CN114536726B - 薄膜纵向拉伸装置及薄膜纵向拉伸方法 - Google Patents

薄膜纵向拉伸装置及薄膜纵向拉伸方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种薄膜纵向拉伸装置及薄膜纵向拉伸方法，薄膜纵向拉伸装置包括低速辊压组件及高速辊压组件，铸片依次低速辊压组件及高速辊压组件，并利用低速辊压组件与高速辊压组件之间的转速差纵向拉伸铸片；低速辊压组件及高速辊压组件均能够挤压铸片，以使铸片在低速辊压组件所在的位置及/或高速辊压组件所在的位置分别发生受限形变。本发明能够对铸片进行纵向自由拉伸和辊压形变，以使该铸片在形变受限的基础上进行纵向自由拉伸，以此提高铸片经由该薄膜纵向拉伸装置处理过后得到的薄膜厚度的均匀性和结晶分布的均匀性，进而解决了薄膜易翘曲变形的技术问题。

Description

薄膜纵向拉伸装置及薄膜纵向拉伸方法
技术领域
本发明属于薄膜拉伸相关技术领域，特别是涉及一种薄膜纵向拉伸装置及薄膜纵向拉伸方法。
背景技术
双向拉伸工艺通常指连续对挤出的高分子铸片进行纵向和横向拉伸，以此提高薄膜的光学性能及纵向和横向的力学性能，是制备双轴取向高分子薄膜的重要成型方法。
由于在挤出铸片时挤出机的挤出量不稳定、口模的模唇厚度在横向上存在差异，并且高分子熔体具有非牛顿性，高分子材料具有高弹性和粘弹性等，使得铸片在紧接着的纵向拉伸过程中难以实现均匀形变、取向和结晶，故内部聚集态结构在各个位置存在差异，这部分差异在后续的横向拉伸、热定型和牵引收卷过程中可能会被放大，导致薄膜内部存在残余应力。这使得通过此方法制备得到的薄膜在后续储存及使用过程中不可避免地存在翘曲变形这一问题，表现为不同程度的荷叶边、波浪翘、膜拱等，这些都可能会导致涂布不均、漏涂等现象，对下游客户的生产过程及最终产品的品质都有很大影响。
针对于上述薄膜存在翘曲的技术问题，目前采用的常见方法是通过合理调整薄膜原料的种类或配比、加工工艺参数或进行设备改造。具体可通过调整横拉工艺参数使高分子薄膜具有较高结晶度，从而使其具有较好的尺寸稳定性，提高了产品在后续受热加工时的平整性，然而，上述方法通过提高结晶度虽然可以提高尺寸稳定性，但与此同时，薄膜的断裂伸长率也将明显降低，即变得更脆，对其使用有所影响。也有在实施横向松弛处理时保持纵向为拉伸状态，采用减小布铗间隔的方法进行纵向松弛处理时，保持横向为拉伸状态，以使薄膜内应力在定型区域即充分释放，从而降低薄膜在纵向和横向的热收缩率，提高其平整性，然而采用减小布铗间隔的方法进行纵向松弛处理时，若要提高松弛量，则需要增大松弛处理前的布铗间隔，这会导致薄膜的布铗夹持区域与非夹持区域的物性不均变大。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种用于解决上述技术问题的薄膜纵向拉伸装置及薄膜纵向拉伸方法。
一种薄膜纵向拉伸装置，用以对铸片进行纵向拉伸；所述薄膜纵向拉伸装置包括低速辊压组件及高速辊压组件，所述铸片依次途经所述低速辊压组件及所述高速辊压组件，并利用所述低速辊压组件与所述高速辊压组件之间的转速差纵向拉伸所述铸片；
所述低速辊压组件及所述高速辊压组件均能够挤压所述铸片，以使所述铸片在所述低速辊压组件所在的位置及/或所述高速辊压组件所在的位置发生受限形变。
在本申请中，通过上述低速辊压组件及高速辊压组件的合理结构设置，使得该薄膜纵向拉伸装置工作时能够分步对铸片进行纵向自由拉伸和辊压形变，以使该铸片在形变受限的基础上进行纵向拉伸，以此提高铸片经由该薄膜纵向拉伸装置处理过后得到的薄膜厚度的均匀性和结晶分布的均匀性，进而解决了薄膜易翘曲变形的技术问题。
在其中一个实施例中，所述低速辊压组件包括低速辊压上辊筒和低速辊压下辊筒，所述低速辊压上辊筒和所述低速辊压下辊筒能够同时转动并挤压所述铸片变形；其中，所述低速辊压上辊筒的直径等于所述低速辊压下辊筒的直径。
可以理解的是，通过上述低速辊压上辊筒和低速辊压下辊筒的结构设置，以此具体实现该低速辊压组件的结构设置。
