專利名稱：聚ε-己酰胺薄膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用一種ε-己內(nèi)酰胺的單體聚合物制造均質(zhì)聚ε-己酰胺薄膜的方法，特別涉及一種制造具有均勻厚度、良好透明性和低結(jié)晶度薄膜的方法。
已經(jīng)提出多種方法作為制造無定向薄膜的雙向拉伸法。這些方法可概括為一次雙向拉伸法和二步雙向拉伸法。
在一次雙向拉伸法中，由于需對(duì)無定向薄膜在拉幅架中同時(shí)作縱橫雙向拉伸，故拉幅架夾鉗的夾持機(jī)構(gòu)十分復(fù)雜。由于這種機(jī)構(gòu)至今尚未普遍應(yīng)用，故這種方法的費(fèi)用很高。此外，由于難以改變拉伸速度，其生產(chǎn)效率也很低。
在二步雙向拉伸方法中，對(duì)經(jīng)熔融并從“T”形模擠出的無定向薄片是依次用輥式縱向拉伸機(jī)和拉幅架式橫向拉伸機(jī)進(jìn)行拉伸的。擠出的薄片通常在象輥狀轉(zhuǎn)動(dòng)冷卻器這樣一類的可動(dòng)冷卻器表面上冷卻而固化。但采用這種方法所得的制品，其導(dǎo)熱性很差，這是由于在熔融而未拉伸的薄片和轉(zhuǎn)動(dòng)冷卻器之間混入了薄層空氣。而且，由于熔融的薄片是在較高的速度下冷卻而結(jié)晶的，故薄片的結(jié)晶度較高而透明性很差。此外，由于未拉伸薄片的拉伸性很差，所以拉伸薄膜的透明性也很差。
作者已發(fā)現(xiàn)，如使未拉伸的熔融聚合物薄片在移動(dòng)中直接粘附在冷卻器的表面上冷卻而不使空氣混入其間，就可使聚ε-己酰胺共聚物薄片的結(jié)晶速度降低并改善其拉伸性。
為使擠出的熔融薄片粘附在冷卻器的表面上，本發(fā)明在“T”形模和冷卻器之間或盡量靠近冷卻器設(shè)置刀刃狀、線狀或多針狀電極，在電極和冷卻器表面之間加上高電壓和低電流，并使未拉伸的薄片在電極和冷卻器之間通過，從而形成了本發(fā)明所采用的靜電附加機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)可有效地使相應(yīng)的薄片粘附在冷卻器的表面上而受到冷卻。最好采用針狀靜電附加機(jī)構(gòu)而不采用昂貴的刀刃狀或多針狀靜電附加機(jī)構(gòu)。
就作為原料的聚酰胺樹脂的聚合度而論，要求樹脂的相對(duì)粘度應(yīng)大于3.0或最好為3.0～4.5。
已發(fā)現(xiàn)，具有相對(duì)粘度低于3.0的聚合度的均質(zhì)的聚ε-己酰胺樹脂，在溫度的影響下很易劣化。因此，在薄膜生產(chǎn)過程中，這種樹脂使設(shè)備受到低聚物的沾染，而不能生產(chǎn)出具有所需各種穩(wěn)定的物理性能的雙向拉伸薄膜。在聚合度大于4.5時(shí)，由于在制造過程中產(chǎn)生較大的負(fù)載，很難制成薄膜。
本發(fā)明由于采用了上述靜電附加機(jī)構(gòu)就可用均質(zhì)的聚ε-己酰胺制成透明性好、厚度均勻、結(jié)晶度低和結(jié)晶度偏差小的雙向拉伸聚ε-己酰胺薄膜。
由于對(duì)無定向薄片進(jìn)行了雙向(縱向和橫向)拉伸就可使這種熱塑性薄膜具有改進(jìn)的物理性能，例如氣密性、抗針孔性、抗沖擊性、斷裂強(qiáng)度和透明性。
在本發(fā)明的方法中采用ε-己內(nèi)酰胺的單體聚合物，即通稱的尼龍6作為原材料。為改進(jìn)拉伸薄膜聚合物的活性、抗粘著性、拉伸性、耐熱性和除電性，可在相應(yīng)的聚合反應(yīng)中加入以下一類添加劑活性劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑和靜電防止劑，其加入量以使薄膜的性能不受有害影響為準(zhǔn)。
