CN103144389A - 一种涂布型聚酯薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涂布型聚酯薄膜，包括聚酯基材，所述聚酯基材的一个表面上涂覆有涂布液形成的涂覆层，涂布液主要包括水溶性溶剂、水溶性聚氨酯树脂和交联剂；水溶性聚氨酯树脂的含量为涂布液总重量的9-25%；交联剂的含量为涂布液总重量的0.1-0.3%；聚酯薄膜表面的摩擦系数小于0.6；涂覆层的厚度为0.01～0.05μm，表面湿润张力50-60mN/m，涂覆层具有较高的表面张力和耐水性，因此在形成的涂覆层上镀铝，能明显提高薄膜与铝层的附着力，达到了很好的增强镀铝效果，解决了在高温蒸煮条件下局部镀铝层从聚酯薄膜上脱落的难题；在高温高湿条件下，该薄膜仍具有很好的镀铝复合性能。

Description

一种涂布型聚酯薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚酯薄膜，具体地说，涉及一种高附着性的涂布型聚酯薄膜及其制备方法，属于化工技术领域。
背景技术
目前，传统的真空镀铝用聚酯薄膜通过电晕处理来增加表面极性来提高薄膜与铝层的附着性，这种真空镀铝聚酯薄膜基本能满足普通食品包装要求，但由于这种聚酯薄膜与镀铝层的附着性不高，而且随着储存时间的增长薄膜表面极性会逐渐减弱或消失，而影响薄膜与铝层复合。此外，普通真空镀铝聚酯薄膜在高温高湿条件下也很不稳定，聚酯薄膜表面张力剧烈衰减，很难保证加工过程中镀铝层不会脱落下来，无法满足高档包装的要求。因此，普通真空镀铝聚酯薄膜无法满足目前食品包装行业直接将包装袋与食品一道进行高温蒸煮、高温杀菌的包装要求。
涂布型聚酯薄膜是一种经过化学预处理的双向拉伸聚酯薄膜，薄膜涂布面通过电晕后再涂覆一层化学物质。这种薄膜由于其表面涂覆有一层特殊的化学物质，使薄膜表层与涂覆层发生原位交联聚合形成交联网状结构，在形成的涂覆层上镀铝，明显提高聚酯薄膜与铝层的附着力；而且这种薄膜在高温下仍表现出很好的镀铝复合性能，该种薄膜非常适合像牛奶、咖啡、榨菜、肉类食品等高温蒸煮、杀菌的加工要求。公开号为CN201456502U的专利公开了一种复合聚酯薄膜，通过涂覆水溶性丙烯酸树脂与铝层复合，可在120℃条件下蒸煮30分钟不开裂不脱落，该产品的不足是镀铝层与丙烯酸树脂结合牢度不均匀，在水煮过程中经常会发生部分丙烯酸树脂与镀铝层一起脱落的情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种可与镀铝层附着牢固的涂布型聚酯薄膜。
本发明的另一目的是提供一种可与镀铝层附着牢固的涂布型聚酯薄膜的制备方法。
为解决以上问题，本发明是通过如下技术方案实现的：一种涂布型聚酯薄膜，包括聚酯基材，所述聚酯基材的一个表面上涂覆有涂布液形成的涂覆层，其特征在于：所述涂布液主要包括水溶性溶剂、水溶性聚氨酯树脂和交联剂；
所述水溶性聚氨酯树脂的含量为涂布液总重量的9-25%；
所述交联剂的含量为涂布液总重量的0.1-0.3%；
所述聚酯薄膜表面的摩擦系数小于0.6；涂覆层的厚度为0.01～0.05μm，表面湿润张力50-60mN/m。
优选地，所述水溶性聚氨酯树脂的固含量为35%。
优选地，所述水溶性溶剂为正丙醇的水溶液。
优选地，所述交联剂为氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体。
基于以上涂布型聚酯薄膜，所述涂布型聚酯薄膜的制备方法包括以下步骤：
聚酯原料通过挤出机熔融挤出、冷鼓吸附、纵向拉伸、在线涂布处理、横向拉伸、牵引和收卷工序制成涂布型聚酯薄膜；
在线涂布处理工序为：纵向拉伸后的膜片电晕后通过涂布机时将膜片压在涂布辊上进行电晕面涂布，涂布辊将涂布槽中的涂布液带至膜片表面进行涂布；
涂布液的制备：将水溶性溶剂和水溶性聚氨酯树脂混合搅拌加热至60～80℃，在投入涂布槽之前加入交联剂，混合均匀过滤并调节PH值6～7，制成涂布液。
优选地，所述涂布液制备中，用亚硫酸调节PH值。
优选地，所述聚酯原料为膜级聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚膜级对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、膜级聚对萘二甲酸乙二醇酯（PEN）或共聚改性聚酯。
