PET薄膜的生产工艺

-标准化文件发布号：（9556・EUATWK・MWUB-WUNN・INNUL-DDQTY-KII

PET薄膜的生产工艺

PET薄膜的生产工艺为：空白切片.母切片和回收料再造粒通过风机投料到备料仓， 然后按照给定的比例n动呢料混料，混料均匀后进入到预结晶器中进行预结晶，原料预 结晶后进入到下燥塔中进彳d干燥，

干燥后的原料进入挤出机，原料在挤出机中加热熔融, 经过计说泵、过遊器、适加器后到达模头形成厚片。聚酯熔体从模头的模唇流出后，经 吸附系统按压到急冷辎上迅速冷却铸片，厚片经过纵向拉伸机拉

伸后进入横拉系统进行

横向拉伸,最后经过牵引系统到收卷统收成大膜卷。最后按照客户规格要求进行分切. 检验和包装入库。典型PET溥膜加工工艺如图2-1所示。

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_ 分切 检驱 包黄人图2-1 PET薄膜加工工艺流程图

聚酯薄膜的原料上要是由空白切片和母切片组成的，空白切片为不含添加剂的聚 酯（PET＞，母切

片为含有添加剂的聚酯.空白切片由对苯二甲酸和乙二醇直接酯化得到 的，母切片是由将一定址的添加剂在聚对苯二屮酸乙二醉酣缩聚之前加到反应体系中得 到的叫在普通聚酯溥膜的生产时,为降低生产成本,通常在聚酯原料中加入一定量的 聚酯回收料。

II前国内主要的聚酯切片生产商集中沿海经济发达地区，如江苏的中石化仪征化纤 聚酯切片公司,以及

广东的佛山塑料集团,该企业生产的聚酯切片代表了国内目前的最 高水平,被广大PET薄膜厂商所采用。

聚酯＜ PET)是由二元或多元酸和二元或勢元醇缩聚而成的高分子化合物的总称, 以对苯二甲酸(PTA)和乙二醉(EG)为原料缩聚而成的聚对苯二甲酸乙二醇酯是世界 上最早卖现工业化生产和广泛得到应用的

聚酯产品，也是目前世界上用虽最大、用途最 髙、产虽:最高的高分子合成材料。

2.1.2聚酯的性质

聚酣从常温固态到熔融液态，需经历两个关键温度点，即玻璃化温度(Tg)和熔触 温度(Tm)。聚酯的玻璃温度点为67C左右，此时聚酯由高弹态转变为玻璃态。聚酣的 熔融温度点为267-C左右，此时聚酯由固态转变为熔融态。因聚酯为半结晶聚合物，所 以聚酣还何一个结晶温度(约为160-C),此时聚酯由于受热，分子链间作用力增大，分 子链在其相互作用力卜重新排列，从而形成球晶，聚酯不能完全结晶•其垠大结晶度为 55%。另外聚酯的一些重要物理性质何：热变形温度(l.SMPa)为2249左右,虽大结晶 速度时的濫度为19OC左右⑴。

2.1.3聚酯结晶形态结构

聚酯结晶行为主要发生在玻璃化温度以上、熔点温度以下。聚酯只能部分结晶,结 晶区和非晶区同时存在，每个分子链贯穿很蚩个晶区和非晶区。而且在非晶区中，分子 链呈卷曲、互相缠结状态。聚酯结晶形态结构是多层次的(如图2・2聚酯溥膜的结晶形 态)。

无定形态：聚酣处于无定状态时，肉服观察为透明状，聚酯的分子琏呈现无规则状 排布,几乎没有结晶。

萬分子健ituM）

图2-2聚简河I俠的結品形态

片晶:此时聚酯肉眼观察仍为透明状。片晶（单晶）是由结晶的最小单元一一晶泡 构成的晶体。此时

的濫度在Tg以上，聚酩的分子链开始解取向，解収向时因能运动形 成片晶。结晶时所受的温度等条件决定了片晶的尺寸，片晶的厚度在5nni-10nnu

球晶：此时聚酯为不透明。片晶进一步发展，在一定条件卜，依照圆球的形状对称 进行排列后，便形成一个女晶体一一球晶。球晶的尺寸也是由结晶时所受的温度等条件 决定，球晶尺寸在0.2Mm-0.5pm,因球晶的尺寸超过了可见光的尺寸（0.3pm-O.7nm）, 所以此时的聚酯肉眼观察为不透明。

分子链取向：此时聚酯肉眼观祭为透明状.分子链开始向同一方向排列•肖温度达 到Tg以上时,聚酯会收缩原因为此温度时聚酯的分子琏会发生解取向现彖。

晶区取向:聚酯在外力的作用下，所形成的片晶沿同一方向进行取向，称之为晶区 取向（或结晶取向人晶区取向一旦形成便不会解取向（熔融除外）。

晶区取向和球晶从外观观察,区别是很明显的。晶区取向形成的聚酯为透明的（聚 酯溥膜拉伸后的最终产用即为晶区取向）,球晶形成的聚酯为不透明的（聚酯切片干燥 后的结晶即为球晶）•但它们的结构单元是一样的一一片晶•聚酯的晶区取向和球晶都 是半结晶,都是聚酯的结晶形态。聚酯的熔点不受结晶度的大小的影响,但晶区取向的 聚酯薄膜的热稳定性受结晶度的话响校犬，肖温度咼于某一温度时（Tg以上），晶区収 向的团基収向便会解取向;温度继续升高，晶区取向的谨节取向便会解収向:温度再升 高，晶区取向的分子链取向就会解収向.解取向时,聚酯薄•膜便会收缩，影响其热稳定 性叫

2. 1.4结晶度变化

聚酯薄膜的结晶度，在最终产品中最髙可达到55%,所以聚酯薄膜用于半结晶产品,

在聚酯溥膜的生产加工过程中,聚酯的结晶度变化为:

