CN109366958B - 一种聚丙烯离型膜二次拉伸工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚丙烯离型膜二次拉伸工艺，涉及薄膜生产技术领域，通过对放卷、预热、拉伸、定型、冷却、收卷各工序的工艺参数设置，不同温度不同拉伸倍率之间对产品强度和伸长率存在不同影响，采用本发明的工艺能够对聚丙烯离型膜二次拉伸，提高离型膜的强度，降低纵向断裂伸长率，生产出满足高档体育器材客户的使用要求的离型膜，并且该工艺调整范围较大，质量稳定，适合生产线大范围生产。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜生产技术领域，特别是涉及一种聚丙烯离型膜二次拉伸工艺。
背景技术
本发明的设备及产品涉及钓鱼竿高尔夫杆等高档体育器材领域，所生产的产品作为此领域生产加工过程中的辅助材料，但对产品的质量起到关键性作用。
随着我国新材料的迅速发展，碳纤维的国产能力和国内需求快速增长，碳纤维具″外柔内刚″，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁等优良特性，近几年得到长足发展，特别在体育器材方面得到广泛应用。
碳纤维的结构看成由两维有序的结晶和孔洞组成，其中孔洞的含量、大小和分布对碳纤维的性能影响较大。当孔隙率超过一定比例时，层间剪切强度开始下降。孔隙主要分布在纤维束之间和层间界面处。并且孔隙含量越高，孔隙的尺寸越大，层合板中层间界面的面积显著降低。当材料受力时，易沿层间破坏，这也是层间剪切强度对孔隙相对敏感的原因。另外孔隙处是应力集中区，承载能力弱，当受力时，孔隙扩大形成长裂纹，从而遭到破坏。因此使用碳纤维材料制成的高档体育器材在固化过程中需更高强度和更低断裂伸长率的离型膜。现有二次拉伸设备幅宽仅有1000mm，存在效率低下，成品率低。并且设备调整余地小，在设备可调范围之内产品指标无法满足客户使用，目前普通的聚丙烯离型膜的强度和断裂伸长率已经满足不了这部分高档器材的生产要求。
因此，如何制备更高纵向强度和更低纵向断裂伸长率的离型膜，是亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚丙烯离型膜二次拉伸工艺，以解决上述现有技术存在的问题，提高离型膜的强度，降低断裂伸长率，满足高档体育器材客户的使用要求。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种聚丙烯离型膜二次拉伸工艺，包括以下步骤：
放卷：采用双固定工位，双电机控制导膜辊放卷；
预热：离型膜放卷之后进入拉膜系统预热，预热分为预热一区和预热二区，其中，先进入所述预热一区，预热辊温度为100-115℃，再进入所述预热二区，预热辊温度为115-130℃；
拉伸：对预热后对离型膜进行拉伸，依次经过慢拉区和快拉区，拉伸辊温度为120-135℃，拉伸高低速间范围：1∶1-1∶1.8，拉伸倍率1∶1.0-1∶1.5；
定型：离型膜拉伸之后定型，包括定型一区和定型二区，所述定型一区定型辊温度为115-130℃，所述定型二区定型辊温度为90-110℃；
冷却：经过所述定型二区的薄膜通过冷却辊进行冷却；
收卷：对冷却后的薄膜利用展平辊进行展平，展平后收卷辊收卷。
优选地，所述导膜辊和所述收卷辊宽度为2600mm。
优选地，采用六台导热油炉分别为所述预热一区、所述预热二区、所述快拉区、所述慢拉区、所述定型一区、所述定型二区的辊加热。
优选地，所述冷却辊温度为30℃，利用10℃水温阀控制。
优选地，采用可编程控制器控制放卷速度、拉伸倍率以及各驱动之间的速比，各驱动之间的速比调整范围为1∶1-1∶1.5。
优选地，所述冷却辊后设有超声波破膜探测器。
优选地，所述收卷辊前还设有静电消除器。
优选地，所述拉伸辊的外筒为钢管，所述外筒直径为∮200js6(±0.0145)。
优选地，所述预热一区包括3根预热辊，所述预热二区包括2根预热辊，所述慢拉区包括2根拉伸辊，所述快拉区包括2根拉伸辊，所述定型一区与所述定型二区分别设有1根定型辊，所述冷却辊为1根。
本发明还提供了利用上述聚丙烯离型膜二次拉伸工艺生产的离型膜。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
