CN106827568A - 一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，首先将聚酯熔体分别从反应釜、挤出机Ⅰ和挤出机Ⅱ中挤出，其中，挤出机Ⅱ中挤出的熔体为聚酯回收料的熔体，聚酯熔体从反应釜和挤出机中挤出的温度相同，所述熔体分层分流在配料块中进行，所述配料块内部空间被分为5层，自上而下分别为上表层、上浅表层、中间层、下浅表层和下表层，所述配料块的温度与熔体的温度相同，所述挤出机Ⅰ中挤出的熔体分别进入所述配料块的上表层和下表层，所述反应釜中挤出的熔体分别进入所述配料块的上浅表层和下浅表层，所述挤出机Ⅱ中挤出的熔体进入所述配料块的中间层。本发明的工艺简单，生产的聚酯薄膜品质良好，通过高效使用回收料，有效降低了生产成本。

Description

一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺

技术领域

本发明属于薄膜生产领域，涉及一种聚酯薄膜生产工艺，特别涉及一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺。

背景技术

双向拉伸聚酯薄膜(BOPET)是一种综合性能优良的高分子薄膜材料，BOPET具有机械强度高、刚性好、韧性强，电绝缘性能优良，透明、光泽度高，无毒、无臭、无味，耐磨、耐折叠、耐针孔和抗撕裂等特点。其拉伸强度是PC膜、尼龙膜的3倍，冲击强度是BOPP膜的3-5倍。BOPET具有良好的耐热性，可进行真空镀铝，表面涂布功能性涂层材料，从而提高其热封性、阻隔性、印刷性能和具备一些特殊的光学性能等。BOPET还具有优异的耐蒸煮性、耐低温冷冻性，良好的耐油性和耐化学品性等，除了硝基苯、氯仿、苯甲醇外，大多数化学品都不能使它溶解。此外，BOPET还具有其他类型的包装薄膜不可比拟的气体阻隔性能，可有效延长被包装物的保存期限。BOPET因其优异的物化性能被广泛应用于包装材料、磁记录、感光材料、电子、电气绝缘、工业用膜、装饰装潢等领域。

BOPET是以聚酯切片为主要原料，经干燥、熔融、挤出、铸片、双向拉伸、热定型、收卷、分切而制成。常见的BOPET生产工艺如图1所示，包括反应釜、挤出机Ⅰ和挤出机Ⅱ，熔体经反应釜、挤出机Ⅰ和挤出机Ⅱ挤出后经过各自独立的输送管道进入ABC型配料块中，ABC型配料块为3层配料块，分为上层A、中层B和下层C，挤出机Ⅰ中的熔体进入上层A，反应釜中的熔体进入中层B，挤出机Ⅱ中的熔体进入下层C，最后熔体从ABC型配料块流出后进入模头。

然而BOPET在生产过程中因为破膜、边料回收、辅收的铸片及废膜进行回收造粒，产生了大量的回收料，在一定程度上增加了生产成本，造成了资源浪费。在挤出机Ⅰ和挤出机Ⅱ中直接添加回收料会直接影响聚酯薄膜的性能，对产品的质量造成不良影响，在反应釜中添加回收料容易降低熔体品质，且只能回收边料。目前，针对该问题的主要解决办法为额外增加一台挤出机并配置相应的熔体管线将回收料加入到聚酯中，虽然能够利用回收料，但是增加挤出机、配置管线成本较高。

综上所述，如何在满足生产需要的情况下高效、低成本的使用回收料成为聚酯薄膜生产加工研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，在保证聚酯薄膜产品质量的前提下，设计一种高效、低成本使用回收料的聚酯薄膜生产工艺。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，包括如下的工艺流程：

配料混合→熔融挤出→熔体分层分流→流延铸片→纵向拉伸→横向拉伸→牵引收卷→分切；

所述熔融挤出是指聚酯熔体分别从反应釜和挤出机中挤出，其中，挤出机包括挤出机Ⅰ和挤出机Ⅱ；反应釜中挤出的熔体为酯化缩聚反应制得的聚酯熔体，挤出机Ⅰ中挤出的熔体为聚酯膜级切片或母粒的熔体，挤出机Ⅱ中挤出的熔体为聚酯回收料的熔体，聚酯熔体从反应釜和挤出机中挤出的温度相同；