聚酣切片一► 预结晶 一► T•燥 一►熔融挤出 <6%

30%-35%

35%

0%

纵向拉伸

30%*35%

10%-15%

収卷 ◄—热定樂 ◄—横向拉伸

48%-53%

48%-53%

已证明聚醋薄膜在生产III］工过程中，成膜的重要参数Z —为:从模头挤出后的铸片 的结晶度不能大于3%。要使聚酯薄膜具有良好的热稳定性叫铸片经过纵向拉伸、横 向拉伸后.所得的聚酯薄膜的结晶度必须在50%左右，因此,对聚酯的结晶过程有一定 的要求：

为提高聚酯薄膜的成膜性,需采用急冷線骤冷诲片的方式,抑制结晶的生长,控制 铸片的结晶度不大于

3%：

在进行纵向和横向拉伸时，需控制聚酯慢速结晶，这样仃利于聚酯的拉伸収向：为 提髙聚陥的热稳定性，提高X%性榄氐横向拉伸的热定型温度要设定为聚那的披怏结 晶温度，便聚酯薄膜的结晶度控制在

50%左右°

2.1.5聚酯切片的性能指标

粘度 生产聚酯穂膜所用聚酯切片的粘度一般控制在0.62 d\"g 4.65 dl/g之间。粘度 反映了聚弗的分子呈的大小，在其他条件相同的情况下，粘度越高则分子虽越大E。在 一定范閑之内.粘度降低则所生产的聚酯薄膜的强度也降低，但若粘度过高则聚酯熔体 的流动性越差.铸片时片材容易出现横向条纹，莎响溥膜的成膜性和品质。

熔点生产聚酯薄膜所用聚酯切片的熔点一般控制在2659〜260C之间，所以在聚 弗薄膜的熔融加工过程中，其熔融工艺温度的设定必须高于260-C ,否则不能完全熔融 挤出。DEG （即二甘醉或一缩乙二醉）的含虽影响聚酯的熔点，若DEG含虽过高，则 聚酯的熔点降低，所生产的聚酯薄膜不咐温，易老化。

DEG含呈 生产聚酣溥膜所用的聚補切片的DEG含虽一般要求控制在l±0.2%°DEG 是聚酣合成时的

副产物\"DEG含虽越高，说明聚酣反应越不完全【叫但DEG的存在可 以降低聚酯的结晶速率•所以DEG含虽也不是越低越好。

水分聚酯在鬲温卜可与水发生降解反应，所以要求聚酯含水虽不能过高。通常要 求水分含虽低于

0.4%。

次分含量在聚酯生产連程中,需添加各裘少鱼无机添加剂,无机添加剂是组成灰 分的主要成分。若灰分含量过高，无机添加剂将与聚酣产生副反应，所以一般要求尿分 含量低于0.05%.

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2.2.2空白切片的生产工艺

首先将对苯二甲酸（粉末）投入到乙二醉（液体）中在混合釜中打浆混合。泯合 均匀后放料至第--酯化釜中反应，此时的反应温度为265-CS右，反应时间约为4小时， 反应部分生成苯二屮酸乙二醉。然后用氮气将三分Z二的液体打入到第二酯化釜进行 （中何仃过滤器），此时的反应温度为245'C左右，反应时间约为3.5小时，进一步生成 苯二甲酸乙二醉酩。再用氫气将■•全部苯二甲酸乙二醉酯打入到聚合反应釜完成聚合（中 间竹过滤器），此时需抽真空（4（）pa以内），反应温度为300*C左右，反应时何约为3.5 小时⑴。最后过滤、进入模头拉条、水冷却、切粒、脱水、篩选、装袋（图2・3聚对苯 二E”酸

乙二醉弗生产工艺流程）。

投料 -• 抽就空

• • •

- 酩化釜三 監釜

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______________ 三-

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图2-3聚対苯二甲隈乙二醉箔生产工艺流程

趙糸，VJI?

2.2.3母切片的生产工艺

在聚酯薄膜的生产过程中，为了改善薄膜的表面粗糙度、表面摩擦系数等物理性能, 以提高聚酩薄膜的权卷质昴及利于聚酩薄膜的后续加匸，往往需要在聚酣原料中加入适 &的母切片。母切片的生产过程和生产设备基本和空白切片相同，只是多了一个添加刑 制备和投入到反应釜中泡合的过:程。将添加剂粉体和乙醇经过研磨、分散处理,制成浆 液\"投入到第二反应釜（即在喃交换之后、缩聚Z前加到反应体系中），然后进行后续 缩聚反应。

为了防止添加剂在聚酣的合成过程中产生凝聚，通常会在反应体系中加入少星分散 剂或偶联剂。为了控制添加剂的粒径，添加剂分散后要进行过溥。味后，经过缩聚反应， 使添加和分散的匀，制成含倚添加剂的母切片-

2.3聚酯切片的干燥工艺

聚酯切片经投料、混料后,经预结晶器进入到F燥塔,所以预结晶和F燥便是影响

PET薄膜正常生产的第一道重要工艺工序(因辅机为双螺杆挤出，挤出时仃抽直空干燥， 所以没何此干燥

工序)。因聚酯在高温加工时，极少:S：的水分便会便聚酯产生降级，使 聚酯分子量产生明显降低,从而影响PET薄膜的品质,所以聚酯切片必须进行充分地干 燥处理，以防止聚酣在加工过程中产生降解。聚酯切片的干燥过程是聚酣切片的水分降 低的过程，主要采用的方法是用风加热。聚酯切片中水分的蒸发速度有有两个比较明显 的梯度:在干煤的初期,聚酯切片中水份蒸发速度很快,蒸发的速率基本保持不变:在 干燥一段时间以后，聚弗切片的水份蒸发的速度越來越慢，此阶段干燥需要很长的时间。 因此.将聚酯切片F燥过程分为两个阶段，根拥这两个阶段不同的特点采用不同的干燥