在其中一个实施例中，所述低速辊压上辊筒独立于所述低速辊压下辊筒设置，以使所述低速辊压上辊筒与所述低速辊压下辊筒之间的辊筒间隙能够通过所述低速辊压上辊筒及/或所述低速辊压下辊筒进行调整。
可以理解的是，通过将上述低速辊压上辊筒和低速辊压下辊筒独立设置，且将两者之间的辊筒间隙设置为可调整结构，使得该低速辊压组件可根据使用的需求来选择是否对途经该低速辊压组件的铸片进行辊压形变处理。
在其中一个实施例中，所述高速辊压组件包括高速辊压上辊筒和高速辊压下辊筒，所述高速辊压上辊筒和所述高速辊压下辊筒能够同时转动并挤压所述铸片变形；其中，所述高速辊压上辊筒的直径等于所述高速辊压下辊筒的直径。
可以理解的是，通过上述高速辊压上辊筒和高速辊压下辊筒的结构设置，以此具体实现该高速辊压组件的结构设置。
在其中一个实施例中，所述高速辊压上辊筒独立于所述高速辊压下辊筒设置，以使所述高速辊压上辊筒与所述高速辊压下辊筒之间的辊筒间隙能够通过所述高速辊压上辊筒及/或所述高速辊压下辊筒进行调整。
可以理解的是，通过将上述高速辊压上辊筒和高速辊压下辊筒独立设置，且将两者之间的辊筒间隙设置为可调整结构，使得该高速辊压组件可根据使用的需求来选择是否对途经该高速辊压组件的铸片进行辊压变形处理。
在其中一个实施例中，所述薄膜纵向拉伸装置还包括低速拉伸辊筒，所述低速拉伸辊筒将所述铸片引导至所述低速辊压组件内；其中，所述低速拉伸辊筒的转速等于所述低速辊压组件的转速。
可以理解的是，通过上述低速拉伸辊筒的结构设置，能够将铸片引导至低速辊压组件内，且将低速拉伸辊筒的转速与低速辊压组件的转速设置为相等，能够起到防止铸片在低速拉伸辊筒与低速辊压组件之间的位置被拉伸的作用。
在其中一个实施例中，所述薄膜纵向拉伸装置还包括高速拉伸辊筒，所述高速拉伸辊筒设于所述高速辊压组件背离所述低速辊压组件的一侧，其中所述高速拉伸辊筒的转速大于等于所述高速辊压组件的转速。
可以理解的是，通过上述高速拉伸辊筒的结构设置，以对经由高速辊压组件的铸片进行导向，以防止途经高速辊压组件的铸片在后续工序中发生进一步拉伸。
在其中一个实施例中，所述薄膜纵向拉伸装置还包括多根预热辊筒及第一调节辊筒，多根所述预热辊筒依次间隔设置，且多个所述预热辊筒配合能够对所述铸片进行加热，所述第一调节辊筒能够引导途经多个所述预热辊筒的铸片进入至所述低速辊压组件内。
可以理解的是，通过上述多根预热辊筒和第一调节辊筒的结构设置，使得该薄膜纵向拉伸装置工作时先对铸片进行预热，以便于后续用低速辊压组件及高速辊压组件对铸片进行纵向自由拉伸及辊压变形处理。
在其中一个实施例中，所述薄膜纵向拉伸装置还包括多根冷却辊筒及第二调节辊筒，所述第二调节辊筒能够引导所述铸片途经所述高速辊压组件并进入至多根所述冷却辊筒；多根所述冷却辊筒依次间隔设置，且多根所述冷却辊筒配合能够对所述铸片进行冷却。
可以理解的是，通过上述冷却辊筒和第二调节辊筒的结构设置，以此具体实现该薄膜纵向拉伸装置工作时对铸片的冷却降温。
本申请还请求保护一种薄膜纵向拉伸方法，包括以下步骤：
提供上述任一所述的薄膜纵向拉伸装置；
利用所述低速辊压组件和所述高速辊压组件之间的转速差纵向拉伸所述铸片，并用所述低速辊压组件及/或所述高速辊压组件挤压所述铸片。
可以理解的是，上述的薄膜纵向拉伸方法，具体实现在形变受限状态下对铸片的纵向拉伸，解决了铸片经由该薄膜纵向拉伸方法加工后薄膜的易翘曲变形的技术问题。
附图说明
图1为本申请一实施例所提供的薄膜纵向拉伸装置的结构示意图。
图2为本申请一实施例所提供的薄膜纵向拉伸装置的局部结构示意图。
图3为本申请中低速辊压组件或者高速辊压组件工作时的结构示意图。
图4为图3中R部放大图。
