双向拉伸聚酯薄膜(BOPET)生产工艺技术(5)——聚酯厚片的铸造

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第1 9卷第 2期2 o _3 0 6I )

聚酯工业P le t rI d sr oy se n u t y

Vo . 9 N . 11 o 2 Ma .2 o r o 6

双向拉伸聚酯薄膜 ( O E生产工艺技术 ( ) B P T) 5聚酯厚片的铸造——

杨始垄(中山大学高分子研究所，广东广州 507 ) 125中圈分类号：Q2 .1 r . 334文献标tg , hC q文章编号： 0- 6 (060- 5 - 1 8 2120 )20 90 0 8 0 3

1铸造厚片 (厚膜片 )品质要求的通过生产实践和实验，对厚片品质要求是：①厚

大的影响，即厚片结构的横向分布是否均匀和符合要求则不一定了，而厚片的结构均匀和符合要求是影响成膜和膜品质的关键之一。 ④熔体出模唇口后，在冷却鼓 (急冷辊 )的牵动

片的横截面对称，符合要求；②无纵向条道和横向 “水波纹”③结晶度小于 3愈低愈好，;%,且均匀分布；④有一定的预拉伸量，以保证纵向有较好的韧性， 8用 O℃以上热水作收缩测定，收缩在 ( 2~

下，被作了一定的拉伸，拉伸的程度随冷却鼓线速度( ) 与挤出速度 ( )比(/,增加而增加， 之 I) z此时分子链被拉伸的多少，以及分子链在模唇口内受剪切而被拉伸的多少，决定着厚片的预拉伸程度。

3%, )且沿横向分布均匀或对称。⑤无气泡、麻点等缺陷，光洁度好。

冷却鼓线速度与挤出速度之比，依薄膜厚度来调，厚的小一些，的大一些，如 10 m的为 4薄例 0;

2厚片熔体膜的成型经挤出机熔融塑化均匀的树脂熔体，经计量泵挤压到机头，借助机头内分流梭 (衣架型模头)将，熔体均匀分配到模唇各点，挤出形成熔体膜。 机头的类型：鱼尾型、、 T型衣架型。

20岬的为 2 0。若达到 2, O则机夹会出现振动。 以上分析表明，作为好的工艺技术和设备，便是在生产中基本上不用去调动。

关于纵向条道问题：形成的原因是模唇口内有堵物，或模唇口粘污(发物沉积氧化形成)挥。可采

模唇宽度的调节：手动、膨胀螺丝。

用导流条技术以减少纵向条道。

熔体模唇流出的流变分析：将模唇沿长度①(向)模分成个单元，各单元的熔体流出量 ( Q d)

3熔体膜在冷却鼓表面冷却过程如图 1所示，

熔体膜一边贴冷却鼓，另一边接触

与挤出压力( ) P等参数关系为d ( x r Q= c )// l。

空气 (或水介质等)即有 2个传热面，,分别有各自的传热过程和相应的传热系数。

式中：为模唇长，为模唇宽度， 叼为熔体黏度， 即挤出量与模唇宽的二次方成正比，稍微调一点便变化很多，温度的影响是通过田表现出来，生产中主

数 I度： 0

要通过调来控制厚片厚度的均匀 (公差 )。

②熔体在模唇 I流动时受到剪切力作用，: 1使聚酯分子链拉长，这是造成挤出膨大的原因，挤出膨大

的大小与熔体黏度(分子质量、温度决定 )和模唇高有关， 2这个因素相同时，与及 P有关，小， 熔体受剪切力作用大，分子链被拉长程度增加。③d Q稳定，沿模唇口长分布符合设定要求，通

厚

固 1熔体膜在冷却鼓贴 l时的传热景

首先看贴冷却鼓面的传热，传热的快慢除决定过调是可做到，但调动导致的剪切作用的变还决定于贴紧程度，贴紧程度不同时，实化，由此带来的分子链伸长和表现出的挤出膨予温差外，以及际的传热面积是不同的。或者说热传导系数是不同收稿日期：0 5 30。 2 0 - -3 0

作者筒介：杨始垫(96)男， 13.。广东人，教授。事聚酯方面的研究。从

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聚酯工业的，此时的传热可看成是树脂对金属 (基本上恒定在一个温度)的传热。

第 1卷 9

考虑到厚片在冷却鼓上冷却时，是不断变化△

的，而且从两面传热，传热的厚度实际也不断改变，因此做简易的估算的话， L可为厚度的一半 ( . 5 0 0

其次，空气面的传热，除传导热外，还得考虑空气的对流及空气中水分的作用。 厚片两表面和中心温度的变化，可用图 2表示， 实际的变化可依据 P T树脂的比热，片的厚度 E厚(物料的量 )以及导热系数进行计算。P T的导热系数：. 58 1 J (a s o) E 14 × 0/e -。 0 r c P T的定压质量热容： E

e, 0 10℃, m) A为 6计算传热冷却的时间 t:一

:

一

Q竺 ( 2:

6

1 4/ m .℃×1c . lJ c s. m2×1 0℃一 6

即 1 m厚度的厚片在冷却鼓应停留约 6 5s m .。

对于 l n 直径的冷却鼓，

r每分种容许转 9次来计，每转一次出厚片 2r左右， lmn可出厚度为 n则 i l m的厚片约 2,就是说生产 10pn的薄 m 0r也 n 0, r

c= .8[ B] Jk 。 4 14 A+ T k g K/ .依 P T的状态， A, E所处温度范围而异。如表1所示， 20— 7取 9 20℃,0 20℃的 A计算， 10— 0。