方式「这样即可以降低F•燥所消耗的能源，乂可以提髙聚酯切片的干燥效率。

聚酯切片经过预结晶后进入干燥塔,干燥塔内的聚酯切片靠『I重白然沉降.不断 与上升的干燥热空气进行热交换。降速干燥过程就是在立式气流干燥塔中完成的。此时, 聚酯切片表浙水分气化的速率髙于切片内

与氮键结合微虽水分向表而气化的速率：干燥

过程是湿切片表而逐渐变F, 内部温度也不断升高。因此,

内部水分不断向外移动，内部水分逐渐减少的过程，同时 水分由内部向表面扩散率是逐渐卜降的，干燥速率越來越 低。此过程需要较长的时间。在降速干燥过程中.干燥速率的大小主要取决于干燥温度 与处理时问。在丈际应用中,通常固定干燥塔温度，通过调节物料在干燥塔中停留的时

间来控制干燥效果。切片在F燥器中干燥所需时何较长(3h~5h),干燥所需温度较高(150 •CT85C) ,,OJo干燥后的混合切片的最终含水率小于50ppm,最后送到挤岀机加料斗。

2,4聚酯切片的熔融挤出

辅挤出机是排气式双嫖杆挤出机。图2-5是它的示意图。

阳2-5排气式双螺杆挤出机示童图

1.电动机2.连结器3.減速器4.料斗5.加料器6.加热器7.料筒 &螺FI：

U螺杆排气式挤出机与单螺杆挤出机相比，其优点为具有更好的排气效果,因此可 以省略聚酯切片的

结晶干燥装置，实现直接熔阻挤出。并且因为双螺杆挤出机使用了抽 真空除湿、排气装遇,可以更好的抽除聚酯切片中的气体、小分子聚合物及水分等,而 且闵为抽真空，双螺杆挤出机可是使用更低的挤出工艺温度对聚酩进行熔融，所以可以 更有效的减少聚酯的降解。并且，双螺杆挤出机的原料输送方式为强制喂料，强制喂料 的优点为聚酯在机简内各方而过程的波动很小，所产出的厚片的质虽更稳定。

聚酯中少量的水、氧气等.在高温的作用卜-极易发生降解，所以用双螺杆挤出机生 产PET稱膜时要注愆及时排气、排湿防止降解。咬螺杆挤出机是多阶梯式的排气挤出机\" 在机筒上设有两个排气口,螺杆的第一个阶梯由喂料、压缩和计虽三个段组成，而螺杆 的第二阶梯和第三阶梯只有斥缩和计量两个段组成。熔牌挤出的聚酣在排气段突然膨 胀，膨胀比（深螺榊的客积与前区螺槽客积的比值）越大.排走气体的效果越住。从挣 气段排出的水分、低聚物、气体尊，要用一个专门收集低聚物的设备进行收集，进行收 集后，通过一个缓冲罐进行缓冲，最后用真空泵将其抽掉.抽真空的设备一般使用油泵 和水泵结合的方式.这样可以提供工作效率及提高揃气的效果。排气un勺方向向上，虽 然不便于排气口的清洗，不方便观察聚酣熔料输送的情况.但可以何效避免漏料。

主挤出机为单螺杆挤出机，主要由螺杆和加热的螺筒构成,螺杆曲电动机带动转动・ 按效能分为进料段,压缩段和计St段（国2-6单螺杆挤出机结构示意图）。聚酯切片在 进料段彼压紧，在斥缩段利用提供内壁熔体膜产生的剪贴热进行熔融，计鼠段将没仃 完全熔融的料团破碎成细小的颗粒，在之后的流动中完全熔融。切片在挤出机内熔化的 过程包括：熔膜形成f构成熔体池f全熔化。挤出机#区域温度的工艺设置，是根据•其 媒杆各区域本身构造的不同确定的，一般情况卜，因进料段的螺杆较长，为便于排气， 进料段的温度设定较低，而压缩段的螺杆相对较短，所以温度设定最高。如果挤出机进 料段濫度设定过离，则会便聚酩切片表而熔融发:生粘连\"造成聚幣切片在挤出机内输送 不畅，引起挤出机压力波动。挤出机最高加热温度为29（rcW 通常挤出机加热温度设 定较高，口的是降低聚酯的粘度，减小过濾器的阻力。

经过干燥的聚酯切片经由干燥塔进入主挤出机。聚酯切片在进入主挤出机之前，必 须经过一台金祸分离器。金屈分离器的作用为将聚酯切片（包括再造粒切片）中混有的 金届及时分离.防止金属进入到挤出机，对挤出机造成损伤。主挤出系统采用的是电感 式金屈分离器\"此分离器是利用电磁感应作为传感器，

H2-6单螺杆挤出机结构超图

1.电动机:2.联轴节：3.传动箱:4.料斗:5.热电偶:6.加热套:7.保温套:

&螺杆：9.冷却水管：10.冷却水套

通过电礎阀控制气缸，使卜料管摆动及时分离岀苗有金屈的物料。这种装置可以分离齐 种金屈。更突出的优点是灵敏度很高。图2・7为电感式金属分离器的结构示盘图。正常 工作的时候，聚補切片从入口管直接落卜，当聚酯切片中混何金属类朵质时，气缸受到 感应线圈磁场的变化的控制,进行动作,将卜料管拉向侧面,将含有金屈杂质的聚酯切 片排出。金属杂质彼排出以后，卜料管就回到原位置。金属分离器通常安置在料斗的上 方.这样可以完全排出混入聚酯切片中的金属杂质。

图2-7电感式金属分离器

1.感应线圈:2.转动轴3. F料管4.气缸

主挤出机卜料料斗是一个由不锈钢焊接而成的筒体，可能容纳3()分钟的生产时间的 原料\"料斗的侧而右一个法兰孟子.以便于企长时间停机检條或更换薄膜品种时.将料 斗内的聚邮切片排放出来，提高轉膜品种的转换效率等。每个料斗都装有料位传感器, 料位传感器的作用为控制聚酯切片的下料速度,使聚酯切片在料斗内保持较稳定的料 位，如果料位稳定，则其对挤出机料口造成的压力则稳定，从而挤出机的压力则相对稳 定.主挤出机加料料斗的料位传感器装在料斗的侧而，上而和卞而各一只，上而的传感 器作用为当料斗内切片的高度高过料位传感器时，则控制关闭进料阀门，便其停止进料。 F而的传感器作用为当料斗内的料位低于料位传感器时,则发出报警,并在一定的时间 内,使挤出机的螺杆停止转动,避免挤出机螺杆出现物料空转的情况,防止段备出现牧 严重的损伤.

