CN102285173B - 一种低密度高收缩聚酯薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低密度高收缩聚酯薄膜及其制备方法，所述低密度高收缩聚酯薄膜由主要成分为低熔点改性PET共聚物和接枝改性PS共聚物的芯层，和主要成分是纳米无机物改性非晶聚酯的上、下表层，熔融后共挤成型，经急速冷却成铸片，将铸片经预热后分别进行纵向和横向拉伸得到基膜，基膜经热定型后进行二次拉伸，冷却后得到低密度高收缩聚酯薄膜。本发明的低密度高收缩聚酯薄膜的芯层和表层采用合理配方和配比的原料，制备的低密度高收缩聚酯薄膜不仅具有高收缩特性，而且具有低密度、适印性能好的优点，降低了成本，可满足收缩类标签高收缩、易印刷的特性。

Description

一种低密度高收缩聚酯薄膜及其制备方法
技术领域  
本发明涉及一种高收缩薄膜，具体涉及一种标签用低密度高收缩聚酯薄膜及其制备，属于高分子技术领域。
背景技术  
目前，随着我国标签行业对环保的逐步重视，PVC（聚氯乙烯）高收缩薄膜的使用逐步减少；而作为其最优替代产品的PET收缩膜由于其优异的耐热性、印刷性、热收缩型和稳定性等逐渐受到人们的青睐。但是，由于PET收缩膜原料的特殊性以及薄膜相对较高的价格，其在标签中的广泛推广受到一定的限制。同时，PET收缩膜标签在使用过程中需要印刷处理，因此PET收缩膜需要对各种油墨具有较高的粘合力，而普通的PET收缩膜的适印性能较差，这也是PET收缩膜需要解决的一个重要问题。
发明内容   
本发明所要解决的第一个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种单向热收缩率高，表面印刷性能好，能实现不同标签用高质量的包装效果，且密度较低，制造成本低的低密度高收缩聚酯薄膜。
本发明所要解决的第二个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种单向热收缩率高，表面印刷性能好，能实现不同标签用高质量的包装效果，且密度较低，制造成本低的低密度高收缩聚酯薄膜的制备方法。
为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：
一种低密度高收缩聚酯薄膜，所述低密度高收缩聚酯薄膜包括主要成分为低熔点改性PET共聚物和接枝改性PS共聚物的芯层，和主要成分是纳米无机物改性非晶聚酯的上、下表层，所述上、下表层共挤复合于所述芯层的上、下表面。
其中，所述低熔点改性PET共聚物由间苯二甲酸和2，2-二甲基-1，3丙二醇共同改性的聚酯共聚物；所述接枝改性PS共聚物由马来酸酐或甲基丙烯酸甘油酯接枝改性的PS共聚物；所述非晶聚酯是由间苯二甲酸、2-甲基-1，3丙二醇以及2，2-二甲基-1，3丙二醇共聚得到的聚酯共聚物；所述纳米无机物为纳米硅酸钠、纳米SiO2、纳米碳酸钙和纳米蒙脱土中的至少一种。
所述低熔点改性PET共聚物的熔点为185～230℃，所述纳米无机物的粒径为10～300nm。
作为一种优选，所述纳米无机物的粒径为100～200nm。
所述低密度高收缩聚酯薄膜的密度为1.10～1.30g/m2，所述低密度高收缩聚酯薄膜的厚度为30～60um，所述芯层的厚度为20～40um。
为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：
一种低密度高收缩聚酯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）将低熔点改性PET共聚物和接枝改性PS共聚物按70～90wt%和10～30wt%的含量比混合，经过真空转鼓预结晶、干燥处理后，作为芯层的原料，在250～280℃的温度下熔融挤出，进入单螺杆挤出机熔融塑化，然后经预过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头。
（2）将纳米无机物改性非晶聚酯分别作为上、下表层的原料，在250～270℃温度下熔融挤出，进入双螺杆挤出机进行熔融塑化，通过安装于双螺杆挤出机处的抽真空装置排除水份和低聚物，然后经预过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头。
（3）将熔融后的芯层及上、下表层原料，经复合模头汇合后共挤成型，在急冷辊上经30～50℃急速冷却成铸片。
（4）将铸片先经50～80℃预热，再在50～80℃进行纵向拉伸得到初级膜片，拉伸倍数为1.00～1.05，将纵向拉伸后的初级膜片在60～120℃重新预热后，再在60～90℃进行横向拉伸得到基膜，拉伸倍数为3.5～4.5。
（5）将拉伸后得到的基膜在50～100℃热定型后，再在50～80℃进行二次拉伸，拉伸倍数为1.00～1.05，经冷却、切割、静电消除和收卷得到低密度高收缩聚酯薄膜。
