國內雙向拉伸設備短板及改進

雙向拉伸薄膜設備按生產連續性可分為離線雙向拉伸設備和連線雙向拉伸設備。離線雙向拉伸設備是指拉膜生產過程由若干套設備分別完成不同工序的雙向拉伸設備。一般應用于特種薄膜例如PTFE、PVC、PI等的生產。連線雙向拉伸設備是指拉膜生產過程在同一套設備完成的雙向拉伸設備。一般應用于包裝薄膜以及一些差異化薄膜例如BOPP、BOPET、BOPA、OPETG、BOPET厚膜等的生產。雙向薄膜拉伸設備按照縱向和橫向拉伸是否同時進行又可分為異步雙向拉伸設備和同步雙向拉伸設備。下面重點介紹連線異步雙向拉伸設備的情況。

• 包裝薄膜拉伸設備的發展現狀

1. 我國包裝薄膜拉伸設備的發展

國內雙向拉伸設備始于上個世紀八十年代,早期從國外引進了年產1000噸—1500噸的生產線；隨著包裝工業的發展對塑料軟包裝的要求數量不斷增加,同時薄膜生產廠家為了降低成本,對每條線的產能要求也不斷增加，從年產1500噸到3000噸，再到6000噸、12000噸、16000噸，目前已達到年產25000噸。生產速度的提高增加了薄膜的產量，但薄膜的性能提高有限。除了薄膜的厚度均勻性,薄膜的極限偏差從原來±5%提高到±3%，薄膜的強度由原來的170—190Mpa，提高到現在200—230Mpa,設備結構由單點拉伸發展到兩點拉伸,控制系統的傳輸速度和精度隨著電子工業的發展也在不斷的更新。
 

2. 目前雙拉設備的實際情況

目前雙向拉伸薄膜生產線80%是適用生產包裝薄膜的生產線，20%是特殊薄膜的專用生產線。而這些專用的生產線,除為了滿足工藝要求而特殊設計的裝置外,其它部分基本與包裝薄膜拉伸設備是通用的。設備制造商更愿意追求單條線的產量來迎合客戶規?；a的心里。甚至在縱拉設計的兩點拉伸目的也不是為了提高薄膜性能,而是為了提高生產線的速度。這些因素導致了我們現在使用的雙拉設備,在生產有特殊要求的薄膜時存在一些問題。

• 現行拉伸設備存在的問題

1. 拉伸的均勻性很難提高

1.1 擠出塑化的原因,在生產速度提高后,應注重擠出機的設計，能滿足材料的塑化要求，否則就會出現塑化不均，影響薄膜的厚度均勻性和物理性能的各項異性，如強度不均勻，熱收縮不均勻等,雖然專家們也研究了很多結構的螺桿，但起作用最大的還是物料的輸送速度,怎樣根據物料性能在不使物料降解和提高塑化均勻性前提下,提高螺桿轉數是擠出機今后發展和研究方向。

1.2 第一測厚儀與第二測厚儀的對應，是檢驗雙拉設備的拉伸均勻性和橫向溫度差大小的重要標志。現在有的公司提供的設備不主張采用前后兩臺測厚儀，主要是為了降低報價，在實際生產中也不影響薄膜的生產，也就這樣延續下去了。其實兩臺測厚有不同用途，前面的測厚儀主要是檢測厚片的厚度均勻性。什么形狀的厚片能生產出合格的薄膜，沒有統一的標準,有的是上弓弧形，弓高不相同，有的是直線,這就體現了不同設備的拉伸均勻性和設備的橫向溫度偏差的不同。一般來講厚片的弓高越小，前后測厚儀的螺栓的位置對應的越準確，生產的薄膜厚度越薄，因分子取向率的增加使厚片的弓高越小。因此我們在生產厚膜時，厚片的曲線弓高就大；而生產薄的膜時厚片的曲線弓高就小。這并不證明生產薄膜時拉伸就均勻了，橫向溫度差就小了。而是因為薄膜在橫拉機內達到玻璃化拉伸溫度所需要的熱量不大，雖然橫向有溫度，但在同一時間幾乎都達到了拉伸溫度。另外，單位體積的厚片拉伸率增加,在單位面積上部分縱向高點容易消除。

1.3 縱拉的問題，要努力解決兩步拉伸中MDO的劃傷及平整性的問題。目前較厚薄膜在兩步拉伸生產中，在MDO的劃傷是比較難解決的問題。它是控制、機械、工藝問題的綜合反映。薄膜表面的劃傷影響光的反射和折射，在MDO過程劃傷，在薄膜的檢驗中很難發現，只有用偏光鏡和在反光薄膜涂色工序后容易看出顏色的深淺區別，由于反光薄膜對表面粗糙度和光澤度要求很高，現有添加劑母料和設備的結構無法滿足?？v向拉伸的不均勻性,對薄膜的厚度偏差影響很大，雖然橫向拉伸時在拉伸倍數大時可以減少厚度上的偏差，但對厚膜是很困難的,所有希望設備制造廠要在這方面進行研究解決。.

