由热塑性塑料制造薄膜的方法和设备以及所制造的薄膜技术

本发明专利技术涉及一种由热塑性塑料制造薄膜带的方法和设备，其中热塑性塑料在作为来自宽缝喷嘴的塑料熔体的至少一个层中沿着挤压方向被挤压，并随后通过至少一个辊排出，其中在挤压方向和挤压方向的横向方向上施加拉力，从而在纵向和横向上拉伸薄膜带，其中，在挤压方向和挤压方向的横向方向上施加拉伸力过程中，薄膜带具有至少与其熔化温度相当的温度。

【技术实现步骤摘要】
由热塑性塑料制造薄膜的方法和设备以及所制造的薄膜
本专利技术涉及一种由热塑性塑料制造薄膜带的方法。本专利技术尤其涉及一种方法，其中热塑性塑料在作为来自宽缝喷嘴的塑料熔体的至少一个层中沿着挤压方向被挤压，并随后通过至少一个辊排出，其中在挤压方向和挤压方向的横向方向上施加拉力，从而在纵向和横向上拉伸薄膜带。本专利技术还涉及一种用于制造这种薄膜带的设备。此外，本专利技术还涉及利用所述方法和设备来制造的薄膜带。
技术介绍
在借助挤压熔体来由热塑性塑料制造薄膜带时，基本上分为两种不同的方法，一种是利用宽缝喷嘴制造平面薄膜，另一种是利用圆缝喷嘴制造吹塑薄膜。在利用宽缝喷嘴制造平面薄膜时，从宽缝喷嘴流出的熔体借助冷却辊被拉伸到一定的厚度并冷却。在这个过程中，薄膜的透明度、光泽度和一些机械性能都受到很大影响。典型的是，所生产的薄膜带具有沿挤压方向定向的聚合物链，这会造成薄膜带的各向异性式的性能。相应的方法例如可参见EP0319401B1、US5,709,932或EP1900498A1。US2007/0267774A1公开了一种挤压来自宽缝喷嘴的薄膜带的设备。被挤压的熔体施加到冷却辊上，环绕冷却辊运行，并在与冷却辊表面的接触期间结晶。固态薄膜形式的薄膜带从冷却辊上取下，紧跟着通过纵向伸展区，而后是横向伸展区，直到最后成卷。与此相反，在吹塑薄膜的制造方法中，挤压从环形模具中流出的并后来成形为软管的塑料熔体，在所谓的软管形成区，熔体在纵向和横向上都被拉长。这发生在受挤压聚合物的熔融区之上，即以熔体的形式。薄膜比其受挤压时更快地从排放处拉出。薄膜因此在纵向上拉伸。通过吹风，薄膜额外地在横向上拉伸。因此得到了双轴向拉伸的薄膜，然而由于强化冷却较弱，与平面薄膜相比，其例如在光学性能方面较差。US3,471,606在差不多50年之前就已经建议，将来自宽缝喷嘴的挤压薄膜首先送入由两对循环链形成的机构中。循环链对安装在薄膜传送装置上，且其高度和角度可以调节。尤其是，它们在挤压方向（在所示示例中是向下）上可调节成彼此扩散开，因此当新的挤压薄膜通过循环链对时可以从侧面抓取，并进行横向拉伸。随后可以提供可选的冷却辊，利用冷却辊可进行纵向拉伸。在正常情况下，US3,471,606是引导熔体形式的薄膜带通过循环链对，以便能够对熔体形式的薄膜带进行横向拉伸，即在高于熔融区的温度下。
技术实现思路
本专利技术的任务是改进现有技术或提供可选方案。按照本专利技术的第一方面，这一任务通过一种由热塑性塑料制造薄膜带的方法得到了解决，在这种方法中，塑料在来自宽缝喷嘴的层中沿着挤压方向被挤压，并随后通过辊排出，其中在挤压方向和挤压方向的横向方向上对薄膜带施加拉力，从而使薄膜带在纵向和横向上拉伸，其中该层可处于薄膜形式的状态或熔体形式的状态，其中，薄膜形式的状态在层冷却时调节到低于熔融区，或者熔体形式的状态在层加热时调节到高于熔融区，其中，薄膜带(a)首先以熔体形式在挤压速度下被挤压，(b)然后直接以熔体形式被引导至冷却辊装置，其中薄膜带以高于挤压速度的圆周速度围绕着冷却辊或平整辊转动，使得薄膜带受到纵向拉伸，(c)然后从冷却辊装置中导出，以及(d)受到横向拉伸，其中，该层的两个拉伸步骤均在熔体形式的状态下实施，使得这两次拉伸都是以拉长熔体的形式进行。在这里进行概念性解释：“热塑性塑料”已经是众所周知的。