專利名稱：聚丙烯膜片的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚丙烯膜片的制造方法。鑒于本發(fā)明具有下列特色，茲比較說明如下(1)文化的演進(jìn)，造成紙張使用量巨幅增長，而造紙所需的原料主要來自天然樹木，因此森林資源大量砍伐及造紙對未來地球之生態(tài)環(huán)境保護(hù)與平衡極為不利。本發(fā)明是利用天然石材(主成分為CaCO3)，混合PP/PE來仿造紙張，代替以紙漿制成的影印紙、牛皮紙、印刷用紙及書寫用紙，既可回收再生，也可粉碎后應(yīng)用作鋪設(shè)道路之原料。最終成為垃圾時，也可以完全燃燒成無害之二氧化碳、灰份和水份。其熱能可以利用，過程中也無任何污染產(chǎn)生，合乎環(huán)保要求為其特點。
(2)本發(fā)明所制膜片的成份中，內(nèi)含的碳酸鈣(CaCO3)是一般石材，料源豐富，價格低廉，其用量(0-500PHR)可依需要調(diào)整。如以使用300PHR為例，每噸原料成本約新臺幣5000元。面對全球保護(hù)森林運動的興起，紙漿價格將有節(jié)節(jié)上升的壓力，本發(fā)明對現(xiàn)有紙張應(yīng)極具競爭能力，故原料成本具有經(jīng)濟性之效益。
(3)申請人積四十余年之加工經(jīng)驗，本發(fā)明之設(shè)備均自行設(shè)計，并經(jīng)過改良，使其可混合巨量之CaCO3(0-500PHR)，從而開發(fā)完成，其制造、安裝、試車之整套設(shè)備均達(dá)到高精度、省力、自動化、可大量生產(chǎn)而創(chuàng)造價廉物美之成品問世。
(4)本發(fā)明已推展于市場上使用，茲說明如下(A)真空成型用可應(yīng)用于水杯、免洗碗盤、超市生鮮貨包裝盤，及輸往日本的加溫環(huán)保盒等等，可適合低溫冷藏，也可使用于盛裝沸水，使用溫度范圍寬及易于成型為其特點。
(B)文具用可應(yīng)用于卷宗夾之封(底)面，資料分類夾之隔頁，文書傳遞資料袋，可大量生產(chǎn)降低成本及增加市場上之多種選擇。
(C)仿紙用可應(yīng)用于仿牛皮紙，使用于物品包裝，具有防水防濕及韌性強等特點，以徹底保護(hù)物品免于水份灰塵等侵襲。另可印刷成書本雜志，記事簿或廣告貼紙，不但外觀精美，而且具有可防水耐久保存的優(yōu)點。
(D)其他用途，適用于制造摺盒如野餐盒、快餐餐盒、飲料盒、資料盒、相簿及錄象帶盒等等，具有優(yōu)良的支撐性、耐折性、防水性及印刷性，精巧方便，可重復(fù)使用為其特點。
(5)本發(fā)明采用壓延機(Calender)系統(tǒng)改良的加工方式生產(chǎn)，比傳統(tǒng)的T-模擠押成型及雙軸延伸成型方式，具有較廣的加工厚度及寬度范圍，且產(chǎn)能較大，成本低廉為其特點。
(6)本發(fā)明系由PP/PE和CaCO3混合而成，PP/PE僅占少量，約占1/4，CaCO占大量，約占3/4，可知CaCO3含量甚巨，CaCO3主要來自石材，其來源可謂取之不盡，用之不竭，不虞匱乏。而一般紙張取自天然樹木，旦旦而伐終有砍伐殆盡之一日，影響人類之生態(tài)環(huán)境甚巨，故本發(fā)明對于造紙業(yè)界為一大突破，誠為一種有史以來革命性的發(fā)明無疑。
本發(fā)明涉及聚丙烯(P.P)膜片的制造方法，特別是將聚丙烯樹脂及/或聚乙烯樹脂、填充劑、改質(zhì)劑、抗靜電劑、潤滑劑及顏料等配合料成分予以混合并經(jīng)混煉后，送往壓延機壓延成形，成為薄膜或板片，經(jīng)引取輪拉伸壓花處理后予以冷卻，并予以電暈處理，再經(jīng)針孔檢測后予以卷取而成。
目前市面上供使用于食品包裝、一般用品成型包裝及文具等方面之材料種類極多，基于環(huán)境保護(hù)是國際性共同的趨勢，上述用途所使用之材料必須具備無毒、可回收及易焚化、無公害等特點，因此考慮到以聚丙烯(P.P)、聚乙烯(P.E)等聚烯烴(Polyolefin)系列材料加以廣泛應(yīng)用，尤其聚丙烯具有比重輕、耐熱性佳，對大部分化學(xué)藥品及動植物油脂之穩(wěn)定性良好，且熱成型性佳，適于供食品包裝及一般用品包裝容器使用;此外，聚丙烯膜片具有耐彎折、不易龜裂之特性，適于文具用;另添加高含量的天然石粉(CaCO3)所制得的薄膜具有防水、防濕及優(yōu)良的書寫性、印刷性、吸墨性，成本也相當(dāng)?shù)土?，可取代天然紙張。因此選擇聚丙烯膜片的開發(fā)應(yīng)用。
