸定向而制成 。具有透明度高 、无毒无味 、 拉伸强度大 、挺度佳 、、抗翘曲度好 、不易破损 、阻 氧性和阻湿性好 、耐寒 、耐热 , 且耐化学腐蚀及尺寸 稳定好等优点性 , 从而在电子 、电气 、绝缘 、磁记录 材料 、感光材料 、胶片 、标牌 、装饰 、转移基材及各 类包装等领域得到日益广泛的应用 。聚酯是透明性很 好的塑料之一 , 这给制造高透明的制品提供了首要的 条件 ; 但若原料选用不合理 、加工工艺条件不当 , 也 不能生产出高透明的制品 。本文主要阐述影响 BOPET 薄膜透明度的因素及提高透明度的措施 。
© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
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塑 料 工 业
2005 年
合适的铸片工艺条件是关键 。由实践得出的合适的挤 出铸片工艺条件见表 1 。同时 , 应考虑挤出设备的生 产能力和冷却设备 (冷却转鼓) 的冷却效果 , 控制片 材的结晶度小于 3 %。
1 影响 BOPET 薄膜透明度的因素
111 原材料的影响 11111 PET 树脂的影响 PET 是具有对称性芳环结构的线型大分子 , 并具 有高度的立体规整性 , 所有的芳环几乎处于同一个平 面上 ; 这使得相邻大分子的凹凸部分便于彼此镶嵌 , 从而具有紧密敛集能力与结晶倾向 ; 故 PET 具有很 强的结晶性 ; 而结晶性对透明性的影响最大 。 由缩聚反应制得的 PET 树脂是从低摩尔质量到 高摩尔质量的分子集合体 ; 因此 , 存在摩尔质量分布
Study of Affecting Factor and Improvement of Transparency of BOPET Film
XIE Ya2fen
(Jiangyin Polytechnic College , Jiangyin 214431 , China)
Abstract : The effects of raw materials , auxiliaries and the processing condition on the transparency of BOPET film were analyzed1 The ways to improve the transparency of BOPET film are introduced , among which the use of suitable raw materials , fully2drying of raw materials , addition with certain amount of proper auxiliaries and process2 ing under reasonable condition were the key methods to be used1
Ξ 作者简介 : 谢亚芬 , 女 , 1966 年生 , 讲师 , 主要从事高分子材料加工工艺的研究 。xyfl996066 @mail1jypc1org © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第 33 卷第 4 期
谢亚芬 : BOPET 薄膜透明度影响因素及提高方法
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透明 、光滑的高质量片材 。片材的厚度不当 、冷却系 统的冷却效果不佳和机头加热温度的控制精度 、机头 内腔的光洁度及加工精度不高 , 以及片材的挤出速度 过高将严重影响片材的透明度 。实践证明 , 随着片材 挤出速度的增加 , 片材的透明度随之下降[1] 。主要原 因是 : 1) 增加挤出速度需提高螺杆转速 , 易使 PET 塑化不均 ; 2) 成型周期缩短 , 片材不能充分冷却 ; 3) PET 熔料挤出速度加快后 , 熔融 PET 树脂产生不 规则料流 , 在冷却前得不到充分缓和 , 表面质量差 , 引起透明性的降低 。挤出速度与制品的雾度的关系如 图 1。
表 1 PET 铸片工艺条件 Tab 1 Technical conditions for PET casting
位置 挤出机 过滤器 熔体管线 机头 冷却转鼓 温度/ ℃ 220～285 275～285 275～280 275～285 25～40
214 严格控制拉伸工艺条件 PET 的玻璃化温度 Tg 为 67 ℃, 熔点 Tm 为 260 ℃, 最大结晶速度时的结晶温度为 190 ℃。拉伸工艺 条件 主 要 与 上 述 温 度 相 关 。欲 制 得 较 高 透 明 度 的 BOPET 薄膜 , 应严格控制拉伸工艺条件 。 21411 纵向拉伸 片材在拉伸之前需进行预热 , 直到拉伸之前纵向 拉伸预热区预热辊的温度逐渐递增 , 为使片材在短时 间内达到内外温度分布均匀 , 可利用红外加热器进一 步加热 , 使预热温度控制在 82 ℃左右 ; 拉伸温度小
3 结论Hale Waihona Puke Baidu
在 BOPET 薄膜生产过程中 , 选用合适的原料并 充分干燥 ; 加入适量和恰当品种的添加剂 ; 采用合适 的加工工艺条件 , 可以生产出低雾度即高透明度的 BOPET 薄膜 。
参考文献
1 尹燕平 1 双向拉伸 塑 料 薄 膜 1 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社 ,
于 90 ℃; 拉伸比不能过大 , 一般小于 317 。在此条件 下纵向拉伸后的薄膜需在小于 35 ℃的温度下骤冷 , 以降低结晶速率 , 并为横向拉伸创造好的加工条件 。 21412 横向拉伸 经纵向拉伸的片材进入横向拉伸后 , 需要经过预 热 、拉伸 、热处理和冷却四个阶段 。其预热温度应控 制在 82～90 ℃; 拉伸温度控制在 95～110 ℃; 拉伸 比也不能过大 , 一般小于 4 ; 热定型温度应尽可能避 开最大结晶速度时的结晶温度 190 ℃。
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塑料工业 CHINA PLASTICS INDUSTRY
第 33 卷第 4 期 2005 年 4 月
BOPET 薄膜透明度影响因素及提高方法 Ξ
谢亚芬
(江阴职业技术学院 , 江苏 江阴 214431)
摘要 : 重点分析了原材料 、助剂和生产工艺条件对 BOPET 薄膜透明度的影响 ; 介绍了提高透明度的措施 。主要 措施有选用合适的原料并充分干燥 、加入适量和恰当品种的添加剂和采用合适的加工工艺条件等 。 关键词 : BOPET; 薄膜 ; 透明度 ; 雾度 中图分类号 : TQ32314 + 1 文献标识码 : B 文章编号 : 1005 - 5770 (2005) 04 - 0064 - 03