其中，1、铸片；10、预热辊筒；20、第一调节辊筒；210、低速辊压组件；211、低速辊压上辊筒；212、低速辊压下辊筒；220、加热组件；230、高速辊压组件；231、高速辊压上辊筒；232、高速辊压下辊筒；240、低速拉伸辊筒；250、高速拉伸辊筒；310、冷却辊筒；320、第二调节辊筒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“设于”另一个元件，它可以直接设在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“固定于”另一个元件，它可以是直接固定在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1至图4所示，本申请一实施例所提供的薄膜纵向拉伸装置，包括低速辊压组件210及高速辊压组件230。
本申请的薄膜纵向拉伸装置包括多根预热辊筒10及第一调节辊筒20，多根预热辊筒10依次间隔设置，且多根预热辊筒10配合能够对铸片1进行加热，具体以逐步加热的方式对铸片1进行加热，第一调节辊筒20能够引导途经多个预热辊筒10的铸片1进入至低速辊压组件210内。
由上可知，多根预热辊筒10依次间隔设置，使得铸片1在途经该多根预热辊筒10时，铸片1交替地绕接于每根预热辊筒10，从而使得该铸片1的两侧表面均能够得到预热辊筒10的预热，并实现充分的预热。且，具体可通过调整预热辊筒10的数量及其间距，或者可以增大预热辊筒10与铸片1之间的接触面积，延长加热时间，来提高多根预热辊筒10工作时对铸片1的预热效率。需要说明的是，预热辊筒10和第一调节辊筒20的温度，具体可在该预热辊筒10和第一调节辊筒20的内部均导通有循环的调温介质，如水、油等，并配备有相应的测温部件，以此实现对每根预热辊筒10和第一调节辊筒20上辊面温度进行精确控制。
在本申请中，本申请的预热辊筒10的数量可为5～15个，优选为7～13个，第一调节辊筒20的数量为1～3根，优选为1根。
对本领域技术人员来说，为使铸片1在不产生断裂的前提下拉伸至所需的取向度和结晶度，铸片1的温度需预热至(Tg-5)～(Tg+10)℃，优选为(Tg-3)～(Tg+5)℃，更优选为(Tg-2)～(Tg+3)℃。本申请的多根预热辊筒10在对铸片1进行预热时，采用沿铸片1的前进方向，其温度逐渐升高的方式，即，若预热辊筒10的数量为13根时，前三根预热辊筒10的温度为(Tg-30)～(Tg-20)℃，中间四根预热辊筒10的温度为(Tg-15)～(Tg-5)℃，后面六根预热辊筒10和第一调节辊筒20的温度为Tg～(Tg+10)℃。
在本申请中，每根预热辊筒10及第一调节辊筒20的旋转均由驱动装置进行独立驱动，具体可在2m/min～100m/min范围内无级调节，以根据所需转速进行旋转，且铸片1在途经该多根预热辊筒10时并不发生拉伸，这要求每根预热辊筒10及第一调节辊筒20的转速一致，具体以辊筒表面与铸片1表面不发生相对滑动为准，仅进行微调以调节铸片1的张力，微调范围为0.01～1％。
另外，需要说明的是，受限于铸片1绕经该预热辊筒10的方式，使得每根预热辊筒10的旋转方向并不完全一致。使得当铸片1从预热辊筒10的上方经过时，对应的预热辊筒10进行顺时针旋转，而当铸片1从预热辊筒10的下方经过时，对应的预热辊筒10进行逆时针旋转，在此就不展开阐述。
在本申请中，低速辊压组件210和高速辊压组件230之间还设有加热组件220，用以对铸片1进行加热，以满足铸片1低速辊压组件210和高速辊压组件230进行纵向自由拉伸的需求，且铸片1依次途经低速辊压组件210、加热组件220及高速辊压组件230，并利用低速辊压组件210与高速辊压组件230之间的转速差纵向拉伸铸片1；其中，低速辊压组件210及高速辊压组件230均能够挤压铸片1，以使铸片1在低速辊压组件210所在的位置及/或高速辊压组件230所在的位置分别发生受限形变。也就是说，本申请的薄膜纵向拉伸装置工作时能够同时对铸片1进行纵向自由拉伸和辊压形变，以使该铸片1在形变受限的基础上进行纵向拉伸，以此提高铸片1经由该薄膜纵向拉伸装置处理过后得到的薄膜厚度的均匀性和结晶分布的均匀性，进而解决了薄膜易翘曲变形的技术问题。需要说明的是，上述所述受限形变，具体指受到限制的形变。