一般塑料加工業(yè)界對膜片之定義，厚度0.2mm以下為膜(Film)，0.2mm以上為板片(Sheet)。目前一般傳統(tǒng)制造聚丙烯膜片是聚丙烯配合料經(jīng)混煉后，均需經(jīng)過T-模。如要生產(chǎn)薄膜，則另需經(jīng)雙軸延伸;如需生產(chǎn)板片，則擠出料經(jīng)T-模后直接冷卻卷取即可，通常經(jīng)雙軸延伸所制成的聚丙烯膜，以生產(chǎn)0.08mm以下的厚度居多，以供各種包裝用為主，而經(jīng)T-模直接冷卻卷取生產(chǎn)的聚丙烯板片以生產(chǎn)0.3mm以上的厚度居多，而且其用途被局限于板片而已，在0.08mm-0.3mm厚度范圍間之薄膜板片，由于T-模間隙較難調(diào)整，難以生產(chǎn)，且受限于出料口間隙出料量有限，而僅能生產(chǎn)窄幅的寬度。另由于T-模厚度無法以輔助機構(gòu)補償修正，因此厚度分布不均。有鑒于目前以T-模生產(chǎn)聚丙烯膜片有上述的問題，因此申請人基于以壓延機生產(chǎn)PVC制品可達(dá)到量大、寬幅、厚度均勻，且厚度可達(dá)0.03mm-2mm的制造經(jīng)驗，從而考慮到以壓延機經(jīng)由制造過程和設(shè)備改善來生產(chǎn)聚丙烯與聚乙烯膜片，而此為世界上塑料制造商尚未嘗試制造者。
由于聚丙烯樹脂加熱至一般輥筒之作業(yè)溫度230℃附近時會發(fā)生氧化現(xiàn)象，而使粘度大幅下降，無法在壓延機輥輪間形成積料(Bank)而成形，因此乃在配方的調(diào)配方面加以探討。由于要形成積料必須增加加工粘度，因此在配方方面尋求以碳酸鈣等添加劑來調(diào)整粘度及增加耐熱性，改善其加工韌性及強度，并且為了使在壓延機上能正常剝離，加入潤滑劑增加剝離性。另外為防止成品帶靜電而吸附塵埃影響使用，加入抗靜電劑。并且為了使所有配合料均能順利混合混煉，在混合混煉階段采取如下述的制造方法中的三種流程，經(jīng)由以上配方及混煉以及壓延機加工制造過程設(shè)備的改善，終于能順利地在壓延機上生產(chǎn)聚丙烯與聚乙烯膜片，且厚度能由0.05mm至2.00mm，恰能突破目前傳統(tǒng)聚丙烯膜片生產(chǎn)之瓶頸區(qū)(按，目前壓延機加工機組之設(shè)備費用動輒數(shù)百萬美金一組，投資費用巨大且加工流程與設(shè)備均需特殊設(shè)計之機構(gòu)，至目前世界上尚未見有其他廠家制造生產(chǎn))。
以下說明本發(fā)明以壓延機制造聚丙烯膜片的方法與傳統(tǒng)習(xí)用押出機T-模的制造方法其配方之異同如下習(xí)用押出機T-模的配方本發(fā)明方法(壓延機)的配方聚丙烯100PHR聚丙烯100PHR聚乙烯10-15PHR聚乙烯10-100PHR抗靜電劑0-10PHR抗靜電劑0-10PHR顏料依顏色而定填充劑0-500PHR潤滑劑0.1-5PHR改質(zhì)劑2-40PHR顏料依顏色而定本發(fā)明方法(采用壓延機制造)與傳統(tǒng)押出機T-模方法相比，在配合料方面的最大差異在于本發(fā)明方法采用的填充劑、潤滑劑二種成分及其用量(其中填充劑高達(dá)500PHR)，這是傳統(tǒng)T-模法所未曾采用的，以下說明本發(fā)明方法的聚丙烯樹脂配合料各個成分及其用量范圍本發(fā)明所使用的聚丙烯樹脂選用MFI熔融指數(shù)230℃/2.16KG(ASTMD1238)0.3-45的均聚物與共聚物，通常聚丙烯依其結(jié)構(gòu)為頭尾型線性構(gòu)造，有三種排列方式，全同立構(gòu)(Isotactic)、間同立構(gòu)(syndiotactic)及無規(guī)立構(gòu)(atactic)，其排列方式如下
聚丙烯大部分為全同立構(gòu)，為高度結(jié)晶化的硬質(zhì)聚合物，一般市售的聚丙烯有僅含丙烯的均聚物及改良沖擊性的共聚物(為與乙烯的共聚物)，其性質(zhì)區(qū)別如下表級別共聚物項目均聚物高(MFI)中(MFI)低(MFI)MFI(230℃/2.16KG)0.2-200.5-71-121.5-12g/10分鐘ASTMD1238拉力強度kg/cm2300-350 220-250 250-300 250-300伸長率%>200>500>500>500軟化點℃150140-145140-145140-145熱變形溫度℃105-12095-10595-10595-105成型收縮率%1-21-21-21-2
