塑料薄膜生产可控机械的开发与研制.doc

1绪论1.1 双轴定位拉伸聚酯薄膜（BOPET）简介聚酯薄膜是以优质的纤维级聚酯切片（粘度为0.64）为主要原料，采用先进的工艺配方，经过干燥、熔融、挤出、铸片和拉伸制成的高档薄膜 根据生产聚酯薄膜所采用的原料和拉伸工艺不同可分为以下两种： 1、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 2、单向拉伸聚酯薄膜（简称CPET）,是利用半消光料（原材料聚酯切片中没有添加钛白粉），经过干燥、熔融、挤出、铸片和纵向拉伸的薄膜，在聚酯薄膜中的档次和价格最低，主要用于药品片剂包装由于使用量较少，厂家较少大规模生产，大约占聚酯薄膜领域的5%左右,我国企业也较少进口，标准厚度为150μm 相比于非拉伸薄膜，BOPET具有更好的机械性能，以及其它薄膜所不具备的耐药性、耐高温性、抗冲击性和绝缘性等，被广泛用作食品包装材料、工业材料、磁性材料、感光材料和电气材料通过加入不同的添加剂BOPET薄膜可以获得广泛的应用，例如： (1)电工绝缘膜由于其具有良好的电器、机械、热和化学惰性，绝缘性能好、抗击穿电压高，专用于电子、电气绝缘材料，常用标准厚度有：25μm、36μm、40μm、48μm、50μm、70μm、75μm、80μm、100μm和125μm（微米）。

其中包括电线电缆绝缘膜（厚度为25-75μm）和触摸开关绝缘膜（50-75μm） (2)电容膜具有拉伸强度高、介电常数高，损耗因数低，厚度均匀性好、良好的电性能、电阻力大等特点，已广泛用于电容器介质和绝缘隔层常用标准厚度有3.5μm、3.8μm、4μm、4.3μm、4.8μm、5μm、6μm、8μm、9μm、9.8μm、10μm、12μm3)护卡膜具有透明度好、挺度高、热稳定好、表面平整优异的收卷性能、均匀的纵横向拉伸性能，并具有防水、防油和防化学品等优异性能专用于图片、证件、文件及办公用品的保护包装，使其在作为保护膜烫印后平整美观，能保持原件的清晰和不变形常用标准厚度有10.75μm、12μm、15μm、25μm、28μm、30μm、36μm、45μm、 55μm、65μm、70μm，其中15μm以上的主要作为激光防伪基膜或高档护卡膜使用 (4)通用膜具有优异的强度和尺寸稳定性、耐寒性及化学稳定性，广泛用于复合包装、感光胶片、金属蒸镀、录音录像等各种基材具体有以下几种： ①半强化膜最主要的特点是纵向拉伸强度大，在较大的拉力下不易断裂，主要用于盒装物品的包装封条等常用标准厚度有20μm、28μm、30μm、36μm、50μm。

②烫金膜最大特点是拉伸强度和透明度好，热性能稳定、与某些树脂的结合力较低主要适合高温加工过程中尺寸变化小或作为转移载体的用途上常规标准厚度为9μm、12μm、15μm、19μm、25μm、36μm ③印刷复合包装膜主要特点是透明性好、抗穿透性佳、耐化学性能优越、耐温、防潮适用于冷冻食品及食品、药品、工业品和化妆品的包装常用标准厚度为12μm、15μm、23μm、36μm④镀铝膜主要特性是强度高、耐温和耐化学性能好、有良好的加工以及抗老化性能，适当的电晕处理，使得铝层和薄膜的附着更加牢固用于镀铝后，可广泛用于茶叶、奶粉、糖果、饼干等包装，也可作为装饰膜如串花工艺品、圣诞树；同时还适用于印刷复合或卡纸复合常规标准厚度有12μm、16μm、25μm、36μm ⑤磁记录薄膜具有尺寸稳定性好，厚度均匀，抗拉强度高等特点适用于磁记录材料的基膜和特殊包装膜包括录音录像带基（常用标准厚度有9-12μm）和黑色膜（常用标准厚度有35-36μm）表1-1[14]为BOPET薄膜的主要用途及性能表1-1 BOPET薄膜的主要用途及性能主要功能电容器电器材料磁带包装胶带标签板X光片相片制板脱模耐电压★★★★介电常数★★★★体积电阻率★★★□表面电阻率★★★□拉伸强度★□★★★★★□★阻隔性□□★□★★□耐撕裂性★★★★★★★★★★耐磨损性★★★★★★★★★★表面强度★★★★★★★★★★透明性★★★★★★★★★★光洁度★★★★★★★★★★尺寸稳定性★★★★★★★★★★粘结性□□□□□□□□□□热封性□□□□□□□□□□耐药性★★★★★★★★★★续表1-1主要功能电容器电器材料磁带包装胶带标签板X光片相片制板脱模耐光性★★★★★★★★★★耐热性★★★★★★★★★★耐湿性★★★★★★★★★★耐燃性□□□□□□□□□□爽滑性★★★★★★★★★★　　　　　　　　　　　★：好 □：差1.2 国内外 BOPET薄膜的发展概况 国外发展用双向拉伸工艺生产塑料薄膜的方法始于1935年，当时德国首先用这种方法生产BOPS薄膜。

