BOPET塑料薄膜双向拉伸技术工艺及资料

BOPET塑料薄膜双向拉伸技术工艺及资料

塑料薄膜可有效改善材料的拉伸性能（拉伸强度是未拉伸薄膜的3-5倍）、阻隔性能、光学性能、耐热耐寒性、尺寸稳定性、厚度均匀性等多种性能，并具有生产速度快、产能大、效率高等特点，市场迅速发展。

双向拉伸原理

塑料薄膜双向拉伸的原理：是将高聚物树脂通过挤出机加热熔融挤出厚片后，在玻璃化温度以上、熔点以下的适当温度范围内（高弹态下），通过纵拉机与横拉机时，在外力作用下，先后沿纵向和横向进行一定倍数的拉伸，从而使高聚物的分子链或结晶面在平行于薄膜平面的方向上进行取向而有序排列；然后在拉紧状态下进行热定型使取向的大分子结构固定下来；最后经冷却及后续处理便可制得理想的塑料薄膜。

双向拉伸薄膜生产设备与工艺

双向拉伸薄膜的生产设备与工艺，以聚酯（PET）为例简述如下：

配料与混合

普通聚酯薄膜所使用的原料主要是有光PET切片和母料切片。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。聚酯薄膜一般采用一定含量的含硅母料切片与有光切片配用，其作用是通过二氧化硅微粒在薄膜中的分布，增加薄膜表面微观上的粗糙度，使收卷时薄膜之间可容纳少量的空气，以防止薄膜粘连。

有光切片与一定比例的母料切片通过计量混合机混合后进入下一工序。

结晶和干燥

对有吸湿倾向的高聚物，例如PET、PA、PC等，在进行双向拉伸之前，须先进行予结晶和干燥处理。一是提高聚合物的软化点，避免其在干燥和熔融挤出过程中树脂粒子互相粘连、结块；二是去除树脂中水分，防止含有酯基的聚合物在熔融挤出过程中发生水解降解和产生气泡。

PET的予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。

予结晶和干燥温度在150-170℃左右，干燥时间约3.5-4小时。干燥后的PET切片湿含量要求控制在50ppm以下。

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。

1熔融挤出机

经过结晶和干燥处理的PET切片进入单螺杆挤出机进行加热熔融塑化。为了保证PET切片塑化良好、挤出熔体压力稳定，螺杆的结构非常重要。除对长径比、压缩比、各功能段均有一定要求外，还特别要求是屏障型螺杆，因为这种结构的螺杆具有以下几个特点：

1）有利于挤出物料的良好塑化。

2）有利于挤出机出口物料温度均匀一致。

3）挤出机出料稳定。

4）排气性能好。

5）有利于提高挤出能力。

若挤出量不是太大，推荐选用排气式双螺杆挤出机。排气挤出机有两个排气口与两套抽真空系统相连接，具有很好的抽排气、除湿功能，可将物料中所含的水分及低聚物抽走，可以省去复杂的预结晶/干燥系统，既节省投资又可降低运行成本。

挤出机温度设定，从加料口到机头约为210℃-280℃左右。

2熔体计量泵

熔体计量通过高精度的齿轮泵来实现。计量泵的作用是保证向模头提供的熔体具有足够而稳定的压力，以克服熔体通过过滤器时的阻力，实现薄膜厚度的均匀性。计量泵通常采用斜的二齿轮泵，为了进一步提高计量精度，也有的选用三齿轮泵。因为三齿轮泵比二齿轮泵脉冲小，其泵出量的波动也小。计量泵的加热温度在270℃-280℃。

3熔体过滤器

为了去除熔体中可能存在的杂质、凝胶粒子、鱼眼等异物，常在熔体管线上计量泵的前后各安装一只过滤器。PET薄膜生产线通常采用碟状过滤器，其材料为不锈钢网与不锈钢烧结毡组合而成。不锈钢碟片的尺寸为Φ12英寸，过滤网孔径一般在10-30μ。过滤器加热温度控制在275-285℃。

4熔体管

熔体管的作用是将挤出机、计量泵、过滤器等与模头连接起来，让熔体从中通过。要求熔体管内壁高度光洁且无死角，熔体管串连起来的长度应尽量短，以免熔体在其中滞流、停留时间过长而产生降解。

来自挤出机的熔体进入熔体管后，分别流经粗过滤器、计量泵、精过滤器后进入模头。如是三层共挤生产线，在模头上方还配置一个熔体分配器。过滤器、计量泵和熔体管等可以用电加热，也可用导热油夹套加热。熔体管加热温度控制在275-285℃。

5静态混合器

熔体流过熔体管时，沿着管壁的熔体温度与熔体中心的温度有较大的温差，为使进入模头的熔体温度均匀一致，以保证模头出料均匀，须在熔体管连接模头的一端内部安装若干组静态混合器，熔体流过静态混合器时，会自动产生分-合-分-合的混合作用，从而达到熔体温度均匀化的目的。

铸片系统

铸片系统主要包括模头、急冷辊和铸片贴附装置等。

1模头：是流延铸片的关键，它直接决定铸片的外形和厚度的均匀性。PET常采用衣架型长缝模头，模头开度通过若干个带有加热线圈的推/拉式差动螺栓进行初调，并通过在线测厚仪的自动测厚、反馈给模头的加热螺栓进行模唇开度的微调。模头温度控制在275℃左右。

2急冷辊（铸片辊、俗称冷鼓）：是将流出模头呈粘流态的PET熔体在匀速转动的急冷辊上快速冷却至其玻璃化温度以下而形成玻璃态的厚度均匀的铸片。急冷的目的是使厚片成无定型结构，尽量减少其结晶，以免对下道拉伸工序产生不良影响。为此，对铸片辊要求：一是其表面温度要均匀、冷却效果要好；二是要求急冷辊转速均匀而稳定。铸片辊内通30℃左右的冷却水，以保证铸片冷至60℃以下。

3静电吸附装置：其作用是使铸片与急冷辊能紧密接触，防止急冷辊转动时卷入空气，以保证传热-冷却效果。静电吸附装置由金属丝电极、高压发生器及电极收放力矩电机等组成。其工作原理是利用高压发生器产生的数千伏的直流电压，使电极丝、铸片辊分别变成负极和正极（铸片辊接地），铸片在此高压静电场中因静电感应而带上与铸片辊极性相反的静电荷，在异性相吸的作用下，铸片与急冷辊表面紧密吸附在一起，达到排除空气和良好传热的目的。

对非极性高聚物如PP，采用静电吸附的效果不及具有极性的PET，故BOPP双拉生产线铸片时，通常采用气刀法贴附。

纵向拉伸（MDO）

纵向拉伸是将来自铸片机的厚片在加热状态下进行一定倍数的纵向拉伸。纵向拉伸机由预热辊、拉伸辊、冷却辊、张力辊和橡胶压辊、红外加热管、加热机组及驱动装置等组成。

预热辊：一般有8只，辊筒表面镀铬，一字形排列，温度60℃-80℃。

拉伸辊：如是单点拉伸，有一只慢拉辊、一只快拉辊，表面镀铬。慢拉辊温度80℃-85℃，快拉辊温度30℃。

冷却辊：一般有4只，辊筒表面镀铬，一字形排列，温度30℃、50℃。

张力辊：二只，分别位于第一个予热辊和第四个冷却辊的上方。