聚乙烯是選自MFI0.3-30的高密度聚乙烯(HDPE)或MFI0.3-45的低密度聚乙烯(LDPE)或MFI0.5-10的線性低密度聚乙烯(L-LDPE)。加入聚乙烯的目的是調(diào)整粘度及增加韌性，其亦可作為潤滑劑使用，在擠壓含有聚乙烯的聚丙烯樹脂配合料時，在擠壓機或捏煉機內(nèi)部，聚乙烯與金屬面之間會形成類似潤滑劑的分子層，可提高樹脂的流動性。
加入潤滑劑的原因在于本發(fā)明制法是在壓延機的輥輪上壓延成形，聚丙烯樹脂配合料必須能在金屬輥輪面上順利剝離，以求達(dá)到亮麗的表面品質(zhì)，且能正常壓延加工，不象傳統(tǒng)的無需添加潤滑劑的以T-模擠壓而得的聚丙烯膜片制造中不必考慮離型問題，因此用于本發(fā)明方法的潤滑劑是為了減少聚丙烯樹脂間的摩擦以防止摩擦生熱，并增加樹脂配合料與金屬輪面的離型力，常用者有烴系礦物油，脂肪酸酯系列例如單硬脂酸甘油酯，12-氧基硬脂酸，聚氧亞乙基(5)甘油基單硬脂酸酯(polyoxyethylene(5)glycerinemonostearte)，聚氧亞乙基(20)甘油基單硬脂酸酯，聚氧亞乙基(5)單油酸酯脂肪酸酰胺，例如芥酸酰胺(erucicacidamide)，硬脂酸酰胺，亞乙基雙烴基硬脂酸酰胺;金屬皂鹽，例如硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣等，其中較常用者為脂肪酸酯類，計有脂肪酸之低級醇酯，多元醇酯等，長久以來用作潤滑油之動物油脂、天然蠟亦屬此類，至于脂肪酸的低級醇酯的代表性潤滑劑則有硬脂酸丁酯、多元醇的脂肪酸酯由于具有多極性，內(nèi)部潤滑性較強，動物油脂以甘油酯為主成分，乙二醇、乙二醇單硬脂酸酯、甘油基單脂肪酸酯常被用作此類潤滑劑，且由于化學(xué)構(gòu)造上具有親水性O(shè)H基，亦被用作具有抗靜電性或防曇性的潤滑劑，其用量以0.1-5PHR(對每百份樹脂重量計)。
至于脂肪酸酰胺中的酰胺蠟(如亞乙基-雙-烴基-硬脂酸酰胺)用作潤滑劑時，尤其與金屬皂鹽(如硬脂酸鈣以1∶1使用時)合用時，可增加擠壓機輸出及減低模頭膨脹之現(xiàn)象，其用量可為0.25至1.0PHR，而采用金屬皂鹽當(dāng)做潤滑劑，不僅可用作流動性改良劑，亦可當(dāng)作穩(wěn)定劑用。
本發(fā)明所用的潤滑劑以金屬皂鹽及脂肪酸酯系列的潤滑劑為宜，使用量為0.1至5PHR，經(jīng)實際生產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)用量低會發(fā)生聚丙烯配合料于輪面剝離差而粘輪，否則塑化度不足，表面光澤度差。適量添加對聚丙烯制品之性質(zhì)不會產(chǎn)生任何變化。于本發(fā)明方法的聚丙烯樹脂配合料中，其所添加的改質(zhì)劑為傳統(tǒng)的T-模擠出成形的聚丙烯樹脂配合料所未有的，為配合本發(fā)明方法采用的壓延機的作業(yè)及聚丙烯樹脂的指觸性(Tackiness)、熱穩(wěn)定性而加以采用。加入改質(zhì)劑還可增加與聚丙烯樹脂間的相容性，通常用作改質(zhì)劑的可以是橡膠類彈性體，例如EPDM(乙烯丙烯二元體)，聚異丁烯，丁基橡膠或丁二烯橡膠等，其可為碎片或顆粒狀。當(dāng)與聚丙烯預(yù)混合時可易于結(jié)合并加工成形，此改質(zhì)劑可與聚丙烯樹脂以摻混方式摻混或視需要采用經(jīng)EPDM改質(zhì)的聚丙烯亦可，其用量為2-40PHR。加入抗靜電劑是為了防止由于產(chǎn)生靜電而附著空氣中的塵埃，使商品價值降低，且由于難以看見由透明薄膜制得的包裝容器的內(nèi)容物而降低消費者的購買欲，其亦常成為二次加工印刷或熱封時效果不良的原因，目前實用的抗靜電劑幾乎全為離子導(dǎo)電性的化合物，是分子構(gòu)造中具有親油基與另一端具有親水基的化合物所組成，依親水基的電離情形可分成陰離子性、陽離子性、非離子性、兩性等抗靜電劑。通常以陽離子系及兩性系表面活性劑的抗靜電性較優(yōu)越，唯其耐熱穩(wěn)定性較差，在成形成為塑料成形品時，有因熱分解而損及商品價值的問題，而陰離子系抗靜電劑則因其與樹脂的相容性低劣而較不實用，適用于本發(fā)明方法的抗靜電劑以在成形前先將之捏煉入樹脂內(nèi)為宜，較適用者為非離子性抗靜電劑，例如聚乙二醇酯或聚乙二醇醚脂肪酸酯或乙醇酰胺，單及二甘油酯、乙氧基化脂肪酸胺等，這是因為與本發(fā)明方法中的聚丙烯樹脂配合料成分的聚丙烯、聚乙烯樹脂有較佳的相容性。此類非離子性抗靜電劑與先前所述的潤滑劑中的脂肪酸酯類成分相似，可當(dāng)作潤滑劑亦可作抗靜電劑使用，其使用量可為0-10PHR，視其單獨或合并使用而定。
