聚ε-己醯胺薄膜的製造方法

2023-06-26 09:21:26

專利名稱：聚ε-己醯胺薄膜的製造方法
技術領域：
本發明涉及用一種ε-己內醯胺的單體聚合物製造均質聚ε-己醯胺薄膜的方法，特別涉及一種製造具有均勻厚度、良好透明性和低結晶度薄膜的方法。
已經提出多種方法作為製造無定向薄膜的雙向拉伸法。這些方法可概括為一次雙向拉伸法和二步雙向拉伸法。
在一次雙向拉伸法中，由於需對無定向薄膜在拉幅架中同時作縱橫雙向拉伸，故拉幅架夾鉗的夾持機構十分複雜。由於這種機構至今尚未普遍應用，故這種方法的費用很高。此外，由於難以改變拉伸速度，其生產效率也很低。
在二步雙向拉伸方法中，對經熔融並從「T」形模擠出的無定向薄片是依次用輥式縱向拉伸機和拉幅架式橫向拉伸機進行拉伸的。擠出的薄片通常在象輥狀轉動冷卻器這樣一類的可動冷卻器表面上冷卻而固化。但採用這種方法所得的製品，其導熱性很差，這是由於在熔融而未拉伸的薄片和轉動冷卻器之間混入了薄層空氣。而且，由於熔融的薄片是在較高的速度下冷卻而結晶的，故薄片的結晶度較高而透明性很差。此外，由於未拉伸薄片的拉伸性很差，所以拉伸薄膜的透明性也很差。
作者已發現，如使未拉伸的熔融聚合物薄片在移動中直接粘附在冷卻器的表面上冷卻而不使空氣混入其間，就可使聚ε-己醯胺共聚物薄片的結晶速度降低並改善其拉伸性。
為使擠出的熔融薄片粘附在冷卻器的表面上，本發明在「T」形模和冷卻器之間或儘量靠近冷卻器設置刀刃狀、線狀或多針狀電極，在電極和冷卻器表面之間加上高電壓和低電流，並使未拉伸的薄片在電極和冷卻器之間通過，從而形成了本發明所採用的靜電附加機構，此機構可有效地使相應的薄片粘附在冷卻器的表面上而受到冷卻。最好採用針狀靜電附加機構而不採用昂貴的刀刃狀或多針狀靜電附加機構。
就作為原料的聚醯胺樹脂的聚合度而論，要求樹脂的相對粘度應大於3.0或最好為3.0～4.5。
已發現，具有相對粘度低於3.0的聚合度的均質的聚ε-己醯胺樹脂，在溫度的影響下很易劣化。因此，在薄膜生產過程中，這種樹脂使設備受到低聚物的沾染，而不能生產出具有所需各種穩定的物理性能的雙向拉伸薄膜。在聚合度大於4.5時，由於在製造過程中產生較大的負載，很難製成薄膜。
本發明由於採用了上述靜電附加機構就可用均質的聚ε-己醯胺製成透明性好、厚度均勻、結晶度低和結晶度偏差小的雙向拉伸聚ε-己醯胺薄膜。
由於對無定向薄片進行了雙向(縱向和橫向)拉伸就可使這種熱塑性薄膜具有改進的物理性能，例如氣密性、抗針孔性、抗衝擊性、斷裂強度和透明性。
在本發明的方法中採用ε-己內醯胺的單體聚合物，即通稱的尼龍6作為原材料。為改進拉伸薄膜聚合物的活性、抗粘著性、拉伸性、耐熱性和除電性，可在相應的聚合反應中加入以下一類添加劑活性劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑和靜電防止劑，其加入量以使薄膜的性能不受有害影響為準。
本發明製造未拉伸、無定向和無定形薄片的方法是將聚ε-己醯胺聚合物加熱到熔點以上，將其擠出，並利用靜電粘附將其粘附在輥狀轉動冷卻器表面上進行冷卻和固化，靜電是在輥狀轉動冷卻器表面和電極之間加上4.0～10.0KV的高電壓和低電流所形成的。在電壓高於10.0KV時，會產生火花而使電線斷裂，從而使靜電難以形成。在電壓低於4.0KV時，由於附加靜電功率過低就不能達到雙向拉伸的聚醯胺薄膜應有的生產能力(在雙向拉伸聚醯胺薄膜的情況下，未拉伸薄片的拉伸速度一般應大於20m/分才能達到應有的生產能力)。在採用靜電粘附法生產未拉伸薄片時，最好使結晶度低於5%以利以後拉伸工序中的雙向拉伸。
參照示意說明本發明的具體實施結構的附圖，可以更容易理解本發明。在各附圖中

