專利名稱：用于生產(chǎn)定向切膜帶的方法和裝置的制作方法
用于生產(chǎn)定向切膜帶的方法和裝置
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)定向切膜帶的方法、用于完成該方法的 裝置以及通過該方法獲得的產(chǎn)品。
切膜帶，也稱作薄膜帶(film band )、條(strip )、切膜帶(slit film tape )、酒椰帶(raffia tape )、扁絲(tape yarn )。
而單軸定向帶 (mono-axially oriented tape )凈皮定義為具有高的寬度-厚度比率的單向 定向熱塑性產(chǎn)品。
由聚烯烴例如聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)和線性低密 度聚乙烯(LLDPE)以及其他類似的聚合物材料制成的切膜帶，廣為 人知并有多種應(yīng)用。主要的應(yīng)用范圍包括編織袋、大的工業(yè)麻布袋和 包裝袋、土地織物(geo-textiles )、繩索和細(xì)繩以及各種工業(yè)織物。
切膜帶可由擠壓澆注(cast)的平的或管狀的(吹塑)薄膜制成。 對(duì)于某些類型的薄切膜帶絲，吹塑薄膜是最好的。大多數(shù)切膜帶由擠 塑薄膜(cast films)制成。通常，切膜帶是這樣形成的切開擠出的 薄膜片材，接著用兩種公知工藝(將單捆的切膜一起拉伸或者在幾組/ 捆的條中單獨(dú)拉伸)中的 一種將其拉伸。
多級(jí)拉伸的實(shí)例可以參見文獻(xiàn)US4,113,935 ，其涉及用于生產(chǎn)低收 縮薄膜帶的工藝。在該方法中，在切膜帶中所需的定向通過一系列具 有漸增的速度和漸增的溫度的滾筒實(shí)現(xiàn)。在已經(jīng)將切膜帶在機(jī)器方向 上拉伸之后，切膜帶會(huì)在一組加熱滾筒上被再加熱，并且在一組冷卻 滾筒上冷卻，以減少剩余收縮。文獻(xiàn)US4，113,935中的多級(jí)拉伸工藝 很少使用，盡管如此，其主要用于低收縮率切膜帶。大多數(shù)切膜帶通 過單級(jí)拉伸制成。
使用多捆切膜帶的方法和設(shè)備可以參見WO 2006/037571。按照這 種方法，在拉拔(draw)工藝之前，將這組切膜帶(條)分為幾個(gè)切 膜帶的子組，然后分別對(duì)該子組進(jìn)行高速拉拔。然而，這種方法需要 新的昂貴的設(shè)備。
上述方法不應(yīng)與采用傳統(tǒng)的較低成本的設(shè)備、將所有切膜帶一起 作為單個(gè)組進(jìn)行拉伸的工藝相混淆。
現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)單級(jí)制造設(shè)備和方法包括以下如

圖1所示的工
藝
通常，熔融的聚烯烴通過適當(dāng)?shù)臄D出模具擠壓以形成所需厚度的 片材，該片材由如同水淬或冷鑄鐵滾筒的設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)乩鋮s。然后， 基本上無定形的片材在張力下傳送至適當(dāng)?shù)那懈钤O(shè)備，以被切割為薄 膜帶。切膜帶通過在加熱的狀態(tài)下在縱向上拉拔而被單軸地定向，以 得到可以根據(jù)定向比(有時(shí)也稱為拉拔或拉伸比)定義的切膜帶。
因此，現(xiàn)有技術(shù)提供的方法包括 >通過模具擠壓出熔融聚合物；
>在冷卻設(shè)備中對(duì)該熔融聚合物同時(shí)進(jìn)行淬火(quench)和熔化
拉拔(melt-drawing),以形成薄膜片材； >將該薄膜片材切割為多個(gè)較窄的切膜帶； >通過使切膜帶穿過溫度僅低于切膜帶的軟化溫度的加熱介質(zhì)
而在高溫下拉伸； >對(duì)定向切膜帶進(jìn)行退火和冷卻； >纏繞切膜帶。
由于聚合物、技術(shù)以及市場(chǎng)需求的提高，因而切膜帶拉伸生產(chǎn)線 的處理速度一直在提高。五十年前，最高的操作速度約為240m/min， 然而根據(jù)材料處方(聚合物和添加劑)以及最終產(chǎn)品(即切膜帶)的 規(guī)范，如今用于處理切膜帶的傳統(tǒng)設(shè)備可以在高達(dá)450m/min的速度 工作。
在拉拔或拉伸工藝過程中，未拉伸的切膜帶通過干烤箱加熱至僅 低于軟化溫度的溫度。隨著處理速度的提高，為了提高停留時(shí)間 (residential time )，干烤箱的長度也>^人約4米增加至約6米。然而， 干烤箱的長度受到實(shí)際限制，這取決于烤箱中不受支撐的切膜帶長度 的處理。因此，現(xiàn)有技術(shù)方法的基本方法學(xué)是遵循于在高溫下進(jìn)行單 級(jí)或多級(jí)拉伸的工藝，并且受限于在450m/min的最高速度下操作，
