CN101817247B - 一种无底胶涂布薄膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无底胶涂布薄膜及其制造方法，以一种无底胶涂布的双向拉伸聚丙烯薄膜为基材，在基材的任意一面或两个面，直接涂覆聚偏二氯乙烯乳胶或丙烯酸乳液或改性聚乙烯醇乳液等面涂料，制得的涂布薄膜同样达到有底胶涂布薄膜的所有物理力学性能，减少了预涂底胶生产工序所引起的环境污染，生产过程安全环保，同时降低了生产成本。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种无底胶涂布薄膜，该产品无需在双向拉伸聚丙烯薄膜基材上预涂聚氨酯等已知的粘合剂底胶，直接涂布聚偏二氯乙烯或丙烯酸或改性聚乙烯醇等面涂料，制得的涂布薄膜同样达到有底胶涂布薄膜的所有物理力学性能，减少了预涂底胶生产工序所引起的环境污染，生产过程安全环保，同时降低了生产成本。
背景技术
传统的涂布薄膜在生产过程中，为解决面涂料聚偏二氯乙烯难以牢固附着于薄膜基材上的问题，通常采用先对薄膜表面电晕处理至表面张力38～42达因，然后再预涂溶剂型聚氨酯等粘合剂，经烘干后再涂布聚偏二氯乙烯面涂涂料。工艺流程如下：基材表面电晕处理-预涂底胶-烘干-面涂-烘干。有底胶涂布具有以下缺点：(1)溶剂型底胶所使用的甲苯、乙酸乙酯等溶剂在生产过程中的挥发污染周围环境，也危害操作人员健康；(2)在涂布薄膜上的溶剂残留，对被包装的食品、药品等会造成污染，危及消费者的身体健康；(3)这些溶剂均属于易燃易爆物品，溶剂的储放存在较大的安全隐患；(4)预涂底胶需要与之相匹配的干燥设备，加大了能源的消耗，生产成本也较高。虽然近年来随着水性胶粘剂的发展，环保问题得到一些改善，但成本仍然较高。
发明内容
针对目前传统涂布薄膜面临的环保和/成本居高不下的问题，本发明的目的在于提供一种新型的无底胶涂布薄膜，其具备了现有底胶涂布薄膜的物理力学性能，同时彻底解决了传统涂布薄膜所用粘合剂造成的环境污染及生产成本高的难题。本方法的工艺流程如下：基材表面电晕处理-面涂-烘干。
本发明提供的无底胶涂布薄膜，包括无底胶涂布的双向拉伸聚丙烯薄膜基材及其表面的涂料层，其特征在于：所述涂料层是由聚偏二氯乙烯乳胶或丙烯酸乳液或改性聚乙烯醇乳液涂覆在基材表面并烘干后形成的涂层，所述的聚偏二氯乙烯乳胶由含有下述重量含量的原料配制成：由85-95％的偏二氯乙烯、0.5-10％的甲基丙烯酸甲酯、0.5-3.5％的丙烯酸甲酯、0.01-0.3％的催化剂和0.2-3.5％乳化剂反应形成的乳液30-95％，以及软化水0-50％，滑爽剂1-12％和防粘剂0.05-5％；所述的丙烯酸乳液由含有下述重量含量的原料配制成：由10％-80％的丙烯酸和20-90％的丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯的共聚物形成的乳液25-95％，以及软化水0-70％、滑爽剂2-15％和防粘剂0.1-5％；所述的改性聚乙烯醇溶液由含有下述重量含量的原料配制成：由5-15％的聚乙烯醇、82-92％的软化水、0.05-0.1％的催化剂、0.5-2％的缩合剂、0.1-0.5％的消泡剂和0.5-1.5％降粘剂反应形成的溶液50-100％，以及软化水0-40％，滑爽剂0-10％和防粘剂0-4％。