本發(fā)明制造未拉伸、無定向和無定形薄片的方法是將聚ε-己酰胺聚合物加熱到熔點(diǎn)以上，將其擠出，并利用靜電粘附將其粘附在輥狀轉(zhuǎn)動(dòng)冷卻器表面上進(jìn)行冷卻和固化，靜電是在輥狀轉(zhuǎn)動(dòng)冷卻器表面和電極之間加上4.0～10.0KV的高電壓和低電流所形成的。在電壓高于10.0KV時(shí)，會(huì)產(chǎn)生火花而使電線斷裂，從而使靜電難以形成。在電壓低于4.0KV時(shí)，由于附加靜電功率過低就不能達(dá)到雙向拉伸的聚酰胺薄膜應(yīng)有的生產(chǎn)能力(在雙向拉伸聚酰胺薄膜的情況下，未拉伸薄片的拉伸速度一般應(yīng)大于20m/分才能達(dá)到應(yīng)有的生產(chǎn)能力)。在采用靜電粘附法生產(chǎn)未拉伸薄片時(shí)，最好使結(jié)晶度低于5%以利以后拉伸工序中的雙向拉伸。
參照示意說明本發(fā)明的具體實(shí)施結(jié)構(gòu)的附圖，可以更容易理解本發(fā)明。在各附圖中

圖1簡略地示出了二步雙向拉伸法的生產(chǎn)過程圖2較詳細(xì)地示出了靜電粘附法中未拉伸薄片的冷卻過程。
在圖2中簡略地示出了靜電附加機(jī)構(gòu)。在靠近輥狀轉(zhuǎn)動(dòng)冷卻器(2)的表面設(shè)有線狀單線式電極(5)，在電極(5)和接地冷卻器(2)之間加上4.0～10.0KV的高電壓和低電流。因此，在電極和冷卻器表面之間產(chǎn)生了靜電力。當(dāng)擠出的融體進(jìn)入其間時(shí)，就令人滿意地粘附在冷卻器的表面上。
此后，如圖1所示，在縱向拉伸機(jī)(3)內(nèi)對(duì)未拉伸薄片(S)進(jìn)行縱向拉伸，縱向拉伸比(= (V2)/(V1) )在2.0以上，并在拉幅架式橫向拉伸機(jī)(4)內(nèi)進(jìn)行橫向拉伸，橫向拉伸比(= (L2)/(L1) )在2.0以上。在將其拉伸到規(guī)定寬度并通過加熱定型器(6)對(duì)其進(jìn)行定型后，切去其兩個(gè)邊緣，即可卷取完成的薄膜。
盡管用上述方法所得雙向拉伸的聚ε-己酰胺薄膜(F)已具有令人滿意的性能，但還可進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行縱向和橫向拉伸2以改進(jìn)其特定的物理性能。
對(duì)按本發(fā)明取得的薄膜(F)可采用以下方法測(cè)定其特定值(1)厚度偏差率＝ (寬向最大厚度-寬向最小厚度)/(寬向平均厚度) ×100(2)相對(duì)粘度將樹脂以1.0gr/100ml的濃度溶于濃度為96.3%的硫酸溶液中，并在20℃的恒溫器內(nèi)用奧斯特瓦爾德粘度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。
以下就一些非限制性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
實(shí)施例1～6將相對(duì)粘度為2.0～4.5的聚酰胺系聚ε-己酰胺樹脂放在回轉(zhuǎn)式真空干燥器內(nèi)在110℃下進(jìn)行干燥。在將樹脂的水分含量控制到0.1%(重量)后，將其裝在直徑為90mm的擠出機(jī)中在260℃下進(jìn)行融化，融化后通過“T”形模(1)將其擠出。使擠出的熔融聚合樹脂進(jìn)入冷卻到25℃的接地的輥狀轉(zhuǎn)動(dòng)冷卻器(2)和線狀單線或電極(5)之間，在電極(5)上加有5.0KV的高電壓和低電流。聚合樹脂隨即粘附在冷卻器上并形成厚度均為150um、寬度為1m的無定形未拉伸薄片(S)。使此薄片(S)在輥式縱向拉伸機(jī)(3)內(nèi)作縱向拉伸，縱向拉伸比超過一般縱向拉伸機(jī)拉伸比的3倍，并在拉幅架式橫向拉伸機(jī)(4)內(nèi)作橫向拉伸，橫向拉伸比超過一般拉幅架式橫向拉伸機(jī)橫向拉伸比的3.5倍。經(jīng)熱定型后即可卷取厚度為15um的雙向拉伸薄膜(F)。
