CN104290422A - 一种挤出涂布型包装袋用聚酯复合膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种挤出涂布型包装袋用聚酯复合膜及其制备方法，其是由基材层、交联剂层和热熔胶层构成，所述基材层通过交联剂层与热熔胶层压合成一体；所述基材层为双向拉伸聚酯薄膜，交联剂层是水性底涂固化交联剂，热熔胶层是高密度聚乙烯；所述水性底涂固化交联剂为pH值为8-11的水性溶液，其有效成分为分子量为7500-10000的聚乙烯亚胺；所述聚乙烯亚胺占水性底涂固化交联剂的质量含量为1-5%。由于双向拉伸聚酯薄膜与高密度聚乙烯形成的热熔层之间通过交联剂层压合成一体，使它们之间复合牢度高不可剥离，可达到≥4.0N/15mm，且原料用量少、生产成本低。

Description

一种挤出涂布型包装袋用聚酯复合膜及其制备方法
  
技术领域
本发明涉及薄膜技术领域，具体涉及一种挤出涂布型包装袋用聚酯复合膜及其制备方法。 
  
背景技术
食品包装用塑料复合薄膜是将几种不同功能特性的薄膜通过底涂剂复合在一起的薄膜，其用于食品包装，并兼具美观、抗撕裂、阻氧、阻水等功效。因薄膜的种类不同，复合膜的功效也各异，其中双向拉伸聚酯薄膜（简称BOPET）具有强度高、刚性好、透明、光泽度高等特点；且无嗅、无味、无色、无毒、突出的强韧性；另外，重点是其拉伸强度是PC膜、尼龙膜的3倍，冲击强度是BOPET膜的3-5倍，有极好的耐磨性、耐折叠性、耐针孔性和抗撕裂性等；热收缩性极小，良好的耐热性、优异的耐蒸煮性、耐低温冷冻性，良好的耐油性和耐化学品性等。 
但BOPET的防潮性不高且不具有热封性。由于已知高密度聚乙烯薄膜（简称HDPE）具有防潮性高、耐热性好、可热封等优异特性。为了解决BOPET的防潮性与热封性问题，如将BOPET膜与HDPE膜进行复合，则可制成兼具高防潮性、热封性及其他优良特性的复合膜。 
目前市场上是将BOPET薄膜涂覆溶剂型胶黏剂，待烘干后分别与HDPE膜、印刷型薄膜通过溶剂型胶黏剂复合。这类复合膜目前最大缺点是其中的PET层与PE层复合牢度低，易造成破袋，更无法满足蒸煮袋的需求。另外，溶剂型胶黏剂危害环境和人体健康，含有挥发性有机化合物、有毒的固化剂、增塑剂、稀释剂以及其他助剂和填料等。故发明高复合牢度的复合膜是食品包装行业亟待解决的难题，且环境保护是社会经济持续发展和人类健康生存的关键，寻求一种环保型复合膜是社会与人类发展所需所向。 
  
