CN101117033B - 用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜，多向抗拉复合膜至少为三层，其中粘结剂层是利用紫外光辐照使涂覆于拉伸膜表面的丙烯酸系的光固化粘结剂膜层聚合固化后具备粘结能力而将拉伸膜粘结，至少有两层大分子呈拉伸定向方向排列的拉伸膜，该拉伸膜的大分子定向排列方向与该膜边沿或纵轴线方向呈15°至75°方向排列，至少两层拉伸膜使其拉伸后的大分子定向方向呈互为交叉状况相对被光固化粘结剂粘结复合在一起形成多向抗拉复合膜。该膜重量轻，强度高，经久耐用，在经纬双向上以及与经纬方向呈45°方向上抗撕裂效果显著。本发明生产方法简易，成本低。

Description

用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜及生产方法

技术领域：

本发明涉及的是一种至少两层单向拉伸塑料膜利用粘结剂复合为多向抗拉膜，特别涉及筒形膜双层重叠后纵向单向拉伸后再重新形成筒形管膜，以纵向拉伸方向为轴偏斜15°至75°将筒形膜剖切为拉伸方向与剖切展平的膜的边沿呈偏斜角15°至75°的平膜，使其至少两层拉伸方向相对相互交叉利用光固化粘结剂将其复合为多向抗拉膜的技术。

背景技术：

与本发明最接近的技术是美国专利(专利号3342657)，该专利公开的技术是筒形膜经纵向拉伸后，以纵向拉伸方向为轴线，沿筒形圆周并与轴线呈一定偏斜角度分切筒形膜，将其连续分切和收卷，此时拉伸定向方向与剖切完成的膜边沿呈一定斜角，一般为60°～75°然后将两片膜按其斜角呈交叉形态复合在一起成为双向抗拉的复合膜。但该膜没有确定筒形膜在纵拉时膜是粘流态还是粘流态以下温度与玻璃化态温度以上温度之间的什么状态下的纵向拉伸。也没有明确两片膜之间是利用何种粘结剂复合，只是说为弱粘结复合。纵向拉伸时是由内外两组环形夹辊对膜纵向拉伸，这时由于两组环形夹辊实际不能夹紧筒形膜，使之难以产生纵向拉伸，此时的膜其实纵向抗拉强度并无增加，该复合膜实际的抗拉强度很低，并没有发挥塑料膜拉伸定向后其拉伸方向的抗拉强度增加四至十倍的这一优异性能，抗拉强度及抗撕裂性能提高并不明显。

发明内容：

鉴于以上原因，本发明的目的是为了提供一种对筒形管膜有2至9倍的高倍数充分纵向拉伸，以使复合后的膜有高的双向抗拉强度和抗撕裂性能甚至多向抗拉、抗撕裂性效果显著的单向拉伸膜复合的多向抗拉抗撕裂膜。本发明的另一个目的是为了提供用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜的生产方法。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜，其特征是多向抗拉复合膜至少为三层，其中粘结剂层是利用紫外光辐照使涂覆于拉伸膜表面的丙烯酸系的光固化粘结剂膜层聚合固化后具备粘结能力而将拉伸膜粘结，至少有两层大分子呈拉伸定向方向排列的拉伸膜，该拉伸膜的大分子定向排列方向与该膜边沿或纵轴线方向呈15°至75°方向排列，至少两层拉伸膜拉伸后的大分子定向方向呈互为交叉状况相对被光固化粘结剂粘结复合在一起形成多向抗拉复合膜。由于单向拉伸膜是在粘流态温度以下、玻璃化态温度以上拉伸，大分子充分单向定向产生了很高的单向抗拉强度，剖切时是螺旋形剖切，根据管形薄膜纵向移动速度和圆周旋转运动速度之间快慢匹配，可得到拉伸定向方向与膜边沿呈一定的斜角的平膜，如管形薄膜纵向移动速度和圆周旋转运动速度相等，则螺旋形剖切后得到的拉伸平膜其拉伸定向方向与膜边沿呈45°夹角，两层该剖切展平的平膜使其拉伸后的大分子定向方向呈互为交叉状况相对复合在一起形成复合的多向抗拉抗撕裂膜，加之至少两片拉伸平膜之间采用光固化粘结剂粘结，粘结牢度高，固化后强度高，使至少两层膜产生比已知技术更高的抗拉、抗撕裂性能。

