浅析影响薄膜厚薄均匀性的因素

1　前言

　　厚薄均匀性是薄膜的一个重要特性，特别是电工薄膜对它的要求更加严格，如果薄膜的均匀性不好，不但生产出来的电容器大小不一，容量不一致，使电容器厂家的成品率下降，而且还会影响制造出来的电容器的某些电性能。众所周知，由于电子产品越来越向着小型化发展，用于制造电容器的电工薄膜必然要向薄的方向发展，这样，电容器厂家就会对薄膜的均匀性提出更高的要求。另外，虽然薄膜的电性能对制造的电容器的电性能起着决定性的作用，但由于国内各生产厂家的生产工艺水平、设备及生产条件都不相上下，生产出来的薄膜的电性能也几乎相差无几，均能满足制造电容器的要求，所以现在许多电容器厂家越来越看中薄膜的厚度均匀性，为了更好的满足电容器制造厂家的要求，各薄膜生产厂家都在认真研究影响薄膜厚薄均匀性的因素，以便生产出均匀性更好的薄膜。

2　设备及工艺流程

　　我们的生产设备是从德国布鲁克纳公司引进的双向拉伸聚丙稀(BOPP)薄膜生产线。工艺流程为：喂料→挤出→计量、过滤→模头→激冷辊→纵拉(MDO)→横拉(TDO)→牵引辊站(含测厚、电晕处理)→收卷站。

3　影响薄膜厚薄均匀性的因素

3.1　原材料(PP粒子)

　　PP粒子的特性较多，其中对薄膜的厚薄均匀性影响较大的是PP粒子的灰份、熔融指数、等规度。顾名思义，灰份就是指PP粒子的杂质含量，如果它的含量较高，不仅会影响薄膜的厚薄均匀性，甚至会使生产线无法正常运行，我们对PP粒子灰份的要求是小于30PPM。熔融指数关系着熔体的表观粘度，表观粘度对厚片的挤出质量有着重要的影响，其主要表现为熔体塑化的均匀性，它的均匀性的好坏直接关系薄膜的均匀性。用于制造电工薄膜的PP粒子，我们要求它有高的等规度，这些等规物质为结晶和向定向膜提供高的机械和电气强度。但是如果等规度太高，就会使薄膜的厚薄均匀性变差，这是因为等规度越高，结晶性就越强，这样在原有的成型工艺条件下，冷却的速度与冷却深度不够，相应的是使厚片中的结晶数目与尺寸有所增加，由于球晶数目与尺寸增加，使厚片中应力不匀，在拉伸时对成膜性与厚度均匀性带来不利。所以我们对等规度的要求是95～97之间。

3.2　挤出温度的设置

　　不同型号的PP粒子，由于它的熔融指数不同，所以设置适当的挤出温度是非常必要的。温度设置太高易造成聚丙烯降解、碳化，设置过低聚丙烯没有充分熔融，挤出的熔体就不均匀，必然就影响薄膜的厚薄均匀性。

3.3　模唇开口大小及其均匀性

　　由于流体经过模唇开口挤出到激冷辊而形成铸片，这样，模唇开口的大小及均匀性就关系着铸片的厚度及均匀性。根据生产不同厚度的膜，模唇开口要作相应的改变，一般生产8μm及以上厚度的膜，模唇开口调到1.3mm，生产8μm以下厚度的膜，模唇开口调到1.1mm，这样做主要是有利于模唇开口的自动控制。特别是模唇开口的均匀性尤为重要，我们知道模唇开口大小是由一定数目的膨胀螺栓来控制的，分手动和自动温控两个步骤来进行调节。生产时，我们先通过手动方式把模唇开口调到相对一致的大小，然后投入自动温控，根据测厚仪的实测剖面来控制螺栓上的加热器(螺栓是根据热胀冷缩的原理来调整模唇开口的)。由此可见模头膨胀螺栓数目的多少就决定了模唇开口的调节精度，从而一定程度上决定了薄膜的厚薄均匀性。我们公司在第一条BOPP薄膜生产线的基础上，引进了第二条BOPP生产线，为了提高薄膜的厚薄均匀性，新的BOPP生产线模头采用一种新型的设计，它是一个机械螺栓下挂三个温控螺栓(老式模头为一个机械螺栓下挂一个温控螺栓)，减小了螺栓间距，使每个螺栓控制的薄膜宽度减小，厚度控制点增多，保证了厚度均匀性的改善。下面对新老式模头作一比较如下表。项目新模头老模头 螺栓间距(mm)1030 螺栓总数(只)7418 有效螺栓个数(只)6214 膜幅宽(mm)50003200 每个螺栓控制的膜宽(mm)80.6228.7 3.4　气刀和气压流体经模头挤出到激冷辊，然后由气刀吹使之较好地贴附在激冷辊上。因此，气刀开口、模唇开口及激冷辊轴三者之间的平行度对薄膜的厚薄均匀性是至关重要的。另外，气刀开口的大小、均匀性以及气压的大小、均匀性对薄膜的厚薄均匀性都有着一定的影响。

3.5　纵向、横向拉伸区域温度设置

　　不论是纵拉，还是横拉，均需经过预热、拉伸、定型三个阶段。只有设置合适的三段温度，才能保证膜的正常均匀拉伸，从而获得厚薄均匀性好的薄膜。

3.6　测厚仪

　　我们生产线采用的是Pm147放射线测厚仪，测厚仪和温控模头螺栓的组合是BOPP生产中最为重要的设备之一，它是控制薄膜厚度及均匀性的关键设备。薄膜厚度均匀性的控制过程是：通过测厚仪对薄膜剖面进行测量，再输入系统进行处理，处理后的数据用来调节螺栓的温度，从而调整模唇开口大小，达到调节薄膜厚度的目的。要想达到最佳控制效果，关键有两点：

　　(1)测厚仪反映的剖面与模头螺栓的对应关系

　　大家都知道，模头螺栓的温度是受测厚仪系统来控制的，当某一区域膜偏厚时，测厚仪系统就让模头螺栓温度升高来减小模唇开口，减少流体的量，使该区域膜变薄。由此可见，如果对应关系发生差错，薄膜的厚度均匀性无法得到保证。我们生产线上工艺人员经常性的要对此对应关系作校正。

　　(2)测厚仪反映的剖面真实性

　　要想很好地控制薄膜的厚度均匀性，测厚仪反映的剖面真实性非常重要，如果此剖面真实性存在问题，模头螺栓的控制必然无法正确进行，薄膜的厚薄均匀性就更无从谈起。为了保证剖面真实可靠，首先我们要对测厚仪补偿使用的零剖面经常更新，其次还要定期地对测厚仪的机械部分进行校正，生产过程中对测厚仪的标准化也要定时的进行。

4　结论

　　(1)了解PP粒子的特性对薄膜生产有着重要的意义。
　　(2)适当的挤出、拉伸温度是薄膜生产的必要条件。
　　(3)先进的模头为生产均匀性好的薄膜提供了硬件支持。
　　(4)测厚仪为薄膜的厚薄均匀性控制提供了保证。

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BOPP薄膜厚薄均匀度 大多数都是由于膜口析出物造成的，我厂现有以PP粒子做载体的PPA母粒专门针对于BOPP薄膜中 解决口膜积料，达到薄膜厚薄均匀度。
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