所述涂料层可以在基材的一个面，也可以在基材的两个面同时存在；
所述涂料层是聚偏二氯乙烯乳胶或丙烯酸乳液或改性聚乙烯醇溶液的任意一种；
所述的聚偏二氯乙烯乳胶的固含量为：20-60％、滑爽剂的固含量为：10-30％、防粘剂的固含量为：5-20％；
所述的丙烯酸乳液的固含量为：10-50％、滑爽剂的固含量为：10-30％、防粘剂的固含量为：5-20％；
所述的改性聚乙烯醇溶液的固含量为：5-20％、滑爽剂的固含量为：10-30％、防粘剂的固含量为：5-20％。
所述的滑爽剂是棕榈蜡；
所述的防粘剂是二氧化硅；
所述的聚偏二氯乙烯涂层的厚度可以为：0.3-6.0μm；
所述的丙烯酸涂层的厚度可以为：0.3-3.5μm；
所述的改性聚乙烯涂层的厚度可以为：0.3-2.0μm；
所述的无底胶涂布双向拉伸聚丙烯薄膜基材厚度为：8-200μm。
本发明还提供了一种上述无底胶涂布薄膜的制造方法，该方法为：对无底胶涂布的双向拉伸聚丙烯薄膜基材进行电晕处理；用涂布设备将聚偏二氯乙烯或丙烯酸或改性聚乙烯醇中的任意一种均匀涂布到基材上，然后对涂布完成后的薄膜进行烘干，所述的聚偏二氯乙烯涂料由含有下述重量含量的原料配制成：由85-95％的偏二氯乙烯、0.5-10％的甲基丙烯酸甲酯、0.5-3.5％的丙烯酸甲酯、0.01-0.3％的催化剂和0.2-3.5％乳化剂反应形成的乳液30-95％，以及软化水0-50％，滑爽剂1-12％和防粘剂0.05-5％。所述的丙烯酸涂料由含有下述重量含量的原料配制成：由10％-80％的丙烯酸和20-90％的丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯的共聚物形成的乳液25-95％，以及软化水0-70％、滑爽剂2-15％和防粘剂0.1-5％。所述的改性聚乙烯醇涂料由含有下述重量含量的原料配制成：由5-15％的聚乙烯醇、82-92％的软化水、0.05-0.1％的催化剂、0.5-2％的缩合剂、0.1-0.5％的消泡剂和0.5-1.5％降粘剂反应形成的溶液50-100％，以及软化水0-40％，滑爽剂0-10％和防粘剂0-4％。
所述聚偏二氯乙烯涂料的涂布量为0.4-7.5g/m2。
所述丙烯酸涂料的涂布量为0.35-4.0g/m2。
所述改性聚乙烯醇涂料的涂布量为0.25-1.8g/m2。
上述涂布过程中的涂布速度为100-250m/min。
对涂布后的薄膜的烘干过程采用热风烘干或远红外加热烘干，或者是同时采用远红外和热风烘干两种方式。所述的烘干温度优选90-140℃，烘干时间5-20秒。
所述的涂布过程采用逆转辊吻式涂布方式，以解决对基材厚度偏差的适应性难题。
本发明的这种涂布薄膜，由于减少了预涂底胶这一工序，一方面减少了相关配套设备的投入，另一方面避免了对溶剂型底胶使用和存放过程中产生的安全隐患问题，尤其是生产成本大大降低，符合国家建设节约型社会的产业政策，提高产品的综合竞争能力。