上述的用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜，至少有一层拉伸膜在光固化粘结层的相反的一面有一层预先已与其复合的在单向拉伸后仍呈无定形形态的热熔连接方便的聚合物层。该层热熔连接层是单向拉伸膜在挤出管形膜时共挤出在拉伸膜表面上的。由于在复合膜的最外层是一层热封性能优异的聚合物膜层，使该复合膜的使用和实用功能得到充分发挥，专业人士都知道，结晶性拉伸膜虽然沿拉伸方向有很高的强度，但将它们之间热封起来是不容易的，熔融温度低了热封或热合不牢，温度高了就破坏了它的分子定向，使熔合点膜的强度损失太大而使膜失去了拉伸膜的抗拉强度，在拉伸膜上有一层热封性能优异的聚合物层，就可以在将拉伸膜熔融连接或热封时，只对热封层产生熔接，而不影响到拉伸膜层的强度，或影响抗拉强度不超过50％。

上述的用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜，两层拉伸膜中间和/或两层拉伸膜的外层至少有一层纵向单向拉伸定向的或横向单向拉伸定向的薄膜，薄膜之间是由光固化粘结剂粘结复合的，两层拉伸膜中间和/或外表面增加一层横向拉伸的或纵向拉伸的单向拉伸膜，使该复合膜具有多向抗拉、抗撕裂性能，与已知的复合膜特别是弱粘结的膜有更好的强度和抗撕裂性能。

上述的用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜，光固化粘结剂采用聚氨酯丙烯酸酯(PUA)光固化粘结剂，经紫外光辐照聚合固化后将拉抻膜牢固粘结复合在一起成为多向抗拉复合膜。

上述的用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜，光固化粘结剂采用聚酯丙烯酸酯(PEA)光固化粘结剂，经紫外光辐照聚合固化后将拉伸膜牢固粘结复合在一起成为多向抗拉复合膜。

本发明用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜生产方法，包括如下步骤：

a.利用辊式纵向拉伸机对折叠为双层的管膜在玻璃化态温度以上、粘流态温度以下温度区间对膜进行纵向单向拉伸2至9倍。用辊式热收缩定型机对单向拉伸管膜进行热收缩定型及冷却并收卷；

b.将已纵向单向拉伸成卷的管膜用吹气和/或真空吸附方式或筒形膜扩张架重新形成筒形，利用剖切刀和展平收卷机构旋转对筒形膜进行螺旋切割，或者剖切刀及展平收卷机构不旋转而是放卷机构以及成筒机构带动单向拉伸筒形膜旋转对筒形膜进行螺旋切割来制取拉伸定向方向与膜边沿呈15°至75°的斜角的平膜，并将其收卷。单向拉伸筒形膜可向上或向下放卷，筒形薄膜纵向移动同时进行圆周旋转运动，固定一把剖刀或对称固定两把剖刀，对筒形薄膜进行螺旋形剖切，根据管形薄膜纵向移动速度和圆周旋转运动速度之间快慢匹配，可得到拉伸定向方向与膜边沿呈一定的斜角的平膜，如管形薄膜纵向移动速度和圆周旋转运动速度相等，则螺旋形剖切后得到的一张或两张拉伸平膜其拉伸定向方向与膜边沿呈45°夹角，或管形薄膜只作固定地纵向移动，剖切刀和展平收卷机构旋转对筒形膜进行螺旋切割，同样得到一张或两张平膜，并将其收卷；

