铸片系统主要包括模头.doc

铸片系统主要包括模头、急冷辊和铸片贴附装置等。1 模头：是流延铸片的关键，它直接决定铸片的外形和厚度的均匀性。PET常采用衣架型长缝模头，模头开度通过若干个带有加热线圈的推/拉式差动螺栓进行初调，并通过在线测厚仪的自动测厚、反馈给模头的加热螺栓进行模唇开度的微调。模头温度控制在275左右。2 急冷辊（铸片辊、俗称冷鼓）：是将流出模头呈粘流态的PET熔体在匀速转动的急冷辊上快速冷却至其玻璃化温度以下而形成玻璃态的厚度均匀的铸片。急冷的目的是使厚片成无定型结构，尽量减少其结晶，以免对下道拉伸工序产生不良影响。为此，对铸片辊要求：一是其表面温度要均匀、冷却效果要好；二是要求急冷辊转速均匀而稳定。铸片辊内通30左右的冷却水，以保证铸片冷至60以下。3 静电吸附装置：其作用是使铸片与急冷辊能紧密接触，防止急冷辊转动时卷入空气，以保证传热冷却效果。静电吸附装置由金属丝电极、高压发生器及电极收放力矩电机等组成。其工作原理是利用高压发生器产生的数千伏的直流电压，使电极丝、铸片辊分别变成负极和正极（铸片辊接地），铸片在此高压静电场中因静电感应而带上与铸片辊极性相反的静电荷，在异性相吸的作用下，铸片与急冷辊表面紧密吸附在一起，达到排除空气和良好传热的目的。对非极性高聚物如PP，采用静电吸附的效果不及具有极性的PET，故BOPP双拉生产线铸片时，通常采用气刀法贴附塑料薄膜双向拉伸技术与发展方向(下)纵向拉伸（MDO）纵向拉伸是将来自铸片机的厚片在加热状态下进行一定倍数的纵向拉伸。纵向拉伸机由预热辊、拉伸辊、冷却辊、张力辊和橡胶压辊、红外加热管、加热机组及驱动装置等组成。预热辊：一般有8只，辊筒表面镀铬，一字形排列，温度 60-80。拉伸辊：如是单点拉伸，有一只慢拉辊、一只快拉辊，表面镀铬。慢拉辊温度80-85，快拉辊温度30。冷却辊：一般有4只，辊筒表面镀铬，一字形排列，温度30、50。张力辊：二只，分别位于第一个予热辊和第四个冷却辊的上方。纵拉比：一般在3-3.5倍，它是通过慢拉辊与快拉辊之间的速度差而产生的。横向拉伸（TDO）横向拉伸机结构比较复杂，它由烘箱、链夹和导轨、静压箱、链条张紧器、导轨宽度调节装置、开闭夹器、热风循环系统、润滑系统及EPC等组成。横拉机构有进膜、预热、拉幅、缓冲、定型和冷却等功能段。横拉机的作用是将经过纵向拉伸的薄膜在横拉机内分别通过预热、拉幅、热定型和冷却而完成薄膜的双向拉伸。横向拉伸的主要工艺参数有：拉伸温度：因经过纵向拉伸的薄膜已有一定的结晶取向度，故横向拉伸温度要比纵拉高15-25，具体温度取决于薄膜的厚度和拉伸速度。拉伸倍数：对于平衡膜，横向拉伸倍数与纵向拉伸倍数基本相同或接近；对于强化膜，纵向拉伸倍数要大于横向拉伸倍数。热定型温度与时间：在生产非收缩性薄膜时，横向拉伸后必须进行热定型处理，目的是完善其结晶取向过程，消除内应力，增加尺寸稳定性。热定型温度应选择PET结晶速率最大的温度段，即190-210，热定型时间约需3-6秒。冷却温度：热定型后的PET薄膜还要进行热松弛处理，最后进入冷却段风冷至100以下。牵引收卷与分切本工序由若干个牵引导向辊、冷却辊、展平辊、张力辊、跟踪辊及切边装置、测厚仪和电晕处理机等组成。测厚仪是测量与调节薄膜厚度的重要设备，它不仅有显示薄膜厚度的功能，而且还具有自动反馈控制薄膜厚度的功能。反馈控制包括：控制模头膨胀螺栓的加热功率或温度，调节薄膜的横向厚度；控制计量泵或铸片辊的转速，调节薄膜的纵向厚度。在线测厚仪有多种：如测厚仪器、X射线测厚仪、红外线测厚仪等，因近红外测厚无环境污染、对人体无伤害，目前应用比较普遍。