一種提高聚酯熱收縮膜縱向拉伸強度的加工方法
2023-12-03 07:26:51
一種提高聚酯熱收縮膜縱向拉伸強度的加工方法
【專利摘要】一種提高聚酯熱收縮膜縱向拉伸強度的加工方法，根據聚酯熱收縮膜的用料要求，按主、輔機用料配方對主、輔機下料參數進行設置，經過混合器使物料初步混合後分別進入雙螺杆排氣式擠出機塑化熔融；熔融流體經過回流式精過濾器，再經過模頭擠出，擠出的熔體在急冷輥上流延冷卻成為鑄片，鑄片通過牽引裝置在縱向拉伸設備中通過五個預熱輥進行預熱，在縱向拉伸設備中通過五個拉伸輥進行小倍率小間隙多點拉伸，再通過五個定型輥在縱向拉伸設備中完成熱定型，進入橫向拉伸設備中進行預熱，以3-4.5的拉伸倍率在橫向拉伸設備中拉伸，在橫向拉伸設備中定型，切邊、收卷；所述的小倍率是指在縱向拉伸方向的拉伸倍率為1.01-1.2，小間隙是指拉伸輥之間的間隙為4mm-8mm。
【專利說明】一種提高聚酯熱收縮膜縱向拉伸強度的加工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種提高聚酯熱收縮膜縱向方向拉伸強度的加工方法。
【背景技術】
[0002]隨著市場經濟的快速發展，特別是包裝行業以及防偽行業對熱收縮標籤的需求與日俱增，我國國內熱收縮標籤市場，近幾年一直保持著持續增長的良好勢頭，年均增長率均保持在15%?20%左右，這種快速增長是其它包裝印刷行業所無法比擬的。現今隨著人類對環保型材料的迫切需求，大大促進了聚酯熱收縮膜在市場中的應用。
[0003]我們知道作為標籤用的熱收縮膜其收縮要求為單向收縮，基於這種要求導致聚酯熱收縮膜存在縱向拉伸易斷的問題，造成後期膜印刷斷膜，套標斷標等問題，嚴重影響生產效率，給膜基材供應商及其客戶都帶來一定的經濟損失及材料浪費。
[0004]現今的熱收縮聚酯膜其基本性能已基本比較令人滿意，比如收縮率穩定、環保型能好，光學性能優良，只有其力學性能方面不盡人意，由於標籤用熱收縮膜為橫向單向拉伸，造成其橫向拉伸強度較高，而縱向拉伸強度太低、易斷。
【發明內容】
[0005]根據上述問題本發明需要解決的技術問題是:基於現今聚酯熱收縮膜縱向方向力學性能上存在的不足之處，提供一種橫向拉伸強度高，且縱向方向拉伸強度好的收縮率穩定、表面適印性好聚酯熱收縮膜。本發明的目的是提供一種簡單易行，具有普適性的適於聚酯熱收縮膜的一種提高縱向拉伸強度的方法。
[0006]一種提高聚酯熱收縮膜縱向拉伸強度的加工方法，其特徵在於:根據聚酯熱收縮膜的用料要求，按主、輔機用料配方對主、輔機下料參數進行設置，經過混合器使物料初步混合後分別進入雙螺杆排氣式擠出機塑化熔融；熔融流體經過回流式精過濾器濾去雜質後，熔融流體經過模頭擠出，擠出的熔體在急冷輥上流延冷卻成為鑄片，然後鑄片通過牽引裝置在縱向拉伸設備中通過五個預熱輥進行預熱，接著在縱向拉伸設備中通過五個拉伸輥進行小倍率小間隙多點拉伸，再通過五個定型輥在縱向拉伸設備中完成熱定型，接著進入橫向拉伸設備中進行預熱，以3-4.5的拉伸倍率在橫向拉伸設備中拉伸，在橫向拉伸設備中定型，切邊、收卷；所述的小倍率是指在縱向拉伸方向的拉伸倍率為1.01-1.2，小間隙是指拉伸棍之間的間隙為4mm-8mm。
[0007]其中，使用雙螺杆帶預乾燥功能的擠出機。
[0008]其中，採用下進上出結構式的回流式精過濾器。
[0009]其中，橫向拉伸時採用多次拉伸技術。
[0010]其中，擠出機溫度為265_285°C。
[0011]其中，模頭溫度為270_280°C。
[0012]其中，擠出熔體在急冷輥上以25_50°C流延冷卻成為鑄片。