图2-8单螺杆结构示慰图

2. 4. 1计屋泵

计虽泵是齿轮形式的泵，设计精度要求非常高。计虽泵体的外而有有加热套,在加 热奁的外而仃保温层.计呈泵的齿轮被驱动系统带动，驱动系统的粘度也很高.所使用 的是外啮合二齿轮的泵(图2-9二齿轮熔体计虽泵示愆图)。汁虽泵在转动时，齿轮接触 脱开的位置形成一个小的空隙，聚酣从此空隙中进入。进入到空隙的聚酣熔体彼齿轮强 制挤出形成髙压熔体，此时的熔体只对出料口形成压力，而对进料口没何压力。因此， 齿轮计量泵是通过容积的方式实现集酯的输送、增压,它是容积计虽泵。齿轮计量泵对 聚酯熔体的输送虽収决于泵的转速和齿轮Z间的间隙。电动机的传动系统控制泵的转 速,聚酯每转的挤出星是基本一致的卩铁

图2-9二齿轮熔体计址泵示惫图

2.4.2过滤器、模头

从挤出机挤出的聚酯熔体经过计虽泵后\"经管线连接进入模头。过滤器安装在计就 泵之后、模头之前，丨1的是将杂质从熔体中分离出來°PET薄膜生产线都是采用两级过 滤,粗过滤器的滤网孔径为

30pm~50pm,梢过濾器的孔径为15pm ~2()pm。在过滤装 置前面和后ifli的位置上安装的压力测虽仪要

対污染物引起的压力差进行测S［叫并以计 量泵Z前的压力传感器作为反馈控制系统的传感器,控制高稱度计鼠泵或挤出机螺杆的 转速，其II的是减小机头压力波动。这是提高薄膜厚度均匀性和成膜性的基木条件之一。

在熔融聚酯中,无论聚酯切片如何纯洁,始终会含有一定数量的杂质。如未熔料、 糊料、灰尘、外来杂质等。在PET薄膜生产加工过程中,聚酯中如果存在杂质,轻则影 响产品的品质、增加生产成本,重则损坏计童泵、模头等精密设备。主要表现为；如果 朵质粘附在模头的模口上便会便铸片出现纵向的条纹，使

产品厚度不均：如果杂质兴杂 在PET册膜中,轻则使溥膜出现鱼眼彫响其品质,重则造成吸附终(带)放电破膜。所 以，在计址泵之后，模头Z前安装过滤器，濾出其中的杂质是PET薄膜生产过程中的一 项重要环节。聚酯熔体的流经顺序为：挤出机T粗过沱器T计量泵T精过濾器T模浜。 粗过濾器的作用为过溥器滤除掉较大的熔体杂质，可延长梢过濾器的便用寿命，防止杂 质损坏泵体和齿轮,保护计■量泵,在増加了挤出机背压的同时,对聚酯有塑化和压缩化 作用。精过滤器为碟式过逍器，主要作用为提商朋膜成膜性，保证溥膜的质量。碟式过 濾器主要是由濾芯和筒体组成的。濾芯包括金屈骨架、濾碟、压紧螺母、端头、法兰、 滤柱等。滤碟的结构如图2.10 .所示.

图2-10滤碟断面结构图

1.外圈2•粗网3.滤网4.多孔支撐板5.网状骨架6.支撑坏

生产PET溥膜的模头目前都是使用T型衣架（如图2-11模头示意图）递减式自动控制 机头，利用溥膜测厚仪动反馈装置调节模头开度。模沃加热温度的控制粘度、模沃 内腔的光洁度及加工耕度的要求都I•分高，而且模头内腔不允许何死角、需要镀辂，唇 I」为直角、不能仃损伤，安装时要调好机头対冷鼓的倾斜角度，避免挤出偏差出现纵向 条纹。

TIC

Pinning side

图2-11模头示恿图

铸片的形状和尺寸取决于模头的构造及大小。模头妁内部结构（支管直径、倾斜尺 寸、定型段长度等）是根据聚酯的性能、熔体流动特性等因素进行设计的

2.5铸片

铸片过程是聚m原料由熔融态到固态的过程,聚酯在铸片过程中开始结晶，所得的 厚片的结晶度在正常情况卜小于3%。PET薄膜加工的铸片工艺采用的是急冷铸片法, 急冷轮表而温度一股情况卜•控制在

20C左右I®,因为如果急冷轮表而的温度过低，则 会引起糊筒表面露水,影响PET薄膜的正常生产。由于

聚酯

1

1.楔头2.附片装置3.冷却水管4.急冷孔5.辅助收卷驱动端6.卷芯

的粘度较低，所以采用模头位于急冷轮正上方的流延方式。固化骤冷的关键是将熔融聚 酯迅速的按压在急冷編上（图2・12铸片过程示意图〉.对于像聚酯这样的低粘度薄膜, 应采用静电按压方式°

从微观上看\"主要表现在厚片的结晶状况、分子的取向情况，熔体的降解情况。这 些都是决定薄膜物理、机械、电气等性能和产品收率的主耍因素。因此可见,铸片的过 程也是生产优质薄膜I份关键的一步。聚酯熔体的冷却速度対■铸片的结晶何很大的影 响。铸片在急冷線上贴附的越紧,急冷規的温度越低,聚酯冷却的就越快。聚酯熔体快 速冷却,铸片形成的球晶小而且均匀,且结晶度小,对聚酯后续加工过程中的拉伸取向 侑利。所以，在挤出聚酣片材时，多采用低温快速冷却方法。

