本發(fā)明屬于薄膜生產(chǎn)領(lǐng)域,涉及一種聚酯薄膜生產(chǎn)工藝,特別涉及一種使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù):
雙向拉伸聚酯薄膜(BOPET)是一種綜合性能優(yōu)良的高分子薄膜材料,BOPET具有機械強度高、剛性好、韌性強,電絕緣性能優(yōu)良,透明、光澤度高,無毒、無臭、無味,耐磨、耐折疊、耐針孔和抗撕裂等特點。其拉伸強度是PC膜、尼龍膜的3倍,沖擊強度是BOPP膜的3-5倍。BOPET具有良好的耐熱性,可進行真空鍍鋁,表面涂布功能性涂層材料,從而提高其熱封性、阻隔性、印刷性能和具備一些特殊的光學性能等。BOPET還具有優(yōu)異的耐蒸煮性、耐低溫冷凍性,良好的耐油性和耐化學品性等,除了硝基苯、氯仿、苯甲醇外,大多數(shù)化學品都不能使它溶解。此外,BOPET還具有其他類型的包裝薄膜不可比擬的氣體阻隔性能,可有效延長被包裝物的保存期限。BOPET因其優(yōu)異的物化性能被廣泛應(yīng)用于包裝材料、磁記錄、感光材料、電子、電氣絕緣、工業(yè)用膜、裝飾裝潢等領(lǐng)域。
BOPET是以聚酯切片為主要原料,經(jīng)干燥、熔融、擠出、鑄片、雙向拉伸、熱定型、收卷、分切而制成。常見的BOPET生產(chǎn)工藝如圖1所示,包括反應(yīng)釜、擠出機Ⅰ和擠出機Ⅱ,熔體經(jīng)反應(yīng)釜、擠出機Ⅰ和擠出機Ⅱ擠出后經(jīng)過各自獨立的輸送管道進入ABC型配料塊中,ABC型配料塊為3層配料塊,分為上層A、中層B和下層C,擠出機Ⅰ中的熔體進入上層A,反應(yīng)釜中的熔體進入中層B,擠出機Ⅱ中的熔體進入下層C,最后熔體從ABC型配料塊流出后進入模頭。
然而BOPET在生產(chǎn)過程中因為破膜、邊料回收、輔收的鑄片及廢膜進行回收造粒,產(chǎn)生了大量的回收料,在一定程度上增加了生產(chǎn)成本,造成了資源浪費。在擠出機Ⅰ和擠出機Ⅱ中直接添加回收料會直接影響聚酯薄膜的性能,對產(chǎn)品的質(zhì)量造成不良影響,在反應(yīng)釜中添加回收料容易降低熔體品質(zhì),且只能回收邊料。目前,針對該問題的主要解決辦法為額外增加一臺擠出機并配置相應(yīng)的熔體管線將回收料加入到聚酯中,雖然能夠利用回收料,但是增加擠出機、配置管線成本較高。
綜上所述,如何在滿足生產(chǎn)需要的情況下高效、低成本的使用回收料成為聚酯薄膜生產(chǎn)加工研究的重點。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于針對上述問題,在保證聚酯薄膜產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,設(shè)計一種高效、低成本使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝。
為達到上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝,包括如下的工藝流程:
配料混合→熔融擠出→熔體分層分流→流延鑄片→縱向拉伸→橫向拉伸→牽引收卷→分切;
所述熔融擠出是指聚酯熔體分別從反應(yīng)釜和擠出機中擠出,其中,擠出機包括擠出機Ⅰ和擠出機Ⅱ;反應(yīng)釜中擠出的熔體為酯化縮聚反應(yīng)制得的聚酯熔體,擠出機Ⅰ中擠出的熔體為聚酯膜級切片或母粒的熔體,擠出機Ⅱ中擠出的熔體為聚酯回收料的熔體,聚酯熔體從反應(yīng)釜和擠出機中擠出的溫度相同;
所述熔體分層分流在配料塊中進行,所述配料塊內(nèi)部空間被分為5層,自上而下分別為上表層、上淺表層、中間層、下淺表層和下表層;
所述配料塊的溫度與熔體的溫度相同,所述擠出機Ⅰ中擠出的熔體分別進入所述配料塊的上表層和下表層,所述反應(yīng)釜中擠出的熔體分別進入所述配料塊的上淺表層和下淺表層,所述擠出機Ⅱ中擠出的熔體進入所述配料塊的中間層;