1.4 橫拉的原因：要解決橫拉機兩側溫度低的問題，拉伸倍數不夠，薄膜厚度偏差大，還影響兩側薄膜的強度,熱收縮的均勻性能。
 

2. 提高設備對耐溫薄膜的適用性能

努力提高薄膜的耐溫性能，一般薄膜只能在130--150℃長時間使用,現在有很多客戶要求耐溫在180--200℃,這在現有的工藝條件下想要達到比較困難。根據試驗得知薄膜的耐溫性并不是簡單的與薄膜的結晶度有關，同時結晶的晶型也有很大影響。結晶度高，并不一定耐溫高，還要根據晶型的比例才能判定。一般纖維晶的比例高，薄膜的耐溫性就好。所以努力提高纖維晶的含量是提高薄膜耐溫性的一個方向，作為薄膜設備制造廠要努力提高促成薄膜纖維晶形成的各種條件，滿足生產耐溫薄膜的要求。
 

3.解決薄膜表面低聚物的污染

低聚物的污染問題，是光學用膜、遮陽膜、抗紫外線玻璃膜等產品對薄膜生產廠的強烈要求。由于低聚物的局部附著,引起薄膜的局部光澤度和透明度的差別,影響下游產品的質量。高透明薄膜不但要在環境空氣中減少灰塵顆粒，還要減少低聚物的污染。這個問題也是長時間很難解決的問題,牽涉的面很廣：

3.1 原料的低聚物含量問題。一般認為拉伸薄膜PET切片的粘度高些好,這是一種誤解,粘度高的料在合成的縮聚反應中為了使分子量增大,反應的時間就要加長，由于時間長逆向反應也能增加,所以造成分子量分布相差較大,雖然平均分子量相同,顯然分子量分布寬的低分子鏈的分子較多，所以BOPET薄膜的原料在設備性,原料的粘度低些較好,一般在0.62—0.65比較合適。

3.2 減少PET切片在輸送和干燥過程中產生的粉塵量,提高旋風分離器的分離效果,減少在干燥時產生的氧降。.

3.3 選擇適當的熔融擠出溫度和熔體線溫度,合理設定PID的加熱功率的調整,嚴防因熱慣性使管道里的PET熱降。.

3.4 認真解決薄膜粉碎中的粉塵減少和與碎片分離的問題.回收造粒要努力減少粘度降問題,在原料配比上盡量減少回收料的比例.

3.5 TDO橫拉機用好熱風凈化再利用系統,特別TDO熱定型段增加排風量,減少熱風循環系統熱風中的低聚物濃度。

3.6 增加TDO冷卻段的段數和長度,使薄膜的降溫有一定的降溫梯度，(第一冷卻段160℃;第二冷卻段100℃;第三冷卻段50℃)而且加大循環和排風量,使低聚物即不能附在薄膜表面也很少附在冷卻風箱上。
 

4.保證薄膜橫向強度

熱收縮的均勻性是設備的制造難點：從設備的設計上考慮盡量減少橫拉伸過程中的弓型的弓高,對改善薄膜的均勻性很有好處，從理論上把拉伸弓形徹底消除是不可能的，但從設備的設計上可以減少弓高.首先就是要提高TDO,烘箱內溫度的均勻性,所以對風道，風嘴，夾子進口帶入的風量控制使設計更加困難,也是設備制造廠家的技術難點。.
 

5.確保橫拉冷卻段冷卻均勻

一般被人們忽略TDO的冷卻段溫度和風量的均勻性，在光學用膜的生產中得到了重視，對橫拉機的設計又提出了新的課題.薄膜在無厚度偏差情況下，在無張力時，對可見光有不同的折射,在薄膜的反應就是不平整，產生的主要原因就是高溫薄膜通過冷卻段時，有冷卻不均勻的現象，產生局部收縮上的差異，所以在可見光的照射下有不同的光折射現。
 

6.電暈處理對薄膜的污染

電暈處理是薄膜生產中提高表面張力的重要工序,但由于在高壓電場的沖擊下,使表面的大分子被打斷,使羧基數量增加,低分子聚合物也有所增加,部分低分子聚合物被排風罩吸走,還有部分低聚物附在膜的表面,當運行到冷卻輥時低聚物就附在輥面上,時間長了就越積越厚影響薄膜的冷卻,此時如果在夏天,室內的溫度高,經過電暈的薄膜表面溫度很高,而冷卻輥卻因為表面低聚物附著層太厚影響傳熱冷卻,引起熱的薄膜表面會部分地粘掉低聚物的附著層,當這些附著層經過鍍鋁,或印刷烘干時,就會引起鍍鋁層和油墨層的拖落.所以電暈設備的低聚物和降解物的排除是今后雙拉設備要提高改進的方向。

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