所述熔体分层分流在配料块中进行，所述配料块内部空间被分为5层，自上而下分别为上表层、上浅表层、中间层、下浅表层和下表层；

所述配料块的温度与熔体的温度相同，所述挤出机Ⅰ中挤出的熔体分别进入所述配料块的上表层和下表层，所述反应釜中挤出的熔体分别进入所述配料块的上浅表层和下浅表层，所述挤出机Ⅱ中挤出的熔体进入所述配料块的中间层；

所述配料块内有适配器，将聚酯熔体分配到配料块的各层，所述适配器内壁全无死角抛光，并且熔体通过适配器时，由熔体泵提供稳定的压力，保证不产生滞留。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，聚酯熔体从反应釜中挤出的速率为1500～4000kg/h，聚酯熔体从挤出机中挤出的速率为170～1000kg/h，熔体的温度为270～280℃。

如上所述的一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，所述聚酯膜级切片为聚对苯二甲酸乙二醇酯切片，所述母粒为含有二氧化硅的聚对苯二甲酸乙二醇酯切片。

如上所述的一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，所述聚酯回收料为破膜、边料、辅收的铸片或废膜通过回收造粒系统生产的物料，所述回收料的成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

如上所述的一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，所述流延铸片是指熔体通过配料块分层分流后汇合进入模头，从模头挤出后流延到流延辊上冷却形成薄膜，所述模头的温度为225～275℃。

如上所述的一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，所述纵向拉伸的拉伸温度为115～130℃，拉伸倍数为4.15～4.45，所述横向拉伸的拉伸温度为225～240℃，拉伸倍数为3.5～3.9。

如上所述的一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，采用所述使用回收料的聚酯薄膜生产工艺最终制得的聚酯薄膜的厚度为6～25um，弹性模量≥4000MPa，纵向拉伸强度≥220MPa，横向拉伸强度≥210MPa，断裂伸长率≥100％，光泽度≥120％，雾度≤3.0。

本发明将聚酯薄膜生产过程中原来的ABC型3层配料块改造为ABRBA型5层配料块，并将挤出机Ⅰ和挤出机Ⅱ中的熔体进入配料块的方式进行调整，由原来的挤出机Ⅰ与ABC型配料块的上层连通改为挤出机Ⅰ与ABRBA型配料块的上表层和下表层同时连通，由原来的反应釜与ABC型配料块的中间层连通改为与ABRBA型配料块的上浅表层和下浅表层连通，由原来的挤出机Ⅱ与ABC型配料块的下层连通改为挤出机Ⅱ与ABRBA型配料块的中间层连通。聚酯薄膜原生产工艺中使用回收料困难的原因是将回收料直接通过挤出机Ⅰ或挤出机Ⅱ加入时，回收料最终作为聚酯薄膜的表层成分，会影响聚酯薄膜的性能，降低薄膜的质量，且回收料无法直接通过反应釜加入，而通过额外增加一台挤出机并配置相应的熔体管线将回收料加入到聚酯中，虽然能够利用回收料，但是存在增加挤出机、配置管线成本较高的问题。

本发明采用ABRBA型配料块通过多层共挤出方式制备聚酯膜，制得的聚酯膜为五层复合膜，具有对称结构，自上而下依次为支撑层、粘结层、阻隔层、粘结层、支撑层，阻隔层处于共挤膜中间层，两面均有支撑层保护；支撑层有两个作用，一面用于热封闭，称之为热封层，一面用于印刷，称印刷层，支撑层要求有良好的机械强度、热封性、阻隔性、透明性和印刷性；粘结层有两层，一层粘住阻隔层和热封层，另一层粘住阻隔层和印刷层，其厚度取决于粘结强度，粘结强度不够共挤膜就会脱层，严重影响产品质量。本发明将回收料作为阻隔层的成分，阻隔层受到支撑层和粘结层的保护，减少了由于添加回收料造成的产品性能的降低，克服了传统方式由于将回收料直接通过挤出机Ⅰ或挤出机Ⅱ加入导致聚酯薄膜质量降低严重的问题；聚酯膜中的粘结层要求具有较高的粘结强度，本发明中的粘结层成分为反应釜直接提供的聚酯，不含有回收料，使得粘结强度能够满足粘结需求；聚酯膜中的支撑层要求具有良好的机械强度，本发明中支撑层的成分为膜级切片或母粒，不含有回收料，使得支撑层的强度能够达到要求，同时当聚酯膜需要特定功能时，支撑层作为聚酯膜的外表层对聚酯膜的功能性影响最大，本发明通过使用母粒加工聚酯膜的支撑层，实现了聚酯膜的功能化加工。有益效果：