其中，低速辊压组件210包括低速辊压上辊筒211和低速辊压下辊筒212，低速辊压上辊筒211和低速辊压下辊筒212能够同时转动并挤压铸片1变形，亦即，该低速辊压组件210中低速辊压上辊筒211和低速辊压下辊筒212独立驱动；其中，低速辊压上辊筒211的直径等于低速辊压下辊筒212的直径，以此具体实现该低速辊压组件210的结构设置，使得铸片1在途经该低速辊压组件210的过程中，该铸片1的上下两侧表面能够同时被低速辊压上辊筒211和低速辊压下辊筒212辊压，以此提高途经该低速辊压组件210的铸片1厚度的均匀性。需要说明的是，本申请的低速辊压上辊筒211和低速辊压下辊筒212上用于接触铸片1的表面为金属材质，具体可在其表面进行镀铬或其它表面处理，以便于该低速辊压上辊筒211和低速辊压下辊筒212工作时对铸片1的辊压变形。
在一实施例中，低速辊压上辊筒211独立于低速辊压下辊筒212设置，以使低速辊压上辊筒211与低速辊压下辊筒212之间的辊筒间隙能够通过低速辊压上辊筒211及/或低速辊压下辊筒212进行调整，使得该低速辊压组件210可根据使用的需求来调整两者之间的辊筒间隙，以决定该低速辊压组件210是否对铸片1进行低速辊压变形处理及辊压变形程度。需要说明的是，低速辊压上辊筒211和低速辊压下辊筒212具体可用独立的支撑机构进行支撑，并可通过调整两个支撑机构的方式，来实现对低速辊压上辊筒211和低速辊压下辊筒212之间的辊筒间隙的调整，在此就不展开阐述。
同理，本申请的高速辊压组件230包括高速辊压上辊筒231和高速辊压下辊筒232，高速辊压上辊筒231和高速辊压下辊筒232能够同时转动并挤压铸片1变形，亦即，高速辊压上辊筒231和高速辊压下辊筒232独立驱动；其中，高速辊压上辊筒231的直径等于高速辊压下辊筒232的直径，以此具体实现该高速辊压组件230的结构设置，使得铸片1在途经该高速辊压组件230的过程中，该铸片1的上下两侧表面同时被高速辊压上辊筒231和高速辊压下辊筒232辊压，以此提高途经该高速辊压组件230的铸片1厚度的均匀性。当然了，高速辊压上辊筒231和高速辊压下辊筒232用于接触铸片1的表面为金属材质，具体可在其表面进行镀铬或其它表面处理，以便于该高速辊压上辊筒231和高速辊压下辊筒232工作时对铸片1的辊压变形。
且，高速辊压上辊筒231独立于高速辊压下辊筒232设置，以使高速辊压上辊筒231与高速辊压下辊筒232之间的辊筒间隙能够通过高速辊压上辊筒231及/或高速辊压下辊筒232进行调整，使得该高速辊压组件230可根据使用的需求来调整两者之间的辊筒间隙，以决定该高速辊压组件230是否对铸片1进行高速辊压变形处理及辊压变形程度。
在一实施例中，该实施例的薄膜纵向拉伸装置还包括低速拉伸辊筒240，低速拉伸辊筒240能够将途经第一调节辊筒20的铸片1引导至低速辊压组件210内，具体以水平的方式引导至低速辊压组件210内；其中，低速拉伸辊筒240的转速等于低速辊压组件210的转速，以此起到防止铸片1在低速拉伸辊筒240与低速辊压组件210之间的位置被拉伸的作用。
该实施例的薄膜纵向拉伸装置还包括高速拉伸辊筒250，高速拉伸辊筒250设于高速辊压组件230背离低速辊压组件210的一侧，其中高速拉伸辊筒250的转速大于等于高速辊压组件230的转速，使得该薄膜纵向拉伸装置工作时，能够用高速拉伸辊筒250将途经高速辊压组件230的铸片1及时导出，以防止铸片1在高速辊压组件230与高速拉伸辊筒250之间的位置发生松弛，但不至于发生进一步拉伸。
如图2所示，根据铸片1的受力及形变的情况不同，将该区域依次划分为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区和Ⅴ区，相应地，铸片1在上述五个区的端点位置的厚度分别定义为T0、T1、T2、T3、T4和T5。