至于著色劑(顏料)，不論有機或無機著色劑均可使用，視乎聚烯烴型式及加工方法而定，著色劑可為粉末狀或制成顆粒、粉末狀的顏料濃縮料，使用具有充分相容載體的顏料糊較適于本發(fā)明方法的加工過程，其中以無機系著色劑對成形品無變形問題，且能耐加工溫度，較適用的無機系顏料有白色金紅石型二氧化鈦;黃色鎘黃、鎳鈦黃、鉻鈦黃;紅色鎘紅、氧化鐵紅;藍(lán)色鈷藍(lán)、群青藍(lán);綠色鈷綠、氧化鉻綠;褐色氧化鐵褐、鉻鐵褐;黑色爐黑等。著色劑的使用量依成形品之顏色而定。
本發(fā)明方法的聚丙烯樹脂配合料中的填充劑與一般用于樹脂配合料者相同，可增加成形品的強度，具補強作用，且可用以降低成本，其化學(xué)純度并不象其他樹脂所使用者那樣有特別要求，亦即使用一般品級者即可，這是因為本發(fā)明方法制得的聚丙烯膜片是供作食品包裝容器及文具用與紙張代用品，屬用后拋棄型。為使不造成環(huán)境公害問題，在不影響成形品熱穩(wěn)定性要求的情況下，并不刻意使用高純度填充劑?？捎糜诒景l(fā)明的填充劑有木粉、氧化鋅、補強纖維、金屬粉、云母、滑石粉及碳酸鈣，其中以碳酸鈣為最常用，視需要可與其他填充劑合用。碳酸鈣可為重質(zhì)或輕質(zhì)碳酸鈣，并且為了獲得較佳的分散效果，于碳酸鈣的粒子表面上以硬脂酸類潤滑劑、界面活性劑類抗靜電劑處理而得的活性碳酸鈣亦可以使用。一般T-模法制造聚丙烯膜片時，碳酸鈣添加量受配合料流動性及易于堵塞的影響，添加量有所限制。即使曾有學(xué)術(shù)研究探討在加入200PHR碳酸鈣填充劑后的制品(如聚氯乙烯制品)，其伸長率降至常規(guī)情況的40%，抗拉強度則低至1/3，并不實用。而本發(fā)明方法采用以特殊壓延機制得的聚丙烯膜片，所用的聚丙烯樹脂配合料中的填充劑可高達(dá)500PHR，且制得的聚丙烯膜片可供食品包裝容器、卷宗封面、文具用與紙張使用。按適用的食品包裝容器或文具用與紙張的不同，其用量可由0至500PHR。(添加量為0，即為透明制品，不加填充劑)，其能添加至500PHR的原因，是因為本發(fā)明的制造方法中，其混合混煉過程是將PP樹脂配合料于捏煉擠壓時所添加的碳酸鈣填充劑與PP，PE樹脂能相容，可顯示出韌性效果，而傳統(tǒng)T-模擠出的情況，僅為使配合料融溶，未經(jīng)捏煉而擠壓出，并未顯現(xiàn)有韌性效果，此在填充劑用量上的顯著差別，即為本發(fā)明的特征所在。以本發(fā)明方法制得的聚丙烯膜片，能提供外觀良好、物性優(yōu)良、厚度均勻、耐酸堿、耐熱、無毒的聚丙烯膜片，其可供成形為食品容器、杯子、耐熱餐盒，另外其質(zhì)感佳，印刷書寫性佳，耐彎折，可供作卷宗封面、資料袋、書包隔板、文具、內(nèi)襯、壁紙、仿紙、牛皮紙等，另外可回收使用及粉碎后混合瀝青供鋪路之用，又燃燒時不會造成二次公害，所以是綠色環(huán)保的劃時代制品。
本發(fā)明是將傳統(tǒng)T-模法改為以壓延機生產(chǎn)出T-模所無法制得的聚丙烯膜片(厚度0.05mm-2mm)，并配以溫度控制、厚度調(diào)整計算機自動化、電暈處理、針孔檢出器等一貫作業(yè)，得以順利生產(chǎn)出各種厚度且收縮率低的聚丙烯膜片。以壓延機制造聚丙烯膜片的本發(fā)明方法具有下列特點(1)壓延機全線流程可自動化、省力及大量生產(chǎn)，降低成本。
(2)因制造過程全線可納入計算機控制，易于監(jiān)視及操作，過程條件可精確控制，穩(wěn)定品質(zhì)。
(3)生產(chǎn)流程中，PP膜片經(jīng)由輥輪接觸輾壓、拉伸，所得的PP膜片厚度分布及物性均佳，而以T-模制得者受限于固定的間隙，其厚度分布較不均勻，因此要求高品質(zhì)、厚度均勻且厚度在0.05mm至2mm范圍的制品時，必須以本發(fā)明方法的壓延機生產(chǎn)。