具体实施方式
实施例一：
所用原料为：
基材层：无底胶涂布双向拉伸聚丙烯薄膜，厚度为22μm
乳液：由91.5％的偏二氯乙烯与5.5％的甲基丙烯酸甲酯和3％的丙烯酸甲酯共聚而成的聚偏二氯乙烯乳液100kg，其固含量为45％；
棕榈蜡滑爽剂1.5kg.市售；
二氧化硅防粘剂2kg，市售；
软水50kg。
称取100kg聚偏二氯乙烯乳液加入不锈钢容器中，再一边搅拌一边依次加入滑爽剂约1.5kg，防粘剂2kg和软水50kg，搅拌均匀后成聚偏二氯乙烯涂料待下一道工序使用。
将作为基材的无底胶涂布双向拉伸聚丙烯薄膜放卷后进行电晕处理，再通过逆转辊吻式涂布方式将聚偏二氯乙烯涂料均匀涂在基材薄膜上，涂布量为1.9g/m2，涂布后经过远红外线烘干后收卷成膜。涂布时控制速度为220m/min.干燥温度为120℃，干燥时间为16秒。另外，烘干完毕后，根据用户需要分切成不同规格的产品。形成在基材单面涂覆有聚偏二氯乙烯涂层的涂布膜。
实施例二：
所用原料为：
基材层：无底胶涂布双向拉伸聚丙烯薄膜，厚度为19μm
乳液：由80％的丙烯酸与20％的丙烯酸乙酯共聚而成的丙烯酸乳液200kg，其固含量为20％；
棕榈蜡滑爽剂2.2kg.市售；
二氧化硅防粘剂2.7kg，市售；
软水70kg。
称取200kg丙烯酸乳液加入不锈钢容器中，再一边搅拌一边依次加入滑爽剂约2.2kg，防粘剂2.7kg和软水70kg，搅拌均匀后成丙烯酸涂料待下一道工序使用。
将作为基材的无底胶涂布双向拉伸聚丙烯薄膜放卷后进行电晕处理，再通过逆转辊吻式涂布方式将丙烯酸涂料均匀涂在基材薄膜上，涂布量为1.0g/m2，涂布后经过远红外线烘干后收卷成膜。涂布时控制速度为180m/min.干燥温度为120℃，干燥时间为19秒。另外，烘干完毕后，根据用户需要分切成不同规格的产品。形成在基材单面涂覆有丙烯酸涂层的涂布膜。
实施例三：
所用原料为：
基材层：无底胶涂布双向拉伸聚丙烯薄膜，厚度为35μm
改性聚乙烯醇溶液：由8％的聚乙烯醇与1％的尿素反应形成的溶液250kg，其固含量为7％；
棕榈蜡滑爽剂1.8kg.市售；
二氧化硅防粘剂0.7kg，市售；
软水40kg。
称取250kg改性聚乙烯醇溶液加入不锈钢容器中，再一边搅拌一边依次加入滑爽剂约1.8kg，防粘剂0.7kg和软水40kg，搅拌均匀后成改性聚乙烯醇涂料待下一道工序使用。
将作为基材的无底胶涂布双向拉伸聚丙烯薄膜放卷后进行电晕处理，再通过逆转辊吻式涂布方式将改性聚乙烯醇涂料均匀涂在基材薄膜上，涂布量为0.6g/m2，涂布后经过远红外线烘干后收卷成膜。涂布时控制速度为190m/min.干燥温度为120℃，干燥时间为18秒。另外，烘干完毕后，根据用户需要分切成不同规格的产品。形成在基材单面涂覆有改性聚乙烯醇涂层的涂布膜。
实施例四：
所用原料为：
基材层：无底胶涂布双向拉伸聚丙烯薄膜，厚度为19μm
改性聚乙烯醇溶液：由10％的聚乙烯醇与1.2％的尿素反应形成的溶液200kg，其固含量为8.8％；
乳液：由80％的丙烯酸与20％的丙烯酸乙酯共聚而成的丙烯酸乳液300kg，其固含量为20％；
棕榈蜡滑爽剂5.7kg.市售；
二氧化硅防粘剂3.8kg，市售；