急冷線的传动系统包括急冷線的位移驱动和急冷辍的回转驰动。急冷辗的回转驱动 使其达到设定的匸作速度，使急冷辖稳定匀速的运转。这些传动系统的构成零部件都安 装在急冷辗的同一侧，所有零部件可麵着急冷編一起移动或升降。急冷編的位移系统的 主要作用是方便车间操作工人进行日常的操作工作，便F方便、及时清除机头流出的废 料，便于淸理模福。该操作系统采用大距离前后位移和小距离上F升降旳组传动的纽合 方式|叫当挤出机系统或铸片系统发生非正常情况时，操作人员按动操作按钮便可以将 急冷編迅速离开工作的位置：当正常生产时\"则按动相应的动作按钮，使急冷辐进入正 常位置。冷線升降前后移动及上衣升降受限位开关的控制，可保证急冷辐移动的位置准 确无误。在聚酯薄膜的生产过程中,因各种原因会发生突然停电的情况。一旦发生突然 停电的情况，因为挤出机内的聚酯熔体的压力仍然很高，聚酯熔体仍会继续从模头向外 流出，流出的熔体会在急冷線上产生大虽的堆积，损伤急冷轮表而。因此，在驱动急冷 辗的前后移动和上卞移动的丝杠上，都仔于动阀，在停电的时候，人匸进行移动，防止

损伤设备。

•激冷轮的传热过程包括：温度较低的软化水在急冷轮内高速度循环与急冷編进行热 呈的交换，温度较低的软化水与激冷線热交换后帯走聚酯熔体传给急冷辗的热量,使急 冷轮保持校低的温度。此循环过程主要是通过一个列管式的热交换器进行的，热交换器 的管外接入7-C-12-C的冷却水，高速度循环的软化水通过此热交换器后，冷却水将循 环水进行•冷却W循环水在热交换器的管内循环，为确保循环水的温度恒定均匀，在软 化水的循环过程中,装配一台辅助电加热器,当循环的冷却水的温度过低时•电加热器 就会门动开始工作，对循环水进行加热。在操作过程中应该注盘：如果循环的软化水和 激冷辗外套没仃接触紧密，使急冷轮内夹杂部分空气，则会造成循环软化水不能将聚酯 熔体的热虽:完全帯走，便急冷辗的温度不均。因此，在向急冷辗内灌入软化水时，必须 将循环系统的排气孔打开，彻底排除掉整个循环过程中的空气。

聚酣熔体在铸片过程中，温度极高的聚酣熔体F落到急冷轮的表而，因为急冷辗表 面温度很低且非常光滑,所以如果聚酯熔体没有外力作用力而自然落到急冷轮表面上, 聚酣熔体就会从急冷線的表而滑落»即便是勉强可以形成厚片，也会在聚酯熔体铸片的 形成过程中，会有空气夹杂在急冷轮和聚酯厚片之间，夹在其间的空气会阻碍急冷轮和 聚酯片材的热交换,使聚酯厚片没有得到良好的“急冷”,致便聚酯厚片结晶不良。而 且由于空气的存在，使聚補切片冷却不均，从而结晶不均，使聚酣厚片的质呈不均。所 以,在聚酯熔体的铸片过程中需要安装一台静电辅助铸片装過（图2-13静电附片装置 示怠图）。其工作原理为在进行聚酣熔体铸片时，在聚酣熔体的上方安装帯状电极，为 防止电极受到河染影响其工作效果，需用放帝盘和收带盘将带状电极进行更新。将帯状 电极通上7kV-9kV的直流电压，由于帶状电极通何高压电，其周闱的空气受到高压电 的作用就会被电离，形成电杲放电现彖，产生正离子和负离子，因为急冷辗是通过设备 连接接地的，所以大量的离子就会向急冷辗方向流动，离子流动的同时会将聚福通体非 常牢固地贴附到急冷線表而上。

图2-13静电阳片装置示意图

1.放带盘2.带状电极3.边部电极4.防护罩5.收带盘

2.6薄膜的纵向拉伸取向

PET薄膜的拉伸方式分为两种：同步拉伸和分步拉伸。目前,世界上绝大数生产厂

家使用分步女向拉伸的方式.分步拉伸由纵向拉伸〈MD）和横向拉伸（TD）组成。女

向拉伸PET轉膜主要采用以卜° 2种方式拉伸方式：1、纵向拉伸t•横向拉伸:2、纵向拉 伸T横向拉伸T纵向拉伸；因为单次拉伸方式生产成本较相对较低，生产过程简单易控， 所以现双向拉伸溥膜主要采用纵向拉伸T横向拉伸单次拉伸方式生产W

纵向拉伸工艺流程如图2J4所示，纵拉可分为预热区、拉伸区、定型冷却区。片材 经總筒加热后,在速度校低、温度较高的拉伸辗和速度较高、温度校低的冷却編之何, 利用轮筒的速度差一次性在纵向完成的拉伸，称为机点拉伸法

图2-1，1纵向拉伸流程

在PET溥膜的生产加工过程中，纵向拉伸设备的快速辐筒的速度（或者是生产线的 线速度）与慢速

線筒速度（或者是急冷轮的线速度）的比值称为“纵向拉伸比”。拉伸 比通常分为正常生产拉伸比和生产故障拉伸比，其大小是根抑:工艺要求來设定的。故障 拉伸比一股为低速时的拉伸比,正常生产拉伸比一般为高速时（即正常生产时的）的拉 伸比。它作为设定和控制的工艺参数,在一定程度上反映了材料的取向情况。通常.在 其他工艺条件不变的情况下,拉伸比加大，聚酯的分子取向加大，所得的PET薄膜的拉 伸强度提离，刚性提高。但是,PET薄膜在生产加工过程中，其纵向拉伸比的设定要合 适，如泉设定过低，不但会降低PET薄膜的拉伸強度等，还会出现薄膜纵向厚度公差波 动增大的问题，而如杲设定过高，则