在实际生产薄膜带时，大多使用的是含有或由聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE,HDPE，LDPE)、聚酰胺(PA)、聚苯乙烯(PS)或聚氯乙烯(PVC)制成的复合聚合物。在本专利技术的范围，通常指的是复合聚合物。挤压薄膜带应“在至少一个层”进行。在实践中，挤压单层薄膜是最简单的情况。但是也可以同时挤压多个层。如果没有必要使整个复合聚合物及其每个层在还是熔体的形式时在纵向和横向上拉伸，而是也只对一个层满足这个条件的时候，在这种情况下本专利技术也适用。然而优选的是，当多层薄膜带的多个或甚至全部的层处在熔体形式的状态时，薄膜带在横向和纵向上均被拉伸。根据本申请，薄膜带的纵向拉伸理解为沿挤压方向的拉伸，即沿着薄膜带从宽缝喷嘴流出和随后经设备的其它部分继续传送的方向的拉伸，而横向拉伸指的是与纵向拉伸呈90°的拉伸。通常需要指出的是，在本专利申请的范围内，不定冠词和不确定的数字理解为“至少”+该数字。当提及“一个”、“两个”的时候，如果从上下文中不能确定在那里具体指的究竟是“一个”或“两个”，其应理解为“至少”＋该数字。用语“拉伸(Verstrecken)”在本申请的范围内理解为一个总概念。如果是拉伸结晶的薄膜带，即处于薄膜形式的状态下的薄膜带，则使用低于这一总概念的用语“延展(Recken)”。相反，如果是拉伸处于熔体形式的状态下的薄膜带，优选是高粘度的熔体，即其温度高于熔融区但低于从熔体到气体形式状态的过渡区，则使用用语“拉长(Ziehen)”。简单地说，“熔融区”指的是这样的温度范围或温度，在其之下挤压层不再以熔体的形式而是以凝固薄膜的形式出现。在制造平面薄膜时，这种性能变化通常发生在冷却辊装置中的直接设于宽缝喷嘴之后的冷却辊上，其中冷却辊装置或是包括简单的冷却辊，或是包括平整辊。如果塑料的温度高于熔融区，塑料则呈熔体形式的状态。相反，如果塑料的温度低于熔融区，塑料则呈薄膜形式的状态。在两者之间是中性区。在熔体形式的状态与薄膜形式的状态之间可以如下地区分，其中观察在快速短暂的变形之后恢复到原始状态的情形：如果是熔体，当发生松弛变形时其复原程度明显小于薄膜的情况。熔体会流动，而薄膜相反几乎不流动。在Maxwell的弹阻模型中，熔体几乎没有弹性，而是只有较弱的阻尼。在几种热塑性塑料中可以观察到结晶现象。当熔体凝固时，在聚合物的内部发生分子链的局部调整。分子链按照晶核一个挨一个地排列，并形成所谓的晶片。晶体的形成依赖于冷却条件、聚合物内的添加剂和填料，以及凝固期间的流动条件。后续的拉伸也会改变分子的排列，并因而改变材料的性能。关于聚合材料结晶的许多现象依旧无法作最终的解释，甚至都不能核实。许多模式都通过实验性结论来支持并得以实施。所有的聚合物都是由特别长的分子链构成。热塑性聚合物的特征在于，当温度升高时它们会熔化。在熔体中，分子链以线球的形式不规则地排列，相互纠结在一起。在许多热塑性聚合物中，当受到冷却时这种无序作为非晶态结构保留在凝固的固体内。相反，如果对部分结晶的聚合物的熔体进行冷却，分子链则逐渐减少移动，并开始有规则地排列。这导致形成了有序的状态，也称作结晶。在聚合物的结晶过程中，分子链的片段相互平行地排列。如果分子在整个分子链长度都是平行地排列，则在能量上是最有利的。因为熔体内的分子链还仍然以彼此纠结在一起的线团形式存在，这种排序实际上根本不能实现，或者只有在特别高的压力下才能实现。因此，实际上晶体是由折叠的分子链形成，这些分子链形成较大结构单元的基本结构，例如薄片结构。此时这种排序还不能视为是完整的。因此，每个晶体都是由有序的（结晶的）和无序的（非晶态的）分区组成。通常，热塑性塑料和低分子固体物质的区别在于它们在加热时的状态。所有纯的、已经定义的并具有小或低的摩尔质量的有机材料显示出有固定的熔点。在一个已经确定的、精确计算到十分之一度的温度下，物质从固体状态转化成液体状本文档来自技高网...

