一种提高聚酯热收缩膜纵向拉伸强度的加工方法
【专利摘要】一种提高聚酯热收缩膜纵向拉伸强度的加工方法，根据聚酯热收缩膜的用料要求，按主、辅机用料配方对主、辅机下料参数进行设置，经过混合器使物料初步混合后分别进入双螺杆排气式挤出机塑化熔融；熔融流体经过回流式精过滤器，再经过模头挤出，挤出的熔体在急冷辊上流延冷却成为铸片，铸片通过牵引装置在纵向拉伸设备中通过五个预热辊进行预热，在纵向拉伸设备中通过五个拉伸辊进行小倍率小间隙多点拉伸，再通过五个定型辊在纵向拉伸设备中完成热定型，进入横向拉伸设备中进行预热，以3-4.5的拉伸倍率在横向拉伸设备中拉伸，在横向拉伸设备中定型，切边、收卷；所述的小倍率是指在纵向拉伸方向的拉伸倍率为1.01-1.2，小间隙是指拉伸辊之间的间隙为4mm-8mm。
【专利说明】一种提高聚酯热收缩膜纵向拉伸强度的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种提高聚酯热收缩膜纵向方向拉伸强度的加工方法。
【背景技术】
[0002]随着市场经济的快速发展，特别是包装行业以及防伪行业对热收缩标签的需求与日俱增，我国国内热收缩标签市场，近几年一直保持着持续增长的良好势头，年均增长率均保持在15%?20%左右，这种快速增长是其它包装印刷行业所无法比拟的。现今随着人类对环保型材料的迫切需求，大大促进了聚酯热收缩膜在市场中的应用。
[0003]我们知道作为标签用的热收缩膜其收缩要求为单向收缩，基于这种要求导致聚酯热收缩膜存在纵向拉伸易断的问题，造成后期膜印刷断膜，套标断标等问题，严重影响生产效率，给膜基材供应商及其客户都带来一定的经济损失及材料浪费。
[0004]现今的热收缩聚酯膜其基本性能已基本比较令人满意，比如收缩率稳定、环保型能好，光学性能优良，只有其力学性能方面不尽人意，由于标签用热收缩膜为横向单向拉伸，造成其横向拉伸强度较高，而纵向拉伸强度太低、易断。
【发明内容】
[0005]根据上述问题本发明需要解决的技术问题是:基于现今聚酯热收缩膜纵向方向力学性能上存在的不足之处，提供一种横向拉伸强度高，且纵向方向拉伸强度好的收缩率稳定、表面适印性好聚酯热收缩膜。本发明的目的是提供一种简单易行，具有普适性的适于聚酯热收缩膜的一种提高纵向拉伸强度的方法。
[0006]一种提高聚酯热收缩膜纵向拉伸强度的加工方法，其特征在于:根据聚酯热收缩膜的用料要求，按主、辅机用料配方对主、辅机下料参数进行设置，经过混合器使物料初步混合后分别进入双螺杆排气式挤出机塑化熔融；熔融流体经过回流式精过滤器滤去杂质后，熔融流体经过模头挤出，挤出的熔体在急冷辊上流延冷却成为铸片，然后铸片通过牵引装置在纵向拉伸设备中通过五个预热辊进行预热，接着在纵向拉伸设备中通过五个拉伸辊进行小倍率小间隙多点拉伸，再通过五个定型辊在纵向拉伸设备中完成热定型，接着进入横向拉伸设备中进行预热，以3-4.5的拉伸倍率在横向拉伸设备中拉伸，在横向拉伸设备中定型，切边、收卷；所述的小倍率是指在纵向拉伸方向的拉伸倍率为1.01-1.2，小间隙是指拉伸棍之间的间隙为4mm-8mm。
[0007]其中，使用双螺杆带预干燥功能的挤出机。
[0008]其中，采用下进上出结构式的回流式精过滤器。
[0009]其中，横向拉伸时采用多次拉伸技术。
[0010]其中，挤出机温度为265_285°C。
[0011]其中，模头温度为270_280°C。
[0012]其中，挤出熔体在急冷辊上以25_50°C流延冷却成为铸片。
[0013]其中，铸片通过牵引装置在纵向拉伸设备中通过五个预热辊以95-100°C预热，接着在纵向拉伸设备中在75-82°C，通过五个拉伸辊进行小倍率小间隙多点拉伸，再通过五个定型辊以100-110°C在纵向拉伸设备中热定型。