所述配料塊內(nèi)有適配器,將聚酯熔體分配到配料塊的各層,所述適配器內(nèi)壁全無死角拋光,并且熔體通過適配器時,由熔體泵提供穩(wěn)定的壓力,保證不產(chǎn)生滯留。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案:
如上所述的一種使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝,聚酯熔體從反應(yīng)釜中擠出的速率為1500~4000kg/h,聚酯熔體從擠出機中擠出的速率為170~1000kg/h,熔體的溫度為270~280℃。
如上所述的一種使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝,所述聚酯膜級切片為聚對苯二甲酸乙二醇酯切片,所述母粒為含有二氧化硅的聚對苯二甲酸乙二醇酯切片。
如上所述的一種使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝,所述聚酯回收料為破膜、邊料、輔收的鑄片或廢膜通過回收造粒系統(tǒng)生產(chǎn)的物料,所述回收料的成分為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
如上所述的一種使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝,所述流延鑄片是指熔體通過配料塊分層分流后匯合進入模頭,從模頭擠出后流延到流延輥上冷卻形成薄膜,所述模頭的溫度為225~275℃。
如上所述的一種使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝,所述縱向拉伸的拉伸溫度為115~130℃,拉伸倍數(shù)為4.15~4.45,所述橫向拉伸的拉伸溫度為225~240℃,拉伸倍數(shù)為3.5~3.9。
如上所述的一種使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝,采用所述使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝最終制得的聚酯薄膜的厚度為6~25um,彈性模量≥4000MPa,縱向拉伸強度≥220MPa,橫向拉伸強度≥210MPa,斷裂伸長率≥100%,光澤度≥120%,霧度≤3.0。
本發(fā)明將聚酯薄膜生產(chǎn)過程中原來的ABC型3層配料塊改造為ABRBA型5層配料塊,并將擠出機Ⅰ和擠出機Ⅱ中的熔體進入配料塊的方式進行調(diào)整,由原來的擠出機Ⅰ與ABC型配料塊的上層連通改為擠出機Ⅰ與ABRBA型配料塊的上表層和下表層同時連通,由原來的反應(yīng)釜與ABC型配料塊的中間層連通改為與ABRBA型配料塊的上淺表層和下淺表層連通,由原來的擠出機Ⅱ與ABC型配料塊的下層連通改為擠出機Ⅱ與ABRBA型配料塊的中間層連通。聚酯薄膜原生產(chǎn)工藝中使用回收料困難的原因是將回收料直接通過擠出機Ⅰ或擠出機Ⅱ加入時,回收料最終作為聚酯薄膜的表層成分,會影響聚酯薄膜的性能,降低薄膜的質(zhì)量,且回收料無法直接通過反應(yīng)釜加入,而通過額外增加一臺擠出機并配置相應(yīng)的熔體管線將回收料加入到聚酯中,雖然能夠利用回收料,但是存在增加擠出機、配置管線成本較高的問題。
本發(fā)明采用ABRBA型配料塊通過多層共擠出方式制備聚酯膜,制得的聚酯膜為五層復合膜,具有對稱結(jié)構(gòu),自上而下依次為支撐層、粘結(jié)層、阻隔層、粘結(jié)層、支撐層,阻隔層處于共擠膜中間層,兩面均有支撐層保護;支撐層有兩個作用,一面用于熱封閉,稱之為熱封層,一面用于印刷,稱印刷層,支撐層要求有良好的機械強度、熱封性、阻隔性、透明性和印刷性;粘結(jié)層有兩層,一層粘住阻隔層和熱封層,另一層粘住阻隔層和印刷層,其厚度取決于粘結(jié)強度,粘結(jié)強度不夠共擠膜就會脫層,嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