CN105235245A - 一种聚酯薄膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚酯薄膜的制造方法，是通过调整横向拉伸工艺的具体工艺参数使聚酯薄膜具有较高结晶度，从而使其具有良好的耐热性和尺寸稳定性，提高了产品在后续受热加工工序的平整性。同时在生产过程中通过提高对熔体的过滤精度和对生产车间的洁净控制，大大减少聚酯薄膜中污染物的数量，保证了聚酯薄膜的内外洁净度，从而使制造出的聚酯薄膜满足高精密射频识别标签天线制造过程对聚酯薄膜的要求。
Description
技术领域
本发明属于聚酯薄膜，特别是涉及一种用于射频识别标签天线的聚酯薄膜的制造方法。
背景技术
现时RFID（射频识别）标签天线的制造方式主要有三种：绕线式天线、印刷天线和蚀刻天线。绕线式天线成本高、生产速度慢、生产效率较低；印刷天线的导电油墨形成的电路的电阻较大，使其应用范围受到一定的局限；蚀刻天线具有线路精细、电阻率低、耐候性好、信号稳定等优点。蚀刻法制作天线中用到的挠性聚酯覆铜（铝）板基材，是采用软板专用的合成树脂胶（环氧胶、丙烯酸胶）将铜箔（铝箔）与聚酯薄膜压合在一起，经高温再固化而成，其电性能、耐高温性、耐腐蚀性较强。但因为国产的聚酯薄膜耐热性和尺寸稳定性较差，容易在制造射频识别标签的多个工序中发生形变，且受到180℃以上的瞬间高温时也容易变形，从而出现不良品，导致后续芯片无法批量封装。而且国产聚酯薄膜内外污染数量较多，污染物尺寸较大，难以满足制造高精密射频天线的要求。因此目前挠性聚酯覆铜（铝）板基材所用的聚酯薄膜主要采用进口材料，成本高昂，不利于推动电子标签的普及应用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述国产聚酯薄膜的缺陷，提供一种聚酯薄膜的制造方法，使制造出的聚酯薄膜具有良好的耐热性和尺寸稳定性，同时具有良好的洁净度，满足制造射频识别标签天线的芯片封装工序的要求，从而达到既保证质量又降低成本的目的。
本发明所采取的技术方案是：一种聚脂薄膜的制造方法，包括如下步骤：
1）预结晶干燥
将聚酯熔体经预结晶干燥，控制聚酯熔体含水量在35ppm以下，同时结晶度为30-35%。
2）熔融挤出
挤出机预热段温度控制在260-270℃，熔融段温度控制在275-290℃，聚酯熔体经计量泵、过滤器和熔体线由模头挤出，挤出速度控制在36-40r/min。
3）铸片
聚酯熔体经表面温度为25-30℃的冷鼓进行冷却，经过高压静电附膜系统，形成结晶度小于3%的铸片。所述高压静电附膜系统的电压为9-12KV。
4）纵向拉伸
铸片经预热后纵向拉伸，预热过程中预热辊温度控制在75-82℃，拉伸温度控制在78-85℃，红外功率50-80%，冷却温度控制在25-40℃，拉伸比控制在3.3-3.8倍。
5）横向拉伸
纵向拉伸后的铸片经预热后横向拉伸，预热过程中预热辊温度控制在105-120℃，拉伸温度控制在115-130℃，拉伸比控制在3.5-4.5倍；经热定型后进行逐步冷却至常温，控制聚酯薄膜结晶度达到50%以上。
6）牵引收卷
采用接触方式收卷，收卷压力比率控制在15-40%，张力比率控制在85-95%。
制造过程中控制车间空气洁净度达到万级以下。
作为上述方案的进一步改进，所述步骤5）中所述热定型温度控制在230-255℃，热定型时间控制在5-20s。基于目前普通的聚酯薄膜横向拉伸工艺过程中，温度控制为200-230℃，结晶度只能达到40-50%，制造出的聚酯薄膜耐热性和尺寸温度性较差，达不到高精密射频识别标签天线制造过程中对聚酯薄膜性能的要求。因此本技术方案通过调整加热和热量循环参数，控制聚酯薄膜热定型区域的温度超过普通产品的10%以上，从而提高聚脂薄膜的结晶度，同时增强了聚酯薄膜内部分子的稳定性，使聚酯薄膜在受到180℃以上瞬间高温的情况下能减少变形量，保持良好的平整性，并且保证聚酯薄膜良好的力学性能不受影响，具有较高的尺寸稳定性。