c.利用涂布复合机在至少一层平膜的至少一面上涂覆光固化粘结剂，然后将至少两层拉伸平膜在两层膜的大分子拉伸定向方向呈交叉状况下利用压辊对膜进行粘结复合，同时涂覆于拉伸膜面的光固化粘结剂经过紫外光辐照聚合固化后，具备粘结能力，将拉伸平膜牢固粘结复合为一体而成为多向抗拉复合膜。该方法明显可以对筒形管膜在纵向上充分满足单向拉伸倍数的要求而产生足够的单向抗拉伸强度，拉伸方向呈交叉形态复合且复合是利用涂布机用光固化粘结剂进行牢固粘结且充分固化，使复合后的膜有很高的多向抗拉、抗撕裂性能；

上述的用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜生产方法，管膜是多层共挤膜，其中最外层也即是用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜最外层是方便热熔连接的无定形形态的聚合物层，该层热熔连接层是在拉伸前挤出生产管膜时共挤出在拉伸膜表面上的。管膜经过单向拉伸，大分子链段呈单向定向排列，在拉伸膜外层复合的方便热熔连接的无定形形态的聚合物层(热封层)因是无定形材料虽经拉抻处理，但大分子仍呈无定形状。

上述的用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜生产方法，在两层单向拉伸方向与膜边呈15°至75°的斜角的平膜之间和/或复合膜的外层的至少一面上复合有纵向单向拉伸膜或横向单向拉伸膜，层与层之间采用光固化粘结剂牢固复合在一起。利用多层复合机在两层拉伸平膜复合时，在两层膜之间和/或复合膜的最外面的至少一面上放送入一层纵向单向拉伸膜或横向拉伸膜，利用层与层之间涂覆的光固化粘结剂将它们层压复合在一起。

上述的用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜生产方法，涂覆光固化粘结剂并利用紫外光辐照聚合固化和复合时有三种情况：涂覆光固化粘结剂经紫外光辐照聚合固化时将至少两层拉伸膜利用胶辊对压复合；或者是涂覆光固化粘结剂后将至少两层拉伸膜对压复合后再进行紫外光辐照聚合固化而完成复合；或者是涂覆光固化粘结剂后先对涂覆材料进行紫外光辐照使之初步聚合固化再将拉伸膜对压复合为一体，之后继续对复合膜进行紫外光辐照，以使其进一步聚合固化而牢固粘结复合在一起

上述的用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜生产方法，涂覆光固化粘结剂进行紫外光辐照之前，利用热烘道对涂覆层进行加热烘烤，除去需挥发的物质及初步聚合固化后再进行紫外光辐照使之聚合固化而将拉伸膜对压复合为一体；或者除去需挥发的物质及初步聚合固化后，将拉伸膜对压复合为一体后再进行紫外光辐照使之聚合固化牢固粘结复合为一体。

上述的用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜生产方法，剖切刀及展平收卷机构不旋转而是放卷以及成筒机构带动单向拉伸筒形膜旋转对筒形膜进行螺旋切割来制取拉伸方向与膜边沿呈15°至75°的斜角的平膜，在不对剖切开的两张膜进行收卷的情况下，在膜面上涂覆光固化粘结剂将两层单向拉伸膜使其拉伸后的大分子定向方向呈互为交叉状况相对在层压辊的作用下牢固复合在一起形成多向抗拉复合膜。单向拉伸筒形膜可向上或向下放卷，剖切刀及展平收卷机构不旋转，整个放卷机构旋转，从而带动筒形膜旋转，剖切开的两层单向拉伸膜不进行收卷，马上在膜面上涂复光固化粘结剂牢固复合在一起形成多向抗拉复合膜，这是一种连续的生产方法，可提高生产率。也可对剖切开的两张膜进行分别收卷后，再分别放送出并涂覆双组份聚氨酯粘结剂后进入层压辊系统中牢固粘结复合在一起形成复合的多向抗拉抗撕裂膜。

