[发明专利]制造高度定向的聚酯板材的方法和设备

说明书

本发明总的涉及到制造定向塑料板材的方法和设备，较具体地，涉及到一种制造具有高的抗拉强度和模量值的高度定向的聚酯板材的方法和设备。

按照典型的现有技术的张拉工艺例如SIGNODE工艺，首先让一种热塑性材料的铸造板材(例如聚丙烯板材)通过一对紧密相隔的反向旋转的轧辊或滚筒进行滚轧以减小其尺寸，也就是减小其厚度。在该铸造板材的厚度减小后，由一系列的定向辊子或者张紧辊组将它轴出或者说拉出上述轧辊之外，使之获得所需的最终尺寸或厚度。

现有技术中另一种常用来制造张拉板材的工艺或者说方法是一种称为短间隙方法的工艺，一般设有一个入口张紧装置、一个张拉辊组和一个出口张紧装置，按照这个工艺，加热过的低速入口张紧装置将一种铸造板料(通常是薄板)推进到由一对安装成具有预定间距的轧辊或者说滚筒组成的张拉辊组内，其第一个轧辊的转速与上述的张紧装置的转速相同，而第二个轧辊的转速则大于该第一个轧辊，并等于出口张紧装置的转速。这样，当上述薄板通过整个设备时就受到张拉而达到所需的最终尺寸或者说最终厚度。

上述的现有技术的方法或工艺存在几个缺点，例如，由这些方法或工艺制成的带材的性能方面，在不明显降低其它所需性能的情况下，强度的提高有限，此外，当板件通过轧辊向形成的间距或者说间隙而受到张拉时，会发生明显的颈缩现象。

美国专利申请No.07/958803(现为美国专利No.5387388)公开过一种可同时滚轧和张拉上述板件从而使上述问题减至最小的新方法和设备，但是，这种方法和设备也暴露出其它操作问题，这些问题同样需要加以解决，才能获得具有其它所需性能的同时滚轧和张拉的热塑料板材。例如，按照美国专利No.5387388中所述的无间歇工艺和设备制造同时滚轧和张拉的热塑料板材时暴露后的一个操作问题或者说缺点是：业已发现，当热塑料板件准备进行加工，也就是说，要通过无间歇轧辊组的反向旋转的轧辊之间形成的辊隙同时进行滚轧和张拉时，它的两个相对的表面的温度不一致，其原因是，当热塑料板件绕在无间歇轧辊组的第一轧辊或者说前一个轧辊运行时，其内表面(也就是板件与无间歇轧辊组的第一轧辊或者说前一个轧辊相接触的表面)将会被该第一轧辊或者说前一个轧辊加热，或者，至少是上述的表面几乎不会被周围的空气所冷却，因为该表面直接与上述的穿一轧辊或者说前一个轧辊相接触，而不直接暴露在大气中。与此相反，上述热塑料板件的外表面(也就是不与无间歇轧辊组的第一轧辊或者说前一个轧辊直接接触的表面)则由于暴露在大气中而受到有效地冷却。热塑料板件的内、外表面的这种温度差异会导致整个塑料板产生密度差异，这对于加工后的板材的各种性能例如抗拉强度、可焊性及有关的性能、以及抗开裂性等有不利的影响。

上述的无间歇同时滚轧和张拉的方法和设备的另一个问题或者说缺点是，加工后的热塑板材其相对的边缘部分有所增厚，换句话说，板材的其宽度方向没有均匀的厚度或者说平直度。因此，要将加工好的板材随后加工成热塑料带材时，增厚的边缘部分不能用来加工这种带材，除非对上述的板材进行进一步的加工，以便使其边缘的厚度有效地减小至所需的可用来制造带材的厚度。

于是，美国专利申请No.08/352721所公开和实施的发明针对着使热塑料板件通过无间歇轧辊组中反向转动的轧辊间形成的辊隙而同时进行滚轧和张拉来制造定向热塑料带材的方法和设备，并且为克服上述的无间歇同时滚轧和张拉方法和设备中存在的滚轧和张拉后板件密度不均匀和边缘增厚的缺点，还对上述滚轧和张拉板件采用了各种加热技术，从而克服了上述缺点这些技术在上述专利申请08/352721中有较具体的说明，因此该专利被纳入本专利作为参考。

但是，正如美国专利No.5,387,388和美国专利申请No.08/352721中所公开和说明的对上述现有无间歇工艺的进一步研究和分析表明，当这类工艺用于制造聚酯板材或带材、特别是制造聚对苯二甲酸乙二醇酯板材或带材时，得到的板材或带材没有高的抗拉强度和高的模量值。

因此，需要发展一种设备和相关的方法，以制造高度定向的聚酯板材或带材，这种设备和方法采用与特殊的或者说独特的加热技术相结合的特殊的或者说独特的定向、张拉或者说抽拉技术，从而可制出具有高抗拉强度和高模量值的聚酯板材或带材。

因此，本发明的一个目的是提供一种新的和改进过的制造高度定向的聚酯板材和带材的方法和设备。

本发明的另一个目的是提供一种新的和改进过的、克服了现有工艺和设备中的各种不足缺点和问题的制造高度定向的聚酯板材或带材的方法和设备。