薄膜厚度是否均勻是檢測薄膜產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標(biāo),薄膜不均勻,不但影響到薄膜各處的拉伸強(qiáng)度、阻隔性,同時會導(dǎo)致薄膜卷曲后卷面出現(xiàn)爆筋,在暴筋處的薄膜形成永久變形,更會影響到薄膜的后續(xù)加工,如膜面不平整、薄膜松弛下垂,進(jìn)一步影響后續(xù)的復(fù)合、印刷、鍍鋁、制袋等。而造成流延膜厚薄均勻度變化與設(shè)備、材料和工藝等都有較大的關(guān)聯(lián)。
1. 設(shè)備成因
流延薄膜的成型工藝是樹脂原料經(jīng)擠出機(jī)熔融塑化, 從機(jī)頭通過平模頭的狹縫口擠出, 在定邊、風(fēng)刀、真空箱裝置作用下, 使熔料緊貼在流延輥( 又稱急冷輥) 筒上, 然后在流延輥牽引和冷卻作用下, 對熔料縱向拉伸冷卻成膜, 經(jīng)預(yù)切邊、測厚儀、偏擺、表面電暈處理、切邊后卷取。而薄膜厚薄均勻度控制在設(shè)備成因則包含如下幾個環(huán)節(jié):
擠出系統(tǒng):不正確的螺桿與模頭設(shè)計,或使用已磨損的擠出機(jī)料筒和螺桿,或料筒和螺桿的驅(qū)動設(shè)備出現(xiàn)故障,會造成薄膜均勻度變化。
模口間隙:模頭模口間隙是影響薄膜厚度均勻的主要因素。模口間隙的調(diào)整是控制薄膜橫向厚度均勻的有效的操作, 也是常用最多的操作。現(xiàn)代的流延設(shè)備裝置中, 為了能及時地通過調(diào)整模口間隙來控制薄膜的橫向厚度均勻, 都裝配有熱膨脹螺栓自動調(diào)節(jié)裝置。該裝置基本工作原理是通過對控制模口間隙的螺栓進(jìn)行加熱和冷卻, 運用熱脹冷縮物理性質(zhì)調(diào)整模口間隙。當(dāng)從模口流出的熔體成型后經(jīng)測厚裝置測得膜的橫向某一區(qū)域偏厚, 測厚裝置將該區(qū)域的偏厚信息傳輸?shù)诫娔X中,電腦對反饋的信息進(jìn)行處理后, 輸出加熱信號到該片區(qū)對應(yīng)的熱膨脹螺栓進(jìn)行加熱, 反之, 進(jìn)行冷卻。雖然這種自動調(diào)整控制比較及時, 但因熱膨脹螺栓的熱脹冷縮量不大, 這種自動調(diào)整控制只能在厚度偏差幅度不太大情況下進(jìn)行調(diào)整, 一般自動調(diào)整的范圍在1.5um以內(nèi), 當(dāng)超過這個范圍時必須進(jìn)行手動調(diào)整。在開機(jī)或改變厚度生產(chǎn)時, 應(yīng)先進(jìn)行手動調(diào)整, 手動調(diào)整不能急于求成, 要逐步調(diào)整, 當(dāng)調(diào)整到極限偏差在1.5um以內(nèi), 再啟用自動調(diào)整控制裝置。模口間隙不當(dāng)引起的厚度不均表現(xiàn)為薄膜橫向厚度穩(wěn)定不均, 即偏厚的片區(qū)一直偏厚, 偏薄的片區(qū)一直偏薄。
風(fēng)刀、真空箱:熔融物料與冷卻輥表面緊密貼合, 是流延薄膜成型的關(guān)鍵。薄膜的貼輥效果直接影響到薄膜的外觀質(zhì)量和物理性能。為了避免薄膜與冷卻輥之間產(chǎn)生氣泡, 采用空氣流通過氣刀均勻地吹在薄膜與冷卻輥接觸成切線方向的地方, 使薄膜與輥面緊密貼合。為了使這種貼合效果更好, 同時還采用真空箱裝置, 利用真空原理把薄膜與流延輥之間空氣抽去, 從而使薄膜與流延輥之間不會產(chǎn)生氣泡。風(fēng)刀寬度與流延輥長度相同, 真空箱寬度與模頭寬度相同。在風(fēng)刀操作時, 風(fēng)刀風(fēng)量要控制適宜, 風(fēng)量過大, 會使熔膜過度抖動, 引起薄膜厚度偏差增大; 風(fēng)量過小,壓力不足,貼輥效果變差, 薄膜就會產(chǎn)生橫向波動,薄膜厚度偏差很大, 膜面變形不平整無法生產(chǎn)(在開車生產(chǎn)時移動風(fēng)刀靠近流延輥過程中表現(xiàn)明顯)。風(fēng)刀對流延輥的角度及風(fēng)刀位置也十分重要。角度不當(dāng), 也會使薄膜表面產(chǎn)生氣泡, 貼輥效果變差, 此角度調(diào)整為使風(fēng)刀氣流方向垂直于過熔膜與流延輥始接觸點流延輥截面圓的切線。風(fēng)刀位置是指風(fēng)刀出風(fēng)口(稱風(fēng)刀口) 的停靠點。不同的風(fēng)刀位置會使薄膜與流延輥的接觸線不同。風(fēng)刀位置越接近模唇, 接觸線也就越接近模唇, 氣息就越小,熔膜急冷效果好, 熔膜抖動的幅度就小, 成膜后薄膜的厚薄度均勻性就越好。因此, 風(fēng)刀口越接近模唇, 越有利對控制薄膜厚度均勻性
通過風(fēng)刀的空氣流應(yīng)均勻地吹到熔膜上, 若風(fēng)刀口薪附有異物影響氣流的均勻, 那么薄膜的橫向厚度就會不均勻, 勃有異物處對應(yīng)的薄膜在熱效應(yīng)作用下就會偏薄, 且因急冷程度差異導(dǎo)致該處膜面霧度較高, 在膜面形成縱向透明度低的連續(xù)條紋。所以風(fēng)刀一定要保證無影響氣流的勃附物。真空箱的操作主要是注意調(diào)整抽氣風(fēng)速要與實際生產(chǎn)清況相匹配, 抽氣風(fēng)速過大, 會使熔膜易產(chǎn)生破洞;抽氣風(fēng)速過小, 就起不到抽去薄膜與流延輥之間空氣的效果。在生產(chǎn)同樣厚度產(chǎn)品時, 生產(chǎn)速度快較生產(chǎn)速度慢的真空箱風(fēng)速大; 在同樣的生產(chǎn)速度時, 產(chǎn)品厚度厚較產(chǎn)品厚度薄的真空箱風(fēng)速大。