CN114454523A - 一种窗膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚酯薄膜制备领域,公开了一种窗膜的制备方法,包括如下步骤:(1)熔融挤出:(2)冷却铸片:(3)纵向拉伸:(4)横向拉伸;(5)牵拉收卷:纵向拉伸的预热温度为60‑75℃,纵向拉伸时的温度为75‑85℃,纵向拉伸倍数为3.2‑3.5;横向拉伸的预热温度为100‑115℃,拉伸温度120‑145℃,热定型温度220‑235℃,冷却温度120‑180℃,拉伸倍数3.2‑3.6;横向拉伸箱包括箱体,箱体的侧壁设有循环加热模块,所述循环加热模块包括风机组、加热腔、加热板和回风口,所述箱体的侧壁中空设置形成所述加热腔,加热送风方式与拉伸温度和拉伸倍数相配合,均匀的拉伸薄膜,保证薄膜的强度和清晰度。
Description
技术领域
本发明涉及聚酯薄膜制备领域,特别是一种窗膜的制备方法。
背景技术
窗膜是一种薄膜,可以安装在汽车和船上的玻璃表面的内部或外部,也可以安装到房屋和建筑物的玻璃的内部或外部。由于其透明性、拉伸强度、尺寸稳定性以及接受各种表面处理或嵌入处理的能力,它通常由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成,是聚酯类的热塑性聚合物树脂。
现有的生产方法所制备的窗膜,高雾度,透明度和清晰度不够,且薄膜在纵向拉伸和横向拉伸中,容易由于拉伸机的加热风量不均,容易使得薄膜烘干不均匀,影响薄膜的质量,同时可能引起膜幅摆动,碰到设备边沿,引起划伤,降低薄膜外观的美观性。
发明内容
为此,需要提供一种窗膜的制备方法,解决现有窗膜透明度、清晰度低,拉伸强度低的问题。
为实现上述目的,本发明提供了一种窗膜的制备方法,包括如下步骤:
(1)熔融挤出:干燥后的聚酯薄膜基材按比例输送至双挤出机,熔融后经衣架式模头挤出,聚酯薄膜基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET;
(2)冷却铸片:衣架式模头挤出的熔体在20-25℃急冷辊上急速冷却形成铸片,使用高压静电附膜装置使熔体紧密贴附在急冷辊上,熔体急速冷却形成铸片;
(3)纵向拉伸:冷却的铸片输送至纵向拉伸箱中,先使用预热辊将该冷却铸片预热,之后可拉伸的铸片经过纵向拉伸箱的拉伸区进行拉伸,拉伸区通过红外灯管加热,
(4)横向拉伸:纵向拉伸后的薄膜进入横向拉伸箱,薄膜进入横向拉伸箱后先被预热,之后在拉伸区进行横向拉伸,横向拉伸时通过循环热空气对薄膜进行加热,横向拉伸后的薄膜进行加热定型,最后降温对薄膜进行松弛;
(5)牵拉收卷:横向拉伸后的薄膜从横向拉伸箱出口经一系列传送辊传送至收卷机,
纵向拉伸的预热温度为60-75℃,纵向拉伸时的温度为75-85℃,纵向拉伸倍数为3.2-3.5;
横向拉伸的预热温度为100-115℃,拉伸温度120-145℃,热定型温度 220-235℃,冷却温度120-180℃,拉伸倍数3.2-3.6;
所述横向拉伸箱包括箱体,所述箱体的侧壁设有循环加热模块,所述循环加热模块包括风机组、加热腔、加热板和回风口,所述箱体的侧壁中空设置形成所述加热腔,所述加热板固定在加热腔内,所述箱体的侧壁上设有出风口,所述出风口与加热腔相通,所述回风口设置在箱体的内侧壁上,所述风机组与回风口和加热腔相通。
上述技术方案具有以下有益效果:
本发明中,熔体挤出后在20-25℃急冷辊急速冷却形成铸片,适于后续的进一步拉伸,之后设定拉伸强度和拉伸温度,并横向拉伸时通过循环加热模块对薄膜进行加热,加热板的设置便于风量的均匀分布,并通过加热风向的设置,使得薄膜能够均匀受热,有效的提高加热效率,并避免薄膜的滑动,保证拉伸后薄膜边缘位置整齐设置,且表面无划伤。
附图说明
图1为具体实施方式所述窗膜的制备方法的流程图。
图2为具体实施方式所述纵向拉伸箱的内部侧视图。
图3为具体实施方式所述横向拉伸箱的内部俯视图。
图4为具体实施方式所述横向拉伸箱的内部正视图。
图5为具体实施方式所述加热板的结构图。
图6为所述横向拉伸箱另一种实施方式的内部正视图。
附图标记说明:
1、纵向拉伸箱;11、纵向拉伸辊;12、红外灯管;2、横向拉伸箱;21、链铗;3、循环加热模块;31、加热板;32、风机组;33、吹风口;34、回风口; 35、加热腔;4、薄膜。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果,以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1,本发明提供一种窗膜的制备方法,聚酯薄膜基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET,聚对苯二甲酸乙二醇酯PET经过双挤出机和衣架式模头得到 ABA三层结构,中间B层使用100%膜级有光聚酯切片,表面层A层使用65%-98%膜级有光聚酯切片和2%-35%功能母料切片,薄膜厚度15-250μm。优选的,薄膜厚度为23-100μm。
包括如下步骤:
(1)结晶干燥:熔融挤出前,先对聚酯薄膜基材进行结晶干燥,结晶温度 160-170℃,干燥温度165-178℃,干燥时间4-6小时。主挤使用单螺杆挤出机,原材料在熔融挤出前需进行结晶干燥,在此过程中,干燥热空气循环通过切片以除去其吸收的大部分水分,使其水分含量降至对挤出过程操作无明显影响的水平,从而保证在再熔融操作中的树脂降解(水解)在允许范围内。
(2)熔融挤出:干燥后的聚酯薄膜基材按比例输送至双挤出机,熔融后经衣架式模头挤出,衣架式模头和双挤出机之间通过熔体管道连接,熔融挤出时,双挤出机、熔体管道及衣架式模头的温度为272-285℃;双挤出机包括主挤出机和辅挤出机,使用时按相应配方的树脂切片分别经主挤出机和辅挤出机进行再熔融,熔融树脂通过齿轮泵计量,以获得足够的压力使之强制通过一组精密多孔的金属网过滤器,最后熔融挤出,通过衣架式模头生成平片状的未拉伸膜。由模唇构成的狭缝开口在整个模头宽上均可调节,故在生产中模唇形状可连续被调节至最优化的生成均匀厚度产品薄膜的状态。其厚度是由纵拉入口和牵引两个进行扫描的横向运行的测厚仪测定和控制的,可保证在很短的响应时间内即可精确调整,该工艺对要求严格的厚度控制和最终薄膜质量都是很重要的;
(3)冷却铸片:衣架式模头挤出的熔体在20-25℃急冷辊上急速冷却形成铸片,使用高压静电附膜装置使熔体紧密贴附在急冷辊上,熔体急速冷却形成铸片;挤出的熔体聚酯片,如果冷却缓慢,其结晶将呈球状,且导致混浊,变脆,不宜于后续加工,故必须快速急冷。其时薄膜迅速由液态变为玻璃态,这是获得无定形、透明、可伸展且适于进一步拉伸加工的薄膜的重要因素。急冷的操作是通过将薄膜挤压至急冷鼓上并将之压紧冷金属面以保证高的热转导率;
(4)纵向拉伸:冷却的铸片输送至纵向拉伸箱中,先使用预热辊将该冷却铸片预热,之后可拉伸的铸片经过纵向拉伸箱的拉伸区进行拉伸,拉伸区通过红外加热管加热,纵向拉伸的预热温度为60-75℃,纵向拉伸时的温度为 75-85℃,纵向拉伸倍数为3.2-3.5;薄膜的力学性能主要形成于纵拉期间,原先缠结的高分子链在此拉伸过程中作平行于机器运行方向的伸长和取向,拉伸时薄膜所受到的高应力和高温会导致其达到某种结晶度,因为平行高分子链趋向于使其自身呈微晶状态,事实上,结晶度必须保持低于20%,以便薄膜在横拉机中进一步拉伸,对一步拉伸产品的结晶度可通过纵拉机快速部分将薄膜在水冷却的辊上冷却来加以控制;
(5)横向拉伸:纵向拉伸后的薄膜进入横向拉伸箱,薄膜进入横向拉伸箱后先被预热,之后在拉伸区进行横向拉伸,横向拉伸时通过循环热空气对薄膜进行加热,横向拉伸后的薄膜进行加热定型,最后降温对薄膜进行松弛,横向拉伸的预热温度为100-115℃,拉伸温度120-145℃,热定型温度220-235℃,冷却温度120-180℃,拉伸倍数3.2-3.6。薄膜进入横向拉伸箱后相继进行加热拉伸、热定型和松弛三个横拉工艺步骤。在横向拉伸箱入口处,薄膜边由安装在链轨上的链铗夹起,链铗系统则将薄膜传送通过横向拉伸箱。在横向拉伸箱第一段,链铗系统平行排布,薄膜在此被再加热至略高于玻璃化温度,在第二段,链铗系统的轨道岔开,薄膜经此拉伸区,在出口时拉宽3.2-3.6倍,在拉伸过程中,热空气吹向薄膜,温度升至120℃,在横拉工序,部分分子链和在纵向拉伸段产生的部分结晶,将重组并沿横向方向再取向,从而导致所谓的“平行”结构。横向拉伸后的薄膜,其结构为少量结晶嵌入约80%无定型高分子链中的组成,该结构组成是不稳定的,如再加热则将作相应的回缩;热定型过程包括晶区的增长,即减少无定型材料的比例而使结晶材料提高50%,晶体增长发生在热定型段,由此.通过空气循环对薄膜进行加热。在热定型后,薄膜仍保持有约50%无定型材料,在其中仍存在拉伸过程中导致的残余张力,这些残余张力在链轨收敛区被逐步降至中温的冷却中得以松弛。