本发明用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜重量轻，复合强度高，经久耐用，在经纬双向上以及与经纬方向呈45°方向上抗撕裂效果显著。本发明用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜生产方法简易，成本低，拉伸和复合可靠易行。

附图说明：

图1为本发明结构示意图。

图2为有纵向拉伸定向的薄膜的本发明结构示意图。

图3为有热熔连接层的本发明结构示意图。

图4为本发明生产方法生产线示意图。

图5为本发明另一生产方法生产线中采用的拉伸平膜工序示意图。

图6为本发明再一生产方法中连续生产线示意图。

图7为采用筒形膜扩张架的本发明生产方法生产线中采用的拉伸平膜工序示意图。

图8为采用放卷架和真空吸附箱的本发明生产方法生产线示意图。

具体实施方式：

实施例1：

图1给出了本发明实施例1图。本实施例用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜1是由一层拉伸方向7与膜边8呈45°的斜角的第一单向拉伸塑料膜片2与另一层同样拉伸方向与膜边呈45°的斜角的第二单向拉伸塑料膜片3其拉伸方向呈交叉状况相对经过聚氨酯丙烯酸酯(PUA)光固化粘结剂层4牢固粘结复合在一起形成的。单向拉伸膜片2、3为高密度聚乙烯膜(HDPE)。已有技术中用乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)作粘结剂将两层高密度聚乙烯膜(HDPE)粘结复合在一起，这是一种弱粘结，其纵向和横向的抗拉强度都在65Mpa以下，本发明采用聚氨酯丙烯酸酯(PUA)光固化粘结剂层，其纵向和横向的抗拉强度都在85Mpa以上，提高了复合强度，明显发挥了塑料薄膜经拉伸后比没有拉伸提高数倍强度的特殊性能，而且如果拉伸塑料膜片是聚酯(PET)膜，用乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)还无法粘结，本实施例单向拉伸膜可采用聚酯(PET)膜，经过聚氨酯丙烯酸酯(PUA)配方为主的光固化粘结剂层4粘结复合后，其纵向和横向的抗拉强度都在120Mpa以上，大大提高了复合膜强度。

实施例2：

图2给出了本发明实施例2图。本实施例基本和实施例1同。不同处是复合的多向抗拉抗撕裂膜1的中间有一层纵向单向拉伸定向的薄膜5，膜之间是由聚氨酯丙烯酸酯(PUA)光固化粘结剂4牢固粘结复合在一起。

实施例3：

图3给出了本发明实施例3图。本实施例基本和实施例1同。不同处是复合的多向抗拉抗撕裂膜最外层是一层方便热熔连接且不破坏拉伸基膜拉伸定向性能的热熔连接层6。

实施例4：

图4给出了本发明实施例4生产方法示意图。图中a、b、c、d分别表示吹膜机挤出生产筒形薄膜工序、利用折平的筒形薄膜制取单向拉伸筒形薄膜工序、制取拉伸方向与膜边沿呈45°的斜角的拉伸平膜工序、制取复合的多向抗拉抗撕裂膜工序。

制造方法包括以下几个步骤：

a.挤出机9通过圆模头10挤出筒形薄膜11冷却并折叠为双层的管膜12，被收卷机13折平收卷；

b.将折平的筒形薄膜放入放送机14，放送机14放送出管膜12进入多辊式纵向拉伸机17，利用压辊15和多辊式纵向拉伸辊16之间的速差对折叠为双层的管膜12在玻璃化态温度以上、粘流态温度以下进行纵向单向拉伸5倍，进入辊式热收缩定型机18(用热风机19加热)和冷却机20(用冷却辊21冷却)对管膜进行热收缩定型及冷却收卷制成单向拉伸筒形薄膜22；