明將回收料作為阻隔層的成分,阻隔層受到支撐層和粘結(jié)層的保護,減少了由于添加回收料造成的產(chǎn)品性能的降低,克服了傳統(tǒng)方式由于將回收料直接通過擠出機Ⅰ或擠出機Ⅱ加入導致聚酯薄膜質(zhì)量降低嚴重的問題;聚酯膜中的粘結(jié)層要求具有較高的粘結(jié)強度,本發(fā)明中的粘結(jié)層成分為反應(yīng)釜直接提供的聚酯,不含有回收料,使得粘結(jié)強度能夠滿足粘結(jié)需求;聚酯膜中的支撐層要求具有良好的機械強度,本發(fā)明中支撐層的成分為膜級切片或母粒,不含有回收料,使得支撐層的強度能夠達到要求,同時當聚酯膜需要特定功能時,支撐層作為聚酯膜的外表層對聚酯膜的功能性影響最大,本發(fā)明通過使用母粒加工聚酯膜的支撐層,實現(xiàn)了聚酯膜的功能化加工。有益效果:
1)本發(fā)明工藝簡單,改造成本較低,容易實現(xiàn);
2)本發(fā)明采用ABRBA型5層配料塊,克服了已知技術(shù)中ABC型3層配料塊沒有使用回收料的結(jié)構(gòu)導致改造成本較高的問題,同時本發(fā)明的ABRBA型配料塊能夠有效保證熔體不在配料塊中產(chǎn)生滯留,避免熔體降解等問題的產(chǎn)生;
3)本發(fā)明能夠高效使用多種回收料,降低了生產(chǎn)成本,避免了不必要的浪費;
4)本發(fā)明中擠出機Ⅱ除回收料,也可添加膜級切片或母粒,本工藝即可用于生產(chǎn)添加回收料的聚酯薄膜,也可用于生產(chǎn)正常的聚酯薄膜,一機多用,提高了生產(chǎn)效率;
5)本發(fā)明中回收料通過擠出機Ⅱ進入配料塊的中間層,在聚酯薄膜中回收料也位于中間層,因此降低了回收料的加入對聚酯薄膜產(chǎn)生的不利影響,使得制備的聚酯薄膜品質(zhì)良好。
附圖說明
圖1為常用聚酯薄膜生產(chǎn)工藝部分流程圖;
圖2為本發(fā)明使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝部分流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式,進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解,這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解,在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改,這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
實施例1
一種使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝,如圖2所示,包括如下的工藝流程:
配料混合→熔融擠出→熔體分層分流→流延鑄片→縱向拉伸→橫向拉伸→牽引收卷→分切;
熔融擠出是指聚酯熔體分別從反應(yīng)釜和擠出機中擠出,聚酯熔體從反應(yīng)釜中擠出的速率為1500kg/h,聚酯熔體從擠出機中擠出的速率為170kg/h,熔體的溫度為270℃,其中,擠出機包括擠出機Ⅰ和擠出機Ⅱ;反應(yīng)釜中擠出的熔體為酯化縮聚反應(yīng)制得的聚酯熔體,擠出機Ⅰ中擠出的熔體為聚對苯二甲酸乙二醇酯切片的熔體,擠出機Ⅱ中擠出的熔體為聚酯回收料的熔體,聚酯回收料為破膜通過回收造粒系統(tǒng)生產(chǎn)的物料,回收料的成分為聚對苯二甲酸乙二醇酯,聚酯熔體從反應(yīng)釜和擠出機中擠出的溫度相同;
熔體分層分流在配料塊中進行,配料塊內(nèi)部空間被分為5層,自上而下分別為上表層、上淺表層、中間層、下淺表層和下表層;
配料塊的溫度與熔體的溫度相同,擠出機Ⅰ中擠出的熔體分別進入配料塊的上表層和下表層,反應(yīng)釜中擠出的熔體分別進入配料塊的上淺表層和下淺表層,擠出機Ⅱ中擠出的熔體進入所述配料塊的中間層;