當(dāng)處理速度提高至超過450m/min時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致多種缺點(diǎn)。
此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的是，當(dāng)處理速度提高時(shí)，在拉伸過 程中單個(gè)切膜帶斷裂的傾向增加。切膜帶通常"穿"(thread)回，該 工藝一直繼續(xù)而不會(huì)產(chǎn)生大的中斷，但在可以由操作員穿回之前的斷 裂的切膜帶變?yōu)閺U料，并且因此降低了機(jī)器效率并產(chǎn)生了無用的廢料。 在高于450m/min的情況下，單個(gè)切膜帶斷裂的傾向增加超過可 接受的限制，有時(shí)導(dǎo)致操作的完全停工并造成生產(chǎn)損失以及增加浪費(fèi)。 現(xiàn)有技術(shù)的方法的另 一缺點(diǎn)在于，在更高的速度和可用總拉伸率 時(shí)，頸縮的開始或所謂的"幾 <可4立伸4刀始"(geometrical stretch initiation)逐漸地漂移回溫度低于所需4立伸溫度的千烤箱外部。這導(dǎo) 致未受控制的"冷拉伸"，并且除了如上所述的斷裂之外，還導(dǎo)致聚合 物分子鏈的不充分定向以及力學(xué)性能(例如切膜帶的堅(jiān)韌性、延伸率 和其他相關(guān)的質(zhì)量參數(shù))下降。
因此，需要這樣一種加工切膜帶的方法，其在當(dāng)前的正常處理速 度下提高加工穩(wěn)定性，并允許處理速度超過450m/min (例如高達(dá) 750m/min)而不帶來任何缺點(diǎn)。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于，提供一種使用傳統(tǒng)且較低成本的設(shè)備加 工在 一 起作為 一 組的切膜帶的方法。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種用降低的帶斷裂率衡量的提高 了加工穩(wěn)定性的加工切膜帶的方法。
本發(fā)明的還一目的在于，提供一種允許加工速度超過450m/min， 比如達(dá)到750m/min的力卩工切膜帶的方法。
本發(fā)明的又一目的在于，提供一種改進(jìn)的切膜帶加工設(shè)備，所述 設(shè)備與現(xiàn)存的并且廣泛應(yīng)用的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備沒有根本上的不同，因 此能夠以合理的成本制造。
本發(fā)明的目的是由根據(jù)所附權(quán)利要求的方法和設(shè)備實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明涉及用于加工切膜帶的方法，并包括以下步驟
>從模具擠出熔融聚合物；
>在冷卻設(shè)備中對(duì)所述熔融聚合物同時(shí)進(jìn)行淬火和熔化拉拔，以
形成薄膜片材； >將所述原始的薄膜片材切割為多個(gè)較窄的切膜帶； >通過將所述切膜帶穿過溫度僅低于所述切膜帶的軟化溫度的
加熱介質(zhì)而在高溫下進(jìn)行拉伸； >對(duì)所述定向的切膜帶進(jìn)行退火和冷卻； >纏繞所述切膜帶；
其特征在于，在所述拉伸步驟之前，所述方法具有預(yù)拉伸級(jí)，即， 使所述切膜帶穿過一組以給定速度轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐滾筒以及一組速度高于 所述支撐滾筒速度的預(yù)拉伸滾筒，其中所述一組支撐滾筒中的至少一 個(gè)滾筒被加熱，而所述一組預(yù)拉伸滾筒中的至少一個(gè)滾筒被冷卻。
相比于公知的標(biāo)準(zhǔn)工藝和設(shè)備，所述新工藝和設(shè)備的貢獻(xiàn)在于 提高了切膜帶的加工穩(wěn)定性以及加工速度，而至今為止用傳統(tǒng)的設(shè)備 還未獲得所述改進(jìn)。
根據(jù)本發(fā)明，所述一組支撐滾筒中的至少一個(gè)滾筒在高達(dá)85°C 的溫度中加熱，優(yōu)選為高達(dá)70。C，并且所述一組預(yù)拉伸滾筒中的至少 一個(gè)滾筒的溫度冷卻至15°C至45°C,優(yōu)選為20°C至40°C。
根據(jù)本發(fā)明，預(yù)拉伸率為總拉伸率的20%至80%，優(yōu)選為35%至 70%，并且所述總拉伸率為3至12，優(yōu)選為4至8。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，處理速度大于425m/min且優(yōu)選為大于 600m/min。相比于/>知的標(biāo)準(zhǔn)配置，所述新配置的貢獻(xiàn)在于提高了 至今為止還未實(shí)現(xiàn)的切膜帶的加工速度。通過本發(fā)明的方法，能夠以 大于425m/min的速度加工切膜帶，除了其它的優(yōu)點(diǎn)之外，還能夠提 高生產(chǎn)速度并有助于節(jié)約成本。