本申请的薄膜纵向拉伸装置工作时，在Ⅰ区中，铸片1被调整为水平方向的前进方向，且通过调整低速拉伸辊筒240和低速辊压组件210的转速，使其不被拉伸，亦即T0＝T1；在Ⅱ区中，铸片1穿过低速辊压上辊筒211和低速辊压下辊筒212的辊筒间隙G1，当辊筒间隙G1小于铸片1的厚度时，铸片1的上下两侧表面均受到来自低速辊压上辊筒211和低速辊压下辊筒212的压力，发生形变，使得铸片1的厚度均匀性得到提高，T2≤T1；在Ⅲ区，由于低速辊压组件210的转速小于高速辊压组件230的转速，使得铸片1发生纵向自由拉伸，厚度明显降低，即T3＜T2；在Ⅳ区中，铸片1穿过高速辊压上辊筒231和高速辊压下辊筒232的辊筒间隙G2，当辊筒间隙G2低于此时铸片1的厚度时，类似Ⅱ区，铸片1的厚度均匀性同样得到提高，使得T4≤T3，但与Ⅱ区不同，此处高速辊压时高速辊压上辊筒231和高速辊压下辊筒232的温度较低，使得铸片1能够实现边冷却边辊压；在Ⅴ区中，铸片1温度明显降低，不发生形变，即T5＝T4。需要说明的是，在实际操作过程中，可以通过调节低速辊压上辊筒211和低速辊压下辊筒212的辊筒间隙G1大于铸片1的厚度，从而在该薄膜纵向拉伸装置内只发生纵向自由拉伸和高速辊压组件230的受限变形；又或者，可以通过调节高速辊压上辊筒231和高速辊压下辊筒232的辊筒间隙G2大于此时的铸片1厚度，从而在该薄膜纵向拉伸装置内只发生低速辊压组件210的挤压和纵向自由拉伸，以上两者同样能够在一定程度上改善铸片1厚度均匀性差且易翘曲变形的问题。低速辊压组件210的辊筒间隙G1和高速辊压组件230的辊筒间隙G2的调节范围具体可为0～10mm。
另外，需要说明的是，该薄膜纵向拉伸装置中低速拉伸辊筒240、低速辊压上辊筒211、低速辊压下辊筒212、高速辊压上辊筒231、高速辊压下辊筒232和高速拉伸辊筒250内也同样导通有循环的调温介质，并配置有相应的测温和控温元件，具体地，低速拉伸辊筒240的温度控制在Tg～(Tg+10)℃，以保证铸片1在经过Ⅰ区后能够以合适的温度进入后续区域；而铸片1在Ⅱ区发生低速辊压时，低速辊压上辊筒211和低速辊压下辊筒212的温度控制在(Tg+2)～(Tg+10)℃，转速控制在5m/min～50m/min，使得铸片1在此处较容易发生形变。且，可以通过调整低速辊压上辊筒211和低速辊压下辊筒212之间的辊筒间隙G1，以控制铸片1的形变程度和厚度的均匀性，从而使得铸片1能够以沿横向均匀的状态进入至后续的Ⅲ区进行纵向自由拉伸，经过低速辊压后铸片1的厚度可能会有所降低，即T1≥T2，此处定义R1＝(T1-T2)/T0，以此表达低速辊压的程度，R1＝0.05～0.15，优选R1＝0.06～0.08。
在Ⅲ区内进行纵向自由拉伸时，通过加热组件220的结构设置，该加热组件220具体可通过非接触方式对铸片1进行加热，优选为红外线加热器。加热功率和该加热组件220与铸片1之间的距离具体可根据铸片1厚度及拉伸比例的不同而不同。经过纵向自由拉伸，铸片1的厚度明显减小，即T3＜T2，此处定义R2＝(T2-T3)/T0，以此表示纵向自由拉伸的比例。为了获得不同拉伸比例和不同厚度的纵向拉伸薄膜，需控制高速辊压组件230的转速为低速辊压组件210转速的1.1～4.0倍，优选为2.0～3.5倍，相应R2＝0.09～0.70，优选R2＝0.3～0.6。
在Ⅳ区中，此处的高速辊压上辊筒231和高速辊压下辊筒232的转速具体可达10m/min～100m/min，表面温度为(Tg-60)～(Tg-50)℃，与低速辊压组件210同理，高速辊压组件230的辊筒间隙G2可调节至低于T3，目的是使温度较高的铸片1在形变受限的状态下快速冷却定型，而由于采用辊压方式，铸片1的上下表面同时接触高速辊压上辊筒231和高速辊压下辊筒232，避免了仅一侧接触冷辊而引起的波浪翘。此处，铸片1的厚度可能进一步减小，即T4≥T3，此处定义R3＝(T3-T4)/T0，以此表达高速辊压的程度，R3＝0.02～0.08，优选R3＝0.03～0.06。
在Ⅴ区中，高速拉伸辊筒250与高速辊压组件230的转速差仅保证铸片1在高速辊压组件230的低温辊压后继续前进，不在该区发生松弛，并且不会与高速辊压组件230发生包角，铸片1也不会发生进一步的拉伸，厚度不变，即T5＝T4。
