一种多用途聚酯薄膜及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种多用途聚酯薄膜及其制备方法，其采用双向拉伸工艺法进行生产，具体为：一功能助剂的制备，二预结晶干燥，三熔融挤出，四铸片，五纵向拉伸及横向拉伸，七牵引，切片，电晕处理，收卷，检验，熔融挤出将预结晶和干燥的PET切片以及功能助剂通过挤出机加热熔融并在挤出压力的推动下，将熔体均匀地输送到模头处铸片；铸片是将挤出系统输送来的均匀稳定的熔体通过模头流延在转动的急冷辊上，使之形成无定型的厚片；铸片进入纵拉机后，再进行纵向拉伸过程，铸片经过纵向拉伸后随即进入横向拉伸机进行拉幅操作。本发明应用广泛，如环保薄膜，扭结薄膜，高亮膜，绝缘膜，电容膜，护卡膜，烫金膜，镀铝膜，复合包装膜。
【专利说明】一种多用途聚酯薄膜及其制备方法
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及聚酯薄膜【技术领域】，具体地说，是一种多用途聚酯薄膜及其制备方法。【【背景技术】】
[0002]聚酯薄膜(PET)是以聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料，采用挤出法制成厚片，再经双向拉伸制成的薄膜材料。同时，是一种高分子塑料薄膜，因其综合性能优良而越来越受到广大消费者的青睐。由于我国目前的生产量和技术水平仍不能满足市场的需求，部分仍需依靠进口。是一种无色透明、有光泽的薄膜，机械性能优良，刚性、硬度及韧性高，耐穿刺，耐摩擦，耐高温和低温，耐化学药品性、耐油性、气密性和保香性良好，是常用的阻透性复合薄膜基材之一。但聚酯薄膜的价格较高，一般厚度为0.12mm，常用做蒸煮包装的外层材料，印刷性较好。更由于聚酯薄膜的复杂性和难判断，给海关的监管带来不少的困难。
[0003]双向拉伸聚酯薄膜(简称BOPET)，是利用有光料(也称大有光料，即是在原材料聚酯切片中不添加钛白粉，经过干燥、熔融、挤出、铸片和纵横拉伸的高档薄膜，用途广泛)。BOPET薄膜具有强度高、刚性好、透明、光泽度高等特点；无嗅、无味、无色、无毒、突出的强韧性；其拉伸强度是PC膜、尼龙膜的3倍，冲击强度是BOPP膜的3— 5倍，有极好的耐磨性、耐折叠性、耐针孔性和抗撕裂性等；热收缩性极小，15分钟后仅收缩1.25% ;具有良好的抗静电性，易进行真空镀铝，可以涂布PVDC，从而提高其热封性、阻隔性和印刷的附着力；BOPET还具有良好的耐热性、优异的耐蒸煮性、耐低温冷冻性，良好的耐油性和耐化学品性等。BOPET薄膜除了硝基苯、氯仿、苯甲醇外，大多数化学品都不能使它溶解。不过，BOPET会受到强碱的侵蚀，使用时应注意。BOPET膜吸水率低，耐水性好，适宜包装含水量高的食品。
【
【发明内容】
】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多用途聚酯薄膜及其制备方法。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0006]一种多用途聚酯薄膜，由功能助剂和PET切片组成，其中功能助剂占聚酯薄膜的质量分数的1.5~3.5%。
[0007]所述的功能助剂为胶囊结构，芯层为复合椰壳粉，囊层和芯层的厚度比为1:18 ；功能母粒的直径为0.5~3 μ m ;复合椰壳粉为含有纳米二氧化硅，纳米二氧化钛和纳米氧化锌的椰壳粉。
[0008]一种多用途聚酯薄膜的制备方法，其采用双向拉伸工艺法进行生产，其具体工艺为:一功能助剂的制备，二预结晶干燥，三熔融挤出，四铸片，五纵向拉伸及横向拉伸，七牵弓丨，切片，电晕处理，收卷，检验，其特征在于，预结晶温度为151~158°C ;熔融挤出将预结晶和干燥的PET切片以及功能助剂通过挤出机加热熔融并在挤出压力的推动下，将熔体均匀地输送到模头处铸片；铸片是将挤出系统输送来的均匀稳定的熔体通过模头流延在转动的急冷辊上，使之形成无定型的厚片；铸片进入纵拉机后，再进行纵向拉伸过程，铸片经过纵向拉伸后随即进入横向拉伸机进行拉幅操作；
[0009]一:一种功能助剂的制备方法，其具体步骤为:
[0010](I)原料预处理:
[0011]将椰壳在70°C下干燥4小时，得到处理后椰壳；
[0012](2)炭化处理:
[0013]将步骤(1)得到的处理后椰壳，进行炭化得到改性椰壳粉；
[0014]所述的炭化工艺为采用石英管式炉进行椰壳的分段炭化:以10°C / min的升温速率升至230°C，椰壳在230°C下炭化80min，然后以15°C / min的升温速率升至430°C，再在430°C炭化80min，最后以20°C / min的升温速率升至760°C，并在该温度下炭化处理2~3h ;炭化后将所获产物在高能球磨机进行研磨，直至细粉状，即得到改性椰壳粉，椰壳粉的粒径为0.1~0.5 μ m ;采用低温炭化，一方面节省成本，另外一方面保持椰壳的原有功能，可以作为吸附的载体发挥椰壳功效，炭化的温度过高和过长，将破坏椰壳的原有性能，这就是低温炭化的优点和长处。
[0015](3)老化改性:
[0016]将步骤(2)改性椰壳粉进行老化改性处理，得到复合椰壳粉；
[0017]复合椰壳粉为含有纳米二氧化硅，纳米二氧化钛和纳米氧化锌的椰壳粉；