[0014]其中，热定型后，在横向拉伸设备中以95_105°C进行预热，以70-77°C在横向拉伸设备中定型，在20-40°C进行切边、收卷。
[0015]为解决上述技术问题，本发明如下关键技术:
[0016]1、优选双螺杆带预干燥功能挤出机，免去单螺杆生产加工时所需的干燥模式，既经济又减少在干燥过程中给原料带来的物理破坏。
[0017]2、优选市场可购到的回流式精过滤器:这样的过滤器结构为下进上出结构，可以实现在生产中不需要中断挤出过程，只需通过转动换向阀改变出料方位，就可自动完成熔体过滤器的切换工作，从而提高生产效率，减少原料的浪费，节约成本。
[0018]3、纵向热定型技术:在纵向拉伸设备中将快速冷却后的铸片进行预热、小倍率小间隙多点拉伸、热定型后再送入横向拉伸设备中，通过纵向热定型可以有效消除聚酯膜在纵向拉伸过程中产生的内应力，保证聚酯膜纵向基本不收缩。
[0019]在上述关键技术中，所述纵向热定型技术中采用的是小倍率小间隙多点拉伸及热定型技术。较大拉伸倍率可以提高聚酯膜的纵向力学性能，但是在纵向热定型工艺中不容易消除膜在拉伸过程中产生的内应力，导致膜纵向热收缩率超标，不能够满足其作为热收缩标签的收缩要求。但如果不进行纵向拉伸势必造成纵向膜拉伸强度低、易断的现象。为既满足其作为标签收缩膜的要求又增大聚酯膜纵向的拉伸强度本研究对其进行的探究。研究发现:通过增加纵向拉伸设备，进行小倍率小间隙多点拉伸法，然后通过纵向热定型工艺，可以有效的消除聚酯膜在拉伸过程中产生的内应力，优化聚酯内部分子结构，保证聚酯膜纵向基本不收缩，而经过一定拉伸比后的聚酯膜其拉伸强度却有一定增加，从而弥补聚酯热收缩膜纵向力学方面的不足。
[0020]研究技术分析:一般而言，对于目前单向聚酯热收缩膜在生产过程中是没有纵向定型工艺的，这样就造成聚酯热收缩膜纵向易断，拉伸强度太低，有些聚酯热收缩膜在经过一段时间的放置之后甚至出现纵向拉伸全断的现象，造成聚酯热收缩膜储存性能差。为解决该项技术缺陷，不同生产厂家也努力研究其解决办法，如加入增韧剂、改性剂及改进横向拉伸工艺等，但改善效果均不良，不能从根本上解决问题，我公司经潜心研究发现在横向拉伸设备装置前添加纵向拉伸装置，通过简易的纵向拉伸设备就可达到增强纵向拉伸强度的效果。
[0021]在这里指出上述所谓小倍率小间隙多点拉伸是指:所谓小间隙是指拉伸辊之间的间隙很小，我公司设置为4_-8_，否则拉伸间距大会引起膜颈缩量大。小倍率是指纵向拉伸倍率很小，为1.01-1.5的拉伸倍率，一是因为拉伸倍率过大会造成在热定型处理时无法完全消除拉伸过程中产生的较大内应力，而引起纵向收缩率超标而达不到客户要求；二是因为热收缩标签要求是单向拉伸，没有增大纵向大拉伸比的必要性。多点拉伸是指采用五个拉伸辊对聚酯进行多次拉伸，从而保证拉伸均匀。
[0022]同时为了确保横向收缩率的稳定，本研究通过增加拉伸区域实现横向多次拉伸，本发明采用横向拉伸区长度为10米进行逐步拉伸以保证横向拉伸均匀，拉伸程度大，从而确保横向收缩率大且收缩稳定。
[0023]本发明有益效果:[0024]本发明根据热收缩膜的收缩原理，利用前述的设备和成型工艺，研究出一种能够有效提高聚酯热收缩膜纵向拉伸强度的方法。该方法具有以下具体有益效果:
[0025]本发明通过多次实践发现可以采用纵向热定型技术和横向多次拉伸技术来精确的控制聚合物在加工过程中的拉伸、定型工艺环节，从而有效提高纵向的拉伸强度。研究发现采用该生产工艺制得的聚酯热收缩膜纵向的拉伸强度均能达到260N/mm2以上，横向拉伸强度可达300N/mm2以上,且热收缩率稳定,其他性能优良。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明纵向拉伸设备简图；