优选地，所述横向拉伸工序后所得聚酯薄膜是单层结构、三层共挤或多层结构。
优选地，所述聚酯为三层结构，两表面层含有膜级聚酯母切片，表层中二氧化硅粒径1.0-4um、总含量在200-700ppm。
涂布后的膜片经过横拉机完成横向拉伸，横拉结束后，根据薄膜用途不同，可以在非涂布面进行电晕处理，根据需要控制电晕功率大小来调节非涂布面的表面张力。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下优点：由于在涂布型聚酯薄膜的聚酯基材表面涂覆有一层涂布液，通过交联剂控制交联的均匀性，使交联聚氨酯层与聚酯薄膜形成交联键、与镀铝层间形成牢固共价键，使聚酯基材表层与涂覆层发生原位交联聚合形成交联网状结构，涂覆层具有较高的表面张力和耐水性，因此在形成的涂覆层上镀铝，能明显提高薄膜与铝层的附着力，达到了很好的增强镀铝效果，解决了在高温蒸煮条件下局部镀铝层从聚酯薄膜上脱落的难题；在高温高湿条件下，该薄膜仍具有很好的镀铝复合性能，该种薄膜非常适合像牛奶、咖啡、榨菜、肉类食品等高温蒸煮、杀菌的加工要求。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
附图说明
附图1是本发明实施例中涂布型聚酯薄膜的结构示意图；
图中，
1-聚酯基材；2-涂覆层。
具体实施方式
实施例1，如图1所示，一种涂布型聚酯薄膜，包括聚酯基材，所述聚酯基材的一个表面上涂覆有涂布液形成的涂覆层，涂布液包括水溶性溶剂、水溶性聚氨酯树脂和交联剂；
水溶性聚氨酯树脂的含量为涂布液总重量的20%，水溶性聚氨酯树脂的固含量为35%；
交联剂的含量为涂布液总重量的0.256%，交联剂为氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体。
水溶性溶剂为水与正丙醇的混合液，正丙醇含量为涂布液总重量的0.144%，余量为水。
以上涂布型聚酯薄膜按照以下方法制备：
聚酯原料通过挤出机熔融挤出、冷鼓吸附、纵向拉伸、在线涂布处理、横向拉伸、牵引和收卷工序制成涂布型聚酯薄膜；
在线涂布处理工序为：纵向拉伸后的膜片电晕后通过涂布机时将膜片压在涂布辊上进行电晕面涂布，涂布辊将涂布槽中的涂布液带至膜片表面进行涂布；
涂布液的制备：将水溶性溶剂和水溶性聚氨酯树脂混合搅拌加热至80℃，在投入涂布槽之前加入交联剂，混合均匀过滤并用亚硫酸调节PH值为6，制成涂布液。
聚酯原料为膜级聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）；
横向拉伸工序后所得聚酯薄膜是三层结构，两表面层含有膜级聚酯母切片，膜级聚酯母切片是具有一定含量二氧化硅的聚酯切片，表面层中二氧化硅粒径1.0-4um、总含量在200ppm。
聚酯薄膜涂布面的摩擦系数平均为0.55；涂覆层的厚度平均为0.01μm，表面湿润张力平均为55mN/m。
所得涂布膜经真空镀铝，铝层厚度300埃，采用EAA热封的方法检测镀铝层的附着力最大为5.0N/15mm。
实施例2，如图1所示，一种涂布型聚酯薄膜，包括聚酯基材，所述聚酯基材的一个表面上涂覆有涂布液形成的涂覆层，涂布液包括水溶性溶剂、水溶性聚氨酯树脂和交联剂；
水溶性聚氨酯树脂的含量为涂布液总重量的25%，水溶性聚氨酯树脂的固含量为35wt%；
交联剂的含量为涂布液总重量的0.3%。
水溶性溶剂为水与正丙醇的混合液，正丙醇含量为涂布液总重量的0.144%，余量为水。
以上涂布型聚酯薄膜按照以下方法制备：
聚酯原料通过挤出机熔融挤出、冷鼓吸附、纵向拉伸、在线涂布处理、横向拉伸、牵引和收卷工序制成涂布型聚酯薄膜；
在线涂布处理工序为：纵向拉伸后的膜片电晕后通过涂布机时将膜片压在涂布辊上进行电晕面涂布，涂布辊将涂布槽中的涂布液带至膜片表面进行涂布；
涂布液的制备：将水溶性溶剂和水溶性聚氨酯树脂混合搅拌加热至80℃，在投入涂布槽之前加入交联剂，混合均匀过滤并用亚硫酸调节PH值为6，制成涂布液。
聚酯原料为膜级聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）；
