本发明涉及薄膜制备领域。更具体地说，本发明涉及一种BOPP薄膜的生产工艺。
背景技术：
BOPP薄膜，又叫双向拉伸聚丙烯薄膜，是在低于薄膜薄膜材料熔点、高于玻璃化转变温度时，对厚膜或铸片进行纵向和横向拉伸，然后在张紧状态下进行适当冷却或热定型处理或特殊的加工(如电晕、涂覆等)而制得的制品。BOPP薄膜就是用这种方法制得。
BOPP薄膜是包装领域的重要产品，具有质轻、透明、无毒、防潮、透气性低、力学强度高等优点，被广泛用于食品、医药、日用轻工、香烟等产品的包装，并大量用作复合膜的基材，有包装皇后的美称。双向拉伸法师一种技术要求十分高的塑料成型加工方法，除需要具备性能良好的加工设备外，更重要的是要求生产人员能够深入掌握聚丙烯的性能及加工条件对产品性能的影响，及时解决生产中存在的问题。
对于包装材料而言，外观的光学性能和承受强度的机械力学性能是非常重要的指标。聚丙烯(PP)是一种结晶性聚合物，在BOPP薄膜的加工过程中，PP在力、热和电场等的作用下，经历了复杂的取向和结晶的变化，PP聚集态结构中的取向和结晶讲对BOPP薄膜光学性能、力学性能起决定性影响，因此需要通过工艺的调整，控制BOPP薄膜生产过程中的取向和结晶是改善产品品质、提高产品等级的关键。
技术实现要素：
针对以上不足，本发明还提供一种双向拉伸聚酯薄膜的生产工艺，纵向拉伸采用双向两步拉伸法，其生产效率高、适于大批量生产，其生产的薄膜具有厚度均匀、机械力学性能优异、具有高光泽等特点。
本发明采用的技术方案为：
一种BOPP薄膜的生产工艺，包括如下步骤：
计量混料：按质量分数称取95～97wt％的等规PP，3～5wt％的无规PP混合均匀；
熔融挤出：将混合后的PP树脂通过喂料机进入到挤出机中，然后以熔体形式挤出，挤出温度为220～240℃；
急冷铸片：熔融状态的PP树脂通过计量泵输送到机头，然后经过急冷辊冷却成厚片；
纵向拉伸：将铸片通过纵向拉伸机进行拉伸、冷却，纵向拉伸比为4.5～5.5倍，纵向拉伸预热温度为120～130℃，拉伸温度为150～155℃，冷却温度为45～60℃；
横向拉伸：然后通过横向拉伸机进行拉伸，横向拉伸比为7.5～9倍，横向拉伸温度为155～160℃；
裁边：将未拉伸及拉伸不均匀的厚边进行裁切处理；
收卷：经裁边处理后的BOPP薄膜收卷成大卷母卷；
分切：将处理后的BOPP薄膜按所需规格要求分切成成品。
优选的是，所述PP的熔体流动速率为2～4g/10min。
PP是一种典型的立体规整性聚合物，根据烃基在分子平面两侧的分布，可分为等规PP、间规PP和无规PP。等规PP和间规PP具有不同的结晶结构，等规PP是以均相成核的三维生长方式进行结晶，而间规PP主要以均相成核的二维方式进行结晶，形成了外观尺寸不规则的小晶片，而且由于间规PP分子结构的规整度较低，使得间规PP具有较低的结晶速率和结晶度。研究表明，等规度越大，结晶速率越快，薄膜产品的屈服强度和表面硬度会明显增大，而无规PP在聚合物中起内部润滑剂的作用，并有利于聚合物定向，有助于改善薄膜的光学性能。实践证明，只有等规PP的质量分数为95％～97％，无规PP的质量分数为3％～5％的PP才适合生产BOPP薄膜，并且一般选用熔体流动速率为2～4g/10min的PP。
所述的双向拉伸聚酯薄膜的生产工艺中，拉伸工序是BOPET薄膜生产的关键之一，纵向拉伸的效果直径影响到薄膜质量的好坏和生产产品的稳定性。拉伸段工序，采用高温两点或多点小间隙拉伸，可实现高倍率纵向拉伸，并能有效的实现薄膜薄型化，这是因为薄膜厚度T＝Tcast/(Rm·Rt)(Tcast铸片厚度，Rm纵拉倍率，Rt横拉倍率)。小拉伸间隙可增大纵向拉伸速率，进而通过拉伸速率增大提高了薄膜纵向断裂强度。通过拉伸温度范围，能够提高薄膜机械性能的均匀性。