[0013]其中，鑄片通過牽引裝置在縱向拉伸設備中通過五個預熱輥以95-100°C預熱，接著在縱向拉伸設備中在75-82°C，通過五個拉伸輥進行小倍率小間隙多點拉伸，再通過五個定型輥以100-110°C在縱向拉伸設備中熱定型。
[0014]其中，熱定型後，在橫向拉伸設備中以95_105°C進行預熱，以70-77°C在橫向拉伸設備中定型，在20-40°C進行切邊、收卷。
[0015]為解決上述技術問題，本發明如下關鍵技術:
[0016]1、優選雙螺杆帶預乾燥功能擠出機，免去單螺杆生產加工時所需的乾燥模式，既經濟又減少在乾燥過程中給原料帶來的物理破壞。
[0017]2、優選市場可購到的回流式精過濾器:這樣的過濾器結構為下進上出結構，可以實現在生產中不需要中斷擠出過程，只需通過轉動換向閥改變出料方位，就可自動完成熔體過濾器的切換工作，從而提高生產效率，減少原料的浪費，節約成本。
[0018]3、縱向熱定型技術:在縱向拉伸設備中將快速冷卻後的鑄片進行預熱、小倍率小間隙多點拉伸、熱定型後再送入橫向拉伸設備中，通過縱向熱定型可以有效消除聚酯膜在縱向拉伸過程中產生的內應力，保證聚酯膜縱向基本不收縮。
[0019]在上述關鍵技術中，所述縱向熱定型技術中採用的是小倍率小間隙多點拉伸及熱定型技術。較大拉伸倍率可以提高聚酯膜的縱向力學性能，但是在縱向熱定型工藝中不容易消除膜在拉伸過程中產生的內應力，導致膜縱向熱收縮率超標，不能夠滿足其作為熱收縮標籤的收縮要求。但如果不進行縱向拉伸勢必造成縱向膜拉伸強度低、易斷的現象。為既滿足其作為標籤收縮膜的要求又增大聚酯膜縱向的拉伸強度本研究對其進行的探究。研究發現:通過增加縱向拉伸設備，進行小倍率小間隙多點拉伸法，然後通過縱向熱定型工藝，可以有效的消除聚酯膜在拉伸過程中產生的內應力，優化聚酯內部分子結構，保證聚酯膜縱向基本不收縮，而經過一定拉伸比後的聚酯膜其拉伸強度卻有一定增加，從而彌補聚酯熱收縮膜縱向力學方面的不足。
[0020]研究技術分析:一般而言，對於目前單向聚酯熱收縮膜在生產過程中是沒有縱向定型工藝的，這樣就造成聚酯熱收縮膜縱向易斷，拉伸強度太低，有些聚酯熱收縮膜在經過一段時間的放置之後甚至出現縱向拉伸全斷的現象，造成聚酯熱收縮膜儲存性能差。為解決該項技術缺陷，不同生產廠家也努力研究其解決辦法，如加入增韌劑、改性劑及改進橫向拉伸工藝等，但改善效果均不良，不能從根本上解決問題，我公司經潛心研究發現在橫向拉伸設備裝置前添加縱向拉伸裝置，通過簡易的縱向拉伸設備就可達到增強縱向拉伸強度的效果。
[0021]在這裡指出上述所謂小倍率小間隙多點拉伸是指:所謂小間隙是指拉伸輥之間的間隙很小，我公司設置為4_-8_，否則拉伸間距大會引起膜頸縮量大。小倍率是指縱向拉伸倍率很小，為1.01-1.5的拉伸倍率，一是因為拉伸倍率過大會造成在熱定型處理時無法完全消除拉伸過程中產生的較大內應力，而引起縱向收縮率超標而達不到客戶要求；二是因為熱收縮標籤要求是單向拉伸，沒有增大縱向大拉伸比的必要性。多點拉伸是指採用五個拉伸輥對聚酯進行多次拉伸，從而保證拉伸均勻。
[0022]同時為了確保橫向收縮率的穩定，本研究通過增加拉伸區域實現橫向多次拉伸，本發明採用橫向拉伸區長度為10米進行逐步拉伸以保證橫向拉伸均勻，拉伸程度大，從而確保橫向收縮率大且收縮穩定。
[0023]本發明有益效果:[0024]本發明根據熱收縮膜的收縮原理，利用前述的設備和成型工藝，研究出一種能夠有效提高聚酯熱收縮膜縱向拉伸強度的方法。該方法具有以下具體有益效果:
