铸片系统主要包括模头

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β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Brückner、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。

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 38-42 mN/m

UV油墨 42-46 mN/m

水溶性墨 42-48 mN/m

水基墨 38-42 mN/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 38-42 mN/m

UV涂料 42-46 mN/m

乳剂 42-48 mN/m

无溶剂胶粘剂 44-48 mN/m

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÷（CB×V）

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）

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：①特定的电极系统，②导辊上的物介质，③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了改变许多承印物的表面能量，使之易于同印刷油墨、涂布材料及胶粘剂相粘结。所有承印物在制造过程中进行一些处理之后便具有较好的粘着特性。电晕处理属于后期处理，需要指出的是电晕处理并不是在生产承印物时所能运用的改变承印物表面能的唯一处理法。其它处理方法包括火焰处理及涂布处理法。具体采用哪种处理法主要取决于承印物的结构。

许多人认为，电晕处理使承印物表面变得粗糙，从而易于吸附印刷油墨及胶粘剂，但是这种看法却被利用扫描电子显微镜得出的观察结果所否定。目前流行的理论认为，电晕处理使承印物表面分子结构重新排列，产生更多的极性部位，有利于附着外物。表面能的测量单位为达因(dyne)。所有的液体以及大多数承印物(多孔型除外)都可以测十其达因值。为了使印刷油墨能够很好地附着在承印物表面上，承印物的达因值应该比所有油墨的达因值高出10个达因。

水性油墨的表面能高于溶剂型油墨的表面能，所以其承印物也必须具有较高的表面达因值。自然界中的一切都有回归初始状态的特性。纸制品加工商想要达到的达因值越高，处理能量衰减得就越快。所以用水性油墨在薄膜、金属箔及一些纸张上印刷时，应该在开机印刷前进行二次处理。在印刷机上使用电晕处理装置(匹配得当)时，可使薄膜的处理能级加长到原来的能级(或者略高)。

前面谈到，处理能级随着时间的推移而衰减。二次处理可以除去薄膜表面的污物，不仅有助于提高印刷油墨的粘着程度，而且还能改进视觉效果。有鉴于此，专家们建议在使用溶剂型油墨、水性油墨或UV油墨承印薄膜、金属箔或一些纸张印刷活件时，应该对承印物表面进行二次电晕处理。