本申请的薄膜纵向拉伸装置还包括多根冷却辊筒310及第二调节辊筒320，第二调节辊筒320能够引导途经高速辊压组件230进入至多根冷却辊筒310，多根所述冷却辊筒310依次间隔设置，且多根冷却辊筒310配合能够对铸片1进行冷却，具体可采用逐步降温的方式对铸片1进行降温处理。
在本申请中，本申请的第二调节辊筒320的温度控制在(Tg-45)℃以下，多根冷却辊筒310将铸片1的温度冷却至(Tg-50)℃以下，进一步地，多根冷却辊筒310将铸片1的温度冷却至(Tg-60)～(Tg-55)℃。需要说明的是，铸片1在第二调节辊筒320和多根冷却辊筒310上的缠绕方式与铸片1在多根预热辊筒10和第一调节辊筒20上的缠绕方式相同，且各自实现的原理也相同，在此就不展开阐述。
本申请还提供一种薄膜纵向拉伸方法，包括以下步骤：
提供上述任一所述的薄膜纵向拉伸装置；
利用低速辊压组件210和高速辊压组件230之间的转速差纵向拉伸铸片1，并用低速辊压组件210及/或高速辊压组件230挤压所述铸片1。
另外，需要说明的是，对铸片的厚度进行测量时，具体可选取长度为5m，宽度为50cm的铸片，沿铸片的长度方向每隔20cm标记一个点，共测量25个点，利用万分尺测量每个点的厚度并记录，计算得到平均厚度和极差。对铸片的结晶度进行测量时，选取长度为5m，宽度为50cm的铸片1，沿铸片1的长度方向每隔50cm标记一个点，共测量10个点，利用差示扫描量热仪测试，升温速率为10℃/min，计算每点的结晶度并记录，得到结晶度极差。对铸片的翘曲变形程度进行检测，将生产后的铸片在(23±2)℃，(50±10)％RH环境下放置48h后，从铸片上裁取尺寸为(宽幅×2m)的试样，再在60℃，90％RH下放置48h，取出后平铺于大理石平台上，在日光灯下45°斜向目视观察薄膜的翘曲变形程度。分级情况为：A等级＝无翘曲变形；B等级＝轻微翘曲变形；C等级＝中等程度翘曲变形；D等级＝严重翘曲变形。
【实施例1】
作为铸片1，使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)铸片，其制备过程为：将PET颗粒在160℃下结晶干燥8小时后，供给至挤出机，在260～285℃下进行熔融、过滤，然后通过285℃的狭缝口模，利用静电吸附方式将挤出的熔体紧贴于表面温度为25℃、转速为16m/min的大冷鼓表面，冷却得到铸片，厚度T0＝780μm，结晶度为2.8％。
PET铸片1导入至该薄膜纵向拉伸装置后，首先用多根预热辊筒10进行预热，前三根预热辊筒10的温度为50℃，中间四根预热辊筒10的温度为65℃，后面六根预热辊筒10和调节辊筒120的温度为80℃，最终可使PET铸片1预热至75℃，低速拉伸辊筒240和低速辊压上辊筒211及低速辊压下辊筒212的温度为81℃，前述所有辊筒的转速均为16m/min，微调变动范围低于0.1％。
预热完成的PET铸片1进入Ⅱ区后进行低速辊压，调节辊筒间隙G1使得R1＝0.06，故所得T2＝733.2μm；紧接着在Ⅲ区发生纵向自由拉伸，调节高速辊压上辊筒及下辊筒的转速为37.3m/min，使得R2＝0.5，故所得T3＝343μm；纵向自由拉伸后的PET铸片1紧接着进入Ⅳ区进行低速辊压，调节辊筒间隙G2使得R3＝0.04，故所得T4＝312μm，相应的高速拉伸辊筒250及后续冷却辊筒310的转速提高至41m/min。因此，PET铸片依次经过低速辊压、纵向自由拉伸、高速辊压及冷却工序后被加工成厚度为312μm的纵向拉伸PET薄膜。
经由薄膜纵向拉伸装置得到的纵向拉伸PET薄膜随后进入横向拉伸工序，预热至110～115℃后进入横向拉伸区，拉伸温度控制在115～130℃，拉伸比设为3.3倍，紧接着在235℃下热定型，并依次经过温度为180℃、80℃和40℃的三段冷却区，最终得到双轴取向的PET薄膜，其结晶度达到30％以上。PET薄膜经牵引、分切收卷装置后得到PET薄膜卷材，在(23±2)℃，RH(50±10)％环境下放置48h后取样进行效果评价，评价结果示于表1。