PET薄膜在横向拉伸时便会破膜卩刃。

根据日常的生产工作经验,在聚酯溥膜生产加工时,预热温度和拉伸温度相对较低, 拉伸后迅速冷却,可以提髙聚酯薄脱的取向度（提高纵向拉伸强度、弹性篠虽等）、减 小聚酯紳膜的结晶度。拉伸温度不能设定过高,温度过高会导致解取向,如果是生产具 伯热封性能的特殊聚酣薄膜，则会造成粘辗。此外，各辍筒的横向温度分布必须均匀， 如果不均匀，将极大的影响聚酯薄膜横向厚度的均匀性及各物化性能横向的均匀性。因 此，纵向拉伸*線筒n勺温度设定要合适，并且横向分布耍均匀.在生产聚酣帝膜时”第 一根拉f卩辎即为加后一根预热棍，其温度也是M高的卩件拉伸辎的加后一根也的温度要 设定很低，便铸片温度迅速卜降，这是因为聚脂在拉伸时，是一个放热府过程，如果没 有及时将放出的热虽吸收掉,热虽会使铸片的温度升高,使聚酯蒔片的结晶度増大\"结 晶度增大会增加薄膜在横向拉伸时的破膜次数.另外，拉伸后急速冷却的另一个日的是 将分子取向固定,防止解取向。

2.7薄膜的横向拉伸取向

PET溥膜的横向拉伸是在横向拉伸机内完成的o经过纵向拉伸后的聚酯膜片进入横 向拉伸机后，在

横向拉伸烘箱（TDO）内需要经预热、拉伸、热处理、冷却四个阶段。 横向拉伸设冬如图2-15所示，横

向拉伸机主要有导轨和链夹构成.导轨为无端回转形 式，两侧各一条导轨。链夹装在导轨上，连接可灵活门由开合，在电机带动卜•同步运行. 聚酯片材经过纵向拉伸后，在横向拉f h机的入口，聚酯厚片的两侧被导轨上的链夹夹住, 片材首先被带到横向拉伸机的预热段进行预热，然后经拉伸段进行横向拉伸,此段的导 轨逐渐变宽,以实规对片材的横向拉伸。然后在热处理段进行热定型处理，最后在冷却 段松弛进一步冷却定型。

图2-15槪向拉伸示邃图

尽管PET 膜的拉伸加工过程是放热的过程，但在其被拉伸的同时，聚酯的粘度也随着 拉伸逐渐增大。而且，随着温度的升髙，PET硒膜的弹性模虽会逐渐降低，所以，拉伸 段的温度需要保持递增狀态。

在横向拉伸机内部，由于粒伸（最高温度约125C）、定型（最高温度245C）、冷 却（约65-0三个区域的温度差别很大闻,因此,在横向拉伸机定型区域的前后位置 需设置缓冲段.设置缓冲区后,可大大减轻其对相邻区域的影响。聚酯薄膜的横向拉伸 比（横拉机最宽段与入口段宽度大的比值）提高可以仃效改善薄膜横向厚度的均匀性， 同时会提髙聚酯薄膜的横向拉伸强度。但如果横向拉伸倍数过大,会造成拉伸断膜,尤 其是在Z前的纵向拉伸时拉伸比也校大时，提髙横向拉伸比会使溥膜的成膜率大大降 低。聚陆薄膜的热处理时间和横向拉伸比是由聚酩薄膜的用途决定的。生产热收缩型聚 酯薄膜时，应当加大横向拉伸比,降低热定型温度，减小松弛:a：生产耐温型聚酯薄膜 时，需要提高热定型温度，加大松弛圮：生产厚的或者拉伸轻度要求髙的聚酣薄膜时， 则需降低横向拉伸比;生产厚度均匀性要求高的聚酯薄膜时.则需要提高横向拉伸比0

在生产过程中，聚酣溥膜的横向拉伸比是迪过调节横向拉幅机Y$段的宽度实现的， 同时，聚酯薄膜定型时的所受到的狐力和在横向方向的松弛率也是通过调节横拉拉伸KL 的宽度实现的。由于拇指薄膜横向的拉伸比、松弛鱼等的变换,造成聚酯薄膜的横向热 收缩、拉伸强度、厚度一致性等发生变化。如果要生产高晶质的聚酯薄脱,横向拉伸机 的横向幅度调整设备必须是和常灵活且比确的-调整拉伸机横向宽幅的设备装在各段链 轨的两侧，其工作原理见图2-16.拉幅机的谨夹和左右导轨支持着调幅统杠。调整幅宽 时，人工转动手轮，

2-16 TDO洞幅装置原理图

1.拉幅机左导轨2.拉幅机右导轨3.调幅丝杠4.连轴节5.手轮

于•轮带动调幅统杠转动,调幅丝杠上竹螺母，螺母就会推动滑座,然后导轨就会在横向 方向进行移动。因为所有终杠的两侧都有对应的螺距相同、旋转方向相反的螺纹，所以 在调整幅寃时,丝杠两瑞的轨道就会反向同步移动。在于•轮处装有数7显示仪器，此仪 器可以准确的显示此段导轨的宽度。

聚酯溥膜生产线在长时何停机时.需要对横向拉幅机各段的宽度进行校准，并根据 所生产产品的工艺要求，对*段宽度进行调整。在刚开机生产以后，再根据聚酯池膜的 性能测试惜况，及时的对相应段的宽度进行微屋调整“巳横向拉伸机轨道宽度的设定方 法通常为TDO入L1处的链轨的宽度约为纵向拉伸后的铸片的宽度减去链夹夹持膜边的 宽度，预热段其他儿段的宽度逐渐略仃递堀：拉伸段的轨逍的宽度是逐渐增大的，增大 的幅度决定了横向拉伸的拉伸比：热定型段的纨逍的宽度一般会保持不变，为拉伸段最 后一段的宽度：冷却段的宽度会减少，H的是给聚酣薄膜一定的松弛量，降低薄膜横向 热收緬率。