本發(fā)明還涉及用于實(shí)現(xiàn)上述方法的設(shè)備。所述設(shè)備包括以下部件 具有模具的擠出機(jī)、冷卻設(shè)備、薄膜切割器單元、支撐單元、加熱設(shè) 備以及用于拉伸和退火的單元；其中所述支撐單元包括用于被加熱的 支撐滾筒。此外，所述設(shè)備在所述支撐單元和所述加熱設(shè)備之間還包 括預(yù)拉伸單元，所述預(yù)拉伸單元由用于被冷卻的預(yù)拉伸滾筒組成。
所述冷卻設(shè)備為包括淬火滾筒的水槽；作為一種替換，所述冷卻 設(shè)備為冷鑄鐵滾筒。
在給定的一組參數(shù)(聚烯烴的類型和等級(jí)、切膜帶的特性以及高
達(dá)450m/min的速度)的情況下，與標(biāo)準(zhǔn)的工藝和設(shè)備相比，本發(fā)明 的設(shè)備及其操作方法能達(dá)到更好的工藝穩(wěn)定性以及切膜帶更好的力學(xué) 性能，并且允許處理速度超過450m/min，優(yōu)選為600m/min。
優(yōu)選地，本發(fā)明的方法適用于聚烯爛材料，如聚丙烯(PP)、高 密度聚乙烯(HDPE)和線性低密度聚乙烯(LLDPE)以及其它類似 的聚合物材料。
這種材料可作為"原始聚合物"使用，或者混合有添加劑，如抗 纖化劑、紫外穩(wěn)定劑、顏色母料、循環(huán)的聚合物等。
定義
除非另有說明，所有的"拉拔"、"拉拔率"、"拉伸"、"拉伸率"、 "定向"或"定向率"都指聚合物帶在縱向或機(jī)器方向上的拉伸或拉 拔。
現(xiàn)，第二或較快一組滾筒相對(duì)于較慢的一組滾筒的速度與期望的定向 率對(duì)應(yīng)。應(yīng)當(dāng)理解， 一組滾筒包括兩個(gè)或多個(gè)的滾筒。
當(dāng)在機(jī)器方向上拉伸切膜帶時(shí)，所述切膜帶由加熱設(shè)備加熱，如 加熱滾筒或電爐，或者優(yōu)選為傳統(tǒng)加熱設(shè)備，通常為干烤箱，溫度范 圍是95。C至175°C。
在通過干烤箱拉拔切膜帶時(shí)，所述一組慢支撐滾筒能夠在生產(chǎn)線 中以4壬意適當(dāng)?shù)乃俣冗\(yùn)轉(zhuǎn)，通常為10至120m/min。所述一組快拉伸 滾筒能夠在生產(chǎn)傳送帶中以適當(dāng)?shù)乃俣冗\(yùn)轉(zhuǎn)，典型地在生產(chǎn)線中為 120至500m/min，以提供約為所述一組慢支撐滾筒的表面速度的三至 四倍的表面速度，從而將所述切膜帶在機(jī)器方向上定向。
"總拉伸率"為將較快拉伸滾筒的表面速度除以較慢拉伸滾筒的 表面速度而得到的比率， 一般其值為3至12，優(yōu)選為4至8。
然后拉拔的切膜帶被退火通常通過采用一組以和拉伸滾筒基本 相同的速度運(yùn)轉(zhuǎn)的、室溫的或優(yōu)選為熱的退火滾筒，并且然后在一組
以低于所述拉伸滾筒的表面速度運(yùn)轉(zhuǎn)的冷卻退火滾筒上冷卻，使得最
終的生產(chǎn)線速度為100至450m/min。
"退火率，，為冷卻退火滾筒相對(duì)于加熱退火滾筒的表面速度的比 率，其值通常為0.90至0.98。
"加工速度"等于冷卻退火滾筒的表面速度。 切膜帶通常具有0.8mm至60mm的寬度、0.015mm至O.lmm的 厚度且250至45,000的丹尼爾(denier )。優(yōu)選地，寬度為2mm至5mm、 厚度為0.025 mm至0.07mm,旦尼爾為500至1500。
下面將參照附圖描述本發(fā)明，其中
圖1是按照現(xiàn)有技術(shù)的單級(jí)拉伸工藝；以及
圖2是按照本發(fā)明的具有預(yù)拉伸級(jí)的工藝。
單級(jí)拉伸工藝和設(shè)備
圖1是傳統(tǒng)單級(jí)切膜帶拉伸設(shè)備的線路圖。該操作方法包括
配備有適當(dāng)?shù)臄D出模具2的螺桿擠出機(jī)1生產(chǎn)出以聚合物為原料 的扁平的熔融薄膜片材S。這個(gè)從模具2出來的初始熔融薄膜片材S 落入冷卻設(shè)備3 (例如水槽中的水)中，并凝固為薄膜片材。薄膜片 材s在模具唇緣2與淬火滾筒之間熔化拉拔。然后借助于水槽上方的 滾筒，將薄膜S在張緊狀態(tài)下輸送至薄膜切割單元4。薄膜切割單元4 將初始的薄膜片材S切割為多個(gè)較窄的切膜帶T。
切膜帶T被引導(dǎo)至支撐單元5,以在第一組滾筒6上輸送，第一 組滾筒6被稱為支撐滾筒，其通常為室溫。
此后，切膜帶T被引導(dǎo)至穿過加熱設(shè)備7 (如電爐、加熱滾筒或 傳統(tǒng)加熱設(shè)備，優(yōu)選地為干烤箱)，而到達(dá)一組高速滾筒8 (典型地為 拉伸滾筒)?？偫炻实闹翟?和12之間。千烤箱通常在95。C至175°C 之間工作。在該工藝中，切膜帶T得到完全的拉伸，并因此被完全地 拉拔/定向。