电晕处理机的工作原理是通过在电极上施加高频高压电流，使电极产生电晕放电，气体电离产生高能离子，在强电场作用下冲击塑料薄膜表面，使薄膜表面活化，以增加薄膜的表面湿张力。例如PET在未处理前的表面湿张力为40-42达因/厘米，经过电晕处理的表面湿张力可达50-55达因/厘米，这样就可大大提高印刷油墨或真空镀铝层对PET表面的附着力。特别的BOPP和PE膜，因是非极性聚合物，如不经电晕表面处理，根本无法进行印刷或镀铝。薄膜收卷：薄膜通过张力控制辊、展平辊、跟踪辊，最后完成收卷工作。收卷张力的控制包括张力的设定、张力衰减及张力补偿等，对薄膜收卷的质量影响很大。分切机：从收卷机卸下的大膜卷，根据产品标准或用户的要求须在分切机上切成一定的规格，然后经过检验、包装即为成品。分切机的工艺参数主要是收、放卷张力，橡胶压辊结构及其压力，分切速度包括初始升速等的控制。双向拉伸的发展方向近几年，中国双向拉伸生产线发展很快，各种塑料薄膜大小双拉生产线已有近百条，但大部分是从国外引进的。国外薄膜双拉生产线供应商主要有Brckner、DMT、DORNIER、MITSUBIHI等。目前，国内薄膜双拉生产线也在崛起，也有几家可以自主设计、制造薄膜双拉生产线，但生产线规模和技术水平还有一定的差距。1- 提高油墨附着力的电晕处理基础知识 -提高油墨附着力的电晕处理基础知识 电晕处理是广泛用于对塑料、纸张及金属箔作表面处理以改进油墨、油漆、连接剂及涂料的附着力。它被广泛采用的原因是效果好、能控制及便于掌握。尤其是因为电晕处理设备的效率及作用不断改进，与高产的加工设备保持着同步并进。 一、可湿性与附着力 电晕处理是改变不少非吸收性基材表面特性的一种有效手段，能使油墨有更好的湿润及附着性能，即所谓可湿性，这就是诸如油墨、底胶、涂料等对塑料、纸张或金属箔附着的基础。可湿性决定一种液体在一种固体表面上的展延性。水滴在亲水性表面就展延成一薄水层，而在亲油性表面却形成小水滴。水滴外表层的切线与固体表面间所形成的接触角（夹角），即表示该表面润湿性能的强弱，接触角越大，润湿性能越差。 润湿性视化学组成及表面结构而异。对塑料进行印刷或烫箔时，塑料表面的可湿性必须比油墨或箔的可湿性高，否则其展延、转移及附着均会发生困难。几种聚合物的表面性能大致如下： 聚乙烯（PE）31-33mN/m 聚丙烯（PP）29-30mN/m 涤纶聚酯（PET）41-42mN/m 通常用作油墨溶剂的表面能为：乙醇22mN/m、醋酸乙酯24mN/m，而水为72mN/m，就难以湿润塑料，所以水基油墨一般不用来印塑料。 塑料是一种复合物质，含一种或多种聚合物及多种添加剂，如填充料、抗氧化剂、润滑剂、抗静电剂、颜料等。虽然塑料的主体聚合物的化学结构（基团）决定油墨或底胶的可湿性和附着力，但其添加剂会从塑料内部向表面迁移，而影响塑料的表面能。所以，塑料存放的时间越长，或某些添加剂的含量（如润滑剂）越高时，其表面能的变化也越大。故塑料在印刷前还需对其表面能进行测试，并作电晕处理，以免发生转移或附着力不足的问题。一般来说，20-40千赫的中频处理大多就可以了。特殊处理（如复杂的产品）则可采用特定的电极进行处理。 UV油墨比溶剂性油墨要求塑料薄膜有更高的表面能，水基油墨系统含醇量高的也要求较高的表面能力，而且要求在狭的范围内，才能有好的附着力。 