流延鑄片是指熔體通過配料塊分層分流后匯合進入模頭,從模頭擠出后流延到流延輥上冷卻形成薄膜,所述模頭的溫度為225℃;
縱向拉伸的拉伸溫度為115℃,拉伸倍數(shù)為4.15,橫向拉伸的拉伸溫度為225℃,拉伸倍數(shù)為3.5。
采用使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝最終制得的聚酯薄膜的厚度為25um,彈性模量為4000MPa,縱向拉伸強度為220MPa,橫向拉伸強度為210MPa,斷裂伸長率為100%,光澤度為120%,霧度為3.0。
實施例2
一種使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝,包括如下的工藝流程:
配料混合→熔融擠出→熔體分層分流→流延鑄片→縱向拉伸→橫向拉伸→牽引收卷→分切;
熔融擠出是指聚酯熔體分別從反應(yīng)釜和擠出機中擠出,聚酯熔體從反應(yīng)釜中擠出的速率為2200kg/h,聚酯熔體從擠出機中擠出的速率為300kg/h,熔體的溫度為272℃,其中,擠出機包括擠出機Ⅰ和擠出機Ⅱ;反應(yīng)釜中擠出的熔體為酯化縮聚反應(yīng)制得的聚酯熔體,擠出機Ⅰ中擠出的熔體為含有二氧化硅的聚對苯二甲酸乙二醇酯切片的熔體,擠出機Ⅱ中擠出的熔體為聚酯回收料的熔體,聚酯回收料為邊料通過回收造粒系統(tǒng)生產(chǎn)的物料,回收料的成分為聚對苯二甲酸乙二醇酯,聚酯熔體從反應(yīng)釜和擠出機中擠出的溫度相同;
熔體分層分流在配料塊中進行,配料塊內(nèi)部空間被分為5層,自上而下分別為上表層、上淺表層、中間層、下淺表層和下表層;
配料塊的溫度與熔體的溫度相同,擠出機Ⅰ中擠出的熔體分別進入配料塊的上表層和下表層,反應(yīng)釜中擠出的熔體分別進入配料塊的上淺表層和下淺表層,擠出機Ⅱ中擠出的熔體進入所述配料塊的中間層;
流延鑄片是指熔體通過配料塊分層分流后匯合進入模頭,從模頭擠出后流延到流延輥上冷卻形成薄膜,所述模頭的溫度為235℃;
縱向拉伸的拉伸溫度為118℃,拉伸倍數(shù)為4.20,橫向拉伸的拉伸溫度為228℃,拉伸倍數(shù)為3.6。
采用使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝最終制得的聚酯薄膜的厚度為20um,彈性模量為4200MPa,縱向拉伸強度為230MPa,橫向拉伸強度為212MPa,斷裂伸長率為108%,光澤度為128%,霧度為2.8。
實施例3
一種使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝,包括如下的工藝流程:
配料混合→熔融擠出→熔體分層分流→流延鑄片→縱向拉伸→橫向拉伸→牽引收卷→分切;
熔融擠出是指聚酯熔體分別從反應(yīng)釜和擠出機中擠出,聚酯熔體從反應(yīng)釜中擠出的速率為3150kg/h,聚酯熔體從擠出機中擠出的速率為550kg/h,熔體的溫度為275℃,其中,擠出機包括擠出機Ⅰ和擠出機Ⅱ;反應(yīng)釜中擠出的熔體為酯化縮聚反應(yīng)制得的聚酯熔體,擠出機Ⅰ中擠出的熔體為聚對苯二甲酸乙二醇酯切片的熔體,擠出機Ⅱ中擠出的熔體為聚酯回收料的熔體,聚酯回收料為輔收的鑄片通過回收造粒系統(tǒng)生產(chǎn)的物料,回收料的成分為聚對苯二甲酸乙二醇酯,聚酯熔體從反應(yīng)釜和擠出機中擠出的溫度相同;
熔體分層分流在配料塊中進行,配料塊內(nèi)部空間被分為5層,自上而下分別為上表層、上淺表層、中間層、下淺表層和下表層;
配料塊的溫度與熔體的溫度相同,擠出機Ⅰ中擠出的熔體分別進入配料塊的上表層和下表層,反應(yīng)釜中擠出的熔體分別進入配料塊的上淺表層和下淺表層,擠出機Ⅱ中擠出的熔體進入所述配料塊的中間層;
流延鑄片是指熔體通過配料塊分層分流后匯合進入模頭,從模頭擠出后流延到流延輥上冷卻形成薄膜,所述模頭的溫度為255℃;
縱向拉伸的拉伸溫度為120℃,拉伸倍數(shù)為4.25,橫向拉伸的拉伸溫度為230℃,拉伸倍數(shù)為3.7。
