本发明涉及聚酯薄膜的生产,具体涉及一种厚度均匀、低收缩和优异平整度的聚酯薄膜生产工艺。
背景技术:
1、目前,对于生产厚度为25μm或者25μm以上的厚度较大的聚酯薄膜,现在通常采用的一种方法为:即使用红外加热设备在机器方向上进行一步拉伸薄膜,从而得到厚度较大的聚酯薄膜。然而,从这种方法获得的聚酯薄膜在生产过程中容易出现瑕疵(即容易出现划痕或磨损的问题),通过这种方法生产的厚度较大的聚酯薄膜与薄的聚酯薄膜相比,其厚度均匀性、平整度和收缩特性也都较差,即现有的这种生产大厚度聚酯薄膜的方法,其所生产的聚酯薄膜存在厚度均匀性差、平整度差以及收缩特性高等缺陷。因此,亟需一种能够生产较大厚度聚酯薄膜的工艺,且能够保证所生产的聚酯薄膜满足所有这些性能要求的聚酯薄膜的生产工艺。
技术实现思路
1、本发明的目的在于:针对利用现有的工艺方法生产厚度较大(超过25μm)的聚酯薄膜时,其面临着所生产的聚酯薄膜存在厚度均匀性差、平整度差以及收缩特性高等问题,本发明提供了一种厚度均匀、低收缩性和优异平整度的聚酯薄膜生产工艺,从而解决了这些问题,本发明工艺生产的厚聚酯薄膜能够满足所有上述这些性能的要求。
2、为达到上述目的,本发明是通过如下技术方案实现的:
3、本发明提供了一种厚度均匀、低收缩和优异平整度的聚酯薄膜生产工艺,该生产工艺可用于生产厚度不低于25.0μm的聚酯薄膜,且所生产的聚酯薄膜具有表面无划痕、厚度均匀性为1.0~10%、在120℃下热处理30分钟后的热收缩为0.05~0.6%、以及在150℃下热处理30分钟后的热收缩为0.1~0.7%的特性;
4、该生产工艺包括如下步骤:
5、s1、提供pet材料并将其充分干燥;
6、s2、将上述干燥后的pet材料压制成薄片状,而后再将其铸造成pet薄膜板材;
7、s3、将所述的pet薄膜板材先经预热辊系统一次预热后,再经拉伸辊系统进行一次拉伸,拉伸比设置为z1,且满足1.2≤z1≤4.0,一次拉伸后进行冷却,获得一次拉伸聚酯薄膜;
8、s4、将所述的一次拉伸聚酯薄膜再经所述预热辊系统进行二次预热,二次预热后继续通过所述拉伸辊系统进行二次拉伸,拉伸比设置为z2,且满足1.1≤z2≤3.0,二次拉伸后进行冷却,从而完成聚酯薄膜的生产;
9、其中,所述的预热辊系统由若干组依次排列的且不同材质的预热辊组合而成;所述的拉伸辊系统包括:第一组拉伸辊和依次设置于所述第一组拉伸辊下游的至少一组后续拉伸辊,且满足在后一组拉伸辊的速度快于在前一组拉伸辊的速度;将一次拉伸时的预热温度记为t0,且满足50≤t0<120℃;将一次拉伸时的拉伸温度记为t1,则预热温度t0与拉伸温度t1的差值为t0-t1,且满足-30℃≤t0-t1≤10℃;将第二次拉伸时的拉伸温度记为t2,且满足t2<t1;将总拉伸比记为z,则z=z1×z2,且满足3.0≤z≤5.0。
10、具体的,本发明中的拉伸辊系统,可以将第一组拉伸辊定义为最慢辊,设置于最慢辊下游的后续的拉伸辊,其速度都快于前面的一组拉伸辊,从而通过慢和快辊组之间的速度差影响拉伸效果。
11、具体的,在本发明的工艺中所使用的pet材料,其可以在聚合阶段与磷酸和无机颗粒(例如二氧化硅、高岭石、碳酸钙、磷酸钙、二氧化钛等颗粒)一起添加,或者无机颗粒在聚合阶段后可以混合在pet材料中,这些无机材料的添加量通常为0.1~30.0wt%,无机颗粒的粒径一般选择0.001~10.0μm。
12、进一步的,一种厚度均匀、低收缩和优异平整度的聚酯薄膜生产工艺:步骤s1、提供pet材料并将其在130~150℃下干燥至含水量不超过60ppm。
13、进一步的,一种厚度均匀、低收缩和优异平整度的聚酯薄膜生产工艺:步骤s2、将上述干燥后的pet材料在280~290℃下压制成厚度不低于400μm的薄片状,而后再将其铸造于10~70℃的旋转冷却桶上,以实现快速淬火和凝固,从而获得pet薄膜板材。
14、优选的,在本发明中可以将干燥后的pet材料压制成厚度大于500μm的薄片状,更优选的是压制成大于800μm的薄片状,最优选的是压制成大于1200μm的薄片状。
15、进一步的,一种厚度均匀、低收缩和优异平整度的聚酯薄膜生产工艺:步骤s3、在一次拉伸后将材料冷却至其玻璃点温度以下,从而获得一次拉伸聚酯薄膜。