以不同类型油墨印聚乙烯时，要求聚乙烯的表面能不低于如下： 溶剂型油墨38-42mN/m UV油墨42-46mN/m 水溶性墨42-48mN/m 水基墨38-42mN/m 对聚乙烯上涂料时，要求聚乙烯的表面能不低于如下： 溶剂型胶38-42mN/m UV涂料42-46mN/m 乳剂42-48mN/m 无溶剂胶粘剂44-48mN/m 二、可湿性和附着力的测试 在工业性实践中，聚合物表面能的测定是通过测试油墨按照DINISO8296或ASTMD2578-99a来进行的。 按DINISO8296法，是以已知不同表面能的墨在拟测的薄膜上刷上约100mm长的墨条，并观察其90%以上的墨条边在2秒钟内是否发生收缩并形成墨滴，如有，则换低一级表面能的墨再刷墨条，进行同样的观察，直至不收缩和出现墨滴，此测试墨的表面能即相对应为该薄膜的表面能。此种方法是测试表面能中间数值的方法，小出入不计。 按ASTMD2578-99a方法是以棉絮垫蘸测试墨涂出约2525mm的方块，参照上述相同的方法进行观察，测得的是薄膜的最低表面能数值。此种测试方法由于墨层厚薄均匀度难以掌握，其准确性不及DINISO8296法，DINISO8296的误差大约在1mN/m范围内，而ASTMD2578-99a的误差大约在2mN/m。所以在工业实践中，多采用DINISO8296法，且更简易、快速。（在我国有国家标准GB10003-88对电晕处理效果测试方法的规定，供参照。译注） 但不论采用哪种方法，均可用同一种Softal测试墨，有30到72mN/m二十一种表面能级的测试墨（每种相差2mN/m）。达因试笔（38mN/m）可以用作电晕处理后表面能的一种快速测试工具，但不适合作为已印好或涂布好表面的系统测试。当测试笔在电晕处理过的表面划出一条线，如果是连续成线的，说明该材料表面能不低于38mN/m，如断断续续不连成线，说明该材料表面能不到38mN/m，处理不足或甚至未处理，不符合印刷加工要求。 作者：爱因斯坦实验室2007-2-24 23:46 回复此发言 2- 提高油墨附着力的电晕处理基础知识 如果塑料薄膜内含大量添加剂或覆有涂膜，用以上测试墨或测试液测试时，往往会发生化学反应，影响准确性。在这种情况下，宜以蒸馏水作接触角测试。 对漆料、涂料、油墨等的附着力作快速测定，可按照ASTMD3359-97作胶带粘拉测试。 三、电晕处理 电晕处理器由电极、高电位器及走卷导辊组成，当电压超过1-2mm的空气间隙的电离电阻时，就会产生连续放电，由于导辊上的电介质使放电获得均一的分散。电极装在罩室内，以防接触。为了降温及排除所产生的臭氧，用排气风扇把电晕处理器附近的空气往外吹散。但为了不让臭氧向外排放，还须让排气先通过一个空气净化器。 电晕处理增加基材的附着性能是通过下列机理的： 移除表面上被吸收的原子和分子。 促进原子的接触，增进湿润。 增进表面能，调节极性。 创造能起化学反应的原子基或功能团。 电晕处理对塑料表面所产生的物理及化学影响是复杂的，其效果主要通过三方面来控制：1、特定的电极系统，2、导辊上的电介质，3、特定的电极功率。 至于走卷速度、卷的宽度及塑料种类的变化，只需调节电机功率，有的是自动控制的，其效果的重复性有保证。 电晕处理的作用在于： 1、从电极上释出的电子受高压的加速而冲向走卷。 2、电子与空气分子相撞击产生部分臭氧及氧化氮。 3、电子与塑料膜（例如聚乙烯）撞击后，使碳氢链或碳碳链断裂。 4、受电晕影响的空气与这些自由基发生反应，主要是氧化。 5、羟基、酮基、醚基、碳酸基、酯均是极性基团，是油墨附着的基础。 由于不同的化学结构有不同的原子键，所以对塑料电晕处理的效果也视塑料的化学结构而异。不同的塑料需要进行不同强度的电晕处理。