平膜法聚酯熱收縮膜鑄片快速成型裝置及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及塑料薄膜制備領(lǐng)域，尤其涉及平膜法聚酯熱收縮膜快速成型裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚酯熱收縮膜是20世紀(jì)80年代末期由法國、日本、美國等專業(yè)薄膜生產(chǎn)廠家研制開發(fā)成功的。聚酯熱收縮膜具有良好的機械、光學(xué)和印刷性能，是當(dāng)今世界熱收縮膜主要品種之一，也是最具發(fā)展前景的收縮套標(biāo)用聚酯熱收縮標(biāo)簽?zāi)ぎa(chǎn)品。
[0003]聚酯熱收縮(標(biāo)簽)膜成型方法有平膜法(流延拉伸)和吹膜法兩種。由于聚酯PET熔體粘度和熔體強度較低，加工溫度窗口窄，吹膜成型十分困難。目前更多停留在實驗研究階段，少量工業(yè)化的生產(chǎn)技術(shù)，也只用于小折徑的收縮套管膜上。因此，用于收縮標(biāo)簽及其它包裝用途的聚酯收縮膜，幾乎全部采用平膜法生產(chǎn)。
[0004]聚酯熱收縮標(biāo)簽?zāi)κ湛s率要求較高，一般要大于50%，有些還要大于70%，而且以單向收縮為主。普通PET因為結(jié)晶度高，薄膜的熱收縮率無法滿足收縮套標(biāo)要求。為了制備具有較大收縮率的聚酯薄膜，目前國內(nèi)外主要采用共聚改性方法制備熱收縮薄膜專用聚酯原料來滿足這種要求。共聚單體主要有間苯二甲酸、新戊二醇、1，4-環(huán)己烷二甲醇等。通過在常規(guī)聚酯分子鏈中引入上述共聚單體鏈段，破壞其結(jié)晶性，消弱大分子鏈的剛性，使聚酯的熱收縮性能得以提高。
[0005]歸納總結(jié)國內(nèi)外不同廠家的改性聚酯平膜法熱收縮膜生產(chǎn)線情況，可以分為兩類，一類是鑄片后，只進行橫向拉伸；一類是鑄片后，先進行低倍率縱向拉伸，再橫向拉伸。
[0006]平膜法聚酯熱收縮(標(biāo)簽)膜生產(chǎn)工藝流程為:
原輔材料一f#—輸送計量一擠出機塑化一計量栗一模頭流延一鑄片一級房控#—橫向拉伸一牽引一收卷一分切一檢驗一包裝一成品注:(斜體字工序有些生產(chǎn)線有，有些沒有)
由于聚酯PET材料熔體粘度低，平膜法鑄片時，多采用單只冷鼓+靜電吸附的方法。如圖1.所示1-模頭2-冷鼓(冷卻輥)3-靜電絲(帶)4-剝離輥5-調(diào)節(jié)輥6-壓輥7-機架
鑄片時，高溫熔體流延到光潔、低溫、高速轉(zhuǎn)動的冷鼓表面后，靠靜電吸附力緊貼冷鼓表面，冷卻成型為滿足工藝要求的均勻厚片。
[0007]靜電吸附是利用高壓發(fā)生器產(chǎn)生的幾千伏的直流電壓，使電極絲與冷鼓分別為負(fù)極和正極(冷鼓接地)，流延到冷鼓上的厚片，在此高壓靜電場中，因靜電感應(yīng)而產(chǎn)生電荷取向移動，發(fā)生電荷積累而形成界面極化，在厚片厚度方向形成反電場。在異性靜電荷相互吸引力作用下，厚片與冷鼓表面緊密吸附貼合在一起，達(dá)到排除空氣和良好傳熱的效果。
[0008]流延鑄片時，如果沒有外力作用，一方面經(jīng)急冷成型的厚片不易貼附于冷鼓表面，另一方面，在厚片與冷鼓之間很容易夾入空氣，降低傳熱效果，嚴(yán)重影響鑄片質(zhì)量。因此，鑄片是平膜法聚酯熱收縮膜生產(chǎn)中十分重要的工序和環(huán)節(jié)，是薄膜品質(zhì)保障的關(guān)鍵。
[0009]同時，鑄片快慢還決定了薄膜生產(chǎn)速度。從當(dāng)前實際情況看，鑄片速率慢已成為平膜法聚酯熱收縮膜生產(chǎn)線速度慢的主要原因和提升瓶頸。研究表明，冷鼓+靜電吸附方式的鑄片速度取決于厚片與冷鼓之間的靜電吸附力。靜電吸附力又與PET材料的熔融態(tài)比電阻、靜電吸附裝置的直流電壓、電極絲直徑以及電極絲與鑄片之間距離有關(guān)。通過改進和提高靜電吸附裝置結(jié)構(gòu)和工藝，可以有效提升靜電吸附力，但直流電壓、電極絲直徑以及電極絲與鑄片之間的距離的調(diào)整都存在一定極限性。實際上，當(dāng)前的平膜法聚酯熱收縮膜生產(chǎn)線，已經(jīng)將這些因素改進到當(dāng)前技術(shù)的極限水平，很難再進一步提高。因此，要想實現(xiàn)快速生產(chǎn)，單靠靜電吸附裝置的改進和提高顯然是不夠的。
