一种双向拉伸聚酯薄膜及制备方法
(一)技术领域
本发明属于包装工业领域,涉及一种双向拉伸聚酯薄膜及其生产方法,尤其涉及一种可复合和镀铝的三层结构(ABC结构)的双向拉伸聚酯薄膜及其生产方法。
(二)背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜用于镀铝复合印刷应用非常的广泛,可应用于饮料瓶外的包装,各种食品外袋的复合印刷,还广泛用于保质期较长的食品如咖啡、牛奶等外包装产品,以及广泛用于酒盒包装加工过程中的转移,防伪商标用途,是一种高附加值的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜产品。
目前复合和镀铝双向拉伸聚酯薄膜生产方式主要有涂布、表面添加母料后进行直接拉膜法,涂布对周围环境有一定的污染影响,因为其单体会挥发对人体有刺激性的物质,导致其产品用量有一定的限制,再者生产过程也较难控制成本,所以较少厂家生产。而(ABC结构)三层共挤的技术生产,其拉膜工艺相对容易掌控成本,也减少工序环节,较大限度的降低了周围环境的污染,所生产的可复合和镀铝双向拉伸聚酯薄膜的原有的化学性能保持不变,而且具有很高的透明度,表面光滑平整、热稳定性好等特点。
(三)发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供表面可与EVA复合和镀铝的双向拉伸聚酯薄膜的原料配比及制备方法,生产过程中既保证薄膜的亮度,又保证生产过程中薄膜的卷取和分切性能,制得质量稳定的聚酯薄膜。
本发明采用的技术方案是:
本发明提供一种双向拉伸聚酯薄膜,所述薄膜包括上层、中层和下层,所述中层覆盖在下层上,所述上层覆盖在中层上,所述的上层、中层、下层分别经熔融状态由挤出机挤出后共同进入三层共挤模头复合而成所述的聚酯薄膜;所述上层、中层和下层的质量份数为:上层为10~25份母料A,中层为50~80份母料B,下层为10~25份母料C;
基于所述母料A,所述的母料A质量组成为:100份聚酯a、50~80份填料a和0.2~0.4份稳定剂a,所述填料a的粒径为2~3μm;
基于所述母料B,所述的母料B质量组成为:100份聚酯b和0.2~0.4份稳定剂b;
基于所述母料C,所述的母料C质量组成为:100份聚酯c、50~80份填料c和0.2~0.4份稳定剂c,所述填料c的粒径为0.5~1μm;
所述聚酯b为聚对苯二甲酸乙二醇酯(分子量3万)、聚对苯二甲酸丁二酯(分子量3万),或两者的共聚物(分子量2.3万,两者之间的聚合比例1:1),优选聚对苯二甲酸乙二醇酯;所述聚酯a和聚酯c与聚酯b相同;
所述稳定剂b为四[α-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,所述稳定剂a和稳定剂c与稳定剂b相同;
所述填料a为二氧化硅、硫酸钡或高岭土中的一种或两种以上以任意比例的混合(优选任意两种以质量比1:1的混合),优选二氧化硅,所述填料c与填料a相同(种类相同,粒径不同)。
进一步,优选所述上层为20份母料A,所述中层为60份母料B,所述下层为20份母料C。
进一步,所述母料A质量组成为:100份聚酯a、60~70份填料a和0.2~0.4份稳定剂a,所述填料a的粒径为2~3μm;所述填料a为二氧化硅。
进一步,所述母料C质量组成为:100份聚酯c、60~70份填料c和0.2~0.4份稳定剂c,所述填料c的粒径为0.5~1μm;所述填料c为二氧化硅。
更进一步,优选所述双向拉伸聚酯薄膜中,基于所述的母料A质量组成为:100份聚酯a、50份填料a和0.4份稳定剂a,所述填料a的粒径为3μm;
基于所述的母料B质量组成为:100份聚酯b和0.4份稳定剂b;
基于所述的母料C质量组成为:100份聚酯c、60份填料c和0.4份稳定剂c,所述填料c的粒径为1μm;
所述聚酯b为聚对苯二甲酸乙二醇酯;所述聚酯a和聚酯c与聚酯b相同;
所述稳定剂b为四[α-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,所述稳定剂a和稳定剂c与稳定剂b相同;
所述填料a为二氧化硅,所述填料c与填料a相同(种类相同,粒径不同)。
此外,本发明所述中层母料B还可以用15~30份回收料替代聚酯b,所述回收料为制备双向拉伸聚酯薄膜成品后分切产生的边角料,优选所述回收料质量份为20~25份。
本发明还提供一种制备所述双向拉伸聚酯薄膜的方法,所述方法为:
(1)原料配制:所述聚酯薄膜包括上层、中层和下层,所述上层为质量份10~25份母料A,所述中层质量份为50~80份母料B,所述下层质量份为10~25份母料C;
基于所述母料A,所述的母料A质量组成为:100份聚酯a、50~80份填料a和0.2~0.4份稳定剂a,所述填料a的粒径为2~3μm;
基于所述母料B,所述的母料B质量组成为:100份聚酯b和0.2~0.4份稳定剂b;
基于所述母料C,所述的母料C质量组成为:100份聚酯c、50~80份填料c和0.2~0.4份稳定剂c,所述填料c的粒径为0.5~1μm;