软水130kg。
称取200kg改性聚乙烯醇溶液加入不锈钢容器中，再一边搅拌一边依次加入滑爽剂约1.5kg，防粘剂0.6kg和软水50kg，搅拌均匀后成改性聚乙烯醇涂料待下一道工序使用。
将作为基材的无底胶涂布双向拉伸聚丙烯薄膜放卷后进行电晕处理，再通过逆转辊式吻涂方式将改性聚乙烯醇涂料均匀涂在基材薄膜的一个面上，涂布量为1.0g/m2，涂布后经过远红外线烘干后收卷成膜。涂布时控制速度为170m/min.干燥温度为120℃，干燥时间为20秒。烘干完毕后，收卷好留下道工序用，再称取300kg丙烯酸乳液加入不锈钢容器中，再一边搅拌一边依次加入滑爽剂约4.2kg，防粘剂3.2kg和软水80kg，搅拌均匀后成丙烯酸涂料，将已涂好一面改性聚乙烯醇涂料的无底胶涂布双向拉伸聚丙烯薄膜放卷后进行电晕处理，再通过逆转辊式吻涂方式将丙烯酸乳液均匀涂在基材薄膜的另一个面上，涂布量为0.7g/m2，涂布后经过远红外线烘干后收卷成膜。涂布时控制速度为200m/min.干燥温度为120℃，干燥时间为16秒。烘干完毕后，根据用户需要分切成不同规格的产品，形成在基材的一面涂覆有改性聚乙烯醇涂层一面涂覆丙烯酸涂层的涂布膜。
实施例五：
所用原料为：
基材层：无底胶涂布双向拉伸聚丙烯薄膜，厚度为22μm；
乳液：由91.6％的聚偏二氯乙烯与3.4％的甲基丙烯酸甲酯和5.0％的丙烯酸甲酯共聚而成的聚偏二氯乙烯乳液120kg，其固含量为49％；
乳液：由80％的丙烯酸与20％的丙烯酸乙酯共聚而成的丙烯酸乳液220kg，其固含量为20％：
棕榈蜡滑爽剂5.5kg.市售；
二氧化硅防粘剂4.1kg，市售；
软水85kg。
称取120kg聚偏二氯乙烯乳液加入不锈钢容器中，再一边搅拌一边依次加入滑爽剂约2.0kg，防粘剂1.8kg和软水45kg，搅拌均匀后成聚偏二氯乙烯涂料待下一道工序使用。
将作为基材的无底胶涂布双向拉伸聚丙烯薄膜放卷后进行电晕处理，再通过逆转辊吻式涂布方式将聚偏二氯乙烯涂料均匀涂在基材薄膜的一个面上，涂布量为2.4g/m2，涂布后经过远红外线烘干后收卷成膜。涂布时控制速度为220m/min.干燥温度为118℃，干燥时间为14秒。烘干完毕后，收卷好留下道工序用，再称取220kg丙烯酸乳液加入不锈钢容器中，再一边搅拌一边依次加入滑爽剂约3.5kg，防粘剂2.3kg和软水40kg，搅拌均匀后成丙烯酸涂料，将已涂好一面聚偏二氯乙烯涂料的无底胶涂布双向拉伸聚丙烯薄膜放卷后进行电晕处理，再通过逆转辊吻式涂布方式将丙烯酸乳液均匀涂在基材薄膜的另一个面上，涂布量为0.9g/m2，涂布后经过远红外线烘干后收卷成膜。涂布时控制速度为150m/min.干燥温度为120℃，干燥时间为21秒。烘干完毕后，根据用户需要分切成不同规格的产品，形成在基材的一面涂覆有聚偏二氯乙烯涂层另一面涂覆丙烯酸涂层的涂布膜。
实施例六：
所用原料为：
基材层：无底胶涂布双向拉伸聚丙烯薄膜，厚度为20μm；
乳液：由80％的丙烯酸与20％的丙烯酸乙酯共聚而成的丙烯酸乳液400kg，其固含量为20％；
棕榈蜡滑爽剂6.4kg.市售；
二氧化硅防粘剂5.0kg，市售；
软水110kg.