由于本發(fā)明方法所采用的聚丙烯樹脂配合料中的添加劑、潤滑劑用量是傳統(tǒng)上未曾存在且為首創(chuàng)的可以壓延機壓延成形成為聚丙烯膜片，為配合該配合料的各成分的混合、混煉使之能供其后的壓延機成形。它們在混合、混煉階段則與傳統(tǒng)的T-?；旌匣鞜捑郾渲浜狭?成分、配比均不同)完全不同。本發(fā)明方法中的混合、混煉過程亦需配合聚丙烯膜片制品的有色或無色透明與否，而有混合、混煉設(shè)備(裝置)的不同組合，以下說明本發(fā)明方法的三種不同的混合、混煉過程及其所用的設(shè)備。
由本發(fā)明的聚丙烯(P.P)膜片制造方法，可生產(chǎn)有色(如

圖1所示)及透明(如圖2所示)PP膜片，其主要制造方法有三種，制造方法的不同主要在于混合混煉設(shè)備的不同，是按填充劑含量而加以區(qū)分(基于混煉效果的理由)。對于填充劑含量500PHR以下者，均可用(圖3)的方法進(jìn)行混合混煉，而對于填充劑在100PHR以下者亦可用圖4、圖5的方式進(jìn)行混合混煉。
圖1與圖2兩圖中，除透明PP制品的制造流程(圖2)與有色PP制品的制造流程(圖1)相比，于圖1及圖2中的(2)引取輪中間增加另一組冷卻裝置(即圖2中增加(2)-1空氣刀、(2)-2冰水輪)，其余在(1)壓延機之后的裝置均屬共同設(shè)備。在制造透明PP制品時，利用此增加的設(shè)備使之急冷而得透明膜片。此冷卻裝置組的溫度控制于適當(dāng)溫度，使高溫熔融的聚丙烯膜片能冷卻成形，供其后的卷取裝置卷取之用。為使添加劑與聚丙烯樹脂配合料的其他成分均勻并相容，對不同PHR的添加劑采用上述圖3、圖4及圖5的方式進(jìn)行混合、混煉。其混煉塑化的配合料供給圖1及圖2的制造有色及透明的聚丙烯膜片之用。
為明了本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以圖1及圖2說明本發(fā)明采用壓延機組制造有色及透明的聚丙烯膜片過程的各裝置設(shè)備。聚丙烯樹脂配合料的混合、混煉如上述可根據(jù)填充劑的PHR不同而采用圖3、圖4及圖5的混合、混煉裝置。以下就壓延機組以后的裝置設(shè)備進(jìn)行說明(如圖1)。
(1)壓延裝置這是本發(fā)明方法的最主要部分，將經(jīng)過混合混煉的配合料經(jīng)由數(shù)個輥輪加溫輾壓，使其達(dá)到最佳塑化及分散性，并以各輪間隙、速比及引取輪拉伸的控制，使成品達(dá)到所需厚度，通常輥輪數(shù)可為4，5或6個，輥輪排列可為L型，倒L型，Z型或倒Z型，視乎配合料的分散、塑化、排氣泡及厚度而定。以5個輥輪和L型而言，溫度設(shè)定在210℃-230℃，各輪速差在1.5M/分鐘-2.5M/分鐘為最恰當(dāng)?shù)臈l件。
(2)引取輪為直徑80-200mm的輥輪所組成，內(nèi)通熱油或熱水。適當(dāng)調(diào)整本段拉伸比至約為1∶1至1∶3間(對壓延機輥輪的速度比)，輪溫需適當(dāng)控制，以確保PP的加工物性。
(3)壓花輪由直徑350mm-450mm的鋼輪所組成，內(nèi)通溫水或冷凍水。配合聚丙烯制品雙面壓紋需要，配置壓花設(shè)備，并裝有溫度控制器，使成形品種類規(guī)格達(dá)至需要。
(4)冷卻輪由直徑110-200mm的輥輪所組成，內(nèi)通冷卻水或冷凍水。制得的聚丙烯達(dá)到厚度要求后，經(jīng)由冷卻輪使成品定型并冷卻。
(5)電暈設(shè)備由可產(chǎn)生5KW以下的電暈發(fā)生設(shè)備所組成，其能破壞制品表面的狀態(tài)。使聚丙烯膜片具有良好的印刷密著效果。
(6)針孔檢出器由高精度的檢測裝置如β-射線偵測器所組成，其為確保PP制品的表面品質(zhì)而設(shè)，可檢出大于0.8μm之針孔以降低表面不良率。
(7)卷取機此為高效率的中心卷取機，按機臺大小，可承載各種規(guī)格制品以卷裝方式卷取，再送往后段加工。
至于圖2的透明聚丙烯膜片制造流程中，除下述的(2)-1、(2)-2外，其余裝置設(shè)備與圖1的有色聚丙烯膜片的制造流程相同。
以下說明圖3圖4及圖5，此為本發(fā)明方法中，對聚丙烯樹脂配合料按添加劑的不同而采用的混合混煉設(shè)備，圖3的混合混煉設(shè)備適用于填充劑在500PHR以下的情況