然后，將拉拔的切膜帶退火通常是使切膜帶穿過一組熱的或室 溫的滾筒(優(yōu)選為以與拉伸滾筒8基本相同的速度運(yùn)轉(zhuǎn)的加熱滾筒
IO),再穿過以低于拉伸滾筒8的速度的表面速度運(yùn)轉(zhuǎn)的一組冷卻滾筒 11。
拉伸滾筒8、室溫或加熱退火滾筒10以及冷卻退火滾筒11可以 安裝在各自的框架上，或者安裝在共同的框架上，三者合在一起稱為 拉伸或退火單元9。
在正常操作時(shí)，在支撐單元5和拉伸或退火單元9的最后滾筒處， 通常具有抵靠于切膜帶上的輔助壓力滾筒，以為更好地控制從每個(gè)單 元的最后滾筒到下一操作的進(jìn)給。當(dāng)將切膜帶穿過(threading)時(shí)， 該滾筒可以升高并轉(zhuǎn)向 一側(cè)。
加熱退火滾筒10通常^皮加熱至90°C到130°C的溫度之間。冷卻 退火滾筒11通常^皮冷卻至15。C到25°C的溫度之間。退火率在0.90 至0.98之間。
然后將切膜帶纏繞于由多個(gè)巻繞機(jī)13組成的巻繞設(shè)備12上的圓 柱形線軸上。
多級(jí)拉伸工藝
在現(xiàn)有技術(shù)中的用于生產(chǎn)切膜帶的機(jī)器中，如果是多級(jí)拉伸，通 常是通過連續(xù)的拉伸級(jí)來完成多級(jí)拉伸，每個(gè)級(jí)的溫度均高于之前級(jí) 的溫度，最低溫度為95°C。
發(fā)明
本發(fā)明通過增加預(yù)拉伸級(jí)而改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)的工藝。其中，切膜 帶在預(yù)拉伸后冷卻，從而在預(yù)拉伸操作之后、單級(jí)或多級(jí)拉伸之前穩(wěn) 定了切膜帶的分子結(jié)構(gòu)。因此甚至在加工速度提高至750m/min情況 下(更優(yōu)選地為600m/min)也能夠獲得符合要求的產(chǎn)品質(zhì)量，并保持 了工藝穩(wěn)定性。
圖2是按照本發(fā)明的裝置的線路圖。
配備有適當(dāng)?shù)臄D出模具2的螺桿擠出機(jī)1生產(chǎn)出以聚合物為原料 的扁平的熔融薄膜片材S。這個(gè)從模具2出來的初始熔融薄膜片材S 落入冷卻設(shè)備3 (例如水槽中的水)中，并凝固為薄膜片材。薄膜片材S在模具唇緣2與水槽中的淬火滾筒之間熔化拉拔。然后借助于水 槽上方的滾筒，將薄膜S在張緊狀態(tài)下輸送至薄膜切割單元4。薄膜 切割單元4將初始的薄膜片材S切割為多個(gè)較窄的切膜帶T。
切膜帶T被引導(dǎo)至支撐單元5，以在第一組滾筒107上輸送，第 一組滾筒107被稱為支撐滾筒。根據(jù)本發(fā)明，該組支撐滾筒107中的 至少一個(gè)滾筒被加熱至達(dá)到85°C的溫度。
切膜帶T被引導(dǎo)至穿過預(yù)拉伸單元108，在此處切膜帶T穿過一 組比支撐滾筒107旋轉(zhuǎn)得更快的預(yù)拉伸滾筒109，并且預(yù)拉伸滾筒107 中的至少一個(gè)滾筒被冷卻至溫度為15。C和45°C之間。
因此，切膜帶通過穿過溫度明顯低于切膜帶T的軟化溫度的一組 加熱支撐滾筒107以及一組冷卻的預(yù)拉伸滾筒109而被預(yù)拉伸，其中 該組支撐滾筒中的至少 一 個(gè)滾筒被加熱，而該組預(yù)拉伸滾筒中的至少 一個(gè)滾筒被冷卻。
雖然申請(qǐng)人不希望由任何理論所限制，但是有理由相信當(dāng)切膜帶 在明顯低于軟化溫度的溫度下拉伸時(shí)，能量被釋放，因此切膜帶通常 (但并不總是)自加熱至高于加熱支撐滾筒的溫度。通過冷卻第二組 滾筒(預(yù)拉伸滾筒)，所述熱量被除去，從而在正常的拉伸之前將切膜 帶穩(wěn)定，這樣能達(dá)到更高的工藝穩(wěn)定性，使得帶斷裂率降低和/或提高 加工速度。
在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)之內(nèi)，"預(yù)拉伸率"定義為預(yù)拉伸滾筒109與支撐 滾筒107的表面速度之比。并且根據(jù)本發(fā)明，預(yù)拉伸率為總拉伸率的 20%和80%之間。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，預(yù)拉伸率為總拉伸率的35%和70%之間。 此外，該組支撐滾筒中的至少一個(gè)滾筒被加熱至溫度達(dá)到85。C,優(yōu)選 為達(dá)到70。C。并且該組預(yù)拉伸滾筒中的至少一個(gè)滾筒#1加熱至溫度為 15。C至45。C之間，優(yōu)選為20°C至40。C之間。
此后，被部分定向(orient)的預(yù)拉伸的切膜帶T被引導(dǎo)至穿過加 熱設(shè)備7(例如電爐、加熱滾筒或傳統(tǒng)加熱設(shè)備，優(yōu)選地為干烤箱)， 而到達(dá)一組更高速的拉伸滾筒8。
