CN101637967A - 低收缩率薄膜和片材的生产方法 - Google Patents

低收缩率薄膜和片材的生产方法 Download PDF

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刘勤让
张文俊
邹承慧
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Abstract

本发明涉及一种低收缩率薄膜和片材的生产方法，包括以下工艺步骤：步骤一、原料混料后通过单螺杆或双螺杆挤出机熔融塑化；步骤二、T型衣架模头均匀挤出；步骤三、压光成型装置冷却定型；步骤四、张力控制的牵引装置牵引和步骤五、中心收卷或摩擦收卷，在所述步骤三压光成型装置冷却定型工序与步骤四张力控制的牵引装置牵引工序之间，或者在步骤四张力控制的牵引装置牵引工序与步骤五收卷工序，增加一个退火工序加热薄膜，然后再进行自然冷却，所述加热薄膜采用多辊筒加热的方式进行，加热温度在40℃～80℃之间，多辊筒采用上下二排错位布置的方式排列，薄膜包覆在上下二排辊筒上，薄膜在各辊筒上的包角在120～180°。本发明方法能降低胶膜中内应力。

Description

低收缩率薄膜和片材的生产方法
(一)技术领域
本发明涉及一种用塑料挤出工艺(挤出-流涎法、挤出-压光法以及挤出压延法)制造低纵向收缩率薄膜和片材的方法。属塑料薄膜和片材的成型方法技术领域。
(二)背景技术
塑料薄膜和片材的材料包括：各种塑料树脂以及用树脂和一定功能作用的助剂混合而成的配方料。比如：EVA与不同添加剂混合后通过挤出工艺制造的太阳能电池封装胶膜、PP\PS\PET\PC\ABS以及各种降解材料制造的用于热成型用的包装片材或者板材以及用于其他目的的对于收缩率要求较高的塑料片材或者薄膜。
下面以EVA太阳能电池封装膜为例进行一些具体描述：
EVA即乙烯和醋酸乙烯的共聚物，是目前太阳能电池封装工艺中最常用材料，主要是通过在EVA基料中添加紫外吸收剂、紫外稳定剂、抗氧化剂和交联剂等各种不同的添加剂制作而成的。它在太阳能电池中的主要作用有：
(1)为太阳能电池线路及活性组件在加工制造、储存、运输、安装运行等环节提供必要的结构支撑和定位；
(2)获得并维持电池与入射光的最大光学偶合作用，并长时间维持该特性；
(3)使隔离电池及其连接线路与有害环境相隔离；
(4)有效的电绝缘作用；
(5)有效的导热作用。
EVA封装胶膜一般采用挤出-压光法或者挤出-流涎法生产。生产过程包括熔融共混、挤出、压光(流涎)、牵引、卷取等。其物理机械性能主要有透明度、拉伸强度、耐老化性能、收缩率等。较低的收缩率可以保证EVA封装胶膜的封装性能良好，同时可保证电池中电磁片、电极等组件不会移位。因此制备具有较低的收缩率的EVA封装胶膜是获得高质量太阳能光伏电池的关键技术之一。但在EVA胶膜的生产过程中，由于出模膨胀的存在，以及保证胶膜表面平整的需要，需要较大的牵引张力。同时需要快速冷却以保证薄膜具有良好的光学性能，因此在胶膜中造成较大的内应力，纵向收缩率高。在进行电池封装，EVA胶膜被加热至熔融状态，由于高分子链的记忆效应，会发生回复作用，EVA胶膜会发生收缩，从而导致封装失败。
因此，制造尺寸稳定性改进的EVA封装胶膜非常必要。
(三)发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种能降低胶膜中内应力的低纵向收缩率薄膜和片材的生产方法。
本发明的目的是这样实现的：一种低收缩率薄膜和片材的生产方法，所述方法包括以下工艺步骤：
步骤一、原料混料后通过单螺杆或双螺杆挤出机熔融塑化
步骤二、T型衣架模头均匀挤出
步骤三、压光成型装置冷却定型
步骤四、张力控制的牵引装置牵引
步骤五、收卷
其特征在于：在所述步骤三压光成型装置冷却定型工序与步骤四张力控制的牵引装置牵引工序之间，或者在步骤四张力控制的牵引装置牵引工序与步骤五收卷工序，增加一个退火工序加热薄膜，然后再进行自然冷却，所述加热薄膜采用多辊筒加热的方式进行，加热温度在40℃～80℃之间，多辊筒采用上下二排错位布置的方式排列，薄膜包覆在上下二排辊筒上，薄膜在各辊筒上的包角在120～180°，薄膜在所有辊筒上的总的受热时间0.5～5分钟，各辊筒的辊速比为1，薄膜的牵引张力为10～50N，辊筒的数量在2～20个之间，辊筒直径在150～350mm之间，辊筒内有螺旋冷却槽。
该方案的原理为：在40℃～80℃之间，EVA胶膜会发生软化，分子链的运动会变得剧烈，薄膜的分子链会逐渐松弛，消除了拉伸过程中的内应力，分子链的记忆效应被大大消弱，此时对薄膜进行冷却，就可以有效降低胶膜收缩率。
若加热温度过低，EVA胶膜中分子链运动变化不明显，起不到松弛、消除应力的效果。加热温度过高，薄膜在牵引、辊压作用下变形严重，厚度均匀性得不到保证，发生褶皱，影响产品质量。
本发明的有益效果是：
采用上述技术方案以后，制成的EVA封装胶膜的纵向收缩率在0～5％之间，从而能有效提高太阳能光伏电池的封装质量，提高成品率，降低光伏发电成本。
(四)附图说明
图1为本发明所涉及的退火工序所采用的退火装置的实施例1示意图。
图2为本发明所涉及的退火工序所采用的退火装置的实施例2示意图。
图中：
薄膜1、辊筒2、箱体3。
(五)具体实施方式
实施例1：
参见图1，图1为本发明所涉及的退火工序所采用的退火装置的实施例1示意图。由图1可以看出，本发明低收缩率薄膜和片材的生产方法低纵向收缩率薄膜和片材的生产方法，所述方法包括以下工艺步骤：
步骤一、原料混料后通过单螺杆或双螺杆挤出机熔融塑化
步骤二、通过T型衣架模头均匀挤出
步骤三、通过压光成型装置冷却定型
步骤四、通过张力控制的牵引装置牵引
步骤五：通过中心收卷或摩擦收卷
本发明通过在所述步骤三压光成型装置冷却定型工序与步骤四张力控制的牵引装置牵引工序之间，或者在步骤四张力控制的牵引装置牵引工序与步骤五中心收卷或摩擦收卷工序之间，增加一个退火工序加热薄膜，该工序使EVA薄膜在冷却定型后再经受一定温度的加热退火，同时使EVA胶膜经受一定的张力，然后再进行自然冷却。加热薄膜采用多辊筒加热的方式进行，加热温度在40℃～80℃之间，为保证加热效果，设计辊筒排列方式如图1所示，多辊筒采用上下二排错位布置的方式排列，薄膜包覆在上下二排辊筒上，薄膜在各辊筒上的包角在120～180°，薄膜在所有辊筒上的总的受热时间0.5～5分钟，各辊筒的辊速比为1，薄膜的牵引张力为10～50N，辊筒的数量在2～20个之间，辊筒直径在150～350mm之间，辊筒内有螺旋冷却槽。辊筒加热和冷却介质为热循环油或者水。辊筒的驱动方式为独立驱动或者由一个电机传动的链条或者齿轮传动。
从上述方案还可以引申以下几种方案：将上述辊筒封闭在一个箱体3内，只保留进口和出口。如图2：箱体内可设置红外加热或者通入一定温度的热风，使片材应力消除，以降低收缩率。
以上方案描述同样适用于其他塑料材料的低收缩率薄膜或片材(含表面有花纹的)。
辊筒数量大小不受限制，辊筒内的循环介质和循环方式不受限制，箱体内温度的控制方式不受限制。