對于聚丙烯(PP)樹脂配合料，先經(jīng)混煉機混煉使各成分達(dá)到塑化均勻，具有足夠的強度及韌性，再送經(jīng)押出機擠壓過濾押出后，直接送往壓延機，經(jīng)輥輪壓延機，再經(jīng)小輥輪拉伸、冷卻。其裝置設(shè)備的配置流程如圖3所示，以下說明各裝置(11)混合機通常為立式或臥式混合機，是將聚丙烯(P.P)樹脂加入其他配合劑，于此混合均勻。
(12)混煉機通常使用者為捏合機，是將混合均勻的物料于此處捏煉，使之塑化及均勻分散。
(13)押出機是使用單螺桿或雙螺桿的押出機，將經(jīng)混煉機混煉的配合料擠壓成條狀，供壓延機輥壓用。
(14)固定輸送機是以矽麗康(硅樹脂)材質(zhì)制成的輸送帶，原料經(jīng)押出機擠壓成條狀后，經(jīng)此輸送機傳送至搖首輸送機。
(15)搖首輸送機為使供至壓延機的原料能均勻分配，使其達(dá)到塑化的穩(wěn)定性，故采用搖首輸送機，使壓延機第一輪和第二輪間的積存料左右均一，恰適所需。
對于填充劑100PHR以下的聚丙烯樹脂配合料，亦可采用圖4及圖5的混合混煉流程，其中圖4是先制成高濃度的母料，圖5是將個別原料直接混合送入押出機，以下說明圖4的混合混煉流程，是將聚丙烯(P.P)及填充劑先制成母料(Masterbatch)，再于混合機將母料與其他配劑混合均勻，經(jīng)高溫押出機塑化后，送往壓延機經(jīng)輥輪壓延，再經(jīng)小輥輪拉伸冷卻，其裝置設(shè)備的配置流程如(圖4)所示，以下說明各裝置。
(21)中間桶由不銹鋼做成的儲存桶，將母料及其他配劑混合均勻后，倒入此中間桶暫時存放。
(22)押出機周轉(zhuǎn)式行星螺桿押出機，以高溫?zé)崴訙?，并以高速運轉(zhuǎn)，使原料獲得混煉塑化，提高分散性，減少原料在押出機停留時間，降低穩(wěn)定劑使用量。
(23)固定輸送機同(圖3)之(14)。
(24)軋輪機由兩個直徑為700mm的鉆孔輪所組成，內(nèi)通高壓熱水，輪面溫度控制在高溫狀態(tài)，使原料在輥輪上再輾壓混煉，促進(jìn)均勻穩(wěn)定的塑化度。
(25)固定輸送機其系由矽麗康材質(zhì)制成的輸送帶，經(jīng)由軋輪機前置的割料刀，將原料切割成板片帶狀，送至搖首輸送機。
(26)搖首輸送機同(圖3)之(15)以下說明圖5的混合混煉流程，是將粒狀原料與粉狀原料分別混合，投入中間桶，依配方比例定量送入押出機押出后，送往壓延機經(jīng)輥輪壓延，再經(jīng)小輥輪拉伸冷卻，其裝置設(shè)備的配置流程如圖5所示，以下說明各裝置。
(31)粒狀原料中間桶由不銹鋼制成的儲存桶，將粒狀原料混合均勻后，倒入此中間桶暫存。
(32)粉狀原料中間桶由不銹鋼制成的儲存桶，將粉狀原料混合均勻后，倒入此中間桶暫存。
(33)押出機它是雙螺桿的押出機，將粒狀與粉狀原料，依配方比例分別投入押出機，經(jīng)加溫過濾后，成塑化狀態(tài)押出。
(34)固定輸送機同(圖3)之(14)(35)軋輪機同(圖4)之(24)(36)固定輸送機同(圖4)之(25)(37)搖首輸送機同(圖3)之(15)為明了本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以及如何以聚丙烯樹脂配合料的配方成分及配比的不同而能采用壓延機制造厚度0.05mm-2.0mm的聚丙烯膜片，現(xiàn)以下述實施例說明本發(fā)明方法可制出食品包裝容器、卷宗夾封面及文具用紙張的實例，但并非以此限定本發(fā)明的范圍。
實施例1
1.將PP(MFI＝0.5)100PHR，PE(MFI2.0)15PHR，改質(zhì)劑5PHR以混合機混合后，存于中間桶，另將CaCO3100PHR，脂肪酸脂潤滑劑0.5PHR及白色色料二氧化鈦3PHR，以混合機混合后，存于中間桶，添加于押出機后，經(jīng)擠壓成塑化狀態(tài)押出，再由固定輸送機輸送至軋輪機(溫度設(shè)定160-180℃)混煉后，經(jīng)由軋輪機前所置的割刀切割配合料，成為板帶狀，再送至搖首輸送機，其后送入壓延機成型，壓延機溫度設(shè)定于215-225℃，各輪的速度調(diào)成1.5-2.5M/分鐘，壓延機第5輪(CR 5)速度設(shè)定為20.5M/分鐘，拉伸比(引取輪與壓延機第5輪速比)為1∶1.1，引取輪溫度設(shè)定于60-150℃，各輪速度保持一致，冷卻輪溫度設(shè)定由90℃漸降，各輪速度保持一致，使膜片冷卻定型，再經(jīng)電暈設(shè)備(放電量5KW)處理及針孔檢出器檢查后，以卷取機卷取即可得厚度0.5mm±5%，寬度160-200cm的聚丙烯膜片。
