本发明属于聚酯薄膜制备领域，具体涉及一种双向拉伸聚酯薄膜的纵向拉伸方法及装置。
背景技术：
双向拉伸聚酯薄膜，由于其优良的物理机械性能、电器绝缘性能、阻隔性能、耐热性能、光学性能以及尺寸稳定性等，广泛应用于磁带、包装、感光、电器绝缘、印刷、绘图、标签等领域。为了使聚酯薄膜在相应的各领域表现比其较好的实际使用性能，需要其具有较好的综合物化特性和厚度均一性。
双向拉伸法是保证聚酯薄膜具有较好的物化特性和厚度均一性的常规方法，尤其是双向拉伸中的纵向延伸对薄膜的综合性能影响尤为突出。双向拉伸制备聚酯薄膜的方法最早在公开号为30-5639的日本专利中记载公开：将聚酯薄膜单体放置于压力和温度、催化的反应条件中聚合成为聚酯薄膜聚合体中期生产物-切片，去除其中的水分，再经过挤出机融化后得到未拉升的厚片，之后先纵向拉伸，再横向拉伸。
现有的双向拉伸聚酯薄膜的纵向拉伸装置及方法的不足之处在于：纵向拉伸阶段由于中间的冷却和升温过程反复次数过多，不仅使薄膜的厚度均一性降低，而且纵向拉伸装置的效率也不高；在纵向拉伸阶段均未充分的对厚片的厚度进行高倍的纵向延伸，因为通常认为过度的高倍纵向延伸会导致厚片两端的厚度不良，进而可能导致随后进行的横向拉伸环节易出现断膜和不均一等不良现象。
技术实现要素：
本发明提供一种双向拉伸聚酯薄膜的纵向拉伸方法及装置，重点为对纵向拉伸阶段的工艺步骤和工艺参数进行特定的限定和选择，从而使横向拉伸时断膜机率下降且保证最终得到的聚酯薄膜在长度及宽度方向上的厚度都比较均一。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种双向拉伸聚酯薄膜的纵向拉伸方法，其包括如下步骤：未延伸聚酯厚片在纵向拉伸装置上依次经过一次预热、第一段纵拉伸、一次冷却、二次预热、第二段纵拉伸、第三段纵拉伸和二次冷却得纵拉伸厚片，其中所述一次预热的温度为98-102℃，所述二次预热的温度为108-112℃，所述一次冷却温度为28-32℃，所述二次冷却的温度为18-22℃，所述第一段纵拉伸的拉伸比为1.5-2.0倍、拉伸温度为115-120℃，所述第二段纵拉伸的拉伸比为1.5-1.8倍、拉伸温度为120-125℃，所述第三段纵拉伸的拉伸比为1.5-2.0、拉伸温度为125-130℃。
在上述拉伸方法的基础上，本发明还可以有如下进一步的具体选择。
进一步，所述第一段纵拉伸为单点拉伸，所述第二段纵拉伸及第三段纵拉伸为两点拉伸对应的两次纵向拉伸。所谓的单点拉伸是指预热后的厚片在一组慢速和快速辊之间，利用两辊的速度差实现一次拉伸，拉伸倍率为快速辊线速度与慢速辊线速度之比，单点拉伸多采用“S”型拉伸方式；所谓两点拉伸是指预热后的厚片在三个不同辊速下，在两个空间内，完成两次纵向拉伸，两点拉伸一般是在“S”型拉伸方式前加一道“一”字形型拉伸。
此外，本发明还提供了一种双向拉伸聚酯薄膜的纵向拉伸装置，其包括依次顺序设置的一次预热辊、第一拉伸辊、一次冷却辊、二次预热辊、慢速辊、中速辊、快速辊和二次冷却辊，所述第一拉伸辊、慢速辊、中速辊及快速辊的分别对应设置有压辊，未延伸聚酯厚片可在所述纵向拉伸装置上依次经过一次预热、第一段纵拉伸、一次冷却、二次预热、第二段纵拉伸、第三段纵拉伸和二次冷却得纵拉伸聚酯厚片，所述第一段纵拉伸在所述第一段纵拉伸在所述第一拉伸辊和一次冷却辊间进行，所述第二段纵拉伸在所述慢速辊和中速辊之间进行，所述第三段纵拉伸在所述中速辊和快速辊之间进行。
在上述拉伸方法的基础上，本发明还可以有如下进一步的具体选择。
进一步，所述一次预热辊的数量为三个且依次顺序设置。
