BOPET拉幅工艺浅析.docx
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BOPET拉幅工艺浅析
BOPET拉幅工艺浅析
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的不断拓展，对BOPET薄膜的某些性能也提出了更高要求，因此，在具有特殊性能的基础上进一步提高个别方面的性能，提高膜表观质量，成为了生产厂家生存的至关因素，性能更好、质量更优，价格最低的BOPET薄膜的生产要求迫在眉睫。
BOPET在拉伸工艺特别是挤出机，铸片，MDO拉伸方式及TDO参数有较大的可控空间，工艺解析在工艺改进中能起到指导作用，也为提高膜性能质量，和解决现有的一些不正常现象提供理论依据。
本文就生产工艺中的铸片，纵向拉伸，横向拉伸工段进行设备及工艺方面分析总结，理论数据以合肥乐凯科技产业有限公司1#拉幅生产线DORNIER生产线为参考，通过选择合适的控制条件来改善薄膜质量及为处理一些不正常现象提供理论依据。
关键词:
BOPET铸片纵拉横拉
一、聚酯薄膜（BOPET）
（一）双向拉伸聚酯薄膜的特点及其性能
在生产双向拉伸聚酯薄膜的过程中，由于聚合物在纵、横两个方向的拉伸，改变了分子或链段排列，因此，拉伸薄膜比分拉伸薄膜具有明显的优势，以下为几个具体实例。
1、薄膜的拉伸强度、弹性模量明显增加一般来说拉伸薄膜的拉伸强度要比未拉伸薄膜的强度高3--5倍，拉伸薄膜的抗撕裂能力比未拉伸薄膜的抗撕裂强度有明显下降。
2、冲击强度和耐弯曲性增大。
拉伸后薄膜的冲击强度和耐弯曲性能可以增加几倍至十几倍，其中以BOPP及BOPS薄膜尤为突出；耐寒、耐热性能提高可在温度梯度较大的条件下长期使用，不致过早脆裂或变硬。
在拉伸方向的膨胀系数（热膨胀和湿膨胀）变小，未经特殊处理的薄膜拉伸后热收缩率有所增加。
3、折射率增加，表面光泽度提高，改善了薄膜的透明度。
4、增加幅宽，薄膜厚度，增大面积系数，提高了材料的利用率并能改善薄膜厚度的均匀性。
经过特殊处理可以进一步提高薄膜表面质量例如能够提高薄膜表面的平滑性、平整性、尺寸稳定性、滑爽性、耐磨损性，还可以减少薄膜的热收缩率。
5、提高了薄膜的电绝缘性能，拉伸薄膜的表面电性能有所变化，拉伸后薄膜表面静电明显增加。
（二）国内外发展状况
2.1国外发展状况
双向拉伸聚对苯二甲酸乙二酯（BOPET）薄膜最初是在20世纪50年代由英国开发的。
经过几十年的发展,产品已由原来的单一绝缘膜发展到现在的电容器用膜、包装用膜、感光绝缘膜等;按厚度有从0.5μm到369μm数十个规格;其生产工艺也从最简单的釜式间歇式生产发展到多次拉伸与同步双向拉伸,其产品形式也由平膜发展到多层共挤膜、强化膜及涂覆膜等。
聚酯薄膜已成为世界上发展最快的薄膜品种之一。
从产能集中的国家来看，全球聚酯薄膜最大的生产国是美国、日本和韩国，在1999年生产能力分别为33.6万吨、33.5万吨和29.2万吨，为世界前三名。
超过世界总产能的二分之一（55.6%），中国年产能10.6万吨，仅占世界总产能的6%，与其巨大的潜在消费市场并不相称。
图表
（一），图表
（二），分别统计1999年和2005年PET垄断的国家和厂商。
2.2国内发展形势和方向
我国从二十世纪八十年代末开始成套引进。
最初引进的生产线无论是数量还是规模，都非常有限，至九十年代中期，国内还只有十几条生产线，总产量不足15万吨/年。
但是近十年来，我国经济发展速度加快，社会环保意识不断增强，包装材料向薄膜化、轻量化及节约资源、降低能耗、可回收再利用方向发展，因此，对双向拉伸薄膜这种高档包装材料的需求呈逐年上升的趋势，截止2005年底，中国已成为全球双向拉伸薄膜生产能力及使用量最高的地区。