2.按上述方式所制成的聚丙烯膜片可加工成為食品包裝容器，其物性與PVC材質(zhì)比較如表1所示。
表1項目本發(fā)明方法所制得一般硬質(zhì)PVC的聚丙烯膜片膜片厚度0.5mm±5%0.5mm±5%比重(ASTM D1238)1.2521.358抗拉強度(PSI)MD:3300↑MD:5500↑(ASTM D638)CD:2500↑CD:5000↑伸長率(%)MD:400%↑MD:100%↑(ASTM D638)CD:50%↑CD:15%↑熱變形溫度72℃68℃(ASTM D648)IZOD 強度 6kg·cm/cm26kg·cm/cm2
(ASTM D256)重金屬含量鉛極微極微鎘極微極微實施例21.將聚丙烯(P.P)50%及填充劑(CaCO)50%先以制粒機制成母料(Masterbatch)(1∶1)，其次取母料100PHR，聚丙烯(MFI＝4)20PHR，聚乙烯(MFI＝10)15PHR，抗靜電劑10PHR，改質(zhì)劑12PHR，脂肪酸酯潤滑劑0.8PHR，群青藍(lán)顏料2PHR，于混合機中混合后，送入高溫押出機，使其塑化后再由固定輸送機送至軋輪機(溫度設(shè)定160-180℃)混煉后經(jīng)由軋輪機前所置的割刀切割配合料，成為板帶狀，送至搖首輸送機，送入壓延機成型，壓延機溫度設(shè)定于210-220℃，各輪間的速差調(diào)成1.5-2.5M/分鐘，壓延機第5輪速度設(shè)定為22M/分鐘，拉伸比(引取輪與壓延機第5輪速比)為1∶1.21，引取輪溫度設(shè)定于60-150℃，各輪速度保持一致，冷卻輪溫度設(shè)定由90℃漸降，速度保持一致，使膜片冷卻定型再經(jīng)電暈設(shè)備(放電量5KW)處理及針孔檢出器檢查后，以卷取機卷取，即可得厚度0.4m/m±5%，寬度160-200cm的聚丙烯膜片。
2.以上述方法所制成的聚丙烯膜片可用作卷宗夾封面用，其物性如下(表2)。
表2厚度比重抗拉強度伸長率熱變形IZOD強(PSI)(%)溫度度0.4mm1.245MD:3600↑MD:600↑67℃6kg·cm/±5% CD:2600↑ CD:400↑ cm2測試方法ASTMD1238ASTMD638ASTMD638ASTMD648ASTMD256實施例31.將聚丙烯(MFI＝8)100PHR，聚乙烯(MFI＝10)30PHR，CaCO3400PHR，改質(zhì)劑20PHR，脂肪酸酯潤滑劑1PHR，白色二氧化鈦顏料10PHR投入捏煉機，溫度設(shè)定于200℃，使之捏煉均勻塑化后，投入押出機使之成塑化的條狀料，再經(jīng)固定輸送機送至搖首輸送機后，送入壓延機成型，壓延機溫度設(shè)定于210-220℃，各輪間速差調(diào)成1.5-2.5M/分鐘，壓延機第5輪速度設(shè)定為24M/分鐘，拉伸比(引取輪與壓延機第5輪速比)為1∶2.5，引取輪溫度設(shè)定于60-150℃，各輪速度保持一致，冷卻輪溫度設(shè)定由90℃漸降，各輪速度保持一致，使塑料片冷卻定型，再經(jīng)電暈設(shè)備(放電量5KW)處理及針孔檢出器檢查后，以卷取機卷取即可得厚度0.1mm±10%，寬度160-180cm的聚丙烯膜片。
2.由以上方式制成的聚丙烯膜片可取代紙漿制成的影印紙、工程繪圖紙、牛皮紙、購物袋用紙及一般書寫印刷用紙，現(xiàn)以書寫用紙為例，其物性如表3所示。
表3厚度比重抗拉強度伸長率熱變形IZOD強(PSI)(%)溫度度0.1mm1.583MD:2500↑MD:100↑68℃3kg·cm/±10% CD:1600↑ CD:30↑ cm2測試方法ASTMD1238ASTMD638ASTMD638ASTMD648ASTMD256按實施例1、2、3效果分別評論，在食品包裝容器方面其物性與一般硬質(zhì)PVC相當(dāng)，卷宗夾封面其物性亦可媲美PVC或紙，且其耐彎折性佳，在卷宗及印刷用紙方面，其物性均與現(xiàn)狀紙類相當(dāng)，符合CNS標(biāo)準(zhǔn)。以本發(fā)明方法所制造的PP膜片與傳統(tǒng)T-模制得者比較，其可見之優(yōu)點為(1)產(chǎn)量大(約為T-模的3-4倍)，(2)厚度分布佳，(3)耐熱性佳，(4)印刷書寫性佳，以2H-2B鉛筆用力劃寫不致劃破，另以一般影印機影印后，碳粉不脫落，影象清晰無老化現(xiàn)象，(5)成本低，應(yīng)用范圍非常廣泛，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)非常大，且無公害，對環(huán)保具有極大貢獻(xiàn)。