[0010]但原料中共聚單體的引入，使PET材料的極性降低，熔融比電阻增加，鑄片時靜電吸附力降低。不僅無法從原料角度加以改進，還進一步加劇了該問題。
[0011]這種情況下，為了保證鑄片及最終薄膜產(chǎn)品的質(zhì)量，只有采用低速率的鑄片工藝。這就是平膜法聚酯熱收縮(標(biāo)簽)膜生產(chǎn)速度緩慢，生產(chǎn)效率低下的主要原因。
[0012]目前平膜法聚酯熱收縮(標(biāo)簽)膜生產(chǎn)速度在40米/分左右，最高可達(dá)60米/分。與BOPET膜的400米/分左右的生產(chǎn)速率相比，差距明顯。當(dāng)然，需要考慮BOPET膜中縱向拉伸帶來的3、4倍的速度提升。即使剔除縱向拉伸帶來的速率提升因素，當(dāng)前平膜法聚酯熱收縮(標(biāo)簽)膜生產(chǎn)速度也是明顯偏低的。
[0013]平膜法聚酯熱收縮(標(biāo)簽)膜生產(chǎn)線其它工序的機械配置，與普通BOPET膜生產(chǎn)線差別不大，完全可以在更高速度下運行生產(chǎn)，機械速度一般可達(dá)到200米/分，甚至更高。因此，鑄片工序的低速率是導(dǎo)致平膜法聚酯熱收縮膜生產(chǎn)速度慢的關(guān)鍵因素。只要能提高鑄片速率，就能徹底解決該生產(chǎn)線速率慢的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種采用壓延制片方式替代傳統(tǒng)的單冷鼓+靜電吸附的鑄片成型的平膜法聚酯熱收縮膜鑄片快速成型裝置及其聚酯熱收縮膜的制備方法。
[0015]為實現(xiàn)本發(fā)明目的，提供了以下技術(shù)方案:平膜法聚酯熱收縮膜鑄片快速成型裝置，其特征在于包括模頭、平行三輥、導(dǎo)輥以及壓輥，所述平行三輥包括依次并列平行設(shè)置的前、中、后輥，中輥軸線固定設(shè)置，前后兩輥設(shè)置為可沿軸線移動，以便調(diào)整輥隙的活動連接，模頭設(shè)置于前、中輥間隙的正上方，導(dǎo)輥平行設(shè)置于后輥左側(cè)，壓輥平行設(shè)置于導(dǎo)輥左側(cè)，壓輥包括上下輥，所述平行三輥、導(dǎo)輥以及壓輥的下輥的上輥面均位于同一平面。
[0016]作為優(yōu)選，模頭末端到前、中輥的中軸線的距離為20~30mm。
[0017]作為優(yōu)選，平行三輥直徑相同，直徑均為400-500mm，材質(zhì)為45#鋼，表面鍍鉻，光潔度為 0.05-0.1 μπι。
[0018]作為優(yōu)選，平行三輥均為中空式，帶有夾套，通過循環(huán)水進行溫度控制，輥溫控制在 35-55 °C。
[0019]作為優(yōu)選，導(dǎo)輥設(shè)置為4根，材質(zhì)為45#鋼，直徑200-300mm。
[0020]作為優(yōu)選，壓輥為包膠輥，直徑200-300mm。
[0021]作為優(yōu)選，模頭為自動調(diào)節(jié)衣架式單層模頭，模唇寬度200-1500mm，口唇開度
1.0-3.8mm,調(diào)節(jié)螺栓 20-48 個。
[0022]為實現(xiàn)本發(fā)明目的，提供了一種平膜法聚酯熱收縮膜快速鑄片成型制備方法，包括以下步驟:
a.將原輔材料進行計量輸送、擠出塑化，用計量栗計量輸送至模頭進行鑄片；
b.鑄片時，調(diào)節(jié)?？谂c棍筒距離為20_30mm，?？陂g隙為0.13-0.32mm，前中棍、中后棍之間間隙為0.1-0.31mm，前、中、后3輥輥溫為35_55°C ± 1°C，從模頭流出的改性聚酯熔體，首先進入到前、中輥間隙中，壓延成厚度為0.112-0.28mm左右的片材，片材與前中輥隙接觸處保留少量積料，料卷直徑為3-5mm左右，轉(zhuǎn)動的中輥，將成型的片材帶入中、后輥間隙，并使其包覆后輥，冷卻片材另一面，冷卻拋光的片材離開后輥后，通過導(dǎo)輥、壓輥；
c.直接進入下一道生產(chǎn)工序進行拉伸、牽引、收卷、分切、檢驗、包裝最后得到成品。
[0023]本發(fā)明有益效果:規(guī)避了傳統(tǒng)鑄片方式中靜電吸附力不足的問題，通過輥隙控制成型厚片的厚度，利用三輥成型的雙面冷卻方式提高冷卻效果，鑄片速率靠前、中、后3根壓延輥轉(zhuǎn)速來調(diào)整，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，使平膜法聚酯熱