市场的需求极大地促进了双拉技术的发展，既包括生产线技术含量的提高，也包括单条生产线生产能力的提高：
从最初的幅宽4.2米、速度130米/分钟达到目前的幅宽10米、速度450米/分钟。
从总体情况看，每个设备供应商都在不断地改进自身设备的缺陷和不足，但是一些细节方面的小问题，至今仍然没有得到彻底善。
BOPET在2013年属于产能爆发年代，图表（三）中显示国内薄膜企业及产能（数据为2013年不完全统计）
近几年，我国双向拉伸生产线发展很快，各种塑料薄膜大小双拉生产线已有百余条，但大部分从国外引进的。
国外薄膜双拉生产线供应商主要有Bmckner，DMT，DORNIER，Mn’SUBIHI等。
目前国内薄膜双拉生产线也在崛起，已有几家可以自主设计、制造薄膜双拉生产线，但生产线规模和技术水平还有一定的差距。
（1）向薄型膜、厚型膜两端发展以BOPET薄膜来说，目前国内双拉生产线所生产的规格大部分是在8—75μm，在此范围的产能已远远供大于求。
但大于4m的薄型膜或15O～300μm的厚膜却有相当大的发展空间，特别是厚膜的应用范围在不断扩大，如液晶显示器及等离子显示装置的保护膜对PET厚膜需用量相当大，值得关注。
太阳膜、防爆膜在汽车和建筑方面的应用也日益增加，市场极其广阔。
（2）向高速、宽幅方向发展为了提高产能和生产效率，增强市场竞争力，薄膜双拉生产线的幅宽已从原先的6m多发展到现在的1Om，生产线速度也大幅度提升，从200m／min提高到400m／min，不仅产能大大增加，料耗能耗也有所降低，经济效益明显提高。
另外，许多厂家为了开发PET差别化产品，宽2m的小型双拉试验线也很关注。
排名
公司名称
生产线条数
产能（吨）
1
江苏双星彩塑新材料股份公司
15
300000
2
欧亚薄膜有限公司
11
300000
3
百宏高新材料实业有限公司
6
180000
4
绍兴翔宇绿色包装有限公司
6
150000
5
宁波金源复合集团有限公司
4
120000
6
绍兴未名塑胶有限公司
5
120000
7
大东南包装有限公司
3
80000
8
佛山杜邦鸿基薄膜有限公司
7
60000
9
浙江强盟实业股份有限公司
2
55000
10
富维（山东）薄膜有限公司
4
55000
11
江苏裕兴薄膜科技股份有限公司
4
48000
12
上海邦凯塑胶科技有限公司
2
46000
13
河南银金达彩塑股份有限公司
2
46000
14
合肥乐凯科技产业有限公司
2
45000
15
四川东材科技集团股份有限公司
4
35000
16
常州钟恒新材料有限公司
2
35000
17
SKC（江苏）尖端塑料有限公司
2
33000
18
仪化东丽聚酯薄膜有限公司
4
30000
19
青州富翔塑业有限公司
1
30000
20
安徽国风塑业股份有限公司
2
27000
21
绍兴华东包装（富陵）有限公司
1
25000
22
山东丰华塑胶科技有限公司
1
25000
23
上海紫东薄膜材料股份有限公司
3
25000
24
天津万华股份有限公司
2
25000
25
宁波舜塑科技实业有限公司
2
23000
26
南京兰埔成实业有限公司
3
23000
27
常州百佳薄膜科技有限公司
1
22000
28
云梦德邦实业有限公司
1
18000
29
江阴金中达新材料有限公司
1
16000
30
浙江中发薄膜有限公司
1
15000
31
南京亚博联新材料科技股份
1
15000
32
佛山多能薄膜有限公司
1
15000
33
青岛顺德塑料机械有限公司
1
11000
34
浙江华清新材料有限公司
1
10000
35
宁波杜邦帝人鸿基薄膜有限公司
1
10000
36