總拉伸率的值在3和12之間。干烤箱7通常在95。C和175°C之
間工作。在該工藝中，切膜帶T得到完全的拉伸，并因此完全的拉拔 /定向。
然后，將拉拔的切膜帶退火通常是使切膜帶穿過一組熱的或室 溫的滾筒(優(yōu)選為以與拉伸滾筒8基本相同的速度運(yùn)轉(zhuǎn)的加熱滾筒 IO)，再穿過以低于拉伸滾筒8的速度的表面速度運(yùn)轉(zhuǎn)的一組冷卻退火 滾筒11。
拉伸滾筒8、室溫或加熱退火滾筒10以及冷卻退火滾筒11可以 安裝在各自的框架上，或者安裝在共同的框架上，三者合在一起稱為 拉伸或退火單元9。
在正常操作時(shí)，在支撐單元5以及拉伸或退火單元9的最后滾筒 處，可以具有抵靠于切膜帶上的輔助壓力滾筒，以更好地控制每個(gè)單 元的最后滾筒到下一操作的進(jìn)給。當(dāng)將切膜帶穿過時(shí)，該滾筒可以升 高并轉(zhuǎn)向一側(cè)。
加熱退火滾筒10通常^1加熱至90。C至130。C的溫度之間。冷卻 退火滾筒11通常被冷卻至15。C至25°C的溫度之間。退火率為0.90 至0.98。
然后將切膜帶纏繞在由多個(gè)巻繞機(jī)13組成的巻繞設(shè)備12上的圓 柱形線軸上。
因此，按照最終使用的應(yīng)用，根據(jù)形成薄膜的聚烯烴、添加劑以 及切膜帶的所需性質(zhì)的不同，參數(shù)可變化如下 >支撐滾筒的溫度高達(dá)85。C， >預(yù)^i伸率為總4i伸率的20%至80%, >預(yù)拉伸滾筒的溫度為15。C至45。C，以及 >總拉伸率為3至12。
本發(fā)明還涉及用于實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置。所述裝置包括以下部件 具有模具2的擠出機(jī)1、冷卻設(shè)備3、薄膜切割器單元4、支撐單元5、 加熱設(shè)備7以及用于拉伸和退火的單元9。其中所述支撐單元包括用 于4皮加熱的加熱滾筒107。此外，在支撐單元6和加熱i殳備8之間， 所述裝置還包括預(yù)拉伸單元108，所述預(yù)拉伸單元108由用于被冷卻 的預(yù)纟立伸滾筒109組成。
以下的實(shí)施例旨在說明并且更好地理解本發(fā)明，而非限制或限定 本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例
在實(shí)驗(yàn)中使用的聚丙烯聚合物是由印度的瑞來恩斯工業(yè)有限公司
(Reliance Industries Limited )出售的，名稱為REPOL，等級(jí)為H030SG, 批號(hào)為JO610090,按照ASTMD1238，其熔體流動(dòng)指數(shù)為3g/10min。 抗纖化劑由印度的超級(jí)包裝(Superpack)公司出售，等級(jí)為PLAST WHITE 。
在實(shí)驗(yàn)中，使用了按照本發(fā)明改進(jìn)的下述設(shè)備
帶拉伸生產(chǎn)線(tape stretching line ):由路海達(dá)林有限公司(Lohia Starlinger Limited )生產(chǎn)的LOREX;該帶拉伸生產(chǎn)線包括螺桿擠出機(jī)、 擠出模具、水槽、薄膜切割單元、支撐單元、干烤箱、拉伸和退火單 元。
巻繞機(jī)由路海達(dá)林有限公司生產(chǎn)的LS250HS。
在實(shí)驗(yàn)中，斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率根據(jù)BS EN ISO 2062:1995確定。
對(duì)比實(shí)施例1
在根據(jù)技術(shù)發(fā)展水平的該實(shí)施例中，切膜帶以90%的聚丙烯和 10%的抗纖化劑制造。
由配備有擠出模具的合適裝置生產(chǎn)的原始薄膜片材在260°C的融 熔溫度下從0.4mm的模具唇緣縫隙中擠壓出來，落入水槽中，并在水 中凝固為薄膜片材。模具唇緣和水位之間有約40mm的間隙。此后， 薄膜在水槽中的淬火滾筒周圍被拉拔，并通過其它的滾筒輸送至薄膜
切割單元。擠出的薄膜被切割為單捆170個(gè)的切膜帶。切膜帶在拉拔 之前的厚度為0.064mm，寬度為5.7mm。
然后，薄膜通過進(jìn)入6米長、165。C的干烤箱而被單級(jí)單向拉伸。 在干烤箱之前，支撐滾筒以83.8m/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)；而在干烤箱之后， 拉伸滾筒以424m/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，總的拉伸率為5.06。此后，切膜