作为上述方案的进一步改进，所述步骤2）中所述过滤器使用孔径为5-25μm的过滤器。如果熔体中含有杂质，容易造成模头卡料，条纹等缺陷；如果熔体含有聚酯降解物，容易产生气泡，乃至生产过程破膜等非正常情况。过滤器的用途就是把杂质和降解物过滤掉，保证进入模头的熔体无杂质、无晶点、无气泡等。因普通的原料过滤器对污染物的过滤效果差，不能阻隔小尺寸的污染物，当污染物尺寸长或宽≥10mm，污染物数量较多。过滤器孔径越小，过滤精度越大，过滤出的聚酯熔体越洁净，因此本技术采用高精度的原料过滤设备，即孔径为5-25μm的过滤器，其目的是控制来自熔体的污染。当污染物尺寸长或宽≥15mm，污染物数量控制在0个/卷；当污染物尺寸长或宽≥10mm，污染物数量控制在≤3个/卷，从而有效阻挡污染物，保证聚脂薄膜的洁净度，并且能长时间保持大过滤流量的工作状况，满足了大批量生产高洁净产品的需求。
作为上述方案的进一步改进，所述步骤2）所述模头的模唇开度控制在2.0-3.5mm，模头挤出压力控制在30-60bar。通过控制模头的模唇开度，制造出符合客户需求的各种厚度规格的聚脂薄膜。
作为上述方案的进一步改进，所述步骤2）中模头温度控制在265-285℃；计量泵、过滤器和熔体线温度控制在265-285℃。
作为上述方案的进一步改进，所述步骤1）的预结晶干燥由三个环节组成，分别是预结晶、干燥和除湿，所述预结晶温度为160-175℃，干燥温度为150-165℃，除湿温度为135-145℃，预结晶干燥时间为2.5-4.5小时。
另外，制造过程中控制车间空气洁净度达到万级以下，是通过对外界空气和车间的回风过滤和对横向拉伸区内部粉尘进行抽排实现的。其中回风过滤均经过初效、中效和高效三段严格过滤，最终达到生产具有良好内外洁净度的聚酯薄膜对车间环境的要求。
本发明的有益效果是：通过调整拉伸工艺的具体工艺参数使聚酯薄膜具有较高结晶度，从而使其具有良好的耐热性和尺寸稳定性，提高了产品在后续受热加工工序的平整性；通过提高对熔体的过滤精度和对生产车间的洁净控制，大大减少聚酯薄膜中污染物的数量，保证了聚酯薄膜的内外洁净度，从而使制造出的聚酯薄膜满足高精密射频识别标签天线制造过程对聚酯薄膜的要求。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
一种聚酯薄膜的制造方法，步骤如下：
1）预结晶干燥
将聚酯熔体经预结晶干燥。预结晶干燥由三个环节组成，分别是预结晶、干燥和除湿，所述预结晶温度为160-175℃，干燥温度为150-165℃，除湿温度为135-145℃，预结晶干燥时间为2.5-4.5小时。预结晶后控制聚酯熔体含水量在35ppm以下，同时结晶度为30-35%。
2）熔融挤出
挤出机预热段温度控制在260-270℃，熔融段温度控制在275-290℃，聚酯熔体经计量泵、过滤器和熔体线由模头挤出，其中模头温度控制在265-285℃。所述模头的模唇开度控制在2.0-3.5mm，模头挤出压力控制在30-60bar，挤出速度控制在36-40r/min，计量泵、过滤器和熔体线温度控制在265-285℃。其中过滤器使用孔径为5-25μm的过滤器。
3）铸片
聚酯熔体经表面温度为25-30℃的冷鼓进行冷却，经过9-12KV高压静电附膜系统，形成结晶度小于3%的铸片。
4）纵向拉伸
铸片经预热后纵向拉伸，预热过程中预热辊温度控制在75-82℃，拉伸温度控制在78-85℃，红外功率50-80%，冷却温度控制在25-40℃，拉伸比控制在3.3-3.8倍。