表1所示為制得的各種薄膜的拉伸性。在將靜電附加機(jī)構(gòu)的電壓控制在5.0KV，將輥狀轉(zhuǎn)動(dòng)冷卻器的拉伸速度控制在實(shí)施例1-6的20m/分或40m/分的情況下，各拉伸薄膜的厚度偏差率取決于所采用的相對(duì)粘度。
如表1所示，在相對(duì)粘度為3.0～4.5時(shí)，可制得具有拉伸性良好厚度偏差率小于10%的薄膜。
＊厚度偏差率小于10%的拉伸薄膜為良好實(shí)施例7～13干燥附加靜電機(jī)構(gòu)和拉伸機(jī)的條件與表1所示相同。在制取未拉伸薄片和拉伸薄片時(shí)，采用相對(duì)粘度為3.5的均質(zhì)聚酰胺系聚ε-己酰胺樹脂，外加電壓控制在3.0～10.0KV，輥狀轉(zhuǎn)動(dòng)冷卻器的拉伸速度控制在5～70m/分。未拉伸薄片的厚度偏差率和拉伸性以及拉伸薄膜的厚度偏差率取決于使熔融聚合樹脂粘附在輥狀轉(zhuǎn)動(dòng)冷卻器表面上的程度(表2)。表2示出了在外加電壓為4.0-10.0KV時(shí)未拉伸薄片的拉伸速度大于20m/分的結(jié)果。與此同時(shí)也示出了拉伸薄膜拉伸性良好和厚度偏差率小于10%的結(jié)果。

因此，選用相對(duì)粘度大于3.0，最好為3.0-4.5的ε-己內(nèi)酰胺的單體聚合物制成均質(zhì)的聚酰胺系聚ε-己酰胺薄片，再使聚ε-己酰胺薄片固化而降低其結(jié)晶度，然后采用靜電粘附法，即在輥狀轉(zhuǎn)動(dòng)冷卻器表面和朝向該冷卻器的線狀單線式電極之間加上4.0-10.0kv高電壓和低電流來控制其聚合度，這樣，本發(fā)明就可十分有效地高效制取厚度均勻、透明性良好和結(jié)晶度較低的雙向拉伸聚ε-己酰胺薄膜。
權(quán)利要求
1.一種制造雙向拉伸聚ε-已酰胺薄膜的方法，其特征是，在采用二步雙向拉伸法作雙向拉伸前，通過將聚ε-已酰胺聚合物加熱至其熔點(diǎn)以上並將其擠出，再借助于在電極上加上4.0～10.0KV高電壓和低電流所形成的靜電使擠出的聚合物粘附在輥狀轉(zhuǎn)動(dòng)冷卻器表面上，然后通過冷卻使其固化而形成聚ε-已酰胺薄膜的未拉伸薄片，聚ε-已內(nèi)酰胺的聚ε-已酰胺聚合物的相對(duì)粘度大于3.0。
2.按照權(quán)利要求1所述方法，其特征是，聚ε-己酰胺的相對(duì)粘度為3.0～4.5。
3.按照權(quán)利要求1或2所述方法，其特征是，電極為一線狀單線式電極。
4.按照權(quán)利要求1或2所述方法，其特征是，電極為一刀刃狀或多針狀電極。
5.按照權(quán)利要求1所述方法，基本上如前面所述。
6.按照權(quán)利要求1所述方法，基本上如前面所述，并參照任一實(shí)施例。
7.如權(quán)利要求1所述方法，基本上如前面所述，并參照附圖。
全文摘要
一種制造雙向拉伸聚ε-己酰胺薄膜的方法，此方法選用相對(duì)粘度大于3.0，最好為3.0～4.5的ε-己內(nèi)酰胺的單體聚合物制取均質(zhì)的聚酰胺系聚ε-己酰胺薄片，再使聚ε-己酰胺薄片固化而降低其結(jié)晶度，然后采用靜電粘附法，即在輥狀轉(zhuǎn)動(dòng)冷卻器表面和朝向該冷卻器的線狀單線或電極之間加上4.0～10.0KV高電壓和低電流來控制其聚合度，從而高效地制取厚度均勻、透明性良好和結(jié)晶度較低的雙向拉伸聚ε-己酰胺薄膜。
文檔編號(hào)B29C55/00GK1037479SQ89102928
公開日1989年11月29日 申請(qǐng)日期1989年5月3日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月4日
發(fā)明者權(quán)昌煥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Skc