[0025]本發明通過多次實踐發現可以採用縱向熱定型技術和橫向多次拉伸技術來精確的控制聚合物在加工過程中的拉伸、定型工藝環節，從而有效提高縱向的拉伸強度。研究發現採用該生產工藝製得的聚酯熱收縮膜縱向的拉伸強度均能達到260N/mm2以上，橫向拉伸強度可達300N/mm2以上,且熱收縮率穩定,其他性能優良。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明縱向拉伸設備簡圖；
[0027]圖2為本發明橫向拉伸設備簡圖；
[0028]圖3為多試樣縱向定型聚酯熱收縮膜熱收縮曲線圖(水浴95°C，10s)。
[0029]圖4為多試樣縱向定型聚酯熱收縮膜拉伸強度曲線圖。
【具體實施方式】
[0030]下面給出的實施方法是對本發明的具體詳述，同時在此指出以下的實施方法是對本次發明的進一步詳細解釋，不可理解為對本次發明保護範圍的限制，若在此領域熟悉的技術人員根據本
【發明內容】
而只做 出非本質上的改進，將仍舊屬於本發明的保護範圍。
[0031]下面結合【具體實施方式】對本發明進行詳述，在此指出這裡只是便於表述列舉聚酯熱收縮膜其中的一種製備方法，本發明一種提高聚酯熱收縮膜縱向拉伸強度的加工方法並不局限於該配方，它適應於任意一種聚酯熱收縮膜。
[0032]試驗優選幾個配方
[0033]主機:聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環己烷二甲醇酯70_90wt%、聚對苯二甲酸乙二醇酯10-30wt%、間苯二甲酸改性聚對苯二甲酸乙二醇酯5-20wt%，按照上述質量百分比範圍混合，質量百分數之和為100wt%或聚對苯二甲酸乙二醇酯-1，4-環己烷二甲醇酯IOOwt1^或間苯二甲酸改性聚對苯二甲酸乙二醇酯100wt%。
[0034]輔機:聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環己烷二甲醇酯90wt%、爽滑劑6wt%、抗靜電劑2wt%、加工助劑2wt%，按照上述質量分數混合，質量百分數之和為IOOwt%。
[0035]本專利不局限於以上配方，聚酯共聚物的改性劑不僅僅只是間苯二甲酸，還可以是其他羧酸類接枝改性劑，如脂肪酸、鄰苯二甲酸、對苯二甲酸等。只要是聚酯類熱收縮膜都在本專利保護範圍之內。
[0036]所述主、輔機均優選雙螺杆排氣式擠出機，所述原料優選聚對苯二甲酸乙二醇酯-1，4-環己烷二甲醇酯為韓國SK化學或伊斯曼膜級產品，聚對苯二甲酸乙二醇酯為非晶型瓶級聚酯切片。
[0037]基於上述技術，本發明一種提高聚酯熱收縮膜縱向拉伸強度的加工方法其工藝流程及溫度工藝參數是:
[0038]按主輔機配方對主輔機下料參數進行設置，經過混合器使使物料初步混合後進入雙螺杆排氣式擠出機塑化熔融，擠出機溫度優選265-285°C，然後熔融流體經過回流式精過濾器濾去物料中雜質，之後熔體經過模頭擠出，模頭溫度優選270-280°C，接著擠出熔體在急冷輥上優選25-50°C流延冷卻成為鑄片，然後鑄片通過牽引裝置在縱向拉伸設備中通過五個預熱輥優選95-100°C進行預熱，接著在縱向拉伸設備中優選75-82°C通過五個拉伸輥進行1.01-1.20小倍率小間隙多點拉伸，之後通過五個定型輥優選100-110°C在縱向拉伸設備中完成熱定型(見圖1)，接著經過縱向拉伸過的膜通過鏈夾進入橫向拉伸設備入口，見圖2，以優選95-105°C在橫向拉伸設備中進行預熱，以3-4.5的拉伸倍率在橫向拉伸設備中拉伸，優選70-77°C在橫向拉伸設備中完成定型，以20-40°C下進行切邊、收卷。