其中，所述低熔点改性PET共聚物由间苯二甲酸和2，2-二甲基-1，3丙二醇共同改性的聚酯共聚物；所述接枝改性PS共聚物由马来酸酐或甲基丙烯酸甘油酯接枝改性的PS共聚物；所述非晶聚酯是由间苯二甲酸、2-甲基-1，3丙二醇以及2，2-二甲基-1，3丙二醇共聚得到的聚酯共聚物；所述纳米无机物为纳米硅酸钠、纳米SiO2、纳米碳酸钙和纳米蒙脱土中的至少一种。
所述低熔点改性PET共聚物的熔点为185～230℃，所述纳米无机物的粒径为10～300nm。
作为一种优选，所述纳米无机物的粒径为100～200nm。
所述低密度高收缩聚酯薄膜的密度为1.10～1.30g/m2，所述低密度高收缩聚酯薄膜的厚度为30～60um，所述芯层的厚度为20～40um。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的低密度高收缩聚酯薄膜的芯层和表层采用合理配方和配比的原料，制备的低密度高收缩聚酯薄膜不仅具有高收缩特性，而且具有低密度、适印性能好的优点，其芯层的主要成分是间苯二甲酸以及2，2-二甲基-1，3丙二醇共同改性的低熔点改性PET共聚物，由于该聚酯共聚物在低温下具有较高的回弹性，这实现了该薄膜的高收缩特性；由于芯层还包含了一定比例的接枝改性的PS共聚物，该PS共聚物与低熔点改性PET共聚物具有良好的相容性，且密度较低，这实现了该薄膜低密度的特性，降低了低密度高收缩聚酯薄膜的成本。本发明低密度高收缩聚酯薄膜的两表层采用纳米无机物改性的非晶聚酯制造，该非晶聚酯属于无定型聚合物，具有较高的收缩率，且由于纳米无机物的存在，该薄膜的表面具有较好的爽滑性和油墨附着力，可满足收缩类标签高收缩、易印刷的特性，还可以降低PET收缩膜的制造成本。
具体实施方式  
下面结合具体的实施例来进一步阐述本发明。
实施例 1
将熔点为195℃，由间苯二甲酸和2，2-二甲基-1，3丙二醇共同改性的低熔点改性PET共聚物，和由马来酸酐接枝改性的接枝改性PS共聚物，按75wt%和25wt%的含量比混合，经过真空转鼓预结晶、干燥处理后，作为芯层的原料，在260℃的温度下熔融挤出，进入单螺杆挤出机熔融塑化，然后经预过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头。
将由粒径为10nm的纳米硅酸钠改性的聚酯共聚物得到的非晶聚酯分别作为上、下表层的原料，在260℃温度下熔融挤出，进入双螺杆挤出机进行熔融塑化，通过安装于双螺杆挤出机处的抽真空装置排除水份和低聚物，然后经预过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头，所述聚酯共聚物是由间苯二甲酸、2-甲基-1，3丙二醇以及2，2-二甲基-1，3丙二醇共聚得到的。
将熔融后的芯层及上、下表层原料，经复合模头汇合后共挤成型，在急冷辊上经30℃急速冷却成铸片。
将铸片先经60℃预热，再在60℃进行纵向拉伸得到初级膜片，拉伸倍数为1.01，将纵向拉伸后的初级膜片在90℃重新预热后，再在78℃进行横向拉伸得到基膜，拉伸倍数为3.7。
将拉伸后得到的基膜在70℃热定型后，再在60℃进行二次拉伸，拉伸倍数为1.01，经冷却、切割、静电消除和收卷得到密度为1.27g/m2的低密度高收缩聚酯薄膜，所述低密度高收缩聚酯薄膜的厚度为45um，所述芯层的厚度为30um，上、下表层的厚度均为7.5um。
实施例 2
将熔点为200℃，由间苯二甲酸和2，2-二甲基-1，3丙二醇共同改性的低熔点改性PET共聚物，和由甲基丙烯酸甘油酯接枝改性的接枝改性PS共聚物，按80wt%和20wt%的含量比混合，经过真空转鼓预结晶、干燥处理后，作为芯层的原料，在270℃的温度下熔融挤出，进入单螺杆挤出机熔融塑化，然后经预过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头。
将由粒径为150nm的纳米SiO2改性的聚酯共聚物得到的非晶聚酯分别作为上、下表层的原料，在265℃温度下熔融挤出，进入双螺杆挤出机进行熔融塑化，通过安装于双螺杆挤出机处的抽真空装置排除水份和低聚物，然后经预过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头，所述聚酯共聚物是由间苯二甲酸、2-甲基-1，3丙二醇以及2，2-二甲基-1，3丙二醇共聚得到的。
将熔融后的芯层及上、下表层原料，经复合模头汇合后共挤成型，在急冷辊上经40℃急速冷却成铸片。
将铸片先经70℃预热，再在70℃进行纵向拉伸得到初级膜片，拉伸倍数为1.02，将纵向拉伸后的初级膜片在90℃重新预热后，再在80℃进行横向拉伸得到基膜，拉伸倍数为4.0。
将拉伸后得到的基膜在75℃热定型后，再在70℃进行二次拉伸，拉伸倍数为1.03，经冷却、切割、静电消除和收卷得到密度为1.26g/m2的低密度高收缩聚酯薄膜，所述低密度高收缩聚酯薄膜的厚度为40um，所述芯层的厚度为30um，上、下表层的厚度均为5um。
实施例 3