已证实：BOPP薄膜在生产后还会发生结构状态的变化，在几天内，聚合物由无定形变化成晶体形，从而影响电晕处理的效果。 经过电晕处理后，塑料表面层的交联结构比其内层的交联结构减少，因此其表面层的功能团有较高的移动性。所以，在储存中，不少塑料出现电晕处理效果的衰退，添加剂由内部向表面迁移，也是使表面能下降，影响附着力的因素，这种负面影响无法完全抑制。 实际上相对湿度也会影响电晕处理的效果，湿度是去极化剂，但一般来说由于影响并不严重，往往在测试误差范围之内，被忽略不计。如果采用连机电晕处理，则更可不必考虑。 要把塑料表面处理达到一定的表面能，就需要把电晕处理的量（D）达到一定数值，其公式是：D=P（CBV） D=电晕处理量P=电动机功率（瓦）CB=电晕处理宽度（米） V=走卷速度（米/分） 举例：有一塑料薄膜印刷商要以350米/分的速度进行1600mm宽的薄膜印刷，有PET、LDPE、PP共聚体及PP均聚体等不同塑料膜。在开印前，这些薄膜的表面能均须处理达到45mN/m以上，根据电晕处理经验，知道上述各种薄膜的电晕处理量大致要达到： PET5.0（由42达到45mN/m） LDPE7.5（由38达到45mN/m） PP共聚体12.5（由40达到45mN/m） PP均聚体25.0（由39达到45mN/m） 那么其电晕处理的功率（P）也就可以根据P=DCBV计算出来，其中PP均聚体的功率要求最高为251.6m350米/分=14000瓦 而PP共聚体为7000W，LDPE为4200W，PET为2800W。 一般情况来说，电晕处理器是按照要求最高的功率设定，对于要求低些的薄膜，把功率调低来处理。 电晕处理的效果与电极的设计有较大关系。多片电极的效果最好（如Softal公司的专利），这一系统的特点是电晕处理的能力是通过平行成排的电极片播散出来的。在热膨胀的情况下，电极片可以在不改变极片间隙的情况下移动。另一优点是：由于放电的均一性，可避免长持续的放电通道。据对比，多片电极比一般金属电极（如单片电极或U型电极）的效果，可能要高出5到10mN/m。而且处理后的塑料在储存一个月后，其表面能的衰减情况前者却反而比后者弱。（根据亚洲柔印及凹印2002.2及2003.1）电晕处理技术 电晕处理是一种电击处理，它使承印物的表面具有更高的附着性。其原理是利用高频率高电压在被处理的塑料表面电晕放电(高频交流电压高达5000-15000Vm2)，而产生低温等离子体，使塑料表面产生游离基反应而使聚合物发牛交联表面变粗糙并增加其对极性溶剂的润湿忆-这些离子体由电击和渗透进入被印体的表面破坏其分子结构，进而将被处理的表面分子氧化和极化，离子电击侵蚀表面，以致增加承印物表面的附着能力。 电晕处理对塑料表面所产生的物理及化学影响是复杂的，其效果主要通过三方面来控制：特定的电极系统，导辊上的物介质，特定的电极功率。 由于不同的化学结构有不同的原子键，所以对塑料电晕处理的效果也视塑料的化学结构而异。不同的塑料需要进行不同强度的电晕处理。实践证明：BOPP薄膜在生产后还会发生结构状态的变化，在几天内，聚合物由无定形变化成晶体形，从而影响电晕处理的效果。 经过电晕处理后，塑料表面层的交联结构比其内层的交联结构减少，因此其表面层的功能团有较高的移动性。所以，在储存中，不少塑料出现电晕处理效果的衰退，添加剂由内部向表面迁移，也是使表面能下降，影响附着力的因素，这种负面影响无法完全抑制。 实际上相对湿度也会影响电晕处理的效果，湿度是去极化剂，但一般来说由于影响并不严重，往往在测试误差范围之内，被忽略不计。如果采用连机电晕处理，则更可不必考虑。 电晕处理的日的是为