[0039]其中主、輔機過濾器及熔體管線的溫度優選265-275 V，生產線速度優選40m/min ~60m/mino
[0040]所述主、輔機均優選雙螺杆排氣式擠出機。精過濾器優選下進上出的回流式精過濾器，該過濾器在市場上可購買。
[0041]縱向定型及橫向拉伸具體操作:
[0042]將經過急冷輥冷卻成型的厚片材通過五個個高精度金屬金屬輥筒完成預熱過程，急冷輥直徑為1400_。然後在設定的速度梯度下，將預熱後的片材經過五個拉伸輥進行小倍率小間隙多點拉伸，接著將經過小倍率拉伸後的聚酯薄膜經過五個定型輥進行熱定型，之後薄膜進入橫向拉伸設備中完成預熱、拉伸、定型、冷卻。具體縱向拉伸設備預熱區、拉伸區、定型區見圖1，橫向拉伸設備各個區域見圖2。
[0043]按照上述工藝流程、溫度參數及設備要求進行熱收縮聚酯膜的生產，下面給出按此方法進行生產所得公稱厚度40um聚酯熱收縮膜的全性能測試值及對應測試多個試樣熱收縮率曲線，見表1和圖3，並給出在同樣配方、工藝下不加縱向拉伸設備所得公稱厚度40um聚酯熱收縮膜的全性能測試值，見表2。
[0044]表1 40um縱向熱定型聚酯熱收縮膜全性能測試表
[0045]
【權利要求】
1.一種提高聚酯熱收縮膜縱向拉伸強度的加工方法，其特徵在於:根據聚酯熱收縮膜的用料要求，按主、輔機用料配方對主、輔機下料參數進行設置，經過混合器使物料初步混合後分別進入雙螺杆排氣式擠出機塑化熔融；熔融流體經過回流式精過濾器濾去雜質後，熔融流體經過模頭擠出，擠出的熔體在急冷輥上流延冷卻成為鑄片，然後鑄片通過牽引裝置在縱向拉伸設備中通過五個預熱輥進行預熱，接著在縱向拉伸設備中通過五個拉伸輥進行小倍率小間隙多點拉伸，再通過五個定型輥在縱向拉伸設備中完成熱定型，接著進入橫向拉伸設備中進行預熱，以3-4.5的拉伸倍率在橫向拉伸設備中拉伸，在橫向拉伸設備中定型，切邊、收卷；所述的小倍率是指在縱向拉伸方向的拉伸倍率為1.01-1.2，小間隙是指拉伸棍之間的間隙為。
2.根據權利要求1所述一種提高聚酯熱收縮膜縱向拉伸強度的加工方法，其特徵在於使用雙螺杆帶預乾燥功能的擠出機。
3.根據權利要求1所述一種提高聚酯熱收縮膜縱向拉伸強度的加工方法，其特徵在於採用下進上出結構式的回流式精過濾器。
4.根據權利要求1所述一種提高聚酯熱收縮膜縱向拉伸強度的加工方法，其特徵在於橫向拉伸時採用多次拉伸技術。
5.根據權利要求1所述一種提高聚酯熱收縮膜縱向拉伸強度的加工方法，其特徵在於擠出機溫度為265-285°C。
6.根據權利要求1所述一種提高聚酯熱收縮膜縱向拉伸強度的加工方法，其特徵在於模頭溫度為270-280°C。
7.根據權利要求1所述一種提高聚酯熱收縮膜縱向拉伸強度的加工方法，其特徵在於擠出熔體在急冷輥上以25-50°C流延冷卻成為鑄片。
8.根據權利要求1所述一種提高聚酯熱收縮膜縱向拉伸強度的加工方法，其特徵在於鑄片通過牽引裝置在縱向拉伸設備中通過五個預熱輥以95-100°C預熱，接著在縱向拉伸設備中在75-82°C，通過五個拉伸輥進行小倍率小間隙多點拉伸，再通過五個定型輥以100-110°C在縱向拉伸設備中熱定型。
9.根據權利要求1所述一種提高聚酯熱收縮膜縱向拉伸強度的加工方法，其特徵在於熱定型後，在橫向拉伸設備中以95-105°C進行預熱，以70-77°C在橫向拉伸設備中定型，在20-40°C進行切邊、收卷。
【文檔編號】B29C69/02GK103737937SQ201310616474
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】張啟綱, 盛世傑 申請人:衛輝市銀金達薄膜有限公司