1)本发明工艺简单，改造成本较低，容易实现；

2)本发明采用ABRBA型5层配料块，克服了已知技术中ABC型3层配料块没有使用回收料的结构导致改造成本较高的问题，同时本发明的ABRBA型配料块能够有效保证熔体不在配料块中产生滞留，避免熔体降解等问题的产生；

3)本发明能够高效使用多种回收料，降低了生产成本，避免了不必要的浪费；

4)本发明中挤出机Ⅱ除回收料，也可添加膜级切片或母粒，本工艺即可用于生产添加回收料的聚酯薄膜，也可用于生产正常的聚酯薄膜，一机多用，提高了生产效率；

5)本发明中回收料通过挤出机Ⅱ进入配料块的中间层，在聚酯薄膜中回收料也位于中间层，因此降低了回收料的加入对聚酯薄膜产生的不利影响，使得制备的聚酯薄膜品质良好。

附图说明

图1为常用聚酯薄膜生产工艺部分流程图；

图2为本发明使用回收料的聚酯薄膜生产工艺部分流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，如图2所示，包括如下的工艺流程：

配料混合→熔融挤出→熔体分层分流→流延铸片→纵向拉伸→横向拉伸→牵引收卷→分切；

熔融挤出是指聚酯熔体分别从反应釜和挤出机中挤出，聚酯熔体从反应釜中挤出的速率为1500kg/h，聚酯熔体从挤出机中挤出的速率为170kg/h，熔体的温度为270℃，其中，挤出机包括挤出机Ⅰ和挤出机Ⅱ；反应釜中挤出的熔体为酯化缩聚反应制得的聚酯熔体，挤出机Ⅰ中挤出的熔体为聚对苯二甲酸乙二醇酯切片的熔体，挤出机Ⅱ中挤出的熔体为聚酯回收料的熔体，聚酯回收料为破膜通过回收造粒系统生产的物料，回收料的成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚酯熔体从反应釜和挤出机中挤出的温度相同；

熔体分层分流在配料块中进行，配料块内部空间被分为5层，自上而下分别为上表层、上浅表层、中间层、下浅表层和下表层；

配料块的温度与熔体的温度相同，挤出机Ⅰ中挤出的熔体分别进入配料块的上表层和下表层，反应釜中挤出的熔体分别进入配料块的上浅表层和下浅表层，挤出机Ⅱ中挤出的熔体进入所述配料块的中间层；

流延铸片是指熔体通过配料块分层分流后汇合进入模头，从模头挤出后流延到流延辊上冷却形成薄膜，所述模头的温度为225℃；

纵向拉伸的拉伸温度为115℃，拉伸倍数为4.15，横向拉伸的拉伸温度为225℃，拉伸倍数为3.5。

采用使用回收料的聚酯薄膜生产工艺最终制得的聚酯薄膜的厚度为25um，弹性模量为4000MPa，纵向拉伸强度为220MPa，横向拉伸强度为210MPa，断裂伸长率为100％，光泽度为120％，雾度为3.0。

实施例2

一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，包括如下的工艺流程：

配料混合→熔融挤出→熔体分层分流→流延铸片→纵向拉伸→横向拉伸→牵引收卷→分切；

熔融挤出是指聚酯熔体分别从反应釜和挤出机中挤出，聚酯熔体从反应釜中挤出的速率为2200kg/h，聚酯熔体从挤出机中挤出的速率为300kg/h，熔体的温度为272℃，其中，挤出机包括挤出机Ⅰ和挤出机Ⅱ；反应釜中挤出的熔体为酯化缩聚反应制得的聚酯熔体，挤出机Ⅰ中挤出的熔体为含有二氧化硅的聚对苯二甲酸乙二醇酯切片的熔体，挤出机Ⅱ中挤出的熔体为聚酯回收料的熔体，聚酯回收料为边料通过回收造粒系统生产的物料，回收料的成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚酯熔体从反应釜和挤出机中挤出的温度相同；

熔体分层分流在配料块中进行，配料块内部空间被分为5层，自上而下分别为上表层、上浅表层、中间层、下浅表层和下表层；

配料块的温度与熔体的温度相同，挤出机Ⅰ中挤出的熔体分别进入配料块的上表层和下表层，反应釜中挤出的熔体分别进入配料块的上浅表层和下浅表层，挤出机Ⅱ中挤出的熔体进入所述配料块的中间层；