进一步，所述二次预热辊的数量为两个且依次顺序设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
使用本发明提供的纵向拉伸方法及装置对聚酯厚片进行纵向拉伸，总个纵拉伸工艺仅经历两次预热、两次冷却和三次拉伸，不需要反复多次的升温、冷却和多阶段的拉伸，拉伸效率高，总纵延伸率在3.5倍以上；经过本发明提供的纵向拉伸方法及装置纵向拉伸得到的纵拉伸厚片，在后续的横拉伸处理中表现良好，断膜次数较少，得到的双向拉伸聚酯薄膜的厚度均一性较好。
附图说明
图1为本发明提供的双向拉伸聚酯薄膜生产装置的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1.一次预热辊；2.第一拉伸辊；3.一次冷却辊；4.二次预热辊；5.慢速辊；6.中速辊；7.快速辊；8.二次冷却辊；9.压辊。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明提供的技术方案作进一步的详细描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明提供一种双向拉伸聚酯薄膜的纵向拉伸方法，其包括如下步骤：未延伸聚酯厚片在纵向拉伸装置上依次经过一次预热、第一段纵拉伸、一次冷却、二次预热、第二段纵拉伸、第三段纵拉伸和二次冷却得纵拉伸厚片，其中所述一次预热的温度为98-102℃，所述二次预热的温度为108-112℃，所述一次冷却温度为28-32℃，所述二次冷却的温度为18-22℃，所述第一段纵拉伸的拉伸比为1.5-2.0倍、拉伸温度为115-120℃，所述第二段纵拉伸的拉伸比为1.5-1.8倍、拉伸温度为120-125℃，所述第三段纵拉伸的拉伸比为1.5-2.0、拉伸温度为125-130℃。
优选的，所述第一段纵拉伸为单点拉伸，所述第二段纵拉伸及第三段纵拉伸为两点拉伸对应的两次纵向拉伸。
如图1所示，本发明还提供了一种双向拉伸聚酯薄膜的纵向拉伸装置，其包括依次顺序设置的一次预热辊1、第一拉伸辊2、一次冷却辊3、二次预热辊4、慢速辊5、中速辊6、快速辊7和二次冷却辊8，所述第一拉伸辊2、慢速辊5、中速辊6及快速辊7的分别对应设置有压辊9，未延伸聚酯厚片可在所述纵向拉伸装置上依次经过一次预热、第一段纵拉伸、一次冷却、二次预热、第二段纵拉伸、第三段纵拉伸和二次冷却得纵拉伸聚酯厚片，所述第一段纵拉伸在所述第一段纵拉伸在所述第一拉伸辊2和一次冷却辊3间进行，所述第二段纵拉伸在所述慢速辊5和中速辊6之间进行，所述第三段纵拉伸在所述中速辊6和快速辊7之间进行。
一次预热辊的数量为三次并依次顺序设置，一次预热辊的辊温为98-102℃，第一拉伸辊的辊温为115-120℃，第一段纵拉伸在所述一次预热辊1和第一拉伸辊2间进行且拉伸比为1.5-2.0倍，一次冷却辊5的辊温为28-32℃，二次预热辊4的辊温为108-112℃,慢速辊5的辊温为120-125℃，中速辊6的辊温为125-130℃，快速辊7及二次冷却辊8的辊温为18-22℃。
以下具体实施例以本发明提供的纵向拉伸装置与现有技术中常规的横向拉伸装置配合生产双向拉伸聚酯薄膜。
实施例1
