[实用新型]平膜法聚酯热收缩膜铸片快速成型装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及塑料薄膜制备领域，尤其涉及平膜法聚酯热收缩膜快速成型装置及其方法。

背景技术

聚酯热收缩膜是20世纪80年代末期由法国、日本、美国等专业薄膜生产厂家研制开发成功的。聚酯热收缩膜具有良好的机械、光学和印刷性能，是当今世界热收缩膜主要品种之一，也是最具发展前景的收缩套标用聚酯热收缩标签膜产品。

聚酯热收缩（标签）膜成型方法有平膜法（流延拉伸）和吹膜法两种。由于聚酯PET熔体粘度和熔体强度较低，加工温度窗口窄，吹膜成型十分困难。目前更多停留在实验研究阶段，少量工业化的生产技术，也只用于小折径的收缩套管膜上。因此，用于收缩标签及其它包装用途的聚酯收缩膜，几乎全部采用平膜法生产。

聚酯热收缩标签膜对收缩率要求较高，一般要大于50%，有些还要大于70%，而且以单向收缩为主。普通PET因为结晶度高，薄膜的热收缩率无法满足收缩套标要求。为了制备具有较大收缩率的聚酯薄膜，目前国内外主要采用共聚改性方法制备热收缩薄膜专用聚酯原料来满足这种要求。共聚单体主要有间苯二甲酸、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇等。通过在常规聚酯分子链中引入上述共聚单体链段，破坏其结晶性，消弱大分子链的刚性，使聚酯的热收缩性能得以提高。

归纳总结国内外不同厂家的改性聚酯平膜法热收缩膜生产线情况，可以分为两类，一类是铸片后，只进行横向拉伸；一类是铸片后，先进行低倍率纵向拉伸，再横向拉伸。

平膜法聚酯热收缩（标签）膜生产工艺流程为：

原辅材料→干燥→输送计量→挤出机塑化→计量泵→模头流延→铸片→纵向拉伸→横向拉伸→牵引→收卷→分切→检验→包装→成品

注：（斜体字工序有些生产线有，有些没有）

由于聚酯PET材料熔体粘度低，平膜法铸片时，多采用单只冷鼓+静电吸附的方法。如图1.所示1-模头2-冷鼓（冷却辊）3-静电丝（带）4-剥离辊5-调节辊6-压辊7-机架

铸片时，高温熔体流延到光洁、低温、高速转动的冷鼓表面后，靠静电吸附力紧贴冷鼓表面，冷却成型为满足工艺要求的均匀厚片。

静电吸附是利用高压发生器产生的几千伏的直流电压，使电极丝与冷鼓分别为负极和正极（冷鼓接地），流延到冷鼓上的厚片，在此高压静电场中，因静电感应而产生电荷取向移动，发生电荷积累而形成界面极化，在厚片厚度方向形成反电场。在异性静电荷相互吸引力作用下，厚片与冷鼓表面紧密吸附贴合在一起，达到排除空气和良好传热的效果。

流延铸片时，如果没有外力作用，一方面经急冷成型的厚片不易贴附于冷鼓表面，另一方面，在厚片与冷鼓之间很容易夹入空气，降低传热效果，严重影响铸片质量。因此，铸片是平膜法聚酯热收缩膜生产中十分重要的工序和环节，是薄膜品质保障的关键。

同时，铸片快慢还决定了薄膜生产速度。从当前实际情况看，铸片速率慢已成为平膜法聚酯热收缩膜生产线速度慢的主要原因和提升瓶颈。研究表明，冷鼓+静电吸附方式的铸片速度取决于厚片与冷鼓之间的静电吸附力。静电吸附力又与PET材料的熔融态比电阻、静电吸附装置的直流电压、电极丝直径以及电极丝与铸片之间距离有关。通过改进和提高静电吸附装置结构和工艺，可以有效提升静电吸附力，但直流电压、电极丝直径以及电极丝与铸片之间的距离的调整都存在一定极限性。实际上，当前的平膜法聚酯热收缩膜生产线，已经将这些因素改进到当前技术的极限水平，很难再进一步提高。因此，要想实现快速生产，单靠静电吸附装置的改进和提高显然是不够的。

但原料中共聚单体的引入，使PET材料的极性降低，熔融比电阻增加，铸片时静电吸附力降低。不仅无法从原料角度加以改进，还进一步加剧了该问题。

这种情况下，为了保证铸片及最终薄膜产品的质量，只有采用低速率的铸片工艺。这就是平膜法聚酯热收缩（标签）膜生产速度缓慢，生产效率低下的主要原因。

目前平膜法聚酯热收缩（标签）膜生产速度在40米/分左右，最高可达60米/分。与BOPET膜的400米/分左右的生产速率相比，差距明显。当然，需要考虑BOPET膜中纵向拉伸带来的3、4倍的速度提升。即使剔除纵向拉伸带来的速率提升因素，当前平膜法聚酯热收缩（标签）膜生产速度也是明显偏低的。