帶在溫度為130°C的加熱退火滾筒處退火，并且然后退火率衰減 (relax)至0.94。維持在25°C的冷卻退火滾筒的速度為400m/min。 最后，將切膜帶交叉纏繞在巻繞設(shè)備中的巻繞機(jī)上。該工藝的處理速 度為400m/min。該工藝每小時(shí)平均斷裂為8至10次。
得到的切膜帶具有以下性質(zhì)
寬度2.5mm
厚度0.029mm
尺寸610旦尼爾(denier)
斷裂強(qiáng)度5.3gr/denier
斷裂伸長率23%
對(duì)比實(shí)施例2
在該實(shí)施例中，切膜帶以95.2%的聚丙烯和4.8%的抗纖化劑制造。
由配備有擠出模具的合適的裝置生產(chǎn)出的原始薄膜片材于260。C 的融熔溫度下從0.4mm的模具唇緣縫隙中擠壓出來，落入水槽中，并 且在水中凝固為薄膜片材。模具唇緣和水位之間具有約40mm縫隙。 此后，薄膜在水槽中的淬火滾筒周圍拉拔并通過其它的滾筒輸送至薄 膜切割單元。擠壓出的薄膜切割為呈單捆的170個(gè)切膜帶。切膜帶在 拉拔之前的厚度為0.089mm，寬度為5.8mm。
然后薄膜通過進(jìn)入保持于165。C的6米長的干烤箱而受到單級(jí)單 向拉伸。在干烤箱之前，支撐滾筒以80m/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)；而在干烤 箱之后，拉伸滾筒以424m/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，使得總的拉伸率為5.31。
此后，切膜帶在溫度為130。C的加熱退火滾筒上退火，并且然后 退火率衰減至0.94。維持在25°C的冷卻退火滾筒的速度為400m/min。 最后，將切膜帶交叉纏繞在巻繞設(shè)備中的巻繞機(jī)上。該工藝的處理速 度為400m/min。該工藝平均每小時(shí)有6至8次中斷。
獲得的切膜帶具有以下性質(zhì)
寬度2.5mm
厚度0.039mm
尺寸804 denier 斷裂強(qiáng)度5.2gr/denier 斷裂伸長率25%
實(shí)施例1
在本發(fā)明的該實(shí)施例中，與對(duì)比實(shí)施例l相同，切膜帶以90%的 聚丙烯和10%的抗纖化劑制造。擠壓出的薄膜被切割為呈單捆的170 個(gè)切膜帶。切膜帶在拉拔之前的厚度為0.064mm且寬度為5.7mm。
然后薄膜通過進(jìn)入6米長、保持于154°C的千烤箱被單向拉伸。 在干烤箱之前，48°C的所有支撐滾筒都以84.0m/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)；30°C 的所有預(yù)拉伸滾筒都以206.7m/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)且預(yù)拉伸率為2.46。而 在干烤箱之后，拉伸滾筒以424m/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，總的拉伸率為5.05。
此后，切膜帶在溫度為130。C的加熱退火滾筒上退火，然后退火 率衰減至0.95。維持在25。C的冷卻退火滾筒的速度為401m/min。最 后，將切膜帶交叉纏繞在巻繞設(shè)備中的巻繞機(jī)上。該工藝的處理速度 為401m/min。該工藝平均每小時(shí)有1至2次中斷，并且表明在保持相 同的處理速度下可大大減少平均中斷次數(shù)。
獲得的切膜帶具有以下性質(zhì)
寬度2.5mm
厚度0.029mm
尺寸(纖度)611 denier
斷裂強(qiáng)度5.9gr/denier
斷裂伸長率25%
實(shí)施例2
在本發(fā)明的該實(shí)施例中，與對(duì)比實(shí)施例l相同，切膜帶以90%的 聚丙烯和10%的抗纖化劑制造。擠壓出的薄膜切割為呈單捆的166個(gè) 切膜帶。切膜帶在拉拔之前的厚度為0.066mm,寬度為5.5mm。
然后薄膜通過進(jìn)入6米長、保持于160°C的干烤箱被單向拉伸。 在干烤箱之前，50。C的所有支撐滾筒都以130.6m/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)； 30。C的所有預(yù)拉伸滾筒都以311.7m/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)且預(yù)拉伸率為
2.39。而在干烤箱之后，拉伸滾筒以630m/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，總的拉伸 率為4.82。
此后，切膜帶在溫度為140°C的加熱退火滾筒上退火，然后退火 率衰減至0.95。維持在25°C的冷卻退火滾筒的速度為600m/min。最 后，將切膜帶交叉纏繞在巻繞設(shè)備中的巻繞機(jī)上。該工藝的處理速度 為600m/min。該工藝平均每小時(shí)有6至8次中斷，并且表明在保持相 同的平均中斷次數(shù)的情況下，可大大提高處理速度。