[0018]将步骤(2)得到的改性椰壳粉溶于强酸溶液中，得到的改性椰壳粉的溶液，加入功能材料和老化剂，再进行搅拌以及超声分散，然后离心分离得到固体材料，将固体材料在40~60°C下干燥2~6小时，得到复合椰壳粉；
[0019]所述的功能材料为纳米二氧化硅，纳米二氧化钛和纳米氧化锌；三者的质量比为1:1:1 ~1:3:5，优选为 I:2:4 ；
[0020]所述的功能材料与老化剂的质量比为1:1;
[0021]所述的强酸为浓硫酸，浓硝酸，氢氟酸或者其它。
[0022]所述的老化剂的加入量为改性椰壳粉质量分数的I~5% ;
[0023]所述的老化剂为抗氧剂，紫外吸收剂和光稳定剂，三者的质量比为1:4:3 ;
[0024]所述的抗氧剂为市售产品，比如抗氧剂1010和抗氧剂168 ；
[0025]所述的紫外吸收剂为含羟基的紫外吸收剂，比如2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，2，4- 二羟基二苯甲酮等材料；为市售产品；
[0026]所述的光稳定剂为含羟基的光稳定剂，比如邻羟基二苯甲酮，2-(2’，4’_ 二羟基苯基)-5，6_ 二羟基苯并三氮唑和1，6_ 二羟基苯并三唑等材料；为市售产品；
[0027]此步骤的老化改性有2个作用，即物理吸附和化学健合作用，椰壳粉和纳米材料酸化后，其表面形成氢键，而与老化剂的羟基进行一个化学的健合，再者利用椰壳粉和纳米材料自身的空隙较多，进行一个物理的吸附作用。
[0028](4)功能助剂
[0029]将芯层为复合椰壳粉包裹在囊层为壳聚糖材料里面，制成含复合椰壳粉的功能助剂；其中，囊层和芯层的厚度比为1:18 ;功能母粒的直径为0.5~3μ m ;
[0030]功能助剂采用复凝聚法合成，也可以采用界面聚合法或原位聚合法，均为成熟的技术。[0031]功能助剂的直径为0.5~3μπι，其有利于胶囊顺利通过纺丝孔，并且保证胶囊与纤维的结合牢固，还不能影响纤维的机械性能，
[0032]功能助剂的囊/芯比一般大于1: 15，保证微胶囊具有一定的机械强度和耐热性；
[0033]功能助剂的作用在于，起到缓慢释放纳米功能粒子的作用，有利于其纳米功效得以长久的保持；其纳米效果强于常规的母粒型功能粒子的制备再用于纺丝的技术效果；
[0034]二:预结晶干燥:
[0035]因为PET有光切片和母料切片是无定形的，其软化点较低，为防止它们在干燥塔内和挤出机加料口处由于高温粘连结块产生堵塞现象，必须对它们进行预结晶处理，使它转变成坚硬的、不透明的结晶体，以提高其软化点。预结晶温度一般为151~158°C。
[0036]干燥的方式有真空转鼓干燥和气流干燥2种，可以任意选择一种。
[0037]三熔融挤出
[0038]熔融挤出系统由挤出机、过滤器、计量泵、静态混合器和熔体管线等组成，作用是将预结晶和干燥的PET切片以及功能助剂通过挤出机加热熔融并在挤出压力的推动下，将熔体均匀地输送到模头处铸片。
[0039]四铸片
[0040]铸片是将挤出系统输送来的均匀稳定的熔体通过模头流延在转动的急冷辊上，使之形成无定型的厚片，供下道工序拉伸用。
[0041]铸片系统由模头、急`冷辊(冷鼓)、静电吸附装置和驱动电机组成。
[0042]在铸片过程中，PET熔体发生如下的变化:①通过急冷，使PET熔体在几秒钟内从280°C左右的高温骤冷至50°C以下；②PET从黏流态转变成玻璃态PET熔体由完全无定形变成结晶度小于5%的无定形厚片。
[0043]五纵向拉伸及横向拉伸
[0044]铸片进入纵拉机后，在一定温度和外力作用下完成纵向拉伸过程。纵拉机由预热辊、拉伸辊、冷却辊、张力辊、橡胶压辊、红外加热器及穿片机构、热水机组、驱动系统等组成。
[0045]铸片在预热辊组间被逐步加热到玻璃化温度以上，接近高弹态，然后进入拉伸区；预热辊温度设定:70~80°C。
[0046]拉伸辊的温度设定:高于高聚物玻璃化温度10°C，即在80~85°C的高弹态下拉伸，拉伸倍数3~3.6，最大可达4倍。拉伸比越大，PET大分子取向越好，薄膜的拉伸强度也越大。
[0047]在拉伸区薄膜的两侧，另外配置有红外加热器，对薄膜进行补充加热，并且在最后一只预热辊的两端部也配有半圆形红外灯管对薄膜边部补充加热。在拉伸区红外加热灯管对薄膜表面的加热温度控制在130°C以下，红外灯管横向温差要求不大于2°C。
[0048]冷却辊有2~6只。经过纵向拉伸的薄膜从拉伸温度迅速冷却下来，避免薄膜过度结晶而影响横向拉伸的顺利进行。冷却辊温度设定:30~50°C。冷却辊组也要考虑一定的速差，即减速比。适当增大减速比，有利于薄膜的纵向松弛，以减小纵向收缩率。
[0049]张力辊:在纵拉机的进出口各装有一只张力辊，其作用是调节铸片辊与MDO及MDO与横向拉伸(TDO)之间的薄膜张力，通过张力传感器对薄膜张力进行控制。
[0050]橡胶压辊:通常在MDO的进出口和快慢拉伸辊各安装一对橡胶压辊，它们的作用是防止空气进入薄膜与滚筒之间影响传热，并可防止薄膜拉伸时打滑。压辊的起落和压力的大小由气缸来完成。
[0051]穿片装置:为了安全迅速地将厚片送入平行或交叉排列的众多辊筒之间进行纵向拉伸，在纵拉机入口的一侧装有一套机械穿片装置。它是一条单独循环运行的套筒滚子链条，此穿片链条带动铸片运行于各辊筒之间而完成穿片操作。链条的驱动可利用快拉辊驱动马达和一个附加离合器来动作或停止。
[0052]铸片经过纵向拉伸后随即进入横向拉伸机进行拉幅操作。
[0053]横向拉伸工艺:
[0054](I)拉伸温度
[0055]拉伸温度PET薄膜是在高弹态下进行拉伸的，经过纵向拉伸后的膜片已产生一定的结晶取向，据测，纵拉后薄膜结晶度可达15%左右，因此，横拉温度要比纵拉温度高约10~20°C。一般讲，在一定条件下，采用较低温度、高速率、高倍数拉伸，有利于提高薄膜的机械性能和厚度均匀性。具体操作；
[0056]温度范围如下:
[0057]预热段温度:86~104°C，将薄膜温度加热到tg以上。
[0058]拉幅段温度:105~120°C，使薄膜在高弹态下进行拉伸。
[0059]定型段温度:190~230°C，此温度区间是PET最大结晶速率的温度。
[0060]冷却段温度小于80°C，使薄膜的取向、结晶冻结固定下来，避免过度结晶和解取向。
[0061](2)拉伸倍数
[0062]拉伸倍数或称拉伸比，横向拉伸比是指薄膜经过横拉后的2条导轨(或夹口)之间的幅宽与横拉之前的2条导轨之间的幅宽(或夹口)之比。
[0063]横拉比根据高聚物的种类及薄膜的类型而定，对PET薄膜的拉伸比一般为3.2~4.4倍。生产平衡膜时，纵拉比与横拉比相等或相近；生产强化膜时，纵拉比要比横拉比大许多；或者，通过纵拉-横拉-再纵拉工艺来生产强化膜。
[0064]横拉机主要由烘箱、链夹、导轨、静压箱、EPC(导边器)、链条张紧装置、夹子开闭器、调幅装置、加热系统、润滑系统、驱动装置等组成。为现有成熟的技术。
[0065]六、牵引，切片，电晕处理，收卷，检验
[0066]薄膜经过横向拉伸后便进入牵引收卷工序，在此工序薄膜先后进行冷却、在线自动测厚、切边、电晕处理、张力控制和自动切割收卷等操作。均为成熟的技术。
[0067]与现有技术相比，本发明的积极效果是:
[0068](I)本发明应用广泛，如在环保薄膜，扭结薄膜，高亮膜，绝缘膜，电容膜，护卡膜，烫金膜，镀铝膜，复合包装膜中的应用。
[0069](2)本发明的纳米氧化锌吸收紫外线的能力强，对长波紫外线(UVA)波长(320~400mm)和中波紫外线(UVB)波长(280~320nm)均有屏蔽作用.纳米氧化锌无毒、无味，对皮肤无刺激，不分解、不变质、稳定性好，本身为白色，可以根据不同对象加以着色，价格便宜；可用于生产防臭、抗菌、抗紫外线的纤维.能吸收臭味，净化空气。
[0070](3)本发明的纳米二氧化钛具有杀菌功能。实验证明，以0.1mg / cm3浓度的锐钛型纳米TiO2可彻底地杀死恶性海拉细胞，而且随着超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多，TiO2光催化杀死癌细胞的效率也提高。对枯草杆菌黑色变种芽孢、绿脓杆菌、大肠杆菌、金色葡萄球菌、沙门氏菌、牙枝菌和曲霉的杀灭率均达到98%以上；在纺织品中添加纳米TiO2可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污无纺布，应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所，可净化空气、防止感染、除臭除味；能够有效杀灭等等有害细菌。
[0071](5)本发明将椰壳炭和纳米材料混合后进行改性，这样可以使纳米材料更加容易分散在椰壳炭的空隙里，纳米材料吸附椰壳的载体里面，使其功效得以长久保持，有利于发挥纳米材料的特殊作用，效果显著高于直接采用纳米材料加入进行纺丝的技术效果。
[0072](6)纳米二氧化硅是极其重要的高科技超微细无机新材料之一，因其粒径很小，比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。
【【具体实施方式】】
[0073]以下提供本发明一种多用途聚酯薄膜及其制备方法的【具体实施方式】。
[0074]实施例1
[0075]—种多用途聚酯薄膜，由功能助剂和PET切片组成，其中功能助剂占聚酯薄膜的质量分数的1.5%。
[0076]所述的功能助剂为胶囊结构，芯层为复合椰壳粉，囊层和芯层的厚度比为1:18 ；功能母粒的直径为0.5~3 μ m ;复合椰壳粉为含有纳米二氧化硅，纳米二氧化钛和纳米氧化锌的椰壳粉。
[0077]一种多用途聚酯薄膜的制备方法，其采用双向拉伸工艺法进行生产，其具体工艺为:一功能助剂的制备，二预结晶干燥，三熔融挤出，四铸片，五纵向拉伸及横向拉伸，七牵弓丨，切片，电晕处理，收卷，检验，其特征在于，预结晶温度为151~158°C ;熔融挤出将预结晶和干燥的PET切片以及功能助剂通过挤出机加热熔融并在挤出压力的推动下，将熔体均匀地输送到模头处铸片；铸片是将挤出系统输送来的均匀稳定的熔体通过模头流延在转动的急冷辊上，使之形成无定型的厚片；铸片进入纵拉机后，再进行纵向拉伸过程，铸片经过纵向拉伸后随即进入横向拉伸机进行拉幅操作；
[0078]一:一种功能助剂的制备方法，其具体步骤为:
[0079](I)原料预处理:
[0080]将椰壳在70°C下干燥4小时，得到处理后椰壳；
[0081](2)炭化处理:
[0082]将步骤(1)得到的处理后椰壳，进行炭化得到改性椰壳粉；