【实施例2】
PET铸片制备方法、纵向拉伸预热方式以及后续的横向拉伸、牵引、分切收卷方式均与实施例1相同，采用相同的效果评价方式，结果示于表1。
预热完成的PET铸片进入Ⅱ区后进行低速辊压，调节辊筒间隙G1使得R1＝0.06，故所得T2＝733.2μm；紧接着在Ⅲ区发生纵向自由拉伸，调节高速辊压上辊筒231及高速辊压下辊筒232的转速为41m/min，使得R2＝0.54，故所得T3＝312μm；调节高速辊压组件230的辊筒间隙G2为5mm，故纵向自由拉伸后的PET铸片不进行高速辊压，即T5＝T4＝T3。因此，PET铸片依次经过低速辊压、纵向自由拉伸、高速辊压及冷却工序后被加工成厚度312μm的纵向拉伸PET薄膜。
【实施例3】
PET铸片制备方法、纵向拉伸预热方式以及后续的横向拉伸、牵引、分切收卷方式均与实施例1相同，采用相同的效果评价方式，结果示于表1。
预热完成的PET铸片进入Ⅱ区，调节辊筒间隙G1为5mm，故不进行低速辊压，直接在Ⅲ区发生纵向自由拉伸，调节高速辊压上辊筒及下辊筒的转速为35.6m/min使得R2＝0.55，故所得T3＝351μm；纵向自由拉伸后的PET铸片紧接着进入Ⅳ区进行低速辊压，调节辊筒间隙G2使得R3＝0.05，故所得T4＝312μm，相应高速拉伸辊筒250及后续冷却辊筒310的转速提高至40m/min。因此，PET铸片依次经过低速辊压、纵向自由拉伸、高速辊压及冷却工序后被加工成厚度312μm的纵向拉伸PET薄膜。
[对比例]
PET铸片制备方法、纵向拉伸预热方式以及后续的横向拉伸、牵引、分切收卷方式均与实施例1相同，采用相同的效果评价方式，结果示于表1。
预热完成的铸片进入Ⅱ区，调节辊筒间隙G1为5mm，故不进行低速辊压，直接在Ⅲ区发生纵向自由拉伸，调节高速辊压上辊筒231及高速辊压下辊筒232的转速为40m/min，使得R2＝0.6，故所得T3＝312μm；调节高速辊压组件230的辊筒间隙G2为5mm，故纵向自由拉伸后的PET铸片不进行高速辊压，即T5＝T4＝T3。因此，PET铸片依次经过低速辊压、纵向自由拉伸、高速辊压及冷却工序后被加工成厚度312μm的纵向拉伸PET薄膜。
表1效果评价结果
表1的效果评价结果说明：当在纵向拉伸工序只进行纵向自由拉伸时，即对比例，PET薄膜的翘曲变形为中等程度，纵向厚度极差高达3.8μm，结晶度极差高达3.25％；当在纵向拉伸工序进行低速辊压和纵向自由拉伸时，即实施例2，PET薄膜的翘曲变形程度降低为轻微程度，与此同时，厚度和结晶度极差均有所降低；当在纵向拉伸工序进行纵向自由拉伸和高速辊压时，即实施例3，PET薄膜的厚度和结晶度极差又有所降低，几乎没有出现翘曲变形；当在纵向拉伸工序逐步进行低速辊压、纵向自由拉伸和高速辊压时，即实施例1，PET薄膜的厚度均匀性和结晶度均匀性均有所提高，且翘曲变形情况得到明显改善。
以上实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围内。

Claims (8)

1.一种薄膜纵向拉伸装置，用以对铸片（1）进行纵向拉伸；
所述薄膜纵向拉伸装置包括低速辊压组件（210）及高速辊压组件（230），所述铸片（1）依次途经所述低速辊压组件（210）及所述高速辊压组件（230），并利用所述低速辊压组件（210）与所述高速辊压组件（230）之间的转速差纵向拉伸所述铸片（1）；
其特征在于，沿着所述铸片（1）的前进方向，根据所述铸片（1）的受力及形变的情况将所述铸片（1）途经所述薄膜纵向拉伸装置时的区域依次划分为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区和Ⅴ区，且所述铸片（1）在上述五个区域的端点位置的厚度分别定义为T0、T1、T2、T3、T4和T5；