獲得的切膜帶具有以下性質(zhì)
寬度2.5mm
厚度O.028mm
尺寸(纖度)606 denier
斷裂強(qiáng)度5.4gr/denier
斷裂伸長率27%
實(shí)施例3
在本發(fā)明的該實(shí)施例中，與對(duì)比實(shí)施例2相同，切膜帶以95.2% 的聚丙烯和4.8%的抗纖化劑制造。擠壓出的薄膜切割為呈單捆的170 個(gè)切膜帶。切膜帶在拉拔之前的厚度為0.090mm且寬度為5.7mm。
然后薄膜通過進(jìn)入6米長、保持于155。C的干烤箱中被單向拉伸。 在干烤箱之前，49°C的所有支撐滾筒都以82m/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)；28°C 的所有預(yù)4立伸滾筒都以204m/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)且預(yù)^立伸率為2.49，而 在干烤箱之后，拉伸滾筒以424m/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，總的拉伸率為5.17。
此后，切膜帶在溫度為130。C的加熱退火滾筒上退火，然后退火 率衰減至0.95。維持在25。C的冷卻退火滾筒的速度為402m/min。最 后，將切膜帶交叉纏繞在巻繞設(shè)備中的巻繞機(jī)上。該工藝的處理速度 為402m/min。該工藝平均每小時(shí)1至2次中斷，并且表明在保持相同 的處理速度下可大大減少平均中斷次數(shù)。
獲得的切膜帶具有以下性質(zhì)
寬度2.5mm
厚度0.039mm
尺寸(纖度)806 denier 斷裂強(qiáng)度5.5gr/denier 斷裂伸長率27%
實(shí)施例4
在本發(fā)明的該實(shí)施例中，與對(duì)比實(shí)施例2相同，切膜帶以95.2% 的聚丙烯和4.8%的抗纖化劑制造。擠壓出的薄膜切割為呈單捆的166 才艮切膜帶。切膜帶在拉拔之前的厚度為0.092mm且寬度為5.6mm。
然后薄膜通過進(jìn)入6米長、保持于160°C的干烤箱中被單向拉伸。 在干烤箱之前，50。C的所有支撐滾筒都以129.5m/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)； 28。C的所有預(yù)拉伸滾筒都以320m/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生2.47的預(yù)拉 伸率，而在干烤箱之后，拉伸滾筒以634m/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，總的拉 伸率為4.90。
此后，切膜帶在溫度為140°C的加熱退火滾筒上退火，然后退火 率衰減至0.95。維持在25°C的冷卻退火滾筒的速度為601m/min。最 后，將切膜帶交叉纏繞在巻繞設(shè)備中的巻繞機(jī)上。該工藝的處理速度 為601m/min。該工藝平均每小時(shí)4至6次中斷，并且表明在保持相同 的平均中斷次數(shù)的情況下，可大大提高處理速度。
獲得的切膜帶具有以下性質(zhì)
寬度2.5mm
厚度0.039mm
尺寸(纖度)805denier
斷裂強(qiáng)度5.3gr/denier
斷裂伸長率26%
工業(yè)應(yīng)用性
按照本發(fā)明的方法和裝置可用于高速生產(chǎn)切膜帶，該切膜帶用于 制造編織袋、大的工業(yè)麻布袋和包裝袋、土地織物(geo-textiles)、繩 索和細(xì)繩以及各種工業(yè)織物。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以基于
以上公開的內(nèi)容作出改進(jìn)和變化
標(biāo)號(hào)列表1- 螺桿擠出機(jī)
2- 擠出模具
3- 冷卻設(shè)備，水槽
4- 薄膜切割單元
5- 支撐單元
6- 第一組滾筒，支撐滾筒
7- 加熱設(shè)備
8- 拉伸滾筒
9- 用于拉伸和退火的單元
10- 加熱退火滾筒
11- 冷卻退火滾筒
12- 巻繞設(shè)備
13- 巻繞機(jī)
107- 加熱支撐滾筒
108- 預(yù)拉伸單元
109- 冷卻預(yù)拉伸滾筒 S-薄膜片材 T-切膜帶
權(quán)利要求