[0083]所述的炭化工艺为采用石英管式炉进行椰壳的分段炭化:以10°C / min的升温速率升至230°C，椰壳在230°C下炭化80min，然后以15°C / min的升温速率升至430°C，再在430°C炭化80min，最后以20°C / min的升温速率升至760°C，并在该温度下炭化处理2~3h ;炭化后将所获产物在高能球磨机进行研磨，直至细粉状，即得到改性椰壳粉，椰壳粉的粒径为0.1~0.5 μ m ;采用低温炭化，一方面节省成本，另外一方面保持椰壳的原有功能，可以作为吸附的载体发挥椰壳功效，炭化的温度过高和过长，将破坏椰壳的原有性能，这就是低温炭化的优点和长处。
[0084](3)老化改性:
[0085]将步骤(2)改性椰壳粉进行老化改性处理，得到复合椰壳粉；
[0086]复合椰壳粉为含有纳米二氧化硅，纳米二氧化钛和纳米氧化锌的椰壳粉；
[0087]将步骤(2)得到的改性椰壳粉溶于强酸溶液中，得到的改性椰壳粉的溶液，加入功能材料和老化剂，再进行搅拌以及超声分散，然后离心分离得到固体材料，将固体材料在40~60°C下干燥2~6小时，得到复合椰壳粉； [0088]所述的功能材料为纳米二氧化硅，纳米二氧化钛和纳米氧化锌；三者的质量比为1:1:1;
[0089]所述的功能材料与老化剂的质量比为1:1;
[0090]所述的强酸为浓硫酸，浓硝酸，氢氟酸以及等其它。
[0091]所述的老化剂的加入量为改性椰壳粉质量分数的1% ；
[0092]所述的老化剂为抗氧剂，紫外吸收剂和光稳定剂，三者的质量比为1:4:3 ;
[0093]所述的抗氧剂为市售产品，比如抗氧剂1010和抗氧剂168 ；
[0094]所述的紫外吸收剂为含羟基的紫外吸收剂，比如2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，2，4- 二羟基二苯甲酮等材料；为市售产品；
[0095]所述的光稳定剂为含羟基的光稳定剂，比如邻羟基二苯甲酮，2-(2’，4’_ 二羟基苯基)-5，6_ 二羟基苯并三氮唑和1，6_ 二羟基苯并三唑等材料；为市售产品；
[0096]此步骤的老化改性有2个作用，即物理吸附和化学健合作用，椰壳粉和纳米材料酸化后，其表面形成氢键，而与老化剂的羟基进行一个化学的健合，再者利用椰壳粉和纳米材料自身的空隙较多，进行一个物理的吸附作用。
[0097](4)功能助剂
[0098]将芯层为复合椰壳粉包裹在囊层为壳聚糖材料里面，制成含复合椰壳粉的功能助剂；其中，囊层和芯层的厚度比为1:18 ;功能母粒的直径为0.5~3μπι;
[0099]功能助剂采用复凝聚法合成，也可以采用界面聚合法或原位聚合法，均为成熟的技术。
[0100]二:预结晶干燥:
[0101]因为PET有光切片和母料切片是无定形的，其软化点较低，为防止它们在干燥塔内和挤出机加料口处由于高温粘连结块产生堵塞现象，必须对它们进行预结晶处理，使它转变成坚硬的、不透明的结晶体，以提高其软化点。预结晶温度一般为151~158°C。
[0102]干燥的方式有真空转鼓干燥和气流干燥2种，可以任意选择一种。
[0103]三熔融挤出
[0104]熔融挤出系统由挤出机、过滤器、计量泵、静态混合器和熔体管线等组成，作用是将预结晶和干燥的PET切片以及功能助剂通过挤出机加热熔融并在挤出压力的推动下，将熔体均匀地输送到模头处铸片。
[0105]四铸片
[0106]铸片是将挤出系统输送来的均匀稳定的熔体通过模头流延在转动的急冷辊上，使之形成无定型的厚片，供下道工序拉伸用。
[0107]铸片系统由模头、急冷辊(冷鼓)、静电吸附装置和驱动电机组成。[0108]在铸片过程中，PET熔体发生如下的变化:①通过急冷，使PET熔体在几秒钟内从280°C左右的高温骤冷至50°C以下；②PET从黏流态转变成玻璃态PET熔体由完全无定形变成结晶度小于5%的无定形厚片。
[0109]五纵向拉伸及横向拉伸
[0110]铸片进入纵拉机后，在一定温度和外力作用下完成纵向拉伸过程。纵拉机由预热辊、拉伸辊、冷却辊、张力辊、橡胶压辊、红外加热器及穿片机构、热水机组、驱动系统等组成。
[0111]铸片在预热辊组间被逐步加热到玻璃化温度以上，接近高弹态，然后进入拉伸区；预热辊温度设定:70~80°C。
[0112]拉伸辊的温度设定:高于高聚物玻璃化温度10°C，即在80~85°C的高弹态下拉伸，拉伸倍数3.2。拉伸比越大，PET大分子取向越好，薄膜的拉伸强度也越大。
[0113]在拉伸区薄膜的两侧，另外配置有红外加热器，对薄膜进行补充加热，并且在最后一只预热辊的两端部也配有半圆形红外灯管对薄膜边部补充加热。在拉伸区红外加热灯管对薄膜表面的加热温度控制在130°C以下，红外灯管横向温差要求不大于2°C。
[0114]冷却辊有3只。经过纵向拉伸的薄膜从拉伸温度迅速冷却下来，避免薄膜过度结晶而影响横向拉伸的顺利进行。冷却辊温度设定:30~50°C。冷却辊组也要考虑一定的速差，即减速比。适当增大减速比，有利于薄膜的纵向松弛，以减小纵向收缩率。
[0115]张力辊:在纵拉机的进出口各装有一只张力辊，其作用是调节铸片辊与MDO及MDO与横向拉伸(TDO)之间的薄膜张力，通过张力传感器对薄膜张力进行控制。
[0116]橡胶压辊:通常在M`DO的进出口和快慢拉伸辊各安装一对橡胶压辊，它们的作用是防止空气进入薄膜与滚筒之间影响传热，并可防止薄膜拉伸时打滑。压辊的起落和压力的大小由气缸来完成。
[0117]穿片装置:为了安全迅速地将厚片送入平行或交叉排列的众多辊筒之间进行纵向拉伸，在纵拉机入口的一侧装有一套机械穿片装置。它是一条单独循环运行的套筒滚子链条，此穿片链条带动铸片运行于各辊筒之间而完成穿片操作。链条的驱动可利用快拉辊驱动马达和一个附加离合器来动作或停止。