圖說明圖1為本發(fā)明的制造機構(gòu)圖(1)壓延裝置(2)引取輪(3)壓花輪(4)冷卻輪(5)電暈裝置(6)針孔檢出器(7)卷取機圖2為本發(fā)明用以制造透明聚丙烯膜片所增設(shè)的裝置圖(1)壓延裝置(2)-1空氣刀(2)引取輪(2)-2冰水輪圖3為本發(fā)明的混合混煉裝置并當(dāng)使用填充劑在500PHR以下時聚丙烯樹脂配合料的流程圖(11)混合機(12)混煉機(13)押出機(14)固定輸送機(15)搖首輸送機圖4為本發(fā)明的混合混煉裝置并當(dāng)使用填充劑在100PHR以下時聚丙烯樹脂配合料需制成高濃度母料的流程圖(21)中間桶(22)押出機(23)固定輸送機(24)軋輪機(25)固定輸送機
(26)搖首輸送機圖5為本發(fā)明混合混煉裝置并當(dāng)使用填充劑在100PHR以下時聚丙烯樹脂配合料無需制成高濃度母料而是將個別原料直接混合送入押出機的流程圖(31)粒狀原料中間桶(32)粉狀原料中間桶(33)押出機(34)固定輸送機(35)軋輪機(36)固定輸送機(37)搖首輸送機
權(quán)利要求
1.一種聚丙烯(P.P)膜片的制造方法，其特征在于，將聚丙烯(P.P)樹脂及/或聚乙烯(PE)樹脂、填充劑、改質(zhì)劑、抗靜電劑、潤滑劑及顏料等配合料成分進(jìn)行混合并經(jīng)過混煉后，送往壓延機壓延成形，成為薄膜或板片，再經(jīng)引取輪拉伸，經(jīng)壓花處理后予以冷卻，并予以電暈處理，經(jīng)針孔檢測后予以卷取而成。
2.按權(quán)利要求1所述的聚丙烯(P.P)膜片制造方法，其中配合料的配合比為PP 100 PHR(每百份樹脂)，PE為10-100PHR，改質(zhì)劑為2-40PHR，抗靜電劑為0-10PHR，填充劑為0-500PHR，潤滑劑為0.1-5PHR及顏料比例按顏色而定。
3.按權(quán)利要求1所述的聚丙烯(P.P)膜片制造方法，其中聚丙烯是選自MFI(熔融指數(shù))0.3-45的均聚物與共聚物，PE是選自MFI 0.3-30的高密度聚乙烯(HDPE)、或MFI 0.3-45的低密度聚乙烯(LDPE)、或MFI 0.5-10的線性低密度聚乙烯(L-LDPE)。
4.按權(quán)利要求1所述的聚丙烯膜片制造方法，其中聚丙烯樹脂配合料中的填充劑是選自由木粉、氧化鋅、補強纖維、金屬粉、云母、滑石粉及碳酸鈣，其中碳酸鈣可為重質(zhì)或輕質(zhì)，經(jīng)處理及未經(jīng)處理所組成的群體。
5.按權(quán)利要求1所述的聚丙烯膜片制造方法，其中聚丙烯樹脂配合料中的抗靜電劑是選自非離子性抗靜電劑，包括由聚乙醇酯或聚乙二醇醚，脂肪酸酯或乙醇酰胺、單及二甘油脂、乙氧基化脂肪酸胺等所組成的群體。
6.按權(quán)利要求1所述的聚丙烯膜片制造方法，其中聚丙烯樹脂配合料中的潤滑劑是選自由金屬皂鹽及脂肪酸酯系所組成的群體。
7.按權(quán)利要求1所述的聚丙烯膜片制造方法，其中聚丙烯樹脂配合料中的顏料是選自由有機及無機系顏料所組成的群體。
8.一種按權(quán)利要求1所述的聚丙烯膜片制造方法所制得的膜片，其經(jīng)過成形而制成的食品包裝容器以及一般用品包裝等用途。
9.一種按權(quán)利要求1所述的聚丙烯膜片制造方法所制得的膜片，其經(jīng)過或不經(jīng)壓花印刷而成的文具用紙張及書寫、印刷、繪圖、復(fù)印、包裝等一般或特殊用紙。
10.一種按權(quán)利要求1所述的聚丙烯膜片制造方法所制得的膜片，其經(jīng)過或不經(jīng)壓花印刷而成的各種文具用途，包括卷宗夾、資料袋等。
全文摘要
本發(fā)明涉及聚丙烯(PP)膜片的制造方法，以聚丙烯、聚乙烯、與天然石粉(CaCO
文檔編號B29C43/24GK1089899SQ93100660
公開日1994年7月27日 申請日期1993年1月4日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月4日
發(fā)明者黃渙文 申請人:南亞塑膠工業(yè)股份有限公司