采用本发明的聚丙烯离型膜二次拉伸工艺，生产的离型膜宽度能够达到1500-1800mm，同时离型膜在纵向强度大约在200-250Mpa左右，且纵向伸长率小于90％，可满足不同用户各种要求制品的使用要求，尤其适用钓鱼竿高尔夫杆等高档体育器材，调整幅度大，生产效率高。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种聚丙烯离型膜二次拉伸工艺，以解决现有技术存在的问题，通过对各辊系的温度、参数以及拉伸倍率的调整，使厚度薄的离型膜进行二次拉伸，得到宽度大，强度高，断裂伸长率低的离型膜。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本实施例提供一种双向拉伸聚丙烯离型膜生产工艺，原膜采用BOPP离型膜宽度2000mm，直径∮550mm，厚度25-50um.每卷重量400kg左右，使用3英寸纸芯，采用3英寸气胀轴，放卷速度为9-90m/min。包括以下步骤：
放卷：采用双固定工位，两台变频调速电机分别控制，电机功率：4KW，控制导膜辊放卷，导膜辊宽度为2600mm，两台电机控制调整薄膜两端的松紧程度；
预热：离型膜放卷之后进入拉膜系统预热，预热采用分段预热的方式，分为预热一区和预热二区，其中，先进入所述预热一区，预热辊温度为100-115℃，再进入所述预热二区，预热辊温度为115-130℃，原膜温度逐渐升至设定温度值；
拉伸：对预热后对离型膜进行拉伸，依次经过慢拉区和快拉区，拉伸辊温度为120-135℃，拉伸高低速间范围：1∶1-1∶1.8，拉伸倍率1∶1.0-1∶1.5，由于离型膜拉伸后厚度变化比较大，加上原膜厚度薄，拉伸过程比较关键，对拉伸辊及其压辊的精度要求比较高，其中，拉伸辊外筒为20#钢钢管，外筒直径为∮200js6(±0.0145)；
定型：离型膜拉伸之后定型，包括定型一区和定型二区，定型一区定型辊温度为115-130℃，定型二区定型辊温度为90-110℃；
冷却：经过所述定型二区的薄膜通过冷却辊进行冷却，冷却辊温度为30℃，利用10℃水温阀控制；
收卷：对冷却后的薄膜利用展平辊进行展平，消除收卷母辊皱折，展平后收卷辊收卷，收卷前将厚度变化大的两个边切下，切边时采用两台电机将边料收成卷，不出现边料断或跑现象，运行稳定不会因此影响到整线的稳定生产。收卷同样采用双固定工位，两台变频调速电机分别控制.电机功率：5.5KW，收卷与牵引之间张力利用在线张力传感器控制，膜卷宽度1800mm-2000mm，卷径∮650mm，收卷采用6英寸钢芯，中心收卷：收卷机采用可移动卡盘形式，收卷辊宽度为2600mm，钢芯长度在1800mm-2000mm之间。
上述实施例中，设计预热、慢拉、快拉、定型、冷却各区减速器配置各区段配置如下(电机采用ABB公司，减速机迈尔达)：
预热区：减速比：14.91 线速度范围9.59-95.9m/min 电机功率4kw
慢拉区：减速比：7.74 线速度范围9.35-93.5m/min 电机功率7.5kw
快拉区：减速比：5.89 线速度范围12.37-123.7m/min 电机功率11kw
定型区：减速比：12.25 线速度范围11.82-118.2m/min 电机功率3kw
定型区：减速比：12.25 线速度范围11.82-118.2m/min 电机功率3kw
冷却区：减速比：12.25 线速度范围11.82-118.2m/min 电机功率3kw
加热系统采用六台导热油炉分别为六部分辊加热：
1、预热一区，加热功率48KW，辊面温度范围20℃-180℃
2、预热二区，加热功率36KW，辊面温度范围20℃-180℃
3、低速拉伸区，加热功率18KW，辊面温度范围20℃-180℃
4、高速拉伸区，加热功率18KW，辊面温度范围20℃-180℃
5、定型一区，加热功率18KW，辊面温度范围20℃-180℃
6、定型二区，加热功率18KW，辊面温度范围20℃-180℃
各工艺条件比对：
本发明采用西门子可编程控制器控制放卷速度、拉伸倍率以及各驱动之间的速比，各驱动之间的速比调整范围为1∶1-1∶1.5，生产工艺参数可存可读，便于流水式生产，提高生产效率。生产时，首先设定好放卷速度、拉伸倍率、各驱动之间的速比，拉膜时全线低速运行，转到“自动”后，全线自动升速到设定值。