称取220kg丙烯酸乳液加入不锈钢容器中，再一边搅拌一边依次加入滑爽剂约3.4kg，防粘剂2.2kg和软水60kg，搅拌均匀后成丙烯酸涂料待下一道工序使用。
将作为基材的无底胶涂布双向拉伸聚丙烯薄膜放卷后进行电晕处理，再通过逆转辊吻式涂布方式将丙烯酸涂料均匀涂在基材薄膜的一个面上，涂布量为1.0g/m2，涂布后经过远红外线烘干后收卷成膜。涂布时控制速度为160m/min.干燥温度为120℃，干燥时间为20秒。烘干完毕后，收卷好留下道工序用，再称取180kg丙烯酸乳液加入不锈钢容器中，再一边搅拌一边依次加入滑爽剂约3.0kg，防粘剂2.8kg和软水50kg，搅拌均匀后成丙烯酸涂料，将已涂好一面丙烯酸涂料的无底胶涂布双向拉伸聚丙烯薄膜放卷后进行电晕处理，再通过逆转辊吻式涂布方式将丙烯酸乳液均匀涂在基材薄膜的另一个面上，涂布量为0.7g/m2，涂布后经过远红外线烘干后收卷成膜。涂布时控制速度为200m/min.干燥温度为115℃，干燥时间为15秒。烘干完毕后，根据用户需要分切成不同规格的产品，形成在基材的双面均涂覆丙烯酸涂层的涂布膜。
Claims (12)
1.一种无底胶涂布薄膜，包括无底胶涂布的双向拉伸聚丙烯薄膜基材及其表面的涂料层，涂料层是由改性聚乙烯醇溶液涂覆在基材表面经烘干后形成的涂层，其特征在于：所述的改性聚乙烯醇溶液由含有下述重量含量的原料配制成：由5-15％的聚乙烯醇、82-92％的软化水、0.05-0.1％的催化剂、0.5-2％的尿素、0.1-0.5％的消泡剂和0.5-1.5％降粘剂反应形成的溶液50-100％，以及软化水0-40％，滑爽剂0-10％和防粘剂0-4％。
2.如权利要求1所述的无底胶涂布薄膜，其特征在于：所述涂料层可以在基材的一个面，也可以在基材的两个面同时存在。
3.如权利要求1或2所述的无底胶涂布薄膜，其特征在于：所述的改性聚乙烯醇溶液的固含量为：5-20％、滑爽剂的固含量为：10-30％、防粘剂的固含量为：5-20％。
4.如权利要求1所述的无底胶涂布薄膜，其特征在于：所述的改性聚乙烯涂层的厚度为：0.3-2.0μm。
5.如权利要求1所述的无底胶涂布薄膜，其特征在于：所述的滑爽剂是棕榈蜡。
6.如权利要求1所述的无底胶涂布薄膜，其特征在于：所述的防粘剂是二氧化硅。
7.如权利要求1所述的无底胶涂布薄膜，其特征在于：所述无底胶涂布的双向拉伸聚丙烯薄膜的厚度为：8-200μm。
8.一种制造权利要求1所述无底胶涂布薄膜的方法，其特征在于该方法包括如下过程：对无底胶涂布的双向拉伸聚丙烯薄膜基材进行电晕处理；用涂布设备将改性聚乙烯醇均匀涂布到基材上，然后对涂布完成后的薄膜进行烘干，所述的改性聚乙烯醇涂料由含有下述重量含量的原料配制成：由5-15％的聚乙烯醇、82-92％的软化水、0.05-0.1％的催化剂、0.5-2％的尿素、0.1-0.5％的消泡剂和0.5-1.5％降粘剂反应形成的溶液50-100％，以及软化水0-40％，滑爽剂0-10％和防粘剂0-4％。
9.如权利要求8所述的无底胶涂布薄膜的制造方法，其特征在于：所述改性聚乙烯醇涂料的涂布量为0.25-1.8g/m2。
10.如权利要求8所述的无底胶涂布薄膜的制造方法，其特征在于：涂布过程中的涂布速度为100-250m/min。
11.如权利要求8所述的无底胶涂布薄膜的制造方法，其特征在于：对涂布后的薄膜的烘干过程采用热风烘干或远红外加热烘干，或者是同时采用远红外和热风烘干两种方式；所述的烘干温度为90-140℃，烘干时间5-20秒。
12.如权利要求8所述的无底胶涂布薄膜的制造方法，其特征在于：涂布方式采用逆转辊吻式涂布方式。
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