优选的是，所述纵向拉伸工序中，采用的纵向拉伸设备在预热段采用特氟龙材质辊筒，拉伸段采用硅橡胶辊筒或者陶瓷辊筒，冷却段采用镀铬辊筒。辊筒表面材质的选用是减少膜面划痕及粘辊的必要措施。
优选的是，所述预热段预热辊数量为6～10根。因为特氟龙材质辊传热系数高，预热辊的数量可大为减少。
优选的是，所述拉伸辊直径为200～250mm，辊间距3～5mm。
优选的是，所述急冷铸片采用加热风淋或加热气刀冷却，加热风淋或加热气刀的温度在80～100℃。
优选的是，所述预热段和拉伸段均采用红外线辅助加热，红外线辅助加热的比例为70％。红外线加热器是BOPET薄膜生产的一种辅助加热手段，其特点是可使在厚度方面均匀升温，以弥补热辊加热热传导造成的膜片厚度方向温度不均的不足。
优选的是，所述急冷铸片的辅助冷却装置采用加热风淋或加热气刀，加热风淋或加热气刀的温度在80～100℃。
优选的是，所述纵向拉伸工序中冷却段采用高强度冷却方式，冷却水水温采用20～30℃，纵向拉伸机组冷却辊的直径为250nm。在纵向拉伸中，由于膜过薄，极易破裂，主要是因为连续机组降温不够，激冷能力差。对机组冷却辊进行改进，改为大直径，由普通的150mm修改为250mm，加大了冷却管，延长了膜的冷却时间，同时降低冷却水的温度，控制拉伸过程中的结晶度，确保了纵向拉伸膜不破裂。
优选的是，所述横向拉伸工艺依次包括预热段、拉伸段、热定型段及冷却段4个阶段：
预热段，对经过在先涂布的薄膜进行初步定型，消除应力，预热准备拉伸，温度为130～145℃；
拉伸段，对预热完的薄膜进行拉伸，拉伸段的温度范围为155～160℃，拉伸倍率为7.5～9；
热定型段，对拉伸后的薄膜进行热定型，使薄膜分子链排序稳定，热定型温度为225～240℃；
冷却段，对热定型后的薄膜进行应力释放和冷却，温度范围为40～60℃。
优选的是，所述横向拉伸工序中，热定型的作用是使薄膜的分子链取向转变为结晶取向，从而消除内应力，使薄膜具有良好的耐热性能。一般而言，经过热定型之后，薄膜的结晶度可达45％～55％，从而降低薄膜的热收缩率，保证薄膜的尺寸稳定性。但是如果热定型温度过高，一方面会降低薄膜的拉伸强度，另一方面也容易因薄膜结晶度过高而使薄膜变脆，引起定型破膜；热定型温度过低则达不到热定型的要求，使薄膜热稳定性能不良。而超薄膜由于薄厚度偏低，它的热定型速度比常规的薄膜要快很多，如果以常规的热定型工艺生产，反而会造成薄膜在热定型之后的松弛困难，最终产品的横向热收缩率偏高。本发明采用的热定型温度在225～240℃之间，保证了薄膜尺寸的稳定性，同时热定型风道采用风压均匀、温度均匀的风场，保证了薄膜的厚度均匀性。
本发明至少包括以下有益效果：
(1)拉伸段采用高温两点小间隙拉伸，可实现高倍率纵向拉伸，由此可在铸膜条件不变的情况下实现高速拉模；通过提高纵拉倍率，能够在铸膜条件不变的情况下，实现薄膜薄型化；小拉伸间隙可增大纵向拉伸速率，进而通过拉伸速率增大提高了薄膜纵向断裂强度；小拉伸间隙可减小纵拉颈缩量，颈缩量小，生产中薄膜边膜所占比率也小，产品得率提高。
(2)在纵向拉伸工序中，选用不同的材质的表面胶辊，可以有效的减少膜面划痕及粘辊。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
图1为本发明BOPP薄膜的生产工艺的流程图。
实施例1
一种BOPP薄膜的生产工艺，包括如下步骤：
