對雙向拉伸聚酯薄膜橫拉工藝的分析

郭大德　馬金壁

摘 要：采用逐次拉伸工藝，來生產BOPET（雙向拉伸聚酯薄膜），是基于TDO（橫向拉伸烘箱）內對薄膜進行多項工藝步驟，如熱定型以及橫向拉伸等。本文對橫向拉伸工藝技術進行了概述，其包括橫向拉伸的特點、橫拉倍數，對熱定型工藝技術進行了分析，本人能力有限，希望能幫助到相關人士。

關鍵詞：BOPET（雙向拉伸聚酯薄膜）;橫向拉伸;熱定型

工藝

引 言

橫向拉伸烘箱側面安裝兩條無端回轉鏈條，將熱空氣做為加熱介質，通過橫向拉伸烘箱來加熱薄膜。在TDO入口處，鋏具夾住縱向拉伸的邊緣，在平行預熱段進行預熱;橫向拉伸在擴張角較大的拉伸區進行;之后在平行定型區內熱處理，促使薄膜定型;最終在冷卻區冷卻，結束薄膜橫向拉伸。

1.橫向拉伸工藝技術

1.1橫向拉伸的特點

使用逐次拉伸工藝來生產雙向拉伸聚酯薄膜，BOPET橫向拉伸具有如下特點：通過縱向拉伸的薄膜，沿著縱向，聚合物分子鏈的取向度較高，形成一定的結晶度;縱向拉伸薄膜存在收縮應力，當橫拉溫度與工藝條件發生變化時，收縮應力隨之發生變化;相比于縱向拉伸間隙，橫向拉升間隙較大，在拉伸區域不斷增大。

1.2橫拉倍數

對于PET材料而言，橫向與縱向拉伸倍數積一般處于10到18倍之間，若倍數積較大，極容易形成破膜。當縱向拉伸3到3.5倍之后，橫向拉伸應低于3.5至5倍，拉伸倍率最小值應大于PET的自然倍率，即圖1中塑性形變部分，不然橫向波動變大。當橫拉倍率增加時，橫向斷裂強度隨之增大，斷裂伸長與之相反，如圖2所示。另外，將橫向拉伸倍率適當提高，可提升薄膜的厚度均勻性，薄膜厚度對多方面使用有著較大的影響，比如后道收卷以及用戶涂覆等。

2.熱定型工藝技術

2.1松弛熱定型

松弛熱定型工藝，也就是經過橫向拉伸之后，減少軌道的寬度，通過該工藝的作用，薄膜有較大的收縮與松弛，所以，在處于自由松弛狀態時，收縮較少，然而，有部分解取向分子鏈沒有成為結晶，故薄膜的模量相對較低，其斷裂伸長較大。

2.2熱定型工藝方式及組合

為制得低收縮、強度較高以及高模量的薄膜，可以采用松弛與張力熱定型的組合方式，亦可采用松弛與定長熱定型組合方式。聚酯取向包含結晶與大分子鏈的取向，采用松弛與張力熱定型組合方式，首先通過張力熱定型，促使大分子鏈轉變至結晶取向，結晶度隨之提高，熱收縮率因此降低，之后通過松弛熱定型，將沒有固定的大分子鏈下解取向，以便在高溫環境下，能對薄膜尺寸進行穩定。

2.3BOPET薄膜自伸長和二次熱定型

對于雙向拉伸聚酯薄膜，當其熱收縮率小于零時，通過熱處理之后，薄膜發生了伸長，具體而言，不經過拉伸力的作用，發生了伸長，將此現象稱為薄膜的自伸長。熱收縮現象類似于雙向拉伸聚酯薄膜自伸長現象，屬于PET的宏觀體現。雙向拉伸聚酯薄膜的取向結晶過程與自伸長現象有一定的關系，對于雙向拉伸聚酯薄膜自伸長而言，基于取向的結晶生長是其主要條件。采用逐次拉伸的工藝制造BOPET，自伸長量與熱定型工藝的松弛率有著較大的相關性，自伸長量越大，工藝松弛率越高。

將雙向拉伸聚酯薄膜應用于電路板，在后道加工過程中，需要進行多次加熱;在后續使用過程中，需多次應對環境的溫升。所以，柔性電路板對雙向拉伸聚酯薄膜的首要條件是：在工作以及加工條件下，保持電路板尺寸穩定。因此，在加工FPC（柔性電路板）之前，一般而言，在完全松弛的情況下，將雙向拉伸聚酯薄膜進行二次熱定型。其作用就是在超出使用和后道加工的溫度下，在時間充裕以及完全松弛的條件下，進一步完善BOPET樹脂聚集結構。在經過二次定型之后，TD與MD收縮率基本一致，相比于原收縮率，極大降低，實現尺寸穩定。

結 論

通過以上的分析可以得知，當橫拉溫度與工藝條件發生變化時，收縮應力隨之發生變化，相比于縱向拉伸間隙，橫向拉升間隙較大;當橫拉倍率增加時，橫向斷裂強度隨之增大，將橫向拉伸倍率適當提高，可提升薄膜的厚度均勻性;采用不同的工藝方法定性，產生的物理性能也不同，模量與斷裂強度逐次增大，熱收縮也依次增大。

參考文獻

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