[0118]铸片经过纵向拉伸后随即进入横向拉伸机进行拉幅操作。
[0119]横向拉伸工艺:
[0120](I)拉伸温度
[0121]拉伸温度PET薄膜是在高弹态下进行拉伸的，经过纵向拉伸后的膜片已产生一定的结晶取向，据测，纵拉后薄膜结晶度可达15%左右，因此，横拉温度要比纵拉温度高约10~20°C。一般讲，在一定条件下，采用较低温度、高速率、高倍数拉伸，有利于提高薄膜的机械性能和厚度均匀性。具体操作；
[0122]温度范围如下:
[0123]预热段温度:86~104°C，将薄膜温度加热到tg以上。
[0124]拉幅段温度:105~120°C，使薄膜在高弹态下进行拉伸。
[0125]定型段温度:190~230°C，此温度区间是PET最大结晶速率的温度。
[0126]冷却段温度小于80°C，使薄膜的取向、结晶冻结固定下来，避免过度结晶和解取向。[0127](2)拉伸倍数
[0128]拉伸倍数或称拉伸比，横向拉伸比是指薄膜经过横拉后的2条导轨(或夹口)之间的幅宽与横拉之前的2条导轨之间的幅宽(或夹口)之比。
[0129]横拉比根据高聚物的种类及薄膜的类型而定，对PET薄膜的拉伸比一般为3.5倍。生产平衡膜时，纵拉比与横拉比相等或相近；生产强化膜时，纵拉比要比横拉比大许多；或者，通过纵拉-横拉-再纵拉工艺来生产强化膜。
[0130]横拉机主要由烘箱、链夹、导轨、静压箱、EPC(导边器)、链条张紧装置、夹子开闭器、调幅装置、加热系统、润滑系统、驱动装置等组成。为现有成熟的技术。
[0131]六、牵引，切片，电晕处理，收卷，检验
[0132]薄膜经过横向拉伸后便进入牵引收卷工序，在此工序薄膜先后进行冷却、在线自动测厚、切边、电晕处理、张力控制和自动切割收卷等操作。均为成熟的技术。
[0133]实施例2
[0134]一种多用途聚酯薄膜，由功能助剂和PET切片组成，其中功能助剂占聚酯薄膜的质量分数的2.5%。
[0135]所述的功能助剂为胶囊结构，芯层为复合椰壳粉，囊层和芯层的厚度比为1:18 ；功能母粒的直径为0.5~3 μ m ;复合椰壳粉为含有纳米二氧化硅，纳米二氧化钛和纳米氧化锌的椰壳粉。
[0136]一种多用途聚酯薄膜的制备方法，其采用双向拉伸工艺法进行生产，其具体工艺为:一功能助剂的制备，二预结晶干燥，三熔融挤出，四铸片，五纵向拉伸及横向拉伸，七牵弓丨，切片，电晕处理，收卷，检验，其特征在于，预结晶温度为151~158°C ;熔融挤出将预结晶和干燥的PET切片以及功能助剂通过挤出机加热熔融并在挤出压力的推动下，将熔体均匀地输送到模头处铸片；铸片是将挤出系统输送来的均匀稳定的熔体通过模头流延在转动的急冷辊上，使之形成无定型的厚片；铸片进入纵拉机后，再进行纵向拉伸过程，铸片经过纵向拉伸后随即进入横向拉伸机进行拉幅操作；
[0137]一:一种功能助剂的制备方法，其具体步骤为:
[0138](I)原料预处理:
[0139]将椰壳在70°C下干燥4小时，得到处理后椰壳；
[0140](2)炭化处理:
[0141]将步骤(1)得到的处理后椰壳，进行炭化得到改性椰壳粉；
[0142]所述的炭化工艺为采用石英管式炉进行椰壳的分段炭化:以10°C / min的升温速率升至230°C，椰壳在230°C下炭化80min，然后以15°C / min的升温速率升至430°C，再在430°C炭化80min，最后以20°C / min的升温速率升至760°C，并在该温度下炭化处理2~3h ;炭化后将所获产物在高能球磨机进行研磨，直至细粉状，即得到改性椰壳粉，椰壳粉的粒径为0.1~0.5 μ m ;采用低温炭化，一方面节省成本，另外一方面保持椰壳的原有功能，可以作为吸附的载体发挥椰壳功效，炭化的温度过高和过长，将破坏椰壳的原有性能，这就是低温炭化的优点和长处。
[0143](3)老化改性:
[0144]将步骤(2)改性椰壳粉进行老化改性处理，得到复合椰壳粉；
[0145]复合椰壳粉为含有纳米二氧化硅，纳米二氧化钛和纳米氧化锌的椰壳粉；[0146]将步骤(2)得到的改性椰壳粉溶于强酸溶液中，得到的改性椰壳粉的溶液，加入功能材料和老化剂，再进行搅拌以及超声分散，然后离心分离得到固体材料，将固体材料在40~60°C下干燥2~6小时，得到复合椰壳粉；
[0147]所述的功能材料为纳米二氧化硅，纳米二氧化钛和纳米氧化锌；三者的质量比为I:2:4 ；
[0148]所述的功能材料与老化剂的质量比为1:1;
[0149]所述的强酸为浓硫酸，浓硝酸，氢氟酸以及其它。
[0150]所述的老化剂的加入量为改性椰壳粉质量分数的3% ；
[0151]所述的老化剂为抗氧剂，紫外吸收剂和光稳定剂，三者的质量比为1:4:3 ;
[0152](4)功能助剂
[0153]将芯层为复合椰壳粉包裹在囊层为壳聚糖材料里面，制成含复合椰壳粉的功能助剂；其中，囊层和芯层的厚度比为1:18 ;功能母粒的直径为0.5~3μπι;
[0154]二:预结晶干燥:
[0155]因为PET有光切片和母料切片是无定形的，其软化点较低，为防止它们在干燥塔内和挤出机加料口处由于高温粘连结块产生堵塞现象，必须对它们进行预结晶处理，使它转变成坚硬的、不透明的结晶体，以提高其软化点。预结晶温度一般为151~158°C。
[0156]干燥的方式有真 空转鼓干燥和气流干燥2种，可以任意选择一种。
[0157]三熔融挤出