流延铸片是指熔体通过配料块分层分流后汇合进入模头，从模头挤出后流延到流延辊上冷却形成薄膜，所述模头的温度为235℃；

纵向拉伸的拉伸温度为118℃，拉伸倍数为4.20，横向拉伸的拉伸温度为228℃，拉伸倍数为3.6。

采用使用回收料的聚酯薄膜生产工艺最终制得的聚酯薄膜的厚度为20um，弹性模量为4200MPa，纵向拉伸强度为230MPa，横向拉伸强度为212MPa，断裂伸长率为108％，光泽度为128％，雾度为2.8。

实施例3

一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，包括如下的工艺流程：

配料混合→熔融挤出→熔体分层分流→流延铸片→纵向拉伸→横向拉伸→牵引收卷→分切；

熔融挤出是指聚酯熔体分别从反应釜和挤出机中挤出，聚酯熔体从反应釜中挤出的速率为3150kg/h，聚酯熔体从挤出机中挤出的速率为550kg/h，熔体的温度为275℃，其中，挤出机包括挤出机Ⅰ和挤出机Ⅱ；反应釜中挤出的熔体为酯化缩聚反应制得的聚酯熔体，挤出机Ⅰ中挤出的熔体为聚对苯二甲酸乙二醇酯切片的熔体，挤出机Ⅱ中挤出的熔体为聚酯回收料的熔体，聚酯回收料为辅收的铸片通过回收造粒系统生产的物料，回收料的成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚酯熔体从反应釜和挤出机中挤出的温度相同；

熔体分层分流在配料块中进行，配料块内部空间被分为5层，自上而下分别为上表层、上浅表层、中间层、下浅表层和下表层；

配料块的温度与熔体的温度相同，挤出机Ⅰ中挤出的熔体分别进入配料块的上表层和下表层，反应釜中挤出的熔体分别进入配料块的上浅表层和下浅表层，挤出机Ⅱ中挤出的熔体进入所述配料块的中间层；

流延铸片是指熔体通过配料块分层分流后汇合进入模头，从模头挤出后流延到流延辊上冷却形成薄膜，所述模头的温度为255℃；

纵向拉伸的拉伸温度为120℃，拉伸倍数为4.25，横向拉伸的拉伸温度为230℃，拉伸倍数为3.7。

采用使用回收料的聚酯薄膜生产工艺最终制得的聚酯薄膜的厚度为15um，弹性模量为4350MPa，纵向拉伸强度为238MPa，横向拉伸强度为222MPa，断裂伸长率为116％，光泽度为135％，雾度为2.7。

实施例4

一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，包括如下的工艺流程：

配料混合→熔融挤出→熔体分层分流→流延铸片→纵向拉伸→横向拉伸→牵引收卷→分切；

熔融挤出是指聚酯熔体分别从反应釜和挤出机中挤出，聚酯熔体从反应釜中挤出的速率为3800kg/h，聚酯熔体从挤出机中挤出的速率为830kg/h，熔体的温度为278℃，其中，挤出机包括挤出机Ⅰ和挤出机Ⅱ；反应釜中挤出的熔体为酯化缩聚反应制得的聚酯熔体，挤出机Ⅰ中挤出的熔体为含有二氧化硅的聚对苯二甲酸乙二醇酯切片的熔体，挤出机Ⅱ中挤出的熔体为聚酯回收料的熔体，聚酯回收料为废膜通过回收造粒系统生产的物料，回收料的成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚酯熔体从反应釜和挤出机中挤出的温度相同；

熔体分层分流在配料块中进行，配料块内部空间被分为5层，自上而下分别为上表层、上浅表层、中间层、下浅表层和下表层；

配料块的温度与熔体的温度相同，挤出机Ⅰ中挤出的熔体分别进入配料块的上表层和下表层，反应釜中挤出的熔体分别进入配料块的上浅表层和下浅表层，挤出机Ⅱ中挤出的熔体进入所述配料块的中间层；

流延铸片是指熔体通过配料块分层分流后汇合进入模头，从模头挤出后流延到流延辊上冷却形成薄膜，所述模头的温度为265℃；

纵向拉伸的拉伸温度为125℃，拉伸倍数为4.35，横向拉伸的拉伸温度为235℃，拉伸倍数为3.8。

采用使用回收料的聚酯薄膜生产工艺最终制得的聚酯薄膜的厚度为10um，弹性模量为4420MPa，纵向拉伸强度为242MPa，横向拉伸强度为230MPa，断裂伸长率为122％，光泽度为140％，雾度为2.6。