计量混料：按质量分数称取97wt％的等规PP，3wt％的无规PP混合均匀；PP的熔体流动速率为2g/10min。
熔融挤出：将混合后的PP树脂通过喂料机进入到挤出机中，然后以熔体形式挤出，挤出温度为220℃；
急冷铸片：熔融状态的PP树脂通过计量泵输送到机头，然后经过急冷辊冷却成厚片；冷却装置采用加热气刀，加热气刀的温度为80℃。
纵向拉伸
预热阶段，预热辊采用特氟龙材质辊，直径为200nm，数量10根；预热辊线速度60m/min，预热温度为120℃，红外线辅助加热的比例为70％；
拉伸段，硅橡胶辊筒，直径200mm，拉伸段的温度150℃，拉伸倍率为4.5，红外线辅助加热的比例为70％；
冷却段，镀铬辊直径为250nm，冷却温度45℃。
横向拉伸横向拉伸：
预热段，温度为75℃；
拉伸段，温度155℃，拉伸倍率为7.5；
热定型段，温度为230℃；
冷却段，温度范围为45℃；
裁边：将未拉伸及拉伸不均匀的厚边进行裁切处理；
收卷：经裁边处理后的BOPP薄膜收卷成大卷母卷；
分切：将处理后的BOPP薄膜按所需规格要求分切成成品。
实施例2
一种BOPP薄膜的生产工艺，包括如下步骤：
计量混料：按质量分数称取95wt％的等规PP，4wt％的无规PP混合均匀；PP的熔体流动速率为3g/10min。
熔融挤出：将混合后的PP树脂通过喂料机进入到挤出机中，然后以熔体形式挤出，挤出温度为230℃；
急冷铸片：熔融状态的PP树脂通过计量泵输送到机头，然后经过急冷辊冷却成厚片；冷却装置采用加热风淋，加热气刀的温度为90℃。
纵向拉伸
预热阶段，预热辊采用特氟龙材质辊，直径为200nm，数量10根；预热辊线速度60m/min，预热温度为130℃，红外线辅助加热的比例为70％；
拉伸段，硅橡胶辊筒，直径200mm，拉伸段的温度155℃，拉伸倍率为5，红外线辅助加热的比例为70％；
冷却段，镀铬辊直径为250nm，冷却温度50℃。
横向拉伸横向拉伸：
预热段，温度为75℃；
拉伸段，温度160℃，拉伸倍率为8；
热定型段，温度为230℃；
冷却段，温度范围为45℃；
裁边：将未拉伸及拉伸不均匀的厚边进行裁切处理；
收卷：经裁边处理后的BOPP薄膜收卷成大卷母卷；
分切：将处理后的BOPP薄膜按所需规格要求分切成成品。
实施例3
一种BOPP薄膜的生产工艺，包括如下步骤：
计量混料：按质量分数称取95wt％的等规PP，4wt％的无规PP混合均匀；PP的熔体流动速率为4g/10min。
熔融挤出：将混合后的PP树脂通过喂料机进入到挤出机中，然后以熔体形式挤出，挤出温度为234℃；
急冷铸片：熔融状态的PP树脂通过计量泵输送到机头，然后经过急冷辊冷却成厚片；冷却装置采用加热风淋，加热气刀的温度为100℃。
纵向拉伸
预热阶段，预热辊采用特氟龙材质辊，直径为200nm，数量10根；预热辊线速度60m/min，预热温度为130℃，红外线辅助加热的比例为70％；
拉伸段，硅橡胶辊筒，直径200mm，拉伸段的温度155℃，拉伸倍率为5.5，红外线辅助加热的比例为70％；
冷却段，镀铬辊直径为250nm，冷却温度50℃。
横向拉伸横向拉伸：
预热段，温度为75℃；
拉伸段，温度165℃，拉伸倍率为8；
热定型段，温度为230℃；
冷却段，温度范围为45℃；
裁边：将未拉伸及拉伸不均匀的厚边进行裁切处理；
收卷：经裁边处理后的BOPP薄膜收卷成大卷母卷；
分切：将处理后的BOPP薄膜按所需规格要求分切成成品。
获得的产品的性能如表1所示：
表1实施例1～3的BOPP薄膜的性能结果
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。