[0158]熔融挤出系统由挤出机、过滤器、计量泵、静态混合器和熔体管线等组成，作用是将预结晶和干燥的PET切片以及功能助剂通过挤出机加热熔融并在挤出压力的推动下，将熔体均匀地输送到模头处铸片。
[0159]四铸片
[0160]铸片是将挤出系统输送来的均匀稳定的熔体通过模头流延在转动的急冷辊上，使之形成无定型的厚片，供下道工序拉伸用。
[0161]铸片系统由模头、急冷辊(冷鼓)、静电吸附装置和驱动电机组成。
[0162]在铸片过程中，PET熔体发生如下的变化:①通过急冷，使PET熔体在几秒钟内从280°C左右的高温骤冷至50°C以下；②PET从黏流态转变成玻璃态PET熔体由完全无定形变成结晶度小于5%的无定形厚片。
[0163]五纵向拉伸及横向拉伸
[0164]铸片进入纵拉机后，在一定温度和外力作用下完成纵向拉伸过程。纵拉机由预热辊、拉伸辊、冷却辊、张力辊、橡胶压辊、红外加热器及穿片机构、热水机组、驱动系统等组成。
[0165]铸片在预热辊组间被逐步加热到玻璃化温度以上，接近高弹态，然后进入拉伸区；预热辊温度设定:70~80°C。
[0166]拉伸辊的温度设定:高于高聚物玻璃化温度10°C，即在80~85°C的高弹态下拉伸，拉伸倍数3.5。拉伸比越大，PET大分子取向越好，薄膜的拉伸强度也越大。
[0167]在拉伸区薄膜的两侧，另外配置有红外加热器，对薄膜进行补充加热，并且在最后一只预热辊的两端部也配有半圆形红外灯管对薄膜边部补充加热。在拉伸区红外加热灯管对薄膜表面的加热温度控制在130°C以下，红外灯管横向温差要求不大于2°C。[0168]冷却辊有4只。经过纵向拉伸的薄膜从拉伸温度迅速冷却下来，避免薄膜过度结晶而影响横向拉伸的顺利进行。冷却辊温度设定:30~50°C。冷却辊组也要考虑一定的速差，即减速比。适当增大减速比，有利于薄膜的纵向松弛，以减小纵向收缩率。
[0169]张力辊:在纵拉机的进出口各装有一只张力辊，其作用是调节铸片辊与MDO及MDO与横向拉伸(TDO)之间的薄膜张力，通过张力传感器对薄膜张力进行控制。
[0170]橡胶压辊:通常在MDO的进出口和快慢拉伸辊各安装一对橡胶压辊，它们的作用是防止空气进入薄膜与滚筒之间影响传热，并可防止薄膜拉伸时打滑。压辊的起落和压力的大小由气缸来完成。
[0171]穿片装置:为了安全迅速地将厚片送入平行或交叉排列的众多辊筒之间进行纵向拉伸，在纵拉机入口的一侧装有一套机械穿片装置。它是一条单独循环运行的套筒滚子链条，此穿片链条带动铸片运行于各辊筒之间而完成穿片操作。链条的驱动可利用快拉辊驱动马达和一个附加离合器来动作或停止。
[0172]铸片经过纵向拉伸后随即进入横向拉伸机进行拉幅操作。
[0173]横向拉伸工艺:
[0174](I)拉伸温度
[0175]拉伸温度PET薄膜是在高弹态下进行拉伸的，经过纵向拉伸后的膜片已产生一定的结晶取向，据测，纵拉后薄膜结晶度可达15%左右，因此，横拉温度要比纵拉温度高约10~20°C。一般讲，在一定条 件下，采用较低温度、高速率、高倍数拉伸，有利于提高薄膜的机械性能和厚度均匀性。具体操作；
[0176]温度范围如下:
[0177]预热段温度:86~104°C，将薄膜温度加热到tg以上。
[0178]拉幅段温度:105~120°C，使薄膜在高弹态下进行拉伸。
[0179]定型段温度:190~230°C，此温度区间是PET最大结晶速率的温度。
[0180]冷却段温度小于80°C，使薄膜的取向、结晶冻结固定下来，避免过度结晶和解取向。
[0181](2)拉伸倍数
[0182]拉伸倍数或称拉伸比，横向拉伸比是指薄膜经过横拉后的2条导轨(或夹口)之间的幅宽与横拉之前的2条导轨之间的幅宽(或夹口)之比。
[0183]横拉比根据高聚物的种类及薄膜的类型而定，对PET薄膜的拉伸比一般为4倍。生产平衡膜时，纵拉比与横拉比相等或相近；生产强化膜时，纵拉比要比横拉比大许多；或者，通过纵拉-横拉-再纵拉工艺来生产强化膜。
[0184]横拉机主要由烘箱、链夹、导轨、静压箱、EPC(导边器)、链条张紧装置、夹子开闭器、调幅装置、加热系统、润滑系统、驱动装置等组成。为现有成熟的技术。
[0185]六、牵引，切片，电晕处理，收卷，检验
[0186]薄膜经过横向拉伸后便进入牵引收卷工序，在此工序薄膜先后进行冷却、在线自动测厚、切边、电晕处理、张力控制和自动切割收卷等操作。均为成熟的技术。
[0187]实施例3
[0188]一种多用途聚酯薄膜，由功能助剂和PET切片组成，其中功能助剂占聚酯薄膜的质量分数的3.5%。[0189]所述的功能助剂为胶囊结构，芯层为复合椰壳粉，囊层和芯层的厚度比为1:18 ；功能母粒的直径为0.5~3 μ m ;复合椰壳粉为含有纳米二氧化硅，纳米二氧化钛和纳米氧化锌的椰壳粉。
[0190]一种多用途聚酯薄膜的制备方法，其采用双向拉伸工艺法进行生产，其具体工艺为:一功能助剂的制备，二预结晶干燥，三熔融挤出，四铸片，五纵向拉伸及横向拉伸，七牵弓丨，切片，电晕处理，收卷，检验，其特征在于，预结晶温度为151~158°C ;熔融挤出将预结晶和干燥的PET切片以及功能助剂通过挤出机加热熔融并在挤出压力的推动下，将熔体均匀地输送到模头处铸片；铸片是将挤出系统输送来的均匀稳定的熔体通过模头流延在转动的急冷辊上，使之形成无定型的厚片；铸片进入纵拉机后，再进行纵向拉伸过程，铸片经过纵向拉伸后随即进入横向拉伸机进行拉幅操作；
[0191]一:一种功能助剂的制备方法，其具体步骤为:
[0192](I)原料预处理:
[0193]将椰壳在70°C下干燥4小时，得到处理后椰壳；
[0194](2)炭化处理:
[0195]将步骤(1)得到的处理后椰壳，进行炭化得到改性椰壳粉；
[0196]所述的炭化工艺为采用石英管式炉进行椰壳的分段炭化:以10°C / min的升温速率升至230°C，椰壳在230°C下炭化80min，然后以15°C / min的升温速率升至430°C，再在430°C炭化80min，最后以20°C / min的升温速率升至760°C，并在该温度下炭化处理2~3h ;炭化后将所获产物在高能球磨机进行研磨，直至细粉状，即得到改性椰壳粉，椰壳粉的粒径为0.1~0.5 μ m ;采用低温炭化，一方面节省成本，另外一方面保持椰壳的原有功能，可以作为吸附的载体发挥椰壳功 效，炭化的温度过高和过长，将破坏椰壳的原有性能，这就是低温炭化的优点和长处。
[0197](3)老化改性:
[0198]将步骤(2)改性椰壳粉进行老化改性处理，得到复合椰壳粉；
[0199]复合椰壳粉为含有纳米二氧化硅，纳米二氧化钛和纳米氧化锌的椰壳粉；
[0200]将步骤(2)得到的改性椰壳粉溶于强酸溶液中，得到的改性椰壳粉的溶液，加入功能材料和老化剂，再进行搅拌以及超声分散，然后离心分离得到固体材料，将固体材料在40~60°C下干燥2~6小时，得到复合椰壳粉；
[0201]所述的功能材料为纳米二氧化硅，纳米二氧化钛和纳米氧化锌；三者的质量比为
I:3:5 ；
[0202]所述的功能材料与老化剂的质量比为1:1;
[0203]所述的强酸为浓硫酸，浓硝酸，氢氟酸以及等其它。
[0204]所述的老化剂的加入量为改性椰壳粉质量分数的5% ；
[0205]所述的老化剂为抗氧剂，紫外吸收剂和光稳定剂，三者的质量比为1:4:3 ;
[0206](4)功能助剂
[0207]将芯层为复合椰壳粉包裹在囊层为壳聚糖材料里面，制成含复合椰壳粉的功能助剂；其中，囊层和芯层的厚度比为1:18;功能母粒的直径为0.5~3μπι;
[0208]二:预结晶干燥:
[0209]因为PET有光切片和母料切片是无定形的，其软化点较低，为防止它们在干燥塔内和挤出机加料口处由于高温粘连结块产生堵塞现象，必须对它们进行预结晶处理，使它转变成坚硬的、不透明的结晶体，以提高其软化点。预结晶温度一般为151~158°C。[0210]干燥的方式有真空转鼓干燥和气流干燥2种，可以任意选择一种。
[0211]三熔融挤出
[0212]熔融挤出系统由挤出机、过滤器、计量泵、静态混合器和熔体管线等组成，作用是将预结晶和干燥的PET切片以及功能助剂通过挤出机加热熔融并在挤出压力的推动下，将熔体均匀地输送到模头处铸片。
[0213]四铸片
[0214]铸片是将挤出系统输送来的均匀稳定的熔体通过模头流延在转动的急冷辊上，使之形成无定型的厚片，供下道工序拉伸用。
[0215]铸片系统由模头、急冷辊(冷鼓)、静电吸附装置和驱动电机组成。
[0216]在铸片过程中，PET熔体发生如下的变化:①通过急冷，使PET熔体在几秒钟内从280°C左右的高温骤冷至50°C以下PET从黏流态转变成玻璃态PET熔体由完全无定形变成结晶度小于5%的无定形厚片。
[0217]五纵向拉伸及横向拉伸
[0218]铸片进入纵拉机后，在一定温度和外力作用下完成纵向拉伸过程。纵拉机由预热辊、拉伸辊、冷却辊、张力辊、橡胶压辊、红外加热器及穿片机构、热水机组、驱动系统等组成。
[0219]铸片在预热辊组间被逐步加热到玻璃化温度以上，接近高弹态，然后进入拉伸区；预热辊温度设定:70~80°C。
[0220]拉伸辊的温度设定:高于高聚物玻璃化温度10°C，即在80~85°C的高弹态下拉伸，拉伸倍数3.6。拉伸比越大，PET大分子取向越好，薄膜的拉伸强度也越大。
[0221]在拉伸区薄膜的两侧，另外配置有红外加热器，对薄膜进行补充加热，并且在最后一只预热辊的两端部也配有半圆形红外灯管对薄膜边部补充加热。在拉伸区红外加热灯管对薄膜表面的加热温度控制在130°C以下，红外灯管横向温差要求不大于2°C。
[0222]冷却辊有2~6只。经过纵向拉伸的薄膜从拉伸温度迅速冷却下来，避免薄膜过度结晶而影响横向拉伸的顺利进行。冷却辊温度设定:30~50°C。冷却辊组也要考虑一定的速差，即减速比。适当增大减速比，有利于薄膜的纵向松弛，以减小纵向收缩率。
[0223]张力辊:在纵拉机的进出口各装有一只张力辊，其作用是调节铸片辊与MDO及MDO与横向拉伸(TDO)之间的薄膜张力，通过张力传感器对薄膜张力进行控制。
[0224]橡胶压辊:通常在MDO的进出口和快慢拉伸辊各安装一对橡胶压辊，它们的作用是防止空气进入薄膜与滚筒之间影响传热，并可防止薄膜拉伸时打滑。压辊的起落和压力的大小由气缸来完成。
[0225]穿片装置:为了安全迅速地将厚片送入平行或交叉排列的众多辊筒之间进行纵向拉伸，在纵拉机入口的一侧装有一套机械穿片装置。它是一条单独循环运行的套筒滚子链条，此穿片链条带动铸片运行于各辊筒之间而完成穿片操作。链条的驱动可利用快拉辊驱动马达和一个附加离合器来动作或停止。
[0226]铸片经过纵向拉伸后随即进入横向拉伸机进行拉幅操作。
[0227]横向拉伸工艺:[0228](I)拉伸温度
