多层复合结构电容器用BOPP薄膜生产技术

摘要

本发明公开了一种多层复合结构电容器用BOPP薄膜生产技术，它解决了现有薄膜生产过程中无法分离颗粒原料中的低分子粉料，产品结构单一等问题，其特征在于：薄膜为多层复合结构，表层为β晶型聚丙烯原料，内层为α晶型聚丙烯原料，主要工艺流程为：1、首先将聚丙烯原料通过鼓风机和旋风分离器除去低分了粉料送往挤出机料斗；2、将颗粒原料经多台并行挤出机熔融、塑化、挤出，进入一个衣架型多流道模头，在其出口模腔汇合，形成一个多层复合结构；3、进行纵横向拉抻牵引，并进行表面处理达到设计目的厚度薄膜；4、通过双工位收卷机将成品薄膜收卷成筒。产品具有低分子含量少，机械强度高，良好的高介电性能和耐温、耐高电压特性，可广泛应用于生产各种不同类型的电容器。

说明书

一、技术领域

本发明属于电容器用BOPP薄膜生产技术，尤其是涉及到一种多层复合结构电容器用BOPP薄膜生产技术

二、背景技术

现有的电容器用BOPP薄膜均是采用单层生产技术，其上料系统是利用原料自重送料或真空吸料方式，无法分离颗粒原料在制造、包装、投喂、输送过程中产生的低分子粉料，以致在铸片、纵拉、横拉等环节产生过多挥发物而污染膜面并会导致横拉破膜，成品因含较多低分子材料导致机械强度下降；因其是单层结构，只能使用单一原料的单一配方，难以同时满足薄膜后续加工特性要求和最终使用特性要求(既要有足够的表面粗化又要具有足够的介电强度和耐温性)，不仅生产成本高，而且产品质量差；同时单层结构无法避免和降低因原料金属灰份和其它杂质引起的横拉破膜和产品耐电压、耐温性能下降，而且无二级结构，产品所承受拉伸应力相对集中，极易断裂，造成产品后续加工中报废。

三、发明内容

本发明的目的就是解决现有技术存在的上述缺陷，而提供一种采用多层配方、鼓风上料和多层共挤方式的多层复合结构电容器用BOPP薄膜生产技术。

本发明的技术方案是：它包括上料、挤出、拉伸牵引和收卷等工序，薄膜为多层复合结构，表层材料采用β晶型结晶度高的聚丙烯原料，用量为原料总量的10～15％，形成产品表层厚度为0.4～1.5μm；内层使用α晶型结晶度高的聚丙烯原料，用量为原料总量的85～90％，形成产品内层厚度为3～12μm；其生产工艺流程如下：

(1)净化上料：在上料间设置了供料系统净化装置，该供料系统净化装置由设置于净化室内的投料口、旋转喂料器和鼓风机、输送管道以及挤出机料斗构成，在净化室入口设置风淋室，风淋室内为循环风，经高效滤网过滤；净化室内设置漏斗形投料口，投料口的下方安装旋转喂料器，其出料口通过管道一端与鼓风机的出风口相连，鼓风机的进气口前设置了高效过滤器，另一端通过输送管道与增设的旋风分离器的进料口相连，所述旋风分离器的出料口置于挤出机料斗之上，顶部设有粉料出口，通过管道与粉粒回收袋相连。首先将两种原料在风淋室去掉外包装后由上料漏斗投入，经旋转喂料器以稳定的流量下放至输送管道，由鼓风机和旋风分离器将纯净的粒料分别送入表、内层挤出机料斗；

(2)多层共挤：采用表层挤出机、内层挤出机和一个多流道模头，表、内层颗粒料分别从料斗进入表、内层挤出机，挤出机料筒内温度控制在220℃～250℃，对颗粒料进行熔融、塑化，衣架形多流道模头温度控制在240℃～250℃之间；并由挤出机将两种原料的熔体同时连续注入一个衣架形多流道模头，该模头内每个流道分别安装高精度压力传感器，通过PLC稳定控制各层流量，从而确保各层相对厚度和防止层间串流，形成一个多层复合的薄片状流体，通过激冷辊和高压气刀得以冷却凝固成片，所述激冷辊内壁通以90～110℃的循环水，高压气刀由鼓风机提供150mbar、60～80℃的压缩空气，冷凝片进入纵向拉伸环节；

(3)拉伸牵引：先后采用纵向拉伸机、横向拉伸机对冷却凝固薄片进行拉伸。纵向拉伸预热辊筒温度控制在120～138℃，拉伸辊筒的温度控制在137～150℃，定型辊筒温度控制在144～150℃，拉伸比为4.6～5.2；横向拉伸预热区的温度控制在167～172℃，拉伸区的温度控制在160～168℃，定型区的温度控制在170～175℃，拉伸比为8～10。然后采用冷却定型辊筒、边料切刀、红外测厚仪和电晕发生器对薄膜进行处理，形成成品膜；

(4)收卷：采用双工位收卷机，收卷机由钢芯配合接触辊卷取成品膜。

本发明的有益效果是：由于采用鼓风送料净化装置，能有效地除去原料在制造、包装、投喂和输送过程产生的低分子粉料，保证了产品的高分子一级结构，从而提高了产品的机械强度，同时避免了产品在生产过程中产生低分子挥发物污染膜面引起破膜和膜面附着力差；多层共挤复合系统将产品结构分成多层，有效地分散和削弱了原料内金属灰份和其它杂质造成的产品结构缺陷，减少了破膜因素，同时提升了产品的介电强度(提高70V/um)，并且形成产品的二级结构能有效地分解拉伸断裂应力，显著提高其机械强度(提高15％)，确保后续加工顺利进行，从而提高了产品成品率和质量；分层使用不同特性原料的独特配方，表层使用熔融指数大、β晶型结晶度高的原料，保证了产品良好的粗化表面，内层使用熔融指数小、α晶型结晶度高的原料保证了产品的高介电性能，充分利用原料效能，从而降低了生产成本，同时有效地提高了产品质量。