膜，其车速可高至 6 左右。 0r n

分别得到 c(9 20℃) 2 6 J I一 ( 20— 7= .9k g K用 (2 0℃ ) 8。

4厚片在冷却鼓表面贴附【附膜 )的效果与传热效果上面的简略分析是基于厚片完全紧贴和空气温

c( 0 2 0℃ )=2 6 J-( - ( 10— 0 . 9 k I~ K用 g10℃ ) 5。

度一直保持低的温度条件下分析的，事实上由于厚片(熔体膜)贴到冷却鼓时往往会带进一些空气，造成厚片与冷却鼓面之间存在一层空气层，而此空气层的导热性是很低的，再有当熔体膜表面贴鼓而冷口空0

却变硬的话，将导致从冷却鼓表面脱离，从而使传热效果更差。为此须设法让厚片能紧贴冷却鼓表面，

能沿横向一线地同时接触冷却鼓表面，否则冷却效果将达不到要求，结晶度等沿横向的均匀性也达不图 2厚片冷却时温度的变化

到要求。

提高附膜效果，即减小空气层的厚度 (气隙厚表 1比热窖计算用的A。 B值

度)有如下几条途径：

①提高冷却鼓温度，使厚片表面处于软的状态下贴紧，控制厚片熔体膜与冷却鼓面的夹角，使有利于排出尽量多的空气； ②静电吸附； ③真空附膜； ④“气刀”附膜。4 1关于静电吸附的原理 .

即从熔体到玻璃化温度的温度范围，E P T的 c。基本上为 27J g . -~ K一。 设厚片厚度 l m, c l m的厚片质量为0 1, m .3g

P T是极性高分子材料， E其酯基有一定的偶极

距，在直流电场作用下会进行取向，从而在厚片的厚度方向构成反电场，如图 3所示。 关于静电吸附技术的几个问题：

从 25℃降到 7 7 5℃,总下降 20℃, 0须传走的热为6 2 J 0. 。

①通常冷却鼓是接负极，但有人建议冷却转鼓正极，为什么？防止电解沉积，防止放电，因树脂中 含有离子，在直流电场作用下，除产生电荷积累而形成界面极

化外，若冷却鼓接负极。金属离子会与之电荷中和而电解沉积及放电。

P T的导热系数的定义为 EK=( Q d) ( Od ) d/t/ d/x或 K;Q / ) I t。

式中： Q为传的热； L为厚度； A为传热(试样)面积； t为时间； O A为温度梯度。因此： t=Q- 厶 I V K 。

②采用静电吸附技术后，冷却转鼓温度可相应适当降低。

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第 2期

杨始垫：双向拉伸聚酯薄膜( O E )产工艺技术( ) B P T 5

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③静电吸附电压，一般是电压高，效果增加， 因为它使空气气隙小，图4如所示，同时其效果还与车速有关。眦

此外，他们改线为带，既增大电场的均匀性，又防止了线的下垂造成的电场不均匀，同时还延长了电场

对熔体的作用时间，加上用气流清除可能沉积的低分子物等，所以静电吸附的效果得到很大的提高。 ⑥树脂对静电吸附效果相关。 4 2真空附膜原理 .真空附膜原理是在熔体膜与冷却转鼓面之间造

成负压，然后凭借大气压力把熔体膜紧压在冷却鼓面，同时把气隙中空气排除，显然负压越大(剩余压力越低)附膜效果愈好。 由于采用静电吸附和/或真空附膜等技术，对熔

体膜(厚片)紧紧贴于冷却转鼓已有保证，以可以进所一

步降低冷却鼓的温度，从而又加强了冷却的效能。

瓣鞍蕞啦

5双面冷却和强化冷却的技术以上讨论的只是着眼于通过冷却鼓面如何加强冷却效果的问题，基本上属单面冷却的技术。对于生产厚型膜，开发了多种强化冷却的技术，这些技而空气气隙

术在于加速空气面(非贴冷却转鼓面 )的冷却，故又称为双面冷却。

趣制

双面冷却技术，目前采用的主要有风冷和水冷， 如图5所示。

冷空气

静电吸附电压

圈4传热-空气气隙.静电吸附电压关系示意圈冷风冷却

④保持电压的均匀和稳定是至关重要的。由于 P T树脂热降解形成一些低分子产物，:甲酸 E如苯二乙二醇酯、环状三聚体 (熔点 36℃ )苯甲酸等， l、会沉积到静电吸附的电极线上，使局部或一段的位置

形成绝缘层，在这个地方的电压将比设定的低，导致电场不均匀，对此，提出了不少改进静电吸附的技术专利，加热到 30℃的技术，如： 2不断更换技术，以及近年 D T公司提出的

吸气排技术等。 M ⑤D公司对静电吸附改进技术的依据。据 m’上面的讨论可知：电场的均匀和稳定很重要，要做到水冷却

圈 5双面冷却 (风冷、水冷 )技术示意图

这点，除电压不允许波动(因为有波动时，实际上便对熔体膜有一个反方向电场的作用 )不允许电极，线沾污或局部损伤外，电极线与冷却鼓轴线之间的平行与否也非常重要，它关系到熔体膜沿横向来看是否能同时地吸附到冷却鼓表面的问题，即是沿也

也有采用双冷却转鼓做双面冷却的技术，多但 用于聚丙烯。空气冷却也可以采用气刀式，它还兼有压紧的作用。 应指出，各方法均有其适用的范围，应根据生产的聚酯薄膜的品种、规格而采用，或单一地用冷却鼓冷却，或几种方法组合可取长补短，不论如何，目的个，便是提高冷却效果，出品质好的厚片。制一

横向能否均匀，同时进行冷却的问题。D T公司对 M静电吸附技术的改进便是考虑了这些方面的结果，