宁波长阳科技有限公司
2
10000
37
宁波东旭成新材料科技有限公司
1
10000
38
连云港东材绝缘材料公司（雷华）
1
10000
39
惠州艺都文化用品有限公司
1
10000
40
河南力嘉科技实业有限公司
1
10000
图表（三）
1999年
2005年
厂商
生产能力
排名
厂商
生产能力
排名
东丽（日）
298
1
东丽（日）
323
1
杜邦（美）
238
2
杜邦（美）
227
2
SKC集团（韩）
130
3
SKC集团（韩）
156
3
KOLON（韩）
107
4
KOLON（韩）
107
4
帝人（日）
73
5
帝人（日）
83
5
伊斯曼（美）
63
6
伊斯曼（美）
73
6
AGFA（德）
55
7
AGFA（德）
60
7
3M（美）
54
8
三菱薄膜（日）
55
8
三菱薄膜（日）
50
9
3M（美）
54
9
富士薄膜（日）
45
10
富士薄膜（日）
45
10
东洋纺（日）
45
10
合计
1113
1183
占世界（%）
64.2
63.9
图表
（二）
1999年
2005年
国家和地区
产能
排名
国家和地区
产能
排名
美国
336
1
美国
383
1
日本
335
2
日本
337
2
韩国
292
3
韩国
292
3
印度
135
4
中国
138
4
中国
106
5
印度
135
5
法国
86
6
法国
101
6
印尼
67
7
印尼
77
7
比利时
55
8
比利时
60
8
卢森堡
55
9
卢森堡
55
9
德国
45
10
德国
45
10
英国
45
10
英国
45
10
1557
占世界（%）
89.8
占世界（%）
90.2
图表（三）
二、BOPET挤出工艺
BOPET薄膜的生产工艺流程一般为:
PET树脂结晶干燥→挤出铸片→厚片的纵向拉伸→横向拉伸→收卷→分切包装→深加工。
简图如图2—1
（一）PET树脂的干燥
PET树脂由于分子中含有极性基团,因此吸湿性较强,其饱和含湿量为0.8%,而水分的存在使PET在加工时极易发生氧化降解,影响产品质量。
因此加工前必须将其含水量控制在0.005%以下,这就要求对PET进行充分的干燥。
一般干燥方法有两种,即真空转鼓干燥和气流干燥。
其中前一种干燥方法较好,因为真空干燥时PET不与氧气接触,这有利于控制PET的高温热氧老化,提高产品质量。
为了防止聚酯树脂切片在干燥过程中结块和进入挤出机时发生抱螺杆现象（导致不能顺畅进料），要对树脂切片进行结晶处理。
结晶、干燥的要求：
①树脂切片中水分含量小于40ppm，且应稳定；②结晶度35％左右，应稳定。
③△[η]<0．015dl/g（降作为热稳定性指标的测定方法），最好不降；④防止氧化，干燥切片的色泽不发黄；⑤除去粉料，且要减少粉料的生成；⑥不能产生高结晶熔点的物料和结块料。
图2-1
水在聚酯树脂切片中存在的状态和干燥原理：
水在其中存在有2种状态：
吸附的水和缔和的水。
切片中含水量0.3％～0.5％，其中属缔和的水为0.02％左右，吸附的水在120℃下可除去，而缔和的水要140℃才能除去。
干热空气干燥时，切片外的水蒸气，压常下以干热空气的露点表示。
露点低的空气使干燥速度加快，同时切片的水分含量能降得更低。
1.1干燥设备和工艺
用于聚酯切片干燥的设备有多种：
塔式翻板干燥设备、卧式螺旋推进干燥设备、真空转鼓、填充塔式连续流化干燥设备等。
整个干燥设备均包含预结晶和干燥2个部分，而干燥过程中实际进行的过程有如下几个：
①结晶和结晶结构的变化；②脱水；③水解反应导致的△[η]（作为热稳定性指标的测定方法）；
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