四、附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述。

图1为本发明工艺流程方框图；

图2为本发明供料净化系统装置结构示意图。

图中：1为投料口，2为旋转喂料器，3为净化室，4为风淋室，5为鼓风机，6为高效过滤器，7为挤出机料斗，8为旋风分离器，9为粉粒回收袋。

五、具体实施方式

如图1、图2所示，以生产厚度为3～15μm多层复合结构电容器用BOPP薄膜为例，在生产普通包装塑料薄膜的生产设备基础上，将挤压机模头更换为衣架形多流道模头，并设置多台挤出机，在每台挤出机进料斗之前设置供料净化系统装置，所述供料净化系统装置由设置于净化室3内的投料口1、旋转喂料器2和鼓风机5、输送管道以及挤出机料斗7构成，在净化室3入口设置风淋室4，风淋室内为循环风，经高效滤网过滤；净化室3内设置漏斗形投料口1，投料口的下方安装旋转喂料器2，其出料口通过管道一端与鼓风机5的出风口相连，鼓风机的进气口前设置了高效过滤器6，另一端通过输送管道与增设的旋风分离器8的进料口相连，所述旋风分离器8的出料口置于挤出机料斗7之上，顶部设有粉料出口，通过管道与粉粒回收袋9相连；表层挤出机和内层挤出机均与衣架形多流道模头相连。实施本发明时，首先将表层使用的β晶型结晶度高的聚丙烯原料(约占原料总量的10～15％)和内层使用的α晶型结晶度高的聚丙烯原料(约占原料总量的85～90％)分别自净化室3入口的风淋室去掉外包装后由上料漏斗1分别投入，经旋转喂料器2以稳定的流量下放至送料系统。再由鼓风机5将原料经输送管道吹入旋风分离器8内，分离出低分子粉料由其顶部的粉料出口，回收至粉粒回收袋9内，纯净的粒料靠其自重分别进入表层挤出机料斗和内层挤出机料斗。颗粒料从料斗进入挤出机后，在挤出机料筒内由加热器升温至220℃～250℃而熔融、塑化，并由挤出机螺杆将两种原料的熔体同时连续注入一个衣架形多流道模头，并在每个流道分别安装高精度压力传感器，通过PLC稳定控制各层流量，从而确保各层相对厚度和防止层间串流。该模头由加热器加热至240℃～250℃，表层熔体和内层熔体经模头流道在其出口模腔内汇合，并在挤出机的挤压下，从模头的偏平出口流出，形成一个多层复合的薄片状流体。薄片状流体流出模头后，被高压气刀(由鼓风机提供150mbar、60～80℃的压缩空气)吹出的压缩空气紧密贴合在激冷辊表面，该激冷辊内壁通以90～110℃的循环水，得以冷却凝固成片，并在片内形成一定的晶体结构，然后由激冷辊后的导辊引出，进入纵向拉伸环节。首先采用由预热辊筒、拉伸辊筒和定型辊筒三部分组成纵向拉伸机进行纵向拉伸，辊筒内全部通过循环油加热，预热辊筒温度控制在120～138℃，拉伸辊筒的温度控制在137～150℃，定型辊筒温度控制在144～150℃，拉伸比为4.6～5.2.。铸片经过辊筒表面受热软化、拉伸并定型，形成更薄的片材，由导辊引入横向拉伸环节。然后再进行横向拉伸，采用由预热、拉伸和热定型三区组成横向拉伸机，各区均为热空气鼓风加热。预热区的温度控制在167～172℃，拉伸区的温度控制在160～168℃，定型区的温度控制在170～175℃，拉伸比为8～10；薄片在横向拉伸机内预热、拉伸、定型成为表层厚度为0.4～1.5μm、内层厚度为3～12μm目标厚度薄膜。此薄膜由导辊引入牵引部分，采用冷却定型辊筒、边料切刀、红外测厚仪和电晕发生器等进行处理。冷却定型辊筒内壁通以20～28℃的循环水；电晕发生器的功率控制在15～20kw。目标厚度的薄膜在牵引部分首先经过辊筒表面冷却定型，再由边料切刀切掉未拉伸的边部，同时达到目标宽度，然后经电晕处理器作表面处理，使膜的表面张力达到42达因，最后由导辊引入收卷环节。红外测厚仪通过在线检测切边后薄膜的实际厚度，及时人工或自动调整模头开口外形，以消除或减小薄膜厚度偏差。得到的成品薄膜采用双工位收卷机进行收卷，收卷机由钢芯配合接触辊卷取成品膜。达到目标厚度和目标宽度的成品膜，在收卷张力为23～30kg，接触辊压力为42～49kg的工艺条件下由收卷机钢芯卷成筒状，成品膜卷每卷重600kg左右。

本发明所生产的多层复合结构电容器用BOPP薄膜，具有低分子含量少，机械强度高(比普通膜高15％)，表面无挥发物污染，生产过程中无低分挥发物污染而引起破膜报废现象，从而提高了生产率和产品质量；多层复合结构有效地分散和减弱了原料内灰份和其它杂质造成产品结构缺陷，减少了生产过程中破膜，并提高了其介电强度(比普通膜高出70V/um)；分层配料的独特配方使产品既具有良好的粗化表面，又具有较强耐温、耐高电压特性，同时保证了产品的后续加工性能和最终使用性能。总之，本发明的使用，能有效地降低生产成本，提高生产效率、保证产品高品质。