所述低速辊压组件（210）及所述高速辊压组件（230）均能够挤压所述铸片（1），以使所述铸片（1）在所述低速辊压组件（210）所在的位置及/或所述高速辊压组件（230）所在的位置发生受限形变；其中，所述铸片（1）在所述低速辊压组件（210）与所述高速辊压组件（230）之间的纵向自由拉伸的比例为 R2，R2=(T2-T3)/T0，0.09≤R2≤0.70；
所述低速辊压组件（210）包括低速辊压上辊筒（211）和低速辊压下辊筒（212），所述低速辊压上辊筒（211）和所述低速辊压下辊筒（212）能够同时转动并挤压所述铸片（1）变形；其中，所述低速辊压上辊筒（211）的直径等于所述低速辊压下辊筒（212）的直径，且所述低速辊压上辊筒（211）和所述低速辊压下辊筒（212）上用于接触铸片（1）的表面为金属材质，所述低速辊压组件（210）对所述铸片（1）的低速辊压程度为 R1，R1=(T1-T2)/T0，0.05≤R1≤0.15；
所述高速辊压组件（230）包括高速辊压上辊筒（231）和高速辊压下辊筒（232），所述高速辊压上辊筒（231）和所述高速辊压下辊筒（232）能够同时转动并挤压所述铸片（1）变形；其中，所述高速辊压上辊筒（231）的直径等于所述高速辊压下辊筒（232）的直径，且所述高速辊压上辊筒（231）和所述高速辊压下辊筒（232）上用于接触铸片（1）的表面为金属材质，所述高速辊压组件（230）对所述铸片（1）的高速辊压程度为 R3，R3=(T3-T4)/T0，0.02≤R3≤0.08。
2.根据权利要求1所述的薄膜纵向拉伸装置，其特征在于，所述低速辊压上辊筒（211）独立于所述低速辊压下辊筒（212）设置，以使所述低速辊压上辊筒（211）与所述低速辊压下辊筒（212）之间的辊筒间隙能够通过所述低速辊压上辊筒（211）及/或所述低速辊压下辊筒（212）进行调整。
3.根据权利要求2所述的薄膜纵向拉伸装置，其特征在于，所述高速辊压上辊筒（231）独立于所述高速辊压下辊筒（232）设置，以使所述高速辊压上辊筒（231）与所述高速辊压下辊筒（232）之间的辊筒间隙能够通过所述高速辊压上辊筒（231）及/或所述高速辊压下辊筒（232）进行调整。
4.根据权利要求1所述的薄膜纵向拉伸装置，其特征在于，所述薄膜纵向拉伸装置还包括低速拉伸辊筒（240），所述低速拉伸辊筒（240）能够将所述铸片（1）引导至所述低速辊压组件（210）内；其中，所述低速拉伸辊筒（240）的转速等于所述低速辊压组件（210）的转速。
5.根据权利要求1所述的薄膜纵向拉伸装置，其特征在于，所述薄膜纵向拉伸装置还包括高速拉伸辊筒（250），所述高速拉伸辊筒（250）设于所述高速辊压组件（230）背离所述低速辊压组件（210）的一侧，其中所述高速拉伸辊筒（250）的转速大于等于所述高速辊压组件（230）的转速。
6.根据权利要求1所述的薄膜纵向拉伸装置，其特征在于，所述薄膜纵向拉伸装置还包括多根预热辊筒（10）及第一调节辊筒（20），多根所述预热辊筒（10）依次间隔设置，且多个所述预热辊筒（10）配合能够对所述铸片（1）进行加热，所述第一调节辊筒（20）能够引导途经多个所述预热辊筒（10）的铸片（1）进入至所述低速辊压组件（210）内。
7.根据权利要求1所述的薄膜纵向拉伸装置，其特征在于，所述薄膜纵向拉伸装置还包括多根冷却辊筒（310）及第二调节辊筒（320），所述第二调节辊筒（320）能够引导所述铸片（1）途经所述高速辊压组件（230）并进入至多根所述冷却辊筒（310）；多根所述冷却辊筒（310）依次间隔设置，且多根所述冷却辊筒（310）配合能够对所述铸片（1）进行冷却。
8.一种薄膜纵向拉伸方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供权利要求1-7中任一所述的薄膜纵向拉伸装置；
利用所述低速辊压组件（210）和所述高速辊压组件（230）之间的转速差纵向拉伸所述铸片（1），并用所述低速辊压组件（210）及/或所述高速辊压组
件（230）挤压所述铸片（1）。
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