(2)聚酯薄膜:将母料A和母料C各自送入指定的双螺杆挤出机,挤出温度均为255~285℃,将中层母料B经翻板式干燥塔在180~190℃干燥2~3小时后从上到下按上层、中层和下层的顺序送入单螺杆挤出机,挤出温度为255~285℃,三台挤出机经熔融状态挤出后进入三层共挤模头复合,熔体经模唇口均匀挤出,挤出温度为255~285℃,然后经过铸片、拉伸、定型、收卷和分切,即得双向拉伸聚酯薄膜;拉伸区温度65~110℃,定型温度195~235℃。
本发明所述稳定剂a、稳定剂b和稳定剂c均为稳定剂,为便于区分不同步骤所用量不同而命名,所述填料a和填料c均为不同步骤使用的填料,所述聚酯a、聚酯b和聚酯c均为不同步骤使用的不同类型的聚酯,为便于区分各个步骤使用量不同而命名,所述母料A、母料B和母料C为不同组成的母料,字母本身没有含义。
与现有技术相比,本发明的有益效果主要体现在:(1)本发明制备的双向拉伸聚酯薄膜生产工艺可添加了一定比例的回收料,大大降低了生产成本,很好地适应了工业化的要求;
(2)采用了二氧化硅填料内添加的生产技术,在配方中引入稳定剂使双向拉伸聚酯薄膜具有高透光、光泽度高、质量稳定性好等特点,透光率在89.5%,光泽度(45°)在65%。
(四)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此:
实施例1:
(1)原料配制
上层(母料A):100份聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚合度为100,分子量为3万,购自中国仪征化纤公司)、50份二氧化硅(粒径为3μm)和0.4份四[α-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
下层(母料C):100份聚对苯二甲酸乙二醇酯、60份二氧化硅(粒径为1μm)和0.4份四[α-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
中层(母料B):100份聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚合度为100,分子量为3万,购自中国仪征化纤公司)和0.4份四[α-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
(2)聚酯薄膜
按步骤(1)配方量分别将15份母料A和15份母料C送入两台双螺杆挤出机(型号ZE60A-34D-UTX,厂家为德国的KraussmaffeiBerstorff公司),充分搅拌混合,挤出温度均为275℃,然后将70份母料B经翻板式干燥塔(型号DHP-3500,厂家为北京德厚朴公司)在180℃干燥3小时后送入单螺杆挤出机(型号BS-PETP275/30D,厂家德国BBEngineering公司),挤出温度为275℃,三台挤出机经熔融状态挤出后从上到下按上层、中层和下层的顺序进入三层共挤模头,熔体经模唇口均匀挤出,挤出温度为275℃,然后经过铸片、拉伸、定型、收卷和分切,即得双向拉伸聚酯薄膜;拉伸区温度116℃,定型温度235℃,纵向拉伸比3.4,横向拉伸比3.5,膜厚38μm的表面摩擦系数(摩擦系数仪,型号Model-225-1,厂家美国PHILADELPHIA公司)μs0.27,μk0.22。透光率(雾度计,型号BYK,厂家德国Gardner公司)在89.5%,光泽度(45°)在65%。
实施例2:
(1)原料配制
上层(母料A):100份聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚合度为100,分子量为3万,购自中国仪征化纤公司)、60份二氧化硅(粒径为2μm和0.4份四[α-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
下层(母料C):100份聚对苯二甲酸乙二醇酯、70份二氧化硅(粒径为0.5μm)和0.4份四[α-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
中层(母料B):100份聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚合度为100,分子量为3万,购自中国仪征化纤公司)和0.4份四[α-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
(2)聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜
按步骤(1)配方量分别将20份母料A和20份母料C送入两台双螺杆挤出机(型号ZE60A-34D-UTX,厂家为德国的KraussmaffeiBerstorff公司),充分搅拌混合,挤出温度均为275℃然后将60份母料B经翻板式干燥塔(型号DHP-3500,厂家为北京德厚朴公司)在180℃干燥3小时后送入单螺杆挤出机(型号BS-PETP275/30D,厂家德国BBEngineering公司),挤出温度为275℃,三台挤出机经熔融状态挤出后从上到下按上层、中层和下层的顺序进入三层共挤模头,熔体经模唇口均匀挤出,挤出温度为275℃,然后经过铸片、拉伸、定型、收卷和分切,即得复合和镀铝双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜;拉伸区温度116℃,定型温度235℃,纵向拉伸比3.4,横向拉伸比3.5,膜厚38μm的表面摩擦系数(摩擦系数测试仪,型号Model-225-1,厂家美国PHILADELPHIA公司)μs0.30,μk0.20。透光率(雾度计,型号BYK,厂家德国Gardner公司)在89.5%,光泽度(45°)在65%。
实施例3:
(1)原料配制
上层(母料A):100份聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚合度为100,分子量为3万,购自中国仪征化纤公司)、70份二氧化硅(粒径为3μm和0.4份四[α-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
下层(母料C):100份聚对苯二甲酸乙二醇酯、80份二氧化硅(粒径为0.5μm)和0.4份四[α-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
中层(母料B):100份聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚合度为100,分子量为3万,购自中国仪征化纤公司)和0.4份四[α-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
(2)聚酯薄膜
按步骤(1)配方量分别将25份母料A和25份母料C送入两台双螺杆挤出机(型号ZE60A-34D-UTX,厂家为德国的KraussmaffeiBerstorff公司),充分搅拌混合,挤出温度均为275℃然后将50份母料B经翻板式干燥塔(型号DHP-3500,厂家为北京德厚朴公司)在180℃干燥3小时后送入单螺杆挤出机(型号BS-PETP275/30D,厂家德国BBEngineering公司),挤出温度为275℃,三台挤出机经熔融状态挤出后从上到下按上层、中层和下层的顺序进入三层共挤模头,熔体经模唇口均匀挤出,挤出温度为275℃,然后经过铸片、拉伸、定型、收卷和分切,即得双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜;拉伸区温度116℃,定型温度235℃,纵向拉伸比3.4,横向拉伸比3.5,膜厚38μm的表面摩擦系数(型号Model-225-1,厂家美国PHILADELPHIA公司)μs0.35,μk0.20。透光率(型号BYK,厂家德国Gardner公司)在89.5%,光泽度(45°)在65%。
实施例4:
(1)原料配制
上层(母料A):100份聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚合度为100,分子量为3万,购自中国仪征化纤公司)、70份二氧化硅(粒径为3μm和0.4份四[α-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
下层(母料C):100份聚对苯二甲酸乙二醇酯、80份二氧化硅(粒径为0.5μm)和0.4份四[α-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
中层(母料B):80份聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚合度为100,分子量为3万,购自中国仪征化纤公司)和0.4份四[α-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,回收实施例1制备双向拉伸聚酯薄膜成品后分切产生的边角料20份。
(2)聚酯薄膜
按步骤(1)配方量分别将25份母料A和25份母料C送入两台双螺杆挤出机(型号ZE60A-34D-UTX,厂家为德国的KraussmaffeiBerstorff公司),充分搅拌混合,挤出温度均为275℃然后将50份母料B经翻板式干燥塔(型号DHP-3500,厂家为北京德厚朴公司)在180℃干燥3小时后送入单螺杆挤出机(型号BS-PETP275/30D,厂家德国BBEngineering公司),挤出温度为275℃,三台挤出机经熔融状态挤出后从上到下按上层、中层和下层的顺序进入三层共挤模头,熔体经模唇口均匀挤出,挤出温度为275℃,然后经过铸片、拉伸、定型、收卷和分切,即得双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜;拉伸区温度116℃,定型温度235℃,纵向拉伸比3.4,横向拉伸比3.5,膜厚38μm的表面摩擦系数(型号Model-225-1,厂家美国PHILADELPHIA公司)μs0.35,μk0.20。透光率(型号BYK,厂家德国Gardner公司)在89.0%,光泽度(45°)在65%。