Claims (2)

1、一种低收缩率薄膜和片材的生产方法，所述方法包括以下工艺步骤：
步骤一、原料混料后通过单螺杆或双螺杆挤出机熔融塑化
步骤二、T型衣架模头均匀挤出
步骤三、压光成型装置冷却定型
步骤四、张力控制的牵引装置牵引
步骤五、中心收卷或摩擦收卷
其特征在于：在所述步骤三压光成型装置冷却定型工序与步骤四张力控制的牵引装置牵引工序之间，或者在步骤四张力控制的牵引装置牵引工序与步骤五收卷工序，增加一个退火工序加热薄膜，然后再进行自然冷却，所述加热薄膜采用多辊筒加热的方式进行，加热温度在40℃～80℃之间，多辊筒采用上下二排错位布置的方式排列，薄膜包覆在上下二排辊筒上，薄膜在各辊筒上的包角在120～180°，薄膜在所有辊筒上的总的受热时间0.5～5分钟，各辊筒的辊速比为1，薄膜的牵引张力为10～50N，辊筒的数量在2～20个之间，辊筒直径在150～350mm之间，辊筒内有螺旋冷却槽。
2、根据权利要求1所述的一种低收缩率薄膜和片材的生产方法，其特征在于：将所述辊筒封闭在一个箱体内，只保留进口和出口，箱体内设置红外加热或者通入热风。
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PB01 Publication
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