固有粘度为0.63dL/g的聚酯切片经过模头在280℃下60m/分的厚片成形速度进行熔融挤压出未延伸厚片。在图1的纵拉伸装置上一次预热辊1的辊温为100℃,第一拉伸辊2的辊温为120℃,一次冷却辊3的辊温为30℃,二次预热辊的辊温为110℃,慢速辊5和中速辊6的辊温为125℃,快速辊7及二次冷却辊8的辊温为20℃的条件下将未延伸厚片在第一拉伸辊2和一次冷却辊3之间进行2.0倍拉伸比的第一段纵拉伸，慢速辊5和中速辊6之间进行1.5倍拉伸比的第二段纵拉伸，中速辊6和快速辊7之间进行1.5倍拉伸比的第三段纵拉伸，经过所述纵拉伸装置的二次冷却辊后的出片为纵延伸厚片，然后再对其进行4.0倍拉伸比的横向拉伸，最后按照正常工序进行热固定就可以生产出厚度为14μm的双向拉伸聚酯薄膜。
实施例2
实施例1中的厚片成形速度为61.7m/分，第一拉伸辊2的辊温为115℃，第一段纵拉伸的拉伸比为1.5倍，第二段纵拉伸的拉伸比为1.8倍，第三段纵拉伸的拉伸比为1.8倍，横向拉伸的拉伸比为3.6倍进行，其余和实施例1的数据一致。
实施例3
实施例1中的厚片成形速度为45.5m/分，第一拉伸辊2的辊温为115℃，9号辊温度130℃，第一段纵拉伸的拉伸比为1.5倍，第二段纵拉伸的拉伸比为1.8倍，第三段纵拉伸的拉伸比为2.0倍，横向拉伸的拉伸比为4.4倍进行，其余和实施例1的数据一致。
比较实施例1
实施例1中的第一拉伸辊2、一次冷却辊3、二次预热辊4的辊温均为100℃，慢速辊5的辊温为110℃，中速辊6、快速辊7及二次冷却辊8的辊温均为20℃，慢速辊5和中速辊6之间的拉伸比4.5倍进行，其余和实施例1的数据一致。
比较实施例2
实施例1中的第一拉伸辊2、一次冷却辊3、二次预热辊4的辊温均为100℃，慢速辊5的辊温为110℃，中速辊6、快速辊7及二次冷却辊8的辊温均为20℃，慢速辊5和中速辊6之间及中速辊6和快速辊7之间的拉伸比分别为3.0倍和1.5倍进行，其余和实施例1的数据一致。
比较实施例3
实施例1中的厚片成形速度为82.3m/分，第一拉伸辊2的辊温为100℃，慢速辊5的辊温为105℃，中速辊6的辊温为110℃，第一段纵拉伸的拉伸比为1.3倍，第二段纵拉伸的拉伸比为1.4倍，第三段纵拉伸的拉伸比为1.8倍进行，其余和实施例1的数据一致。
比较实施例4
实施例1中的第一拉伸辊2的辊温为100℃慢速辊5的辊温为110℃，中速辊6的辊温为115℃，第一段纵拉伸的拉伸比为2.0倍，第二段纵拉伸的拉伸比为1.5倍，第三段纵拉伸的拉伸比为1.5倍进行，其余和实施例1的数据一致。
比较实施例5
实施例1中的厚片成形速度为50m/分，慢速辊5及中速辊6的辊温为125℃，第一段纵拉伸的拉伸比为1.5倍，第二段纵拉伸的拉伸比为1.2倍，第三段纵拉伸的拉伸比为3倍进行，其余和实施例1的数据一致。
比较实施例6
实施例1中的厚片成形速度为50m/分，慢速辊5的辊温为120℃，中速辊6的辊温为100℃，第一段纵拉伸的拉伸比为1.5倍，第二段纵拉伸的拉伸比为1.5倍，第三段纵拉伸的拉伸比为2.4倍进行，其余和实施例1的数据一致。
比较实施例7
实施例1中的厚片成形速度为50m/分，慢速辊5的辊温为120℃，中速辊6的辊温为150℃，第一段纵拉伸的拉伸比为1.5倍，第二段纵拉伸的拉伸比为1.5倍，第三段纵拉伸的拉伸比为2.4倍进行，其余和实施例1的数据一致。
比较实施例8
实施例1中的厚片成形速度为58.8m/分，横向拉伸比3.4倍进行，其余和实施例1的数据一致。
比较实施例9
实施例1中的厚片成形速度为42.6m/分，横向拉伸比4.7倍进行，其余和实施例1的数据一致。
从上表中的数据可知，按照本发明的制造方法制造的实施例1-3的聚酯薄膜比不按照本发明制造的比较实施例1-9的聚酯薄膜在厚度均一性上更优秀并且可以看出在横向拉伸中断膜次数少、生产性更良好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。