[0027]图2为本发明横向拉伸设备简图；
[0028]图3为多试样纵向定型聚酯热收缩膜热收缩曲线图(水浴95°C，10s)。
[0029]图4为多试样纵向定型聚酯热收缩膜拉伸强度曲线图。
【具体实施方式】
[0030]下面给出的实施方法是对本发明的具体详述，同时在此指出以下的实施方法是对本次发明的进一步详细解释，不可理解为对本次发明保护范围的限制，若在此领域熟悉的技术人员根据本
【发明内容】
而只做 出非本质上的改进，将仍旧属于本发明的保护范围。
[0031]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详述，在此指出这里只是便于表述列举聚酯热收缩膜其中的一种制备方法，本发明一种提高聚酯热收缩膜纵向拉伸强度的加工方法并不局限于该配方，它适应于任意一种聚酯热收缩膜。
[0032]试验优选几个配方
[0033]主机:聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯70_90wt%、聚对苯二甲酸乙二醇酯10-30wt%、间苯二甲酸改性聚对苯二甲酸乙二醇酯5-20wt%，按照上述质量百分比范围混合，质量百分数之和为100wt%或聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯IOOwt1^或间苯二甲酸改性聚对苯二甲酸乙二醇酯100wt%。
[0034]辅机:聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯90wt%、爽滑剂6wt%、抗静电剂2wt%、加工助剂2wt%，按照上述质量分数混合，质量百分数之和为IOOwt%。
[0035]本专利不局限于以上配方，聚酯共聚物的改性剂不仅仅只是间苯二甲酸，还可以是其他羧酸类接枝改性剂，如脂肪酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸等。只要是聚酯类热收缩膜都在本专利保护范围之内。
[0036]所述主、辅机均优选双螺杆排气式挤出机，所述原料优选聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯为韩国SK化学或伊斯曼膜级产品，聚对苯二甲酸乙二醇酯为非晶型瓶级聚酯切片。
[0037]基于上述技术，本发明一种提高聚酯热收缩膜纵向拉伸强度的加工方法其工艺流程及温度工艺参数是:
[0038]按主辅机配方对主辅机下料参数进行设置，经过混合器使使物料初步混合后进入双螺杆排气式挤出机塑化熔融，挤出机温度优选265-285°C，然后熔融流体经过回流式精过滤器滤去物料中杂质，之后熔体经过模头挤出，模头温度优选270-280°C，接着挤出熔体在急冷辊上优选25-50°C流延冷却成为铸片，然后铸片通过牵引装置在纵向拉伸设备中通过五个预热辊优选95-100°C进行预热，接着在纵向拉伸设备中优选75-82°C通过五个拉伸辊进行1.01-1.20小倍率小间隙多点拉伸，之后通过五个定型辊优选100-110°C在纵向拉伸设备中完成热定型(见图1)，接着经过纵向拉伸过的膜通过链夹进入横向拉伸设备入口，见图2，以优选95-105°C在横向拉伸设备中进行预热，以3-4.5的拉伸倍率在横向拉伸设备中拉伸，优选70-77°C在横向拉伸设备中完成定型，以20-40°C下进行切边、收卷。