1.用于生產(chǎn)定向的切膜帶的方法，包括a)從模具中擠壓出熔融聚合物；b)在冷卻設(shè)備中對(duì)所述熔融聚合物同時(shí)進(jìn)行淬火和熔化拉拔，以形成薄膜片材；c)將所述原始的薄膜片材切割為多個(gè)較窄的切膜帶；d)通過使所述切膜帶穿過溫度僅低于所述切膜帶的軟化溫度的加熱介質(zhì)而在高溫下進(jìn)行拉伸；e)對(duì)所述定向的切膜帶進(jìn)行退火和冷卻；f)纏繞所述切膜帶；其特征在于，在所述拉伸步驟之前，所述方法具有預(yù)拉伸級(jí)，即，使所述切膜帶穿過一組以給定速度轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐滾筒以及速度高于所述支撐滾筒速度的一組預(yù)拉伸滾筒，其中所述一組支撐滾筒中的至少一個(gè)滾筒被加熱，而所述一組預(yù)拉伸滾筒中的至少一個(gè)滾筒被冷卻。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述一組支撐滾筒中 的至少一個(gè)滾筒在高達(dá)85。C的溫度中加熱，優(yōu)選為高達(dá)70°C。
3. 如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述 一組預(yù)拉伸滾筒中的至少一個(gè)滾筒冷卻至15。C至45。C，優(yōu)選為20°C 至40°C。
4. 如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，預(yù)拉 伸率為總拉伸率的20%至80%，優(yōu)選為35%至70%。
5. 如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述 總拉伸率為3至12，優(yōu)選為4至8。
6. 如前述^L利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，處理 速度大于425m/min。
7. 如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述 處理速度大于600m/min。
8. 用于實(shí)現(xiàn)如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述方法的設(shè)備，包括 具有模具(2)的擠出機(jī)(1)、冷卻設(shè)備(3)、薄膜切割器單元(4)、 支撐單元(5 )、加熱設(shè)備(7 )以及用于拉伸和退火的單元(9 );其特 征在于，所述支撐單元包括用于被加熱的支撐滾筒(107)，以及所述 設(shè)備在所述支撐單元(5)和所述加熱設(shè)備(7)之間還包括預(yù)拉伸單 元(108)，所述預(yù)拉伸單元(108)由用于被冷卻的預(yù)拉伸滾筒(109) 組成。
9. 如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述冷卻設(shè)備為包括 淬火滾筒的水槽。
10. 如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述冷卻設(shè)備為冷 鑄鐵滾筒。
11. 使用如權(quán)利要求1-7中的任意一項(xiàng)所述的方法或者如權(quán)利要 求8所述的設(shè)備獲得的產(chǎn)品。
12. 如權(quán)利要求11所述的產(chǎn)品，其特征在于，所述產(chǎn)品為從聚烯 烴物得到的聚烯烴切膜帶，所述聚烯烴物選自于聚丙烯(PP )、高 密度聚乙烯(HDPE )和線性低密度聚乙烯(LLDPE)以及類似的 聚合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)定向的切膜帶的方法，包括從模具(2)擠出熔融聚合物；在冷卻設(shè)備中對(duì)熔融聚合物同時(shí)進(jìn)行淬火和熔化拉拔，以形成薄膜片材(3)；將原始的薄膜片材切割為多個(gè)較窄的切膜帶(4)；通過使切膜帶穿過溫度僅低于切膜帶的軟化溫度的加熱介質(zhì)(7)而在高溫下進(jìn)行拉伸(8)；對(duì)定向的切膜帶(10，11)進(jìn)行退火和冷卻；纏繞切膜帶(13)；其特征在于，在拉伸步驟之前，該方法具有預(yù)拉伸級(jí)(108)，即，使切膜帶穿過一組以給定速度轉(zhuǎn)動(dòng)的熱的支撐滾筒(107)以及速度高于熱的支撐滾筒速度的一組冷卻的預(yù)拉伸滾筒(109)，其中一組支撐滾筒中的至少一個(gè)滾筒被加熱，而一組預(yù)拉伸滾筒中的至少一個(gè)滾筒被冷卻。本發(fā)明還涉及用于實(shí)現(xiàn)該方法的裝置以及由該方法獲得的產(chǎn)品。
文檔編號(hào)B29C55/06GK101365575SQ200680041528
公開日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2006年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月21日
發(fā)明者哈雷恩德拉·庫馬爾·阿南德, 阿密特·庫馬爾·洛西亞 申請(qǐng)人:洛西亞·斯塔林格有限公司