16、进一步的,一种厚度均匀、低收缩和优异平整度的聚酯薄膜生产工艺:将一次拉伸时的预热温度记为t0,且满足70≤t0≤90℃。
17、进一步的,一种厚度均匀、低收缩和优异平整度的聚酯薄膜生产工艺:一次拉伸时的拉伸温度t1满足85≤t1<120℃;预热温度t0与拉伸温度t1的差值为t0-t1,且满足-25℃≤t0-t1≤5℃。
18、更进一步的,一种厚度均匀、低收缩和优异平整度的聚酯薄膜生产工艺:一次拉伸时的拉伸温度t1,其满足95≤t1≤110℃;预热温度t0与拉伸温度t1的差值为t0-t1,其满足-20℃≤t0-t1≤0℃。
19、进一步的,一种厚度均匀、低收缩和优异平整度的聚酯薄膜生产工艺:所述的预热辊系统由至少一组硬镀铬涂层辊、至少一组陶瓷涂层辊和至少一组硅橡胶涂层辊或氟碳树脂涂层辊构成;
20、其中:当预热温度t0≤80℃时,以所述硬镀铬涂层辊对所述pet薄膜板材进行预热;当80℃<t0≤89℃时,以所述陶瓷涂层辊对所述pet薄膜板材进行预热;当89℃<t0<120℃时,以所述硅橡胶涂层辊或氟碳树脂涂层辊对所述pet薄膜板材进行预热。
21、进一步的,一种厚度均匀、低收缩和优异平整度的聚酯薄膜生产工艺:所述的拉伸辊选用陶瓷涂层拉伸辊,所述陶瓷涂层拉伸辊的表面粗糙度为rmax,其满足rmax≤1.0μm。优选的,rmax≤0.8μm。
22、进一步的,一种厚度均匀、低收缩和优异平整度的聚酯薄膜生产工艺:该工艺可用于生产厚度25.0~500.0μm的聚酯薄膜,且所生产的聚酯薄膜具有表面无划痕、厚度均匀性为1.0~8.0%、在120℃下热处理30分钟后的热收缩为0.05~0.5%、以及在150℃下热处理30分钟后的热收缩为0.1~0.6%的特性。
23、在本发明中,拉伸辊最好采用陶瓷涂层拉伸辊,当生产厚度为25μm或更大的聚酯拉伸薄膜时,可能会产生较大的拉伸应力,因此硅橡胶涂层辊和氟碳树脂涂层辊不是首选,因为它们的耐磨性差。为了进一步减少被拉伸辊刮伤薄膜表面的风险,陶瓷涂层拉伸辊被设计为表面粗糙度(rmax)不超过1.0μm,优选不超过0.8μm。
24、可以通过在线涂层方法在本发明的聚酯薄膜的一个或两个表面上形成涂层,为薄膜提供具有粘附性、释放性、抗静电性、滑度等所要求的表面特性。
25、本发明工艺的有益效果:
26、(1)本发明通过对聚酯薄膜生产工艺进行优化设计,通过采用符合特定条件的工艺,从而获得了薄膜表面基本没有划伤、且厚度均匀的聚酯薄膜。采用本发明的工艺可以生产厚度超过25.0μm的厚度较大的聚酯薄膜,且生产的这种聚酯薄膜具有优异的厚度均匀性、低收缩特性、良好的平整度以及,并且在薄膜表面最大限度地减少或基本上没有划痕或磨损等问题。
27、(2)本发明通过在拉伸过程中设置预热温度t0与拉伸温度t1的差值满足-30℃≤t0-t1≤10℃,可以进一步保证最终所得薄膜的厚度均匀性,若是该温度差值超过10℃,将导致薄膜厚度均匀性受损。同时在本发明的工艺过程中也需要在一次拉伸后进行冷却至材料的玻璃点温度以下,否则容易导致薄膜发生断裂。进一步的,本发明的工艺还需要在不超过120℃的条件下进行拉伸,以避免在超过120℃的条件下所拉伸的薄膜结晶程度过多,导致薄膜在横向拉伸或粗糙时频繁破裂的问题。此外,为了进一步提高所拉伸薄膜的厚度均匀性,本发明还进行了二次拉伸工艺并保证在低于第一次拉伸温度的前提下进行二次拉伸,极大地改善了厚膜的厚度均匀性。
28、(3)本发明的工艺还通过调控薄膜的总拉伸比z对厚膜的厚度均匀性进行优化,使得本发明通过上述工艺生产的聚酯薄膜基本上没有划痕(在强光下肉眼发现薄膜表面没有划痕),其厚度均匀性达到了1.0~10%,在120℃下热处理30分钟后的热收缩低至0.05~0.5%,在150℃下热处理30分钟后的热收缩低至0.1~0.6%。根据本发明的工艺获得的聚酯拉伸薄膜的厚度可以达到25.0μm以上,通常可以实现厚度25~500μm的聚酯薄膜的生产。利用本发明工艺生产的聚酯薄膜其用途广泛,可用作于触摸显示面板、膜开关等电子薄膜材料领域,因此本发明的工艺具有很高的工业实用性。