20世纪40年代末，美国道(DOW)化学公司制出了偏二氯乙烯与氯乙烯共聚物，并推出了双向拉伸PVDC薄膜，商品名为Saran1953年英国帝国化学公司(CI. C. I)在市场上推出了双向拉伸聚酷薄膜，商品名为Melinex1958年双向拉伸聚丙烯薄膜得到了发展，当时以意大利Montecatini公司的商品名为Moplefan的最为有名，并申请了专利权尼龙塑料虽然早在1939年就由德国工.G公司开发出来，但是由于制造的难度和成本高昂，直到60年代末期才开始用作包装材料近年来双向拉伸塑料薄膜的发展很快，其中以聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酷(简称聚酷)、聚苯乙烯、尼龙薄膜的生产量最大，应用范围也最为广泛下面介绍常用的BOPET薄膜增长情况:1980年全世界的产量为40万吨，到了1991年产量则达到98. 6万吨(生产能力达到108万吨)，11年间薄膜的产量就增长了147%, 1996年达到150万吨以上从产品的规格上来看，目前双向拉伸薄膜的厚度最薄可为0.5μm，最厚可达356 μm薄膜的幅宽最大已大于8m从薄膜生产速度来看，12um双向拉伸薄膜时的生产速度可高达350m/min，而且整个生产过程都是采用计算机进行自动控制。

据英国PCI咨询公司统计和预测，1999年全球聚酷薄膜生产能力为173. 3万吨，其中亚洲地区为102. 1万吨，占世界总产能的58. 9%; 2005年达到185. 0万吨，亚洲地区将达到107. 1万吨，占世界总产能的57. 9% 从产能集中的国家来看，全球聚酷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，其合计产能高达%.3万吨，超过世界总产能的二分之一(55. 6%)，中国年产能10. 6万吨，排名第五，仅占世界总产能的6%，与其巨大的潜在消费市场并不相称在世界聚醋薄膜的生产中，前十大生产厂家的生产能力合计为111. 3万吨，占世界总产能的64. 2%位居第一的是日本的东丽公司，该公司分布在世界各地的9家工厂产能合计为29. 8万吨，第二名是美国的杜邦公司，23. 8万吨的产能也是分布在世界各地的9个工厂中，韩国SKC集团的3个工厂产能13万吨，为世界第三从增长速度来看，全球聚醋薄膜的年增长率为1.1%，亚洲/远东(不含日本)的聚酷薄膜产能的年平均增长率也达1.1%，而中国大大超过世界平均年增长率，其总产能在2005年增至13. 8万吨，上升为世界第四位。

当前国外BOPF生产技术的特点如下：(1)产品质量高薄膜厚度公差小，性能稳定、均匀2)生产设备大型化目前薄膜幅宽都在3m以上，最大幅宽已超过10m3)生产高速化生产设备的机械速度高达450m/min，在生产12μm薄膜时，生产速度最高达到350m/min，生产375μm薄膜时，线速度已达200m/min4)原料、设备趋向专用化很多薄膜生产厂都具有专用的原料生产装置，使用自己生产的原料，即使使用商品原料，原料的来源基本上是固定的;薄膜生产装置也趋于单一化，即一条生产线专门生产一种产品5)自动化程度高目前在大型双向拉伸塑料薄膜生产线中，生产过程的温度、速度、压力、张力、厚度、等控制系统已从继电器的逻辑控制发展为既有逻辑控制、计时、计数、分支程序、子程序控制功能，也有数字运算、数据处理、模拟调节、操作显示、联网通讯等功能控制系统全球各薄膜设备制造商都已将大型计算机可编程程序控制器等新型装置用于生产线的全过程控制，过程控制从模拟控制进入到数字化控制阶段，最优化控制及模糊控制也逐渐应用于过程控制之中计算机网络技术的发展使大型薄膜生产线能够实现整个生产线的集中控制，实现生产控制和生产管理等的有机结合，从而进一步提高企业的经济效益。

1.2.2 国内发展我国双向拉伸塑料薄膜的研究工作始于20世纪50年代，首先是从BOPET薄膜开始的70年代开发成功BOPP, BOPS薄膜80年代以后，我国引进、吸收了国外的先进技术和设备，BOPF薄膜得到迅速发展90年代已能大量生产包括BOPA在内等多品种塑料薄膜，不但能满足国内需要，而且许多产品还远销国外国内中小型拉伸薄膜生产线的设计和加工方面也取得十分可喜的进步下面我们分别介绍各种薄膜的发展情况：(1)BOPET 20世纪中期，由于电工方面的需要，我国就开始BOPET薄膜的开发试制1959年，沈阳化工研究院就开始采用熔融-平面逐次双向拉伸法BOPET薄膜的研制工作1962年原化工部北京研究院采用挤出一同时双向拉伸法BOPET薄膜，1965年通过了原化工部部级鉴定与此同时，原一机部电器。