c.单向拉伸筒形膜22在放卷架46上向下放卷，在真空吸附箱23上用真空泵24抽真空和用吹气管30吹气使单向拉伸成卷的管膜22重新形成筒形，双工位收卷机29在分别收卷第一单向拉伸膜片2和第二单元拉伸膜片3时按箭头26方向旋转，筒形膜不旋转，筒形膜直线前进，利用两把与收卷机29相同方向旋转的剖切刀27，对不旋转的筒形膜切割，制取拉伸方向25与膜边沿28呈45°夹角的拉伸平膜2和3，并将其收卷；

d.参见图7，在复合机构d中包括含钢压辊31和橡胶压辊32、对膜加热的钢辊33的层压辊系统34，带有自动接膜辊35的拉伸膜2放送机36和拉伸膜3放送机37，在拉伸膜2膜面涂覆丙烯酸系光固化粘结剂4的涂布机38，进行紫外光辐照使粘结剂4聚合固化的紫外光照射仪39，带有自动换卷器40的卷取机41。涂布复合机38将丙烯酸系光固化粘结剂4涂覆在拉伸膜2面上，将拉伸塑料平膜片2和3由带有自动接膜辊35的拉伸膜放送机36和37送入层压辊系统34中，层压辊系统34之前有一个带紫外灯辐照光固化区49的热烘箱42，利用热烘道对光固化粘结剂4涂覆层先进行加热烘烤，除去需挥发的物质及初步聚合固化，展平的拉伸平膜片2与3在包括热钢压辊31和橡胶压辊32的层压辊系统34的作用下，使拉伸平膜片2与3其拉伸方向呈交叉状况相对牢固粘结复合在一起后进行紫外光辐照，使粘结剂4聚合固化而生产出用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜1，最后由带有自动换卷器40的卷取机41收卷；

实施例5：

图4、图5给出了本发明实施例5生产方法示意图。本实施例基本和实施例4同。不同处是在实施例4的C工序中，单向拉伸筒形薄膜22连同筒形薄膜放卷架46和真空吸附箱23一起旋转，而剖切刀27、双工位收卷机29及分别收卷单向拉伸膜片2和3不旋转，制取拉伸方向27与膜边沿28呈45°夹角的拉伸平膜2和3，并将其收卷。

实施例6：

图4、图6给出了本发明实施例6生产方法示意图。本实施例基本和实施例4同。不同处是将实施例4中的a、b、c三道分段工序连接起来，形成一条连续生产线，连续制取拉伸方向与膜边沿呈45°的斜角的拉伸平膜片，提高生产率，并利用共挤出机42通过双层共挤出圆模头43挤出外层是一层方便热熔连接且不破坏拉伸基膜拉伸定向性能的热熔连接层6的筒形薄膜44，经单向拉伸后得到外表面有热熔连接层6的单向拉伸筒形薄膜45，螺旋形剖切后得到外表面有热熔连接层6的拉伸方向与膜边沿呈45°的斜角的平膜2和3，再利用涂布复合机38涂覆丙烯酸系光固化粘结剂4，在层压辊系统34的作用下，将两层单向拉伸膜2、3使其拉伸方向呈交叉状况相对牢固粘结复合在一起形成复合的多向抗拉抗撕裂膜1。

实施例7：

图4、图7给出了本发明实施例7生产方法示意图。本实施例基本和实施例4同。不同处是如图7所示C工序中采用了带支撑环47的筒形膜扩张架48将已纵向单向拉伸成卷的管膜重新形成筒形，替代了用真空吸附箱23抽真空和用吹气管30吹气使单向拉伸成卷的管膜22重新形成筒形的方式。