横向拉伸工序后所得聚酯薄膜是三层结构，两表面层含有膜级聚酯母切片，膜级聚酯母切片是具有一定含量二氧化硅的聚酯切片，表面层中二氧化硅粒径1.0-4um、总含量在200ppm。
聚酯薄膜涂布面的摩擦系数平均为0.55；涂覆层的厚度平均为0.013μm，表面湿润张力平均为56mN/m。
所得涂布膜经真空镀铝，铝层厚度300埃，采用EAA热封的方法检测镀铝层的附着力最大为4.5N/15mm。
    实施例3，在其它生产条件如实例1的相同条件下，通过调整涂布液中聚氨酯树脂固含量在9%、15%、18%，所得涂布膜经过相同工艺条件下的真空镀铝后，采用EAA热封的方法检测其铝层附着力依次3.0N/15mm,4.0N/15mm,4.6N/15mm。
以上实施例中的聚酯原料还可以为聚膜级对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、膜级聚对萘二甲酸乙二醇酯（PEN）或共聚改性聚酯。
本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明内容，不应理解为是对本发明保护范围的限制，只要是根据本发明技术方案所作的改进，均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种涂布型聚酯薄膜，包括聚酯基材，所述聚酯基材的一个表面上涂覆有涂布液形成的涂覆层，其特征在于：所述涂布液主要包括水溶性溶剂、水溶性聚氨酯树脂和交联剂；
所述水溶性聚氨酯树脂的含量为涂布液总重量的9-25%；
所述交联剂的含量为涂布液总重量的0.1-0.3%；
所述聚酯薄膜表面的摩擦系数小于0.6；涂覆层的厚度为0.01～0.05μm，表面湿润张力50-60mN/m。
2.如权利要求1所述的涂布型聚酯薄膜，其特征在于：所述水溶性聚氨酯树脂的固含量为35%。
3.如权利要求1所述的涂布型聚酯薄膜，其特征在于：所述水溶性溶剂为正丙醇的水溶液。
4.如权利要求1所述的涂布型聚酯薄膜，其特征在于：所述交联剂为氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体。
5.如权利要求1-4其中之一所述涂布型聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
聚酯原料通过挤出机熔融挤出、冷鼓吸附、纵向拉伸、在线涂布处理、横向拉伸、牵引和收卷工序制成涂布型聚酯薄膜；
在线涂布处理工序为：纵向拉伸后的膜片电晕后通过涂布机时将膜片压在涂布辊上进行电晕面涂布，涂布辊将涂布槽中的涂布液带至膜片表面进行涂布；
涂布液的制备：将水溶性溶剂和水溶性聚氨酯树脂混合搅拌加热至60～80℃，在投入涂布槽之前加入交联剂，混合均匀过滤并调节PH值6～7，制成涂布液。
6.如权利要求5所述涂布型聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：所述涂布液制备中，用亚硫酸调节PH值。
7.如权利要求5所述涂布型聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：所述聚酯原料为膜级聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚膜级对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、膜级聚对萘二甲酸乙二醇酯（PEN）或共聚改性聚酯。
8.如权利要求5所述涂布型聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：所述横向拉伸工序后所得聚酯薄膜是单层结构、三层共挤或多层结构。
9.如权利要求8所述涂布型聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：所述聚酯为三层结构，两表面层含有膜级聚酯母切片，表层中二氧化硅粒径1.0-4um、总含量在200-700ppm。
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