聚酯薄膜在横向拉伸机中拉伸至最薄.是聚酯薄膜加工过程41最容易破膜的阶段, 所以需要侑性能极高的横拉设备.一台性能好的的横向拉伸设备需要具备的条件为：

稳定的传动系统：链条、轴承、联轴节、减速箱、马达等部件工作流畅，输送粘度 极高，高度保持同步。

稳定的加热系统：送风、排风、内循环风系统流程，温度控制仪器、冷却仪器、加 热仪器等丁作粘度奇，温度加热均匀、恋备：而且％段的加热时间要充足。

链夹运行平稳:在速度为100m/min-300m/min的速度卞,薄膜横向拉幅机可正常工 作冋。由于大多数厂家都是在一台拉伸机上生产多种聚輛膜,所以横拉机的链兴系统 需要能够承受非常大的拉力，链夹的链条能够无振动、非常平稳的运行.

稳定的轉膜张力控制系统:可防止粉尘、油河等聚酯轉膜。

2. 8薄膜后处理

溥膜从TDO出来后,进入牵引收卷段＜1^2-17薄膜牵引装置示意图）。薄

图2-17溥膜牵引装置示恿图

1.展平眾2.冷却辄3.测厚仪4.切刀5.导向馳6.压边馳7.臭氧排气罩8.电 晕卷9•断软检測器

膜牵引装置是描横向拉伸机之后，PET轉膜收卷机之前,湘膜所通过的所有设

备。牵引装過的作用是将经过双向拉伸的PET薄膜冷却、瑕平、后处理等。测厚仪在牵 弓I处对薄膜的纵、横I旬厚度进行测屋，将测览后的结果反馈处理后对厚度进行r 1动调整。 因为PET购膜从TDO出來后，两侧由于受链夹夹持的作用没倚拉伸，厚度极不均匀， 所以在牵引处需要切掉两个边，最后PET薄膜送入收卷机进行收卷，完成成型加工的过 程。钢芯上收取的PET薄膜为半成抽，操作人员会根撫客户需求进行分切成小卷发给客 户。

聚酯溥膜的表而张力为0.4kN -0.42kN,在大部分卞游客户的产品用途上，不需要 经过额外的处理就可以直接进行后加工12叫对于对表而力要求较高的产品,在拉伸之. 后的牵引区还需要对聚酯薄膜进行电毎处理•电杲处理Z后的聚酯时膜的表Ifli娠力可达 到0.54kN,甚至更高。电晕处理是在电呆編和电极Z间，利用高频发生器形成高压电场。 逸出的电子在电极的作用卜加速、碰撞.•激发空气分子产生发射光子，将空气电离和分 解，形成氧化氮和臭氧。与此同时\"聚酯薄膜的表面收到电子和离子的冲击,聚酯薄膜 表面的分子谜斷裂，产生自由基，自由基与空气电离和分解的氧化物反应，极性基团便 会在聚酯薄膜表而产生,于是糜酯轉膜的表而彼激活\"部分离子注入薄膜,使聚酯薄膜 表面粗化，因而提高了聚酯薄膜的表面张力,更有利于聚酯薄膜的粘合能力和印刷性能. 电呆处理设备是由艸部分组成，即电尿处理轮、电极、高压发生器和排气罩。电杲轮是 用耐高压、耐臭氧、耐高温的硅橡胶制成的。当聚酣薄膜生产线正常工作时，电极在气 缸的作用下靠近薄膜，同时压規与轉膜接触。当不需电晕或出现断膜等故障时,压規和 电极就就会被打开,离开薄膜。电晕处理的强度,与电晕轮和电极之间的距离及电晕功 率的大小有关，电呆線与电极Z间的距离越小，电晕效果越强：电极的功率越低，电呆 效果越建•如果电晕總与聚醋薄膜贴附不紧,之问有空气,则聚酯薄膜便会被击穿,便 聚酯溥膜的另一而也彼电晕处理：当电极表而脏，或电呆轮表面破碎、有灰尘等，会减 弱对聚酣薄膜的处理效果。

双向拉伸聚酯荊膜的生产线是连续式生产线，当在工作的一个钢芯-卷膜册膜后，不 允许停机后更换钢芯。所以，需要设置两个収卷工位在收卷机上，使其门动换卷。当聚 酣溥膜収卷到设定的长度后，设备上的计米器就会发出相应的仿息，设备在收到信息后, 收卷机的接触轮就会回退，仃动转塔旋转180。,缠绕有聚酯溥膜的卷轴转出來以后,新 转进去的卷芯便会n动加速至聚楠生产线相同的速度，原來聚酣溥膜收卷位置就会彼空 卷芯収代。然后，广I动切刀将聚弗蒲膜切断，聚福蒲膜便会则附到新的卷芯上，生产线 一直保持速度不变，钢芯继续进行收卷。收卷机的驱动系统包括换收卷轴和换工位的驱 动。换工位驱动电机为交流电机,换卷时，収卷站根据其收卷长度的信号或人工的指令 进行门动翻转。薄膜收卷轴的传动电机安装在固定的机座上，通过减速箱、齿形皮带与 收卷轴相连。生产线使用n动切割换卷法。切割时刀具被传动系统带动，在导向器上横 向移动。切刀运动快速，呈一定角度完成切割。切断后的母卷轴在制动装置作用卜•，能 够快速停止运动。