实施例5

一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，包括如下的工艺流程：

配料混合→熔融挤出→熔体分层分流→流延铸片→纵向拉伸→横向拉伸→牵引收卷→分切；

熔融挤出是指聚酯熔体分别从反应釜和挤出机中挤出，聚酯熔体从反应釜中挤出的速率为4000kg/h，聚酯熔体从挤出机中挤出的速率为1000kg/h，熔体的温度为280℃，其中，挤出机包括挤出机Ⅰ和挤出机Ⅱ；反应釜中挤出的熔体为酯化缩聚反应制得的聚酯熔体，挤出机Ⅰ中挤出的熔体为聚对苯二甲酸乙二醇酯切片的熔体，挤出机Ⅱ中挤出的熔体为聚酯回收料的熔体，聚酯回收料为破膜通过回收造粒系统生产的物料，回收料的成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚酯熔体从反应釜和挤出机中挤出的温度相同；

熔体分层分流在配料块中进行，配料块内部空间被分为5层，自上而下分别为上表层、上浅表层、中间层、下浅表层和下表层；

配料块的温度与熔体的温度相同，挤出机Ⅰ中挤出的熔体分别进入配料块的上表层和下表层，反应釜中挤出的熔体分别进入配料块的上浅表层和下浅表层，挤出机Ⅱ中挤出的熔体进入所述配料块的中间层；

流延铸片是指熔体通过配料块分层分流后汇合进入模头，从模头挤出后流延到流延辊上冷却形成薄膜，所述模头的温度为275℃；

纵向拉伸的拉伸温度为130℃，拉伸倍数为4.45，横向拉伸的拉伸温度为240℃，拉伸倍数为3.9。

采用使用回收料的聚酯薄膜生产工艺最终制得的聚酯薄膜的厚度为6um，弹性模量为4530MPa，纵向拉伸强度为250MPa，横向拉伸强度为238MPa，断裂伸长率为130％，光泽度为145％，雾度为2.5。

Claims (7)

1.一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，其特征是，包括如下的工艺流程：

配料混合→熔融挤出→熔体分层分流→流延铸片→纵向拉伸→横向拉伸→牵引收卷→分切；

所述熔融挤出是指聚酯熔体分别从反应釜和挤出机中挤出，其中，挤出机包括挤出机Ⅰ和挤出机Ⅱ；反应釜中挤出的熔体为酯化缩聚反应制得的聚酯熔体，挤出机Ⅰ中挤出的熔体为聚酯膜级切片或母粒的熔体，挤出机Ⅱ中挤出的熔体为聚酯回收料的熔体，聚酯熔体从反应釜和挤出机中挤出的温度相同；

所述熔体分层分流在配料块中进行，所述配料块内部空间被分为5层，自上而下分别为上表层、上浅表层、中间层、下浅表层和下表层；

所述配料块的温度与熔体的温度相同，所述挤出机Ⅰ中挤出的熔体分别进入所述配料块的上表层和下表层，所述反应釜中挤出的熔体分别进入所述配料块的上浅表层和下浅表层，所述挤出机Ⅱ中挤出的熔体进入所述配料块的中间层。

2.根据权利要求1所述的一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，其特征在于，聚酯熔体从反应釜中挤出的速率为1500～4000kg/h，聚酯熔体从挤出机中挤出的速率为170～1000kg/h，熔体的温度为270～280℃。

3.根据权利要求1所述的一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，其特征在于，所述聚酯膜级切片为聚对苯二甲酸乙二醇酯切片，所述母粒为含有二氧化硅的聚对苯二甲酸乙二醇酯切片。

4.根据权利要求1所述的一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，其特征在于，所述聚酯回收料为破膜、边料、辅收的铸片或废膜通过回收造粒系统生产的物料，所述回收料的成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

5.根据权利要求1所述的一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，其特征在于，所述流延铸片是指熔体通过配料块分层分流后汇合进入模头，从模头挤出后流延到流延辊上冷却形成薄膜，所述模头的温度为225～275℃。

6.根据权利要求1所述的一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，其特征在于，所述纵向拉伸的拉伸温度为115～130℃，拉伸倍数为4.15～4.45，所述横向拉伸的拉伸温度为225～240℃，拉伸倍数为3.5～3.9。

7.根据权利要求1所述的一种使用回收料的聚酯薄膜生产工艺，其特征在于，采用所述使用回收料的聚酯薄膜生产工艺最终制得的聚酯薄膜的厚度为6～25um，弹性模量≥4000MPa，纵向拉伸强度≥220MPa，横向拉伸强度≥210MPa，断裂伸长率≥100％，光泽度≥120％，雾度≤3.0。