[0039]其中主、辅机过滤器及熔体管线的温度优选265-275 V，生产线速度优选40m/min ~60m/mino
[0040]所述主、辅机均优选双螺杆排气式挤出机。精过滤器优选下进上出的回流式精过滤器，该过滤器在市场上可购买。
[0041]纵向定型及横向拉伸具体操作:
[0042]将经过急冷辊冷却成型的厚片材通过五个个高精度金属金属辊筒完成预热过程，急冷辊直径为1400_。然后在设定的速度梯度下，将预热后的片材经过五个拉伸辊进行小倍率小间隙多点拉伸，接着将经过小倍率拉伸后的聚酯薄膜经过五个定型辊进行热定型，之后薄膜进入横向拉伸设备中完成预热、拉伸、定型、冷却。具体纵向拉伸设备预热区、拉伸区、定型区见图1，横向拉伸设备各个区域见图2。
[0043]按照上述工艺流程、温度参数及设备要求进行热收缩聚酯膜的生产，下面给出按此方法进行生产所得公称厚度40um聚酯热收缩膜的全性能测试值及对应测试多个试样热收缩率曲线，见表1和图3，并给出在同样配方、工艺下不加纵向拉伸设备所得公称厚度40um聚酯热收缩膜的全性能测试值，见表2。
[0044]表1 40um纵向热定型聚酯热收缩膜全性能测试表
[0045]
【权利要求】
1.一种提高聚酯热收缩膜纵向拉伸强度的加工方法，其特征在于:根据聚酯热收缩膜的用料要求，按主、辅机用料配方对主、辅机下料参数进行设置，经过混合器使物料初步混合后分别进入双螺杆排气式挤出机塑化熔融；熔融流体经过回流式精过滤器滤去杂质后，熔融流体经过模头挤出，挤出的熔体在急冷辊上流延冷却成为铸片，然后铸片通过牵引装置在纵向拉伸设备中通过五个预热辊进行预热，接着在纵向拉伸设备中通过五个拉伸辊进行小倍率小间隙多点拉伸，再通过五个定型辊在纵向拉伸设备中完成热定型，接着进入横向拉伸设备中进行预热，以3-4.5的拉伸倍率在横向拉伸设备中拉伸，在横向拉伸设备中定型，切边、收卷；所述的小倍率是指在纵向拉伸方向的拉伸倍率为1.01-1.2，小间隙是指拉伸棍之间的间隙为。
2.根据权利要求1所述一种提高聚酯热收缩膜纵向拉伸强度的加工方法，其特征在于使用双螺杆带预干燥功能的挤出机。
3.根据权利要求1所述一种提高聚酯热收缩膜纵向拉伸强度的加工方法，其特征在于采用下进上出结构式的回流式精过滤器。
4.根据权利要求1所述一种提高聚酯热收缩膜纵向拉伸强度的加工方法，其特征在于横向拉伸时采用多次拉伸技术。
5.根据权利要求1所述一种提高聚酯热收缩膜纵向拉伸强度的加工方法，其特征在于挤出机温度为265-285°C。
6.根据权利要求1所述一种提高聚酯热收缩膜纵向拉伸强度的加工方法，其特征在于模头温度为270-280°C。
7.根据权利要求1所述一种提高聚酯热收缩膜纵向拉伸强度的加工方法，其特征在于挤出熔体在急冷辊上以25-50°C流延冷却成为铸片。
8.根据权利要求1所述一种提高聚酯热收缩膜纵向拉伸强度的加工方法，其特征在于铸片通过牵引装置在纵向拉伸设备中通过五个预热辊以95-100°C预热，接着在纵向拉伸设备中在75-82°C，通过五个拉伸辊进行小倍率小间隙多点拉伸，再通过五个定型辊以100-110°C在纵向拉伸设备中热定型。
9.根据权利要求1所述一种提高聚酯热收缩膜纵向拉伸强度的加工方法，其特征在于热定型后，在横向拉伸设备中以95-105°C进行预热，以70-77°C在横向拉伸设备中定型，在20-40°C进行切边、收卷。
【文档编号】B29C69/02GK103737937SQ201310616474
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】张启纲, 盛世杰 申请人:卫辉市银金达薄膜有限公司