第一節　雙向拉伸塑料薄膜生產方法

由于塑料薄膜的原材料不同，產品的用途不同，產品質量要求不同，其生產的方法也各不相同。歸納起來塑料薄膜生產方法主要有五種生產方法：壓延法、流延法、平膜拉伸法、管膜法、真空濺射法等（圖2-1）。

在我國塑料薄膜的生產方法中，目前使用最多的方法是用管膜法生產農用膜、地膜及通用的包裝材料；用平面雙向拉伸法生產質量高、性能好的包裝、磁帶、電工、膠片等薄膜；用擠出鑄膜法或單向拉伸法生產人造革、農膜、地膜、包裝材料等。

一般對于平面雙向拉伸薄膜，由于薄膜的結構及原材料性能的區別，生產方法也有所不同。其中，最大的區別是在雙向拉伸前的制片（厚膜）的方法不同。本章將重點介紹溶液流延法。但從生產方法具體來說主要表現在以下幾個方面。

（1）采用熔融鑄片還是采用溶液流延法　對于通用型雙向拉伸薄膜來說，一般在雙向拉伸前都是采用熔融鑄片的方法，即首先將聚合物熔融制成較厚的片材。然而，對于某些玻璃化溫度很高、幾乎沒有熔點或熔點與分解溫度很高而且又十分接近的材料，在雙向拉伸前都是采用溶液流延法制作厚膜。

（2）由于薄膜的斷面層數不同，采用擠出方法不同（或采用單機擠出法或采用多層共擠出法）。

（3）由于擠出機的功能不同，物料在擠出前使用的干燥裝置有很大區別。

圖2-2為典型單層擠出-雙向拉伸薄膜生產工藝流程。

一般當生產多層共擠雙向拉伸復合薄膜時，其生產工藝與單層拉伸薄膜的工藝基本類似。主要區別是從原料選擇到擠出這一過程。多層共擠復合薄膜面層和內層所用的材料種類不同，復合薄膜各層材料性能差異較大，每種材料在進入機頭之前，都需有各自獨立的加工體系。例如，在生產具有抗粘外層的三層復合（ABA結構）薄膜時，中間層B可以使用空白切片及回收料，而外層則需要使用空白切片與含有滑爽劑或抗粘劑的母切片，內、外層的原料都要分別經過分篩→配料→［結晶干燥］→擠出→計量→過濾幾個過程，最后幾種熔體在機頭之前或機頭內進行匯合，制成擠出復合片材。其余的工藝過程就與單層薄膜的生產工藝過程基本相同，在加工過程中只是需要改變個別工藝過程的工藝條件，需要更換個別的設備。

但是目前BOPP薄膜的生產方法主要有管膜法和平膜法。

管膜法屬雙向一步拉伸法，平膜法又分為雙向一步拉伸和雙向兩步拉伸兩種方法。

一、管膜法

管膜法具有設備簡單、投資少、占地小、無邊料損失、操作簡單等優點，但由于存在生產效率低、產品厚度公差大等缺點，自20世紀80年代以來幾乎沒有發展，目前僅用于生產BOPP熱收縮膜等特殊品種。雙向一步拉伸法制得的產品縱橫向性能均衡，拉伸過程中幾乎不破膜，但因設備復雜、制造困難、價格昂貴、邊料損失多、難于高速化、產品厚度受限制等問題，目前尚未得到大規模采用。

這種方法是將經擠出機塑煉的熔體通過環形口模而形成薄壁圓管，并被牽引裝置牽引上升（也有水平方向或向下引出的），從口模注入的空氣將圓管充氣并使管脹大而形成膜泡，同時用空氣將其迅速冷卻，使熱膜泡在離開口模上方的某距離處固化而膜泡的形狀不再發生變化（此處稱為冷凝線），此后，固化的薄膜被夾持在兩輥筒之間，并將膜泡進行拉伸，然后收卷，即得產品。

1.用干混料吹制扭結膜

我國食品級硬PVC扭結膜的生產，起初是由意大利、日本和奧地利等國引進的生產線，其后國內也開發了這種設備，以硬PVC食品包裝膜機組出售。此機組以干混料為原料，它是由上料裝置、排氣式擠出機、旋轉口模、冷卻裝置、牽引和卷取裝置等組成的。

據文獻介紹，PVC扭結膜的生產設備是由高速加熱/冷卻機組和食品包裝膜吹制機組兩部分組成的。混料時，先按配方計量，高速加熱混合機在低速運轉下，分批加入PVC樹脂、固體潤滑劑、液體添加劑、MBS和丙烯酸加工助劑，然后轉入高速運轉，待溫度升至110～120℃時將物料卸入冷混機中進行混合，當料溫低至40℃即可卸料。

2.用粒料吹制薄膜

將干混料經塑煉制得的粒料具有加料方便，空氣及揮發物含量少，添加劑分散均勻及部分凝膠化的特點，因此可采用普通單螺桿擠出而不必用排氣式擠出機。

吹膜機組是由單螺桿擠出機、環隙口模、冷卻裝置、牽引裝置及收卷裝置等組成的。口模一般為中心進料式，這種口模從底部受連接套支撐，在機械上可以旋轉或擺動口模一部分以改變薄膜厚度分布。

二、平膜法

平膜法生產的BOPP薄膜由于拉伸比大（可達8～10），所以強度比管膜法高，薄膜厚度的均勻性也較好。平膜法而雙向兩步拉伸法設備成熟、生產效率高、適于大批量生產，被絕大多數企業所采用。目前，平膜拉伸膜的生產方法分為兩大類：兩步法和同步法。

同步法雙向拉伸工藝過程為：原料干燥→熔融擠出→冷卻鑄片→鑄片測厚→同時雙向拉伸→熱定型→薄膜測厚→牽引、切邊→收卷→分切→包裝入庫。

兩步法雙向拉伸工藝是先進行縱向拉伸再進行橫向拉伸，其他工序與同步法雙向拉伸工藝基本相同，兩步法雙向拉伸技術有一個最大的缺點：弓形效應大。

這種效應會導致生產相當大一部分拉伸膜產品無法滿足最終用戶的非常嚴格的使用要求，高質量的印刷包裝中，同步法雙向拉伸工藝可以有效地改善弓形效應問題，生產的拉伸膜具有品質均衡性好的特點，具有良好的市場前景。影響我們所有人的形勢是傾向單一能源供應的趨勢，很少有專業工程師做到這一點，以及它對生產線系統經驗的需求，選擇供貨商時應格外小心，展望未來，拉伸膜的使用將穩步增長。

本章以單層雙向拉伸塑料薄膜為基礎，介紹平面擠出-雙向拉伸法成型加工有關知識。