平面双向拉伸BOPET薄膜的生产线,几乎拥有双向拉伸生产方法中所有的生产设备。与其他薄膜生产线相比,平面双向拉伸BOPET薄膜的生产设备有许多特殊要求。下面着重介绍BOPET薄膜生产设备的突出特点。
1.原料干燥设备
PET是一种易水解的结晶聚合物,除非铸片是利用排气挤出法,否则,在生产之前,所有的原料(包括回收料)都必须进行充分的干燥处理。
干燥的方式有真空转鼓干燥和气流干燥两种。不同BOPET薄膜生产线干燥设备的主要区别在于空气除湿方法、各设备的连接方式和生产能力、设备内部的具体结构等。
在干燥设备中,进入干燥器的空气要经过严格的除湿处理;物料进入预干燥器时必须具有强烈的搅动作用(气流或机械搅拌),防止物料结块;物料在干燥器中停留时间较长(2~3h),干燥温度较高(150~185℃)。
2.挤出-铸片系统
BOPET薄膜生产线的挤出机一般使用粒状物料,加料斗比较简单。由于干燥后物料的温度为150~180℃,所以料斗的外面必须具有良好的保温层,防止热量散失,提高生产能力。
目前市场上使用的BOPET薄膜以单层为主,即只使用一台挤出机制作片材。挤出机的螺杆大多数是分离型的螺杆。由于PET为结晶型材料,熔程较窄,易降解,因此,挤出机螺杆的加料段略长,压缩段可以适当缩小。如生产幅宽为1.5m的PET双向拉伸膜所用的挤出机螺杆直径为90mm,长径比为25,压缩比为3。挤出机最高加热温度为290℃,温度控制精度要求较高,在±1℃以内,并要避免熔体流道中存在死角。
BOPET薄膜生产线一般采用两级过滤,粗过滤器的滤网孔径为20~60μm,精过滤器的孔径为10~30μm。过滤网孔径的大小取决于薄膜的用途,在生产电容薄膜、磁带带基等薄膜时,精过滤器滤网孔径较小;生产包装用的薄膜时,精过滤器的孔径较大,为20~30μm。过滤元件均为碟片式。过滤网面积需要满足生产线连续生产10d以上。
在过滤器的前后装有测压传感器,并以计量泵之前的压力传感器作为压力反馈控制系统的传感器,控制高精度计量泵或挤出机螺杆的转速,其目的是减小机头压力波动,这是提高薄膜厚度均匀性和成膜性的基本条件之一。
生产PET薄膜的机头目前大都使用T形衣架递减式自动控制机头。PET铸片的厚度调节主要取决于模唇间隙,其次是铸片辊的线速度。在调节模唇间隙(开度)时,先用手工调节机头上的差动螺栓,一般差动螺栓有螺距为2.0mm的外螺纹和螺距为1.75mm的内螺纹,螺栓每转一周,机头开度便增加或减小2.0-1.75mm=0.25mm,这是模唇开度的粗调。模唇开度的微调是靠薄膜在线测厚仪的扫描检测信号,自动反馈至机头通过控制推拉螺栓来控制加热功率,使之产生细微的伸长或收缩而达到微调的目的。机头加热温度的控制精度、机头内腔的表面粗糙度及加工精度的要求都十分高,而且机头内腔不允许有死角,不需要镀铬,唇口为直角,不能有损伤,安装时要调好机头对冷辊的倾斜角度,避免挤出的片材出现纵向条纹。(www.xing528.com)
冷却系统采用一个高精度、大直径的冷却辊进行单面冷却,在低速(冷辊线速度<85m/min)生产时,一般使用静电附片法使挤出熔体紧贴冷辊。高速(>90m/min)生产时,除了需要改进静电附片装置外,最好再增加一个真空箱,或改用真空附片法,进一步提高附片能力。当生产较厚的薄膜时,除了使用静电附片装置外,还需要使用风箱或另一个冷却辊进行双面冷却。
PET的熔体粘度较低,铸片时对冷却辊的加工精度和运行精度要求也十分高。
3.拉伸设备
BOPET薄膜的纵向拉伸是以大间隙单点或两点拉伸法为主。在拉伸区装有红外加热器作为辅助加热装置。纵向拉伸机设有预热、拉伸、定型、冷却四个区域。传动系统不但有快速、慢速之分,而且预热和定型区域内各辊的相对速度还可以根据工艺需要进行微小调节。
在高速BOPET薄膜生产线中,纵向拉伸机最后几个预热辊的辊面需要喷涂聚四氟乙烯或陶瓷,防止片材在高温下粘辊。拉伸冷却之后则可以采用镀铬金属辊。
在横向拉伸机内,由于拉伸、定型、冷却三个区域的加热温度相差很大(拉伸区最高温度约120℃,定型区最高温度为240℃,冷却区温度约为60℃)。因此,在BOPET薄膜横向拉伸机定型区的前后位置,必须各设一个无加热的缓冲段,避免定型段的高温影响相邻区域。此外,高于200℃的定型温度对夹具、链条也有影响,在设计BOPET薄膜拉幅机时需要充分考虑夹具冷却的问题。链条、夹具冷却一般是在链条的回轨处进行的,多数是采用冷风进行强制冷却的方式。
横向拉伸机的链条是在高温、高速下连续运行的,生产过程中要求夹具运行平稳、自如。因此,必须保证链条润滑充分,同时还要避免润滑油污染薄膜。
横向拉伸机各功能区域的长度与薄膜生产速度有关。拉伸速度>150m/min的拉伸机,拉伸段、热定型段、冷却段的长度都要适当加长。
4.废料回收
BOPET的废料只要是洁净、可以重新利用的,都应采用粉碎挤出造粒或团粒法进行回收。脏料、降解较大的废料采用化学回收法回收利用。
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