2.9分切

母卷从牵引收卷机卸卜來以后，因为PET薄膜的长度、宽度、収卷喷虽等远达不到 客户使用的要求。所以，PET薄膜在出厂以前，经过性能指标检测合格后，还要将英分 切，根期客户的不同需求分切成不同的小卷，于是就需要倚一台能够完成此工作的分切 机（图2-18溥膜分切装置示意图）。分切的过程是先将母卷用行车吊到分卷机的放卷臂 上，然后将PET薄膜穿过分切机的放卷张力控制辍、导向辗、展平鵜在収卷牵引編的 拉伸的作用卞,用切刀将PET薄膜分切成多段较窄的薄膜,最后穿过接傩辗,卷到主动 收卷芯上。分切机起动后，切割是连续进行•的。分切机经过门动定刀后.按照已经设定 的怅压力等参数，『I动完成PET薄膜的分切。

图2-卅薄唳分切装代加总图

1 •放卷技迓2•张力控制権3.导向辐4.弓形展平抿S.刀辐怙

6.按他辐7.收卷恃&边唳收卷忖

聚酯薄膜产晶的质虽，除了与其物化性能、电气性能有关外,还与聚酯薄膜的収卷 效果何关，如分切的规格是否合适、収卷是否何皱、是否伯放射性、是否有分切压痕等。 以上所描述的问题，都是与分切的工艺设定等何关。所以\"分切过程也是影响聚酯薄膜 产品品质很重要的环节心宀。

在整个分切机的入LI处即为分切机的放卷装置，它是将受液压驱动的单•臂，放置在一个 可以横向來回移动的底座上。放卷装置两侧称之为放卷臂.两个放卷骨上个装何一个E 头,两个F头将卷芯紧并報动旋转。放卷轴丙端都是主传动，F头用伺服马达驱动。张 力控制線上的传感器控制匸头的驱动速度，可以控制聚酯则膜的放卷、収卷线速度保持 不变。

如果要达到稳定、匀速分切的效果，由于分切机速度不变，而放卷直径逐渐减小, 所以放港的转速就要逐渐降低，并保持一定的放卷张力。为实现以上要求，需要在放卷 之.后安裝狐力控制辍，此张力控制轮采用的是用压力式。压力式胀力控制方式具何较高 的准确性和粘度，它是利用册膜传给編的压力直接控制放卷的转速。分切机的放卷壁上 装有摆动系统,此系统可有效防止聚酯轉膜因厚度累计而造成的产品成品的凹凸现象 ,261通过调节分切机放卷臂上摆动的光电检测器，可以控制分切机摆动的大小。分切机 的放卷壁进行横向左右摆动的大小，是根抑:聚補溥膜的収卷状况及母卷的収卷质量等设 定的。

分切机的导向辘是起到引导聚酯薄膜走向的作用，导向辗为橡胶線，位于分切机的 上部。分切机各轮的线速度是保持一直的，膜在所有轮Z间保持怅紧状态，分切机的所 佰导向探端部都装何电磁离合器.驱动轮一貝停止转动时.导線端部的离合器就会制动 导向無，使导维迅速停止转动。

另外，在分切机的操作侧，为方便在分切机没侑膜的状态卜•穿膜生产，需觀置一套 可门动穿膜的装置。此装迓是由链条、张紧系统、齿轮等组成。穿膜时，将放置在放卷 臂上的母卷的表层薄膜绑到链条的链条几上，链条在电机的帶动卜开始运行，运行的路 线即为薄膜正常生产时的运行路线，薄膜就会在链条的帶动下穿过分切机的各轮筒。

弓形展平總也是一根橡胶辗.它的作用是将聚酯薄膜展平•便于分切。弓形展平線 的轴芯呈弓形,弓形轴芯上套有许多可滚动的轴承,这些滚动轴承轴向对称、间距相等、 尺寸相同。运行时弓形辗芯轴是保持固定不动的，利用传动皮带驱动，橡胶外套旋转， 并与聚酯薄膜的横向接触，因为弓形辗有一定的倾斜度，所以其与薄膜的接触也是倾斜 的，倾斜的角度可以根据分切匸艺的要求进行人工调整的。这种弓形報调节方便,对薄 膜的展平效果好，工艺适用范围广。

刀槽辗是一条金屈鵜 它是由很多套宽5mm,深为2mm的环椚构成的。刀槽線的 上方何--根横梁，横梁上装仔24个可以櫛向移动的切刀壁，切刀壁上装有切刀。每个 切刀坚都是由一个电机带动，正常匚作时，切刀进入刀槽内，更换切刀或不需切膜时， 切刀则离开刀槽。在需要分切聚酣薄膜时，首先要依据客户给定的分切规格，设定每个 所需分切的工位的间距，生产线采用手工调节或门动调节，将切刀逐一准确的调到正确 的位置。分切机运转时,利用刀盒上的排气软管,及时将砕屑和粉尘等杂质吸走,提高 产品洁净度的同时，也对切刀的冷却有帮助作用【可.

接触辗非分切机fl身带的線•它的直径为20cm左右\"长度根据分切的宽度从8(H)n】n】 到2000mm,接触辍为从动轮，为钢芯表层包稷橡胶。接触辗的作用为将聚酯时膜间的 空气排到,使薄膜収卷平整。每根接触辐由两个收卷臂在两侧，收卷臂的作用为支撑接 触總，同时给叹卷轴承提供动力.収卷臂在分切机底座的转轴上,可根据分切机分切的 宽度横向灵活移动，但一貝收卷臂确定好位置后，则需将收卷臂固定到底座上。分切机 在工作时\"分切机根据人兀设定的参数门动控制収卷的张压力。一般情况F. HX卷的压 力保持不变，而衣卷的涨力随着収卷直径(19增大而逐渐减小閃.分切机转轴的作用将分 切収卷后的小卷放到卸卷小车上。在拆卸分切后的小卷时，掰开收卷臂上的于柄，就可 以打开卡住管芯的存头,使成晶小

卷卸卜。收卷所用的卷芯根据产晶的档次使用玻璃钢 纤维材质或纸质，李勇气胀式对管芯进行夹紧。分切机收卷臂上存匸艺参数的设定和控 制都是通过计算机实现「I动控制的。由于聚陥薄膜边部存在不整齐、厚度不均匀等问題, 所以需要将边部单独切掉，不能作为成晶发给客户。