采用使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝最終制得的聚酯薄膜的厚度為15um,彈性模量為4350MPa,縱向拉伸強度為238MPa,橫向拉伸強度為222MPa,斷裂伸長率為116%,光澤度為135%,霧度為2.7。
實施例4
一種使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝,包括如下的工藝流程:
配料混合→熔融擠出→熔體分層分流→流延鑄片→縱向拉伸→橫向拉伸→牽引收卷→分切;
熔融擠出是指聚酯熔體分別從反應(yīng)釜和擠出機中擠出,聚酯熔體從反應(yīng)釜中擠出的速率為3800kg/h,聚酯熔體從擠出機中擠出的速率為830kg/h,熔體的溫度為278℃,其中,擠出機包括擠出機Ⅰ和擠出機Ⅱ;反應(yīng)釜中擠出的熔體為酯化縮聚反應(yīng)制得的聚酯熔體,擠出機Ⅰ中擠出的熔體為含有二氧化硅的聚對苯二甲酸乙二醇酯切片的熔體,擠出機Ⅱ中擠出的熔體為聚酯回收料的熔體,聚酯回收料為廢膜通過回收造粒系統(tǒng)生產(chǎn)的物料,回收料的成分為聚對苯二甲酸乙二醇酯,聚酯熔體從反應(yīng)釜和擠出機中擠出的溫度相同;
熔體分層分流在配料塊中進行,配料塊內(nèi)部空間被分為5層,自上而下分別為上表層、上淺表層、中間層、下淺表層和下表層;
配料塊的溫度與熔體的溫度相同,擠出機Ⅰ中擠出的熔體分別進入配料塊的上表層和下表層,反應(yīng)釜中擠出的熔體分別進入配料塊的上淺表層和下淺表層,擠出機Ⅱ中擠出的熔體進入所述配料塊的中間層;
流延鑄片是指熔體通過配料塊分層分流后匯合進入模頭,從模頭擠出后流延到流延輥上冷卻形成薄膜,所述模頭的溫度為265℃;
縱向拉伸的拉伸溫度為125℃,拉伸倍數(shù)為4.35,橫向拉伸的拉伸溫度為235℃,拉伸倍數(shù)為3.8。
采用使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝最終制得的聚酯薄膜的厚度為10um,彈性模量為4420MPa,縱向拉伸強度為242MPa,橫向拉伸強度為230MPa,斷裂伸長率為122%,光澤度為140%,霧度為2.6。
實施例5
一種使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝,包括如下的工藝流程:
配料混合→熔融擠出→熔體分層分流→流延鑄片→縱向拉伸→橫向拉伸→牽引收卷→分切;
熔融擠出是指聚酯熔體分別從反應(yīng)釜和擠出機中擠出,聚酯熔體從反應(yīng)釜中擠出的速率為4000kg/h,聚酯熔體從擠出機中擠出的速率為1000kg/h,熔體的溫度為280℃,其中,擠出機包括擠出機Ⅰ和擠出機Ⅱ;反應(yīng)釜中擠出的熔體為酯化縮聚反應(yīng)制得的聚酯熔體,擠出機Ⅰ中擠出的熔體為聚對苯二甲酸乙二醇酯切片的熔體,擠出機Ⅱ中擠出的熔體為聚酯回收料的熔體,聚酯回收料為破膜通過回收造粒系統(tǒng)生產(chǎn)的物料,回收料的成分為聚對苯二甲酸乙二醇酯,聚酯熔體從反應(yīng)釜和擠出機中擠出的溫度相同;
熔體分層分流在配料塊中進行,配料塊內(nèi)部空間被分為5層,自上而下分別為上表層、上淺表層、中間層、下淺表層和下表層;
配料塊的溫度與熔體的溫度相同,擠出機Ⅰ中擠出的熔體分別進入配料塊的上表層和下表層,反應(yīng)釜中擠出的熔體分別進入配料塊的上淺表層和下淺表層,擠出機Ⅱ中擠出的熔體進入所述配料塊的中間層;
流延鑄片是指熔體通過配料塊分層分流后匯合進入模頭,從模頭擠出后流延到流延輥上冷卻形成薄膜,所述模頭的溫度為275℃;
縱向拉伸的拉伸溫度為130℃,拉伸倍數(shù)為4.45,橫向拉伸的拉伸溫度為240℃,拉伸倍數(shù)為3.9。
采用使用回收料的聚酯薄膜生產(chǎn)工藝最終制得的聚酯薄膜的厚度為6um,彈性模量為4530MPa,縱向拉伸強度為250MPa,橫向拉伸強度為238MPa,斷裂伸長率為130%,光澤度為145%,霧度為2.5。