圖1簡略地示出了二步雙向拉伸法的生產過程圖2較詳細地示出了靜電粘附法中未拉伸薄片的冷卻過程。
在圖2中簡略地示出了靜電附加機構。在靠近輥狀轉動冷卻器(2)的表面設有線狀單線式電極(5)，在電極(5)和接地冷卻器(2)之間加上4.0～10.0KV的高電壓和低電流。因此，在電極和冷卻器表面之間產生了靜電力。當擠出的融體進入其間時，就令人滿意地粘附在冷卻器的表面上。
此後，如圖1所示，在縱向拉伸機(3)內對未拉伸薄片(S)進行縱向拉伸，縱向拉伸比(= (V2)/(V1) )在2.0以上，並在拉幅架式橫向拉伸機(4)內進行橫向拉伸，橫向拉伸比(= (L2)/(L1) )在2.0以上。在將其拉伸到規定寬度並通過加熱定型器(6)對其進行定型後，切去其兩個邊緣，即可卷取完成的薄膜。
儘管用上述方法所得雙向拉伸的聚ε-己醯胺薄膜(F)已具有令人滿意的性能，但還可進一步對其進行縱向和橫向拉伸2以改進其特定的物理性能。
對按本發明取得的薄膜(F)可採用以下方法測定其特定值(1)厚度偏差率＝ (寬向最大厚度-寬向最小厚度)/(寬向平均厚度) ×100(2)相對粘度將樹脂以1.0gr/100ml的濃度溶於濃度為96.3%的硫酸溶液中，並在20℃的恆溫器內用奧斯特瓦爾德粘度計進行測量。
以下就一些非限制性實施例對本發明進行更詳細的說明。
實施例1～6將相對粘度為2.0～4.5的聚醯胺系聚ε-己醯胺樹脂放在迴轉式真空乾燥器內在110℃下進行乾燥。在將樹脂的水分含量控制到0.1%(重量)後，將其裝在直徑為90mm的擠出機中在260℃下進行融化，融化後通過「T」形模(1)將其擠出。使擠出的熔融聚合樹脂進入冷卻到25℃的接地的輥狀轉動冷卻器(2)和線狀單線或電極(5)之間，在電極(5)上加有5.0KV的高電壓和低電流。聚合樹脂隨即粘附在冷卻器上並形成厚度均為150um、寬度為1m的無定形未拉伸薄片(S)。使此薄片(S)在輥式縱向拉伸機(3)內作縱向拉伸，縱向拉伸比超過一般縱向拉伸機拉伸比的3倍，並在拉幅架式橫向拉伸機(4)內作橫向拉伸，橫向拉伸比超過一般拉幅架式橫向拉伸機橫向拉伸比的3.5倍。經熱定型後即可卷取厚度為15um的雙向拉伸薄膜(F)。
表1所示為製得的各種薄膜的拉伸性。在將靜電附加機構的電壓控制在5.0KV，將輥狀轉動冷卻器的拉伸速度控制在實施例1-6的20m/分或40m/分的情況下，各拉伸薄膜的厚度偏差率取決於所採用的相對粘度。
如表1所示，在相對粘度為3.0～4.5時，可製得具有拉伸性良好厚度偏差率小於10%的薄膜。
＊厚度偏差率小於10%的拉伸薄膜為良好實施例7～13乾燥附加靜電機構和拉伸機的條件與表1所示相同。在製取未拉伸薄片和拉伸薄片時，採用相對粘度為3.5的均質聚醯胺系聚ε-己醯胺樹脂，外加電壓控制在3.0～10.0KV，輥狀轉動冷卻器的拉伸速度控制在5～70m/分。未拉伸薄片的厚度偏差率和拉伸性以及拉伸薄膜的厚度偏差率取決於使熔融聚合樹脂粘附在輥狀轉動冷卻器表面上的程度(表2)。表2示出了在外加電壓為4.0-10.0KV時未拉伸薄片的拉伸速度大於20m/分的結果。與此同時也示出了拉伸薄膜拉伸性良好和厚度偏差率小於10%的結果。

因此，選用相對粘度大於3.0，最好為3.0-4.5的ε-己內醯胺的單體聚合物製成均質的聚醯胺系聚ε-己醯胺薄片，再使聚ε-己醯胺薄片固化而降低其結晶度，然後採用靜電粘附法，即在輥狀轉動冷卻器表面和朝向該冷卻器的線狀單線式電極之間加上4.0-10.0kv高電壓和低電流來控制其聚合度，這樣，本發明就可十分有效地高效製取厚度均勻、透明性良好和結晶度較低的雙向拉伸聚ε-己醯胺薄膜。
權利要求
1.一種製造雙向拉伸聚ε-已醯胺薄膜的方法，其特徵是，在採用二步雙向拉伸法作雙向拉伸前，通過將聚ε-已醯胺聚合物加熱至其熔點以上並將其擠出，再藉助於在電極上加上4.0～10.0KV高電壓和低電流所形成的靜電使擠出的聚合物粘附在輥狀轉動冷卻器表面上，然後通過冷卻使其固化而形成聚ε-已醯胺薄膜的未拉伸薄片，聚ε-已內醯胺的聚ε-已醯胺聚合物的相對粘度大於3.0。
2.按照權利要求1所述方法，其特徵是，聚ε-己醯胺的相對粘度為3.0～4.5。
3.按照權利要求1或2所述方法，其特徵是，電極為一線狀單線式電極。
4.按照權利要求1或2所述方法，其特徵是，電極為一刀刃狀或多針狀電極。
5.按照權利要求1所述方法，基本上如前面所述。
6.按照權利要求1所述方法，基本上如前面所述，並參照任一實施例。
7.如權利要求1所述方法，基本上如前面所述，並參照附圖。
全文摘要
一種製造雙向拉伸聚ε-己醯胺薄膜的方法，此方法選用相對粘度大於3.0，最好為3.0～4.5的ε-己內醯胺的單體聚合物製取均質的聚醯胺系聚ε-己醯胺薄片，再使聚ε-己醯胺薄片固化而降低其結晶度，然後採用靜電粘附法，即在輥狀轉動冷卻器表面和朝向該冷卻器的線狀單線或電極之間加上4.0～10.0KV高電壓和低電流來控制其聚合度，從而高效地製取厚度均勻、透明性良好和結晶度較低的雙向拉伸聚ε-己醯胺薄膜。
文檔編號B29C55/00GK1037479SQ89102928
公開日1989年11月29日 申請日期1989年5月3日 優先權日1988年5月4日
發明者權昌煥 申請人:株式會社Skc