将熔点为225℃，由间苯二甲酸和2，2-二甲基-1，3丙二醇共同改性的低熔点改性PET共聚物，和由马来酸酐接枝改性的接枝改性PS共聚物，按70%和30wt%的含量比混合，经过真空转鼓预结晶、干燥处理后，作为芯层的原料，在275℃的温度下熔融挤出，进入单螺杆挤出机熔融塑化，然后经预过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头。
将由粒径为200nm的纳米碳酸钙和纳米蒙脱土改性的聚酯共聚物得到的非晶聚酯分别作为上、下表层的原料，在265℃温度下熔融挤出，进入双螺杆挤出机进行熔融塑化，通过安装于双螺杆挤出机处的抽真空装置排除水份和低聚物，然后经预过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头，所述聚酯共聚物是由间苯二甲酸、2-甲基-1，3丙二醇以及2，2-二甲基-1，3丙二醇共聚得到的。
将熔融后的芯层及上、下表层原料，经复合模头汇合后共挤成型，在急冷辊上经45℃急速冷却成铸片。
将铸片先经75℃预热，再在75℃进行纵向拉伸得到初级膜片，拉伸倍数为1.05，将纵向拉伸后的初级膜片在100℃重新预热后，再在80℃进行横向拉伸得到基膜，拉伸倍数为4.0。
将拉伸后得到的基膜在90℃热定型后，再在75℃进行二次拉伸，拉伸倍数为1.04，经冷却、切割、静电消除和收卷得到密度为1.19g/m2的低密度高收缩聚酯薄膜，所述低密度高收缩聚酯薄膜的厚度为35um，所述芯层的厚度为25um，上、下表层的厚度均为5um。

Claims (7)

1.一种低密度高收缩聚酯薄膜，其特征在于：所述低密度高收缩聚酯薄膜为低熔点改性PET共聚物和接枝改性PS共聚物的芯层，和纳米无机物改性非晶聚酯的上、下表层，所述上、下表层共挤复合于所述芯层的上、下表面；所述低熔点改性PET共聚物由间苯二甲酸和2，2-二甲基-1，3丙二醇共同改性的聚酯共聚物；所述接枝改性PS共聚物由马来酸酐或甲基丙烯酸甘油酯接枝改性的PS共聚物；所述非晶聚酯是由间苯二甲酸、2-甲基-1，3丙二醇以及2，2-二甲基-1，3丙二醇共聚得到的聚酯共聚物；所述纳米无机物为纳米硅酸钠、纳米SiO2、纳米碳酸钙和纳米蒙脱土中的至少一种；所述低熔点改性PET共聚物的熔点为185～230℃，所述纳米无机物的粒径为10～300nm；
所述低密度高收缩聚酯薄膜的密度为1.10～1.30g/m2，所述低密度高收缩聚酯薄膜的厚度为30～60μm，所述芯层的厚度为20～40μm。
2.如权利要求1所述的低密度高收缩聚酯薄膜，其特征在于：所述纳米无机物的粒径为100～200nm。
3.一种低密度高收缩聚酯薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将低熔点改性PET共聚物和接枝改性PS共聚物按70～90wt%和10～30wt%的含量比混合，经预结晶、干燥处理后，作为芯层的原料，在250～280℃的温度下熔融挤出；
（2）将纳米无机物改性非晶聚酯分别作为上、下表层的原料，在250～270℃温度下熔融挤出；
（3）将熔融后的芯层及上、下表层原料，经复合共挤成型，经30～50℃急冷成铸片；
（4）将铸片先经50～80℃预热，再在50～80℃进行纵向拉伸得到初级膜片，拉伸倍数为1.00～1.05，将纵向拉伸后的初级膜片在60～120℃重新预热后，再在60～90℃进行横向拉伸得到基膜，拉伸倍数为3.5～4.5；
（5）将拉伸后得到的基膜在50～100℃热定型后，再在50～80℃进行二次拉伸，拉伸倍数为1.00～1.05，经冷却得到低密度高收缩聚酯薄膜。
4.如权利要求3所述的低密度高收缩聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：所述低熔点改性PET共聚物由间苯二甲酸和2，2-二甲基-1，3丙二醇共同改性的聚酯共聚物；所述接枝改性PS共聚物由马来酸酐或甲基丙烯酸甘油酯接枝改性的PS共聚物；所述非晶聚酯是由间苯二甲酸、2-甲基-1，3丙二醇以及2，2-二甲基-1，3丙二醇共聚得到的聚酯共聚物；所述纳米无机物为纳米硅酸钠、纳米SiO2、纳米碳酸钙和纳米蒙脱土中的至少一种。
5.如权利要求3所述的低密度高收缩聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：所述低熔点改性PET共聚物的熔点为185～230℃，所述纳米无机物的粒径为10～300nm。
6.如权利要求5所述的低密度高收缩聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：所述纳米无机物的粒径为100～200nm。
7.如权利要求3所述的低密度高收缩聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：所述低密度高收缩聚酯薄膜的密度为1.10～1.30g/m2，所述低密度高收缩聚酯薄膜的厚度为30～60μm，所述芯层的厚度为20～40μm。
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