[0229]拉伸温度PET薄膜是在高弹态下进行拉伸的，经过纵向拉伸后的膜片已产生一定的结晶取向，据测，纵拉后薄膜结晶度可达15%左右，因此，横拉温度要比纵拉温度高约10~20°C。一般讲，在一定条件下，采用较低温度、高速率、高倍数拉伸，有利于提高薄膜的机械性能和厚度均匀性。具体操作；
[0230]温度范围如下:
[0231]预热段温度:86~104°C，将薄膜温度加热到tg以上。
[0232]拉幅段温度:105~120°C，使薄膜在高弹态下进行拉伸。
[0233]定型段温度:190~230°C，此温度区间是PET最大结晶速率的温度。
[0234]冷却段温度小于80°C，使薄膜的取向、结晶冻结固定下来，避免过度结晶和解取向。
[0235](2)拉伸倍数
[0236]拉伸倍数或称拉伸比，横向拉伸比是指薄膜经过横拉后的2条导轨(或夹口)之间的幅宽与横拉之前的2条导轨之间的幅宽(或夹口)之比。
[0237]横拉比根据高聚物的种类及薄膜的类型而定，对PET薄膜的拉伸比一般为4.4倍。生产平衡膜时，纵拉比与横拉比相等或相近；生产强化膜时，纵拉比要比横拉比大许多；或者，通过纵拉-横拉-再纵拉工艺来生产强化膜。
[0238]横拉机主要由 烘箱、链夹、导轨、静压箱、EPC(导边器)、链条张紧装置、夹子开闭器、调幅装置、加热系统、润滑系统、驱动装置等组成。为现有成熟的技术。
[0239]六、牵引，切片，电晕处理，收卷，检验
[0240]薄膜经过横向拉伸后便进入牵引收卷工序，在此工序薄膜先后进行冷却、在线自动测厚、切边、电晕处理、张力控制和自动切割收卷等操作。均为成熟的技术。
[0241]对比例I
[0242]具体工艺同实施例2，其中区别在于不含功能试剂。
[0243]对比例2
[0244]具体工艺同实施例2，其中区别在于功能试剂中不含功能材料。
[0245]性能测试一:断裂伸长率
[0246]表1实施例的断裂伸长率
[0247]
【权利要求】
1.一种多用途聚酯薄膜，其特征在于，由功能助剂和PET切片组成，其中功能助剂占聚酯薄膜的质量分数的1.5~3.5%。
2.如权利要求1所述的一种多用途聚酯薄膜，其特征在于，所述的功能助剂为胶囊结构，芯层为复合椰壳粉，囊层和芯层的厚度比为1:18 ;功能母粒的直径为0.5~3μπι。
3.如权利要求1所述的一种多用途聚酯薄膜，其特征在于，所述的复合椰壳粉为含有纳米二氧化硅，纳米二氧化钛和纳米氧化锌的椰壳粉。
4.一种多用途聚酯薄膜的制备方法，其采用双向拉伸工艺法进行生产，其具体工艺为:一功能助剂的制备，二预结晶干燥，三熔融挤出，四铸片，五纵向拉伸及横向拉伸，六牵引，切片，电晕处理，收卷，检验，其特征在于，熔融挤出将预结晶和干燥的PET切片以及功能助剂通过挤出机加热熔融并在挤出压力的推动下，将熔体均匀地输送到模头处铸片；铸片是将挤出系统输送来的均匀稳定的熔体通过模头流延在转动的急冷辊上，使之形成无定型的厚片；铸片进入纵拉机后，再进行纵向拉伸过程，铸片经过纵向拉伸后随即进入横向拉伸机进行拉幅操作。
5.如权利要求4所述的一种多用途聚酯薄膜的制备方法，其特征在于，预结晶温度为151 ~158。。。
6.如权利要求4所述的一种多用途聚酯薄膜的制备方法，其特征在于，所述的横向拉伸工艺的拉伸温度: 预热段温度:86~104°C，将薄膜温度加热到tg以上； 拉幅段温度:105~120°C，使薄膜在高弹态下进行拉伸； 定型段温度:190~230°C ，此温度区间是PET最大结晶速率的温度； 冷却段温度小于80°C，使薄膜的取向、结晶冻结固定下来，避免过度结晶和解取向。
7.如权利要求1所述的一种多用途聚酯薄膜，其特征在于，功能助剂的制备方法，其具体步骤为: (1)原料预处理: 将椰壳在70°C下干燥4小时，得到处理后椰壳； (2)炭化处理: 将步骤(1)得到的处理后椰壳，进行炭化得到改性椰壳粉； (3)老化改性: 将步骤(2)改性椰壳粉进行老化改性处理，得到复合椰壳粉； 将步骤(2)得到的改性椰壳粉溶于强酸溶液中，得到的改性椰壳粉的溶液，加入功能材料和老化剂，再进行搅拌以及超声分散，然后离心分离得到固体材料，将固体材料在40~60°C下干燥2~6小时，得到复合椰壳粉； (4)功能助剂 将芯层为复合椰壳粉包裹在囊层为壳聚糖材料里面，制成含复合椰壳粉的功能助剂；其中，囊层和芯层的厚度比为1:18 ;功能母粒的直径为0.5~3μπι。
8.如权利要求7所述的一种多用途聚酯薄膜，其特征在于，所述的炭化工艺为采用石英管式炉进行椰壳的分段炭化:以10°C / min的升温速率升至230°C，椰壳在230°C下炭化80min，然后以15°C / min的升温速率升至430°C，再在430°C炭化80min，最后以20°C / min的升温速率升至760V，并在该温度下炭化处理2~3h ;炭化后将所获产物在高能球磨机进行研磨，直至细粉状，即得到改性椰壳粉，椰壳粉的粒径为0.1~0.5 μ m。
9.如权利要求7所述的一种多用途聚酯薄膜，其特征在于，所述的功能材料为纳米二氧化硅，纳米二氧化钛和纳米氧化锌；三者的质量比为1:1:1~1:3:5，优选为1:2:4。
10.如权利要求1所述的一种多用途聚酯薄膜在环保薄膜，扭结薄膜，高亮膜，绝缘膜，电容膜，护卡膜，烫金膜， 镀铝膜，复合包装膜中的应用。
【文档编号】C08K3/04GK103483782SQ201310395328
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】彭齐飞, 邱育钦 申请人:陈曦