5）横向拉伸
纵向拉伸后的铸片经预热后横向拉伸，预热过程中预热辊温度控制在105-120℃，拉伸温度控制在115-130℃，拉伸比控制在3.5-4.5倍；经热定型后进行逐步冷却至常温，控制聚酯薄膜结晶度达到50%以上。其中热定型温度控制在230-255℃，热定型时间控制在5-20s；逐步冷却控制冷却1区温度为175-195℃，冷却2区温度为110-135℃，冷却3区温度为60-80℃，最后至常温。
6）牵引收卷
采用接触方式收卷，收卷压力比率控制在15-40%，张力比率控制在85-95%。
制造过程中外界空气和车间的回风均经过初效、中效和高效三段严格过滤，同时横向拉伸区设置有排风机对内部粉尘进行抽排，使车间空气的洁净度控制达到万级以下。
通过精确调整上述步骤中横向拉伸热定型温度的工艺参数，同时与一定范围内的纵向拉伸比和横向拉伸比相结合，可使最终制备出的聚酯薄膜结晶度达到50%以上。以下通过实施例1-6与对比例所制得的聚酯薄膜的结晶度进行比较加以证明。其中对比例采用与本技术方案相同的制造步骤。
上述数据说明，当横向拉伸的热定型温度控制在230-255℃时，所制得的聚脂薄膜的结晶度可控制在50%以上，从而使聚脂薄膜具有良好的耐热性和尺寸稳定性。
以上所述的实施方式仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。
Claims (7)
1.一种聚酯薄膜的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
预结晶干燥
将聚酯熔体经预结晶干燥，控制聚酯熔体含水量在35ppm以下，同时结晶度为30-35%；
2）熔融挤出
挤出机预热段温度控制在260-270℃，熔融段温度控制在275-290℃，聚酯熔体经计量泵、过滤器和熔体线由模头挤出，挤出速度控制在36-40r/min；
3）铸片
聚酯熔体经表面温度为25-30℃的冷鼓进行冷却，经过高压静电附膜系统，形成结晶度小于3%的铸片；
4）纵向拉伸
铸片经预热后纵向拉伸，拉伸温度控制在78-85℃，冷却温度控制在25-40℃；
5）横向拉伸
纵向拉伸后的铸片经预热后横向拉伸，拉伸温度控制在115-130℃，经热定型后进行逐步冷却至常温，控制聚酯薄膜结晶度达到50%以上；
6）牵引收卷
采用接触方式收卷，收卷压力比率控制在15-40%，张力比率控制在85-95%；
制造过程中控制车间空气洁净度达到万级以下。
2.根据权利要求1所述的一种聚酯薄膜的制造方法，其特征在于，步骤5）中所述热定型温度控制在230-255℃，热定型时间控制在5-20s。
3.根据权利要求1所述的一种聚酯薄膜的制造方法，其特征在于，步骤4）的纵向拉伸比控制在3.3-3.8倍；步骤5）的横向拉伸比控制在3.5-4.5倍。
4.根据权利要求1所述的一种聚酯薄膜的制造方法，其特征在于，步骤2）中所述过滤器使用孔径为5-25μm的过滤器。
5.根据权利要求1所述的一种聚酯薄膜的制造方法，其特征在于，步骤2）所述模头的模唇开度控制在2.0-3.5mm，模头挤出压力控制在30-60bar。
6.根据权利要求1所述的一种聚酯薄膜的制造方法，其特征在于，步骤2）中模头温度控制在265-285℃；计量泵、过滤器和熔体线温度控制在265-285℃。
7.根据权利要求1所述的一种聚酯薄膜的制造方法，其特征在于，步骤1）的预结晶干燥由三个环节组成，分别是预结晶、干燥和除湿，所述预结晶温度为160-175℃，干燥温度为150-165℃，除湿温度为135-145℃，预结晶干燥时间为2.5-4.5小时。
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