实施例8：

图4、图8给出了本发明实施例8生产方法示意图。本实施例基本和实施例5同。不同处是剖切刀27及展平收卷机构29不旋转，而是放卷架46和真空吸附箱23一起旋转，带动单向拉伸筒形膜22旋转，对筒形膜进行螺旋切割来制取拉伸方向与膜边沿呈15°至75°的斜角的平膜，在不对剖切开的两张膜进行收卷的情况下，在膜面上涂覆光固化粘结剂将两层单向拉伸膜使其拉伸后的大分子定向方向呈互为交叉状况相对在层压辊的作用下牢固复合在一起形成多向抗拉复合膜。单向拉伸筒形膜向下放卷，剖切刀及展平收卷机构不旋转，整个放卷机构旋转，从而带动筒形膜旋转，剖切开的两层单向拉伸膜不进行收卷，马上在膜面上涂复光固化粘结剂牢固复合在一起形成多向抗拉复合膜，这是一种连续的生产方法，可提高生产率。

上述各实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

Claims (5)

1.用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜生产方法，其特征包括如下步骤：

a.利用辊式纵向拉伸机对折叠为双层的管膜在玻璃化态温度以上、粘流态温度以下温度区间对所述膜进行纵向单向拉伸2至9倍，所述膜的材料为高密度聚乙烯；

b.将已纵向单向拉伸成卷的管膜用吹气和/或真空吸附方式或筒形膜扩张架重新形成筒形，利用剖切刀和展平收卷机构旋转对筒形膜进行螺旋切割，或者剖切刀及展平收卷机构不旋转而是放卷机构以及成筒机构带动单向拉伸筒形膜旋转对筒形膜进行螺旋切割来制取拉伸定向方向与膜边沿呈15°至75°的斜角的平膜；

c.利用涂布复合机在至少一层平膜的至少一面上涂覆光固化粘结剂，所述光固化粘结剂为聚氨酯丙烯酸酯光固化粘结剂，然后将至少两层拉伸平膜在两层膜的大分子拉伸定向方向呈交叉状况下利用压辊对膜进行粘结复合，同时涂覆于拉伸膜面的光固化粘结剂经过紫外光辐照聚合固化后，具备粘结能力，将拉伸平膜牢固粘结复合为一体而成为多向抗拉复合膜。

2.根据权利要求1所述的用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜生产方法，其特征在于管膜是多层共挤膜，其中最外层是方便热熔连接的无定形形态的聚合物层，该层热熔连接层是在拉伸前挤出生产管形膜时共挤出在拉伸膜表面上的。

3.根据权利要求1所述的用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜生产方法，其特征在于涂覆所述光固化粘结剂并利用紫外光辐照聚合固化和复合时有三种情况：涂覆所述光固化粘结剂经紫外光辐照聚合固化时将至少两层拉伸膜利用胶辊对压复合；或者是涂覆所述光固化粘结剂后将至少两层拉伸膜对压复合后再进行紫外光辐照聚合固化而完成复合；或者是涂覆所述光固化粘结剂后先对涂覆材料进行紫外光辐照使之初步聚合固化再将拉伸膜对压复合为一体，之后继续对复合膜进行紫外光辐照，以使其进一步聚合固化而牢固粘结复合在一起。

4.根据权利要求1所述的用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜生产方法，其特征在于涂覆所述光固化粘结剂进行紫外光辐照之前，利用热烘道对涂覆层进行加热烘烤，除去需挥发的物质及初步聚合固化后再进行紫外光辐照使之聚合固化而将拉伸膜对压复合为一体；或者除去需挥发的物质及初步聚合固化后，将拉伸膜对压复合为一体后再进行紫外光辐照使之聚合固化牢固粘结复合为一体。

5.根据权利要求1-4之一所述的用光固化粘结剂复合的多向抗拉复合膜生产方法，其特征在于剖切刀及展平收卷机构不旋转而是放卷机构以及成筒机构带动单向拉伸筒形膜旋转对筒形膜进行螺旋切割来制取拉伸方向与膜边沿呈15°至75°的斜角的平膜，在不对剖切开的两张膜进行收卷的情况下，在膜面上涂覆光固化粘结剂将两层单向拉伸膜使其拉伸后的大分子定向方向呈互为交叉状况在层压辊的作用下牢固复合在一起形成多向抗拉复合膜。

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