发明内容
本发明的目的在于提供一种挤出涂布型包装袋用聚酯复合膜及其制备方法，该复合膜的复合牢度高，并且BOPET薄膜层与HDPE薄膜层不可分离。 
为实现上述目的，本发明的技术方案是： 
一种挤出涂布型包装袋用聚酯复合膜，该复合膜是由基材层、交联剂层和热熔胶层构成，所述基材层通过交联剂层与热熔胶层压合成一体；所述基材层为双向拉伸聚酯薄膜，交联剂层是水性底涂固化交联剂，热熔胶层是高密度聚乙烯；所述水性底涂固化交联剂为pH值为8-11的水性溶液，其有效成分为分子量为7500-10000的聚乙烯亚胺；所述聚乙烯亚胺占水性底涂固化交联剂的质量含量为1-5%。
进一步，所述基材层的厚度为8-15μm，双向拉伸聚酯薄膜表面润湿张力为56-62dyn、粗糙度为0.02-0.07μm。 
进一步，所述水性底涂固化交联剂溶液涂布量为（1-3）g/m2。 
进一步，所述热熔层的厚度为30-50μm。 
本发明的另一个发明目的是提供一种挤出涂布型包装袋用聚酯复合膜的制备方法，包括以下步骤： 
1）选用高表面润湿张力的双向拉伸聚酯薄膜作为基材层，并对其进行电晕处理；
2）在双向拉伸聚酯薄膜的电晕处理表面涂覆水性底涂固化交联剂溶液，然后放入温度为50-80℃烘箱进行烘干0.5-1.5秒；
3）将高密度聚乙烯经高温熔融并挤出涂布在涂覆有水性底涂固化交联剂的双向拉伸聚酯薄膜的表面上；
4）淋膜后冷辊与背压辊进行冷却及压合后进行修边、牵引及收卷，即得成品，所述冷辊的温度为5-12℃。
根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中高密度聚乙烯的熔融温度为300-330℃。 
本发明通过在双向拉伸聚酯薄膜的电晕处理表面涂覆水性底涂固化交联剂溶液形成交联剂层，然后再将熔融的高密度聚乙烯挤出涂布在交联剂层表面上，并经冷却、压合形成复合膜。由于双向拉伸聚酯薄膜与高密度聚乙烯形成的热熔层之间通过交联剂层压合成一体，使它们之间复合牢度高且不可剥离，剥离强度达到≥4.0N/15mm ，比现有的薄膜强度为1.0-3.0N/15mm提高很多。 
另外，本发明的原料用量少，生产成本得到大幅度降低。如本发明中高密度聚乙烯形成的热熔层厚度为30-50μm，而现有技术产品中高密度聚乙烯薄膜厚度为60-80μm；本发明中交联剂层干燥后涂布量仅0.2-1g/m2，而现有技术产品中胶黏剂干涂布量为3.0-4.0g/m2。 
本发明中的基材可选双向拉伸聚酯薄膜，还可选双向拉伸聚酯镀铝膜。 
本发明选用主要成份是水性聚乙烯亚胺溶液的水性底涂固化交联剂，其具有用量少，节约能耗；更加环保，避免使用溶剂型胶黏剂，净化了生产环境且利于生产人员的健康，提高了运输、生产环境及产品包装的安全性。 
双向拉伸聚酯薄膜表面润湿张力为56-62dyn、粗糙度为0.02-0.07μm，高表面润湿张力及适当的粗糙度有利于提高其与热熔层之间的复合牢度。 
  
附图说明
    图1是本发明复合膜的结构示意图。 
  
具体实施方式
实施例一： 
如图1所示，一种挤出涂布型包装袋用聚酯复合膜，它由基材层1、交联剂层2和热熔层3组成，其中基材层1的材料为双向拉伸聚酯薄膜，交联剂层2的材料为水性底涂固化交联剂，热熔层3的材料为高密度聚乙烯。交联剂层2涂覆在双向拉伸聚酯薄膜的电晕处理表面，经干燥后，再在交联剂层2上涂布熔融挤出的高密度聚乙烯形成热熔层3，即交联剂层2位于基材层1与热熔层3之间，交联剂层2与表面润湿张力为56-62dyn，粗糙度为0.02-0.07μm的双向拉伸聚酯薄膜表面接触，在高温下将基材层1与热熔层3粘结在一起，并提高它们之间的粘接牢度。
另外，基材层1的厚度为8-15μm；交联剂层2的材料为水性聚乙烯亚胺溶液，固含量为2%-10%，pH值为8-11，溶液涂布量为1-3g/m2；热熔层3的材料为高密度聚乙烯、厚度为30-50μm。 
其制备方法为： 
1）选用高表面润湿张力的双向拉伸聚酯薄膜作为基材层，并对其表面进行电晕处理；
2）在双向拉伸聚酯薄膜的电晕处理表面涂覆水性底涂固化交联剂溶液，然后进入温度为50℃烘箱进行烘干1.5秒；
3）将高密度聚乙烯经300℃高温熔融并挤出涂布在涂覆有水性底涂固化交联剂的双向拉伸聚酯薄膜的表面上；
4）淋膜后冷辊与背压辊进行冷却及压合后进行修边、牵引及收卷，即得三层结构的聚酯复合膜成品，所述冷辊的温度为5℃。
  
实施例二：
1）选用高表面润湿张力的双向拉伸聚酯薄膜作为基材层，并对其表面进行电晕处理；
2）在双向拉伸聚酯薄膜的电晕处理表面涂覆水性底涂固化交联剂溶液，然后进入温度为60℃烘箱进行烘干0.5秒；
3）将高密度聚乙烯经330℃高温熔融并挤出涂布在涂覆有水性底涂固化交联剂的双向拉伸聚酯薄膜的表面上；
4）淋膜后冷辊与背压辊进行冷却及压