对双向拉伸聚酯薄膜横拉工艺的分析

郭大德　马金壁

摘 要：采用逐次拉伸工艺，来生产BOPET（双向拉伸聚酯薄膜），是基于TDO（橫向拉伸烘箱）内对薄膜进行多项工艺步骤，如热定型以及横向拉伸等。本文对横向拉伸工艺技术进行了概述，其包括横向拉伸的特点、横拉倍数，对热定型工艺技术进行了分析，本人能力有限，希望能帮助到相关人士。

关键词：BOPET（双向拉伸聚酯薄膜）;横向拉伸;热定型

工艺

引 言

横向拉伸烘箱侧面安装两条无端回转链条，将热空气做为加热介质，通过横向拉伸烘箱来加热薄膜。在TDO入口处，铗具夹住纵向拉伸的边缘，在平行预热段进行预热;横向拉伸在扩张角较大的拉伸区进行;之后在平行定型区内热处理，促使薄膜定型;最终在冷却区冷却，结束薄膜横向拉伸。

1.横向拉伸工艺技术

1.1横向拉伸的特点

使用逐次拉伸工艺来生产双向拉伸聚酯薄膜，BOPET横向拉伸具有如下特点：通过纵向拉伸的薄膜，沿着纵向，聚合物分子链的取向度较高，形成一定的结晶度;纵向拉伸薄膜存在收缩应力，当横拉温度与工艺条件发生变化时，收缩应力随之发生变化;相比于纵向拉伸间隙，横向拉升间隙较大，在拉伸区域不断增大。

1.2横拉倍数

对于PET材料而言，横向与纵向拉伸倍数积一般处于10到18倍之间，若倍数积较大，极容易形成破膜。当纵向拉伸3到3.5倍之后，横向拉伸应低于3.5至5倍，拉伸倍率最小值应大于PET的自然倍率，即图1中塑性形变部分，不然横向波动变大。当横拉倍率增加时，横向断裂强度随之增大，断裂伸长与之相反，如图2所示。另外，将横向拉伸倍率适当提高，可提升薄膜的厚度均匀性，薄膜厚度对多方面使用有着较大的影响，比如后道收卷以及用户涂覆等。

2.热定型工艺技术

2.1松弛热定型

松弛热定型工艺，也就是经过横向拉伸之后，减少轨道的宽度，通过该工艺的作用，薄膜有较大的收缩与松弛，所以，在处于自由松弛状态时，收缩较少，然而，有部分解取向分子链没有成为结晶，故薄膜的模量相对较低，其断裂伸长较大。

2.2热定型工艺方式及组合

为制得低收缩、强度较高以及高模量的薄膜，可以采用松弛与张力热定型的组合方式，亦可采用松弛与定长热定型组合方式。聚酯取向包含结晶与大分子链的取向，采用松弛与张力热定型组合方式，首先通过张力热定型，促使大分子链转变至结晶取向，结晶度随之提高，热收缩率因此降低，之后通过松弛热定型，将没有固定的大分子链下解取向，以便在高温环境下，能对薄膜尺寸进行稳定。

2.3BOPET薄膜自伸长和二次热定型

对于双向拉伸聚酯薄膜，当其热收缩率小于零时，通过热处理之后，薄膜发生了伸长，具体而言，不经过拉伸力的作用，发生了伸长，将此现象称为薄膜的自伸长。热收缩现象类似于双向拉伸聚酯薄膜自伸长现象，属于PET的宏观体现。双向拉伸聚酯薄膜的取向结晶过程与自伸长现象有一定的关系，对于双向拉伸聚酯薄膜自伸长而言，基于取向的结晶生长是其主要条件。采用逐次拉伸的工艺制造BOPET，自伸长量与热定型工艺的松弛率有着较大的相关性，自伸长量越大，工艺松弛率越高。

将双向拉伸聚酯薄膜应用于电路板，在后道加工过程中，需要进行多次加热;在后续使用过程中，需多次应对环境的温升。所以，柔性电路板对双向拉伸聚酯薄膜的首要条件是：在工作以及加工条件下，保持电路板尺寸稳定。因此，在加工FPC（柔性电路板）之前，一般而言，在完全松弛的情况下，将双向拉伸聚酯薄膜进行二次热定型。其作用就是在超出使用和后道加工的温度下，在时间充裕以及完全松弛的条件下，进一步完善BOPET树脂聚集结构。在经过二次定型之后，TD与MD收缩率基本一致，相比于原收缩率，极大降低，实现尺寸稳定。

结 论

通过以上的分析可以得知，当横拉温度与工艺条件发生变化时，收缩应力随之发生变化，相比于纵向拉伸间隙，横向拉升间隙较大;当横拉倍率增加时，横向断裂强度随之增大，将横向拉伸倍率适当提高，可提升薄膜的厚度均匀性;采用不同的工艺方法定性，产生的物理性能也不同，模量与断裂强度逐次增大，热收缩也依次增大。

参考文献

[1] 唐文鹏.双向拉伸PET薄膜生产技术与发展方向[J].科技资讯，2018，16（27）：93-94.

[2] 钟永均.双向拉伸聚酯薄膜生产设备及工艺的探索[J].化工管理，2018（21）：122-123.