【技术保护点】
由热塑性塑料制造薄膜带的方法，其中塑料在来自宽缝喷嘴的层中沿着挤压方向被挤压，并随后通过辊排出，其中在挤压方向和挤压方向的横向方向上对薄膜带施加拉力，从而使薄膜带在纵向和横向上拉伸，其中所述层处于薄膜形式的状态或熔体形式的状态，其中，薄膜形式的状态在层冷却时调节到低于熔融区，或者熔体形式的状态在层加热时调节到高于熔融区，其特征在于，薄膜带(a)在宽缝喷嘴的排出口处或直接在宽缝喷嘴的排出口之后首先以熔体形式在挤压速度下被挤压，(b)然后直接以熔体形式被引导至冷却辊装置，其中薄膜带优选以高于挤压速度的圆周速度围绕着冷却辊或平整辊运行，使得薄膜带受到纵向拉伸，(c)然后从冷却辊装置中导出，以及(d)受到横向拉伸，其中，所述层的两个拉伸步骤均在熔体形式的状态下实施，使得这两次拉伸都是以拉长熔体的形式进行。

【技术特征摘要】
2011.08.17 EP 11177871.81.由热塑性塑料制造薄膜带的方法，其中塑料在来自宽缝喷嘴的层中沿着挤压方向被挤压，并随后通过辊排出，其中在挤压方向和挤压方向的横向方向上对薄膜带施加拉力，从而使薄膜带在纵向和横向上拉伸，其中所述层处于熔体形式的状态，其中熔体形式的状态在层加热时调节到高于熔融区，其特征在于，薄膜带(a)在宽缝喷嘴的排出口处或直接在宽缝喷嘴的排出口之后首先以熔体形式在挤压速度下被挤压，(b)然后直接以熔体形式被引导至冷却辊装置，其中薄膜带以一定的圆周速度围绕着冷却辊或平整辊运行，使得薄膜带受到纵向拉伸，(c)然后从冷却辊装置中导出，以及(d)受到横向拉伸，其中，所述层的两个拉伸步骤均在熔体形式的状态下实施，使得这两次拉伸都是以拉长熔体的形式进行。2.由热塑性塑料制造薄膜带的方法，其中塑料在来自宽缝喷嘴的层中沿着挤压方向被挤压，并随后通过辊排出，其中在挤压方向和挤压方向的横向方向上对薄膜带施加拉力，从而使薄膜带在纵向和横向上拉伸，其中所述层处于薄膜形式的状态，其中薄膜形式的状态在层冷却时调节到低于熔融区，其特征在于，薄膜带(a)在宽缝喷嘴的排出口处或直接在宽缝喷嘴的排出口之后首先以熔体形式在挤压速度下被挤压，(b)然后直接以熔体形式被引导至冷却辊装置，其中薄膜带以一定的圆周速度围绕着冷却辊或平整辊运行并冷却至薄膜形式的状态，使得薄膜带受到纵向拉伸，(c)将所述薄膜带在所述薄膜形式的状态下从冷却辊或平整辊上取下来，以及(d)受到横向拉伸，其中，所述层的两个拉伸步骤均在薄膜形式的状态下实施，使得这两次拉伸都是以拉长薄膜的形式进行。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，薄膜带的层在纵向和横向拉伸过程中具有高于其晶体熔化温度的温度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，薄膜带的层在纵向和横向拉伸过程中具有高于其再结晶温度的温度。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用剥离装置将薄膜带从冷却辊上取下来。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在纵向拉伸和横向拉伸之间，薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔穆特·迈耶，约亨·亨尼斯，
申请(专利权)人：莱芬豪舍机械制造两合公司，
类型：发明
国别省市：