(6)牵拉收卷:横向拉伸后的薄膜从横向拉伸箱出口经一系列传送辊传送至收卷机,牵拉收卷的侧边可以设置切边装置,在传送过程中,膜边被切去,膜边切碎后气动传送至回收系统,牵引机上,还安装一台测厚仪,借以连续扫描整个薄膜宽度,并给闭路控制系统输入信号,以调整模唇开度分布使之沿全机宽度的厚度变化降至最小,薄膜成型经切边后进行收卷,并按客户要求分切成不同规格的膜卷和包装。
实施例1
一种窗膜的制备方法,中间B层使用100%膜级有光聚酯切片,表面层A层使用65%膜级有光聚酯切片和35%功能母料切片,拉伸后的薄膜厚度23μm。
(1)结晶干燥:结晶温度160-170℃,干燥温度165-178℃,干燥时间4-6 小时;
(2)熔融挤出:熔融温度为272-285℃;
(3)冷却铸片:急速冷却温度20-25℃;
(4)纵向拉伸:纵向拉伸的预热温度为60℃,纵向拉伸时的温度为85℃,纵向拉伸倍数为3.5;
(5)横向拉伸:横向拉伸的预热温度为100℃,拉伸温度145℃,热定型温度235℃,冷却温度120℃,拉伸倍数3.6;
(6)牵拉收卷。
如图2-5,所述纵向拉伸箱1和横向拉伸箱2均包括箱体,所述箱体的侧壁设有循环加热模块3,所述循环加热模块3包括风机组32、加热腔35、加热板 31和回风口34,所述箱体的侧壁中空设置形成所述加热腔35,所述加热板31 固定在加热腔35内,所述箱体的侧壁上设有出风口,所述出风口与加热腔35 相通,所述回风口34设置在箱体的内侧壁上,所述风机组32与回风口34和加热腔35相通。
所述纵向拉伸箱1包括有纵向预加热辊和多组纵向拉伸辊11,多组纵向拉伸辊11沿薄膜4的输送方向转动速度逐渐增加,纵向拉伸箱1设有红外加热管 12。
横向拉伸箱2包括两个相对设置的链铗21,链铗21夹住薄膜4侧边由预热区进入拉伸区,两个链铗21在拉伸区距离逐渐增大。
本实施例中,所述横向拉伸箱2的箱体内的循环加热模块3的风向与薄膜4 的横向拉伸方向相同,箱体内进风口和回风口34相对设置。加热风沿薄膜4的拉伸方向吹动,避免薄膜4在输送辊上发生位置偏移,影响薄膜4的拉伸,保证薄膜4的整洁性。
所述箱体的内侧壁上设有多个出风口,所述出风口上安装有吹风口33,位于薄膜4下方的吹风口33倾斜向下,位于薄膜4上方的吹风口33倾斜向上。吹风口33倾斜设置,避免加热风直接吹向薄膜4,引起薄膜4振动。
所述加热板31包括多个并排设置的波浪形的加热分板,相邻加热分板的波峰相连接。波浪形的加热分板有利于风机组32送风量的分散,保证送风的均匀性,同时波浪形加热分板提高加热板31与风的热交换面积,有利于对送风的加热。
如图6,横向拉伸箱另一种实施方式,回风口34的数量为两个,所述循环加热模块3的数量为两个,两个回风口34分别设置在箱体顶面和底面,两个循环加热模块设置在箱体相对的两个侧壁上。
实施例2
一种窗膜的制备方法,与实施例1不同点的是,中间B层使用100%膜级有光聚酯切片,表面层A层使用98%膜级有光聚酯切片和2%功能母料切片,拉伸后的薄膜厚度15μm。
(1)结晶干燥:2)熔融挤出(3)冷却铸片;
(4)纵向拉伸:纵向拉伸的预热温度为75℃,纵向拉伸时的温度为75℃,纵向拉伸倍数为3.2;
(5)横向拉伸:横向拉伸的预热温度为115℃,拉伸温度120℃,热定型温度220℃,冷却温度180℃,拉伸倍数3.6;
(6)牵拉收卷。
实施例3
一种窗膜的制备方法,与实施例1不同点的是,中间B层使用100%膜级有光聚酯切片,表面层A层使用80%膜级有光聚酯切片和2%功能母料切片,拉伸后的薄膜厚度250μm。
实施例1制备的薄膜进行性能指标测试,测试结果如下表:
由上表可知,通过本发明制备的薄膜具有较高的拉伸强度和断裂伸长率,通过拉伸强度、拉伸温度和循环加热模块的均匀送风使得薄膜能够俊均匀的被拉伸加热,薄膜的雾度为1.1%,清晰度高度99%。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”或“包含……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外,在本文中,“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数;“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
尽管已经对上述各实施例进行了描述,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改,所以以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利保护范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围之内。
Claims (9)
1.一种窗膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)熔融挤出:干燥后的聚酯薄膜基材按比例输送至双挤出机,熔融后经衣架式模头挤出,聚酯薄膜基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET;
(2)冷却铸片:衣架式模头挤出的熔体在20-25℃急冷辊上急速冷却形成铸片,使用高压静电附膜装置使熔体紧密贴附在急冷辊上,熔体急速冷却形成铸片;
(3)纵向拉伸:冷却的铸片输送至纵向拉伸箱中,先使用预热辊将该冷却铸片预热,之后可拉伸的铸片经过纵向拉伸箱的拉伸区进行拉伸,拉伸区通过红外灯管加热,
(4)横向拉伸:纵向拉伸后的薄膜进入横向拉伸箱,薄膜进入横向拉伸箱后先被预热,之后在拉伸区进行横向拉伸,横向拉伸时通过循环热空气对薄膜进行加热,横向拉伸后的薄膜进行加热定型,最后降温对薄膜进行松弛;
(5)牵拉收卷:横向拉伸后的薄膜从横向拉伸箱出口经一系列传送辊传送至收卷机;
纵向拉伸的预热温度为60-75℃,纵向拉伸时的温度为75-85℃,纵向拉伸倍数为3.2-3.5;
横向拉伸的预热温度为100-115℃,拉伸温度120-145℃,热定型温度220-235℃,冷却温度120-180℃,拉伸倍数3.2-3.6;
所述横向拉伸箱包括箱体,所述箱体的侧壁设有循环加热模块,所述循环加热模块包括风机组、加热腔、加热板和回风口,所述箱体的侧壁中空设置形成所述加热腔,所述加热板固定在加热腔内,所述箱体的侧壁上设有出风口,所述出风口与加热腔相通,所述回风口设置在箱体的内侧壁上,所述风机组与回风口和加热腔相通。
2.如权利要求1所述的窗膜的制备方法,其特征在于,聚对苯二甲酸乙二醇酯PET经过双挤出机和衣架式模头得到ABA三层结构,中间B层使用100%膜级有光聚酯切片,表面层A层使用65%-98%膜级有光聚酯切片和2%-35%功能母料切片,薄膜厚度15-250μm。
3.如权利要求1所述的窗膜的制备方法,其特征在于,薄膜厚度为23-100μm。
4.如权利要求1所述的窗膜的制备方法,其特征在于,熔融挤出前,先对聚酯薄膜基材进行结晶干燥,结晶温度160-170℃,干燥温度165-178℃,干燥时间4-6小时。
5.如权利要求1所述的窗膜的制备方法,其特征在于,衣架式模头和双挤出机之间通过熔体管道连接,熔融挤出时,双挤出机、熔体管道及衣架式模头的温度为272-285℃。
6.如权利要求1所述的窗膜的制备方法,其特征在于,所述横向拉伸箱的箱体内的循环加热模块的风向与薄膜的横向拉伸方向相同或相反,箱体内进风口和回风口相对设置。
7.如权利要求6所述的窗膜的制备方法,其特征在于,所述箱体的内侧壁上设有多个出风口,所述出风口上安装有吹风口,位于薄膜下方的吹风口倾斜向下,位于薄膜上方的吹风口倾斜向上。
8.如权利要求6所述的窗膜的制备方法,其特征在于,所述回风口的数量为两个,所述循环加热模块的数量为两个,两个回风口分别设置在箱体顶面和底面,两个循环加热模块设置在箱体相对的两个侧壁上。
9.如权利要求1所述的窗膜的制备方法,其特征在于,所述加热板包括多个并排设置的波浪形的加热分板,相邻加热分板的波峰相连接。
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