此外，本发明还设置紧急停车装置，并且冷却辊后设有超声波破膜探测器，破膜全线自动停机各压辊开启。收卷辊前还设有静电消除器，避免生产过程中静电造成的安全隐患以及防止薄膜收卷不齐。
具体地，预热一区包括3根∮318mm预热辊，预热二区包括2根∮318mm预热辊，慢拉区包括2根∮200mm拉伸辊，快拉区包括2根∮200mm拉伸辊，定型一区与定型二区分别设有1根∮318mm定型辊，冷却辊为1根，直径∮318mm，分别按照工艺流程布置。
离型膜在拉伸过程中，温度过低或过高断膜频次增加，拉伸后薄膜宽度不稳定，影响薄膜质量，采用本发明提供的二次拉伸工艺，能够对原膜宽度2000mm，厚度25-50um的聚丙烯离型膜进行二次拉伸，二次拉伸后的离型膜在纵向强度约在200-2500Mpa左右，且纵向断裂伸长率小于90％，可满足不同用户各种要求制品的使用要求，并且成品率高，薄膜质量稳定，调整幅度大，具有突出的经济效益。
本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种聚丙烯离型膜二次拉伸工艺，其特征在于：包括以下步骤：
放卷：采用双固定工位，双电机控制导膜辊放卷；
预热：离型膜放卷之后进入拉膜系统预热，预热分为预热一区和预热二区，其中，先进入所述预热一区，预热辊温度为100-115℃，再进入所述预热二区，预热辊温度为115-130℃；预热区的减速比为14.91，线速度范围为9.59-95.9m/min；
拉伸：对预热后对离型膜进行拉伸，依次经过慢拉区和快拉区，拉伸辊温度为120-135℃，拉伸高低速间范围：1∶1-1∶1.8，拉伸倍率1∶1.0-1∶1.5，慢拉区的减速比为7.74，线速度范围为9.35-93.5m/min，快拉区的减速比为5.89，线速度范围为12.37-123.7m/min；
定型：离型膜拉伸之后定型，包括定型一区和定型二区，所述定型一区定型辊温度为125-130℃，所述定型二区定型辊温度为90-110℃，定型区的减速比为12.25，线速度范围为11.82-118.2m/min；
冷却：经过所述定型二区的薄膜通过冷却辊进行冷却，冷却区的减速比为12.25，线速度范围为11.82-118.2m/min；
收卷：对冷却后的薄膜利用展平辊进行展平，展平后收卷辊收卷。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯离型膜二次拉伸工艺，其特征在于：所述导膜辊和所述收卷辊宽度为2600mm。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯离型膜二次拉伸工艺，其特征在于：采用六台导热油炉分别为所述预热一区、所述预热二区、所述快拉区、所述慢拉区、所述定型一区、所述定型二区的辊加热。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯离型膜二次拉伸工艺，其特征在于：所述冷却辊温度为30℃，利用10℃水温阀控制。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯离型膜二次拉伸工艺，其特征在于：采用可编程控制器控制放卷速度、拉伸倍率以及各驱动之间的速比，各驱动之间的速比调整范围为1∶1-1∶1.5。
6.根据权利要求1-5任一所述的聚丙烯离型膜二次拉伸工艺，其特征在于：所述冷却辊后设有超声波破膜探测器。
7.根据权利要求1-5任一所述的聚丙烯离型膜二次拉伸工艺，其特征在于：所述收卷辊前还设有静电消除器。
8.根据权利要求1所述的聚丙烯离型膜二次拉伸工艺，其特征在于：所述拉伸辊的外筒为钢管，所述外筒直径为∮200js6(±0.0145)。
9.根据权利要求1所述的聚丙烯离型膜二次拉伸工艺，其特征在于：所述预热一区包括3根预热辊，所述预热二区包括2根预热辊，所述慢拉区包括2根拉伸辊，所述快拉区包括2根拉伸辊，所述定型一区与所述定型二区分别设有1根定型辊，所述冷却辊为1根。
10.一种根据权利要求1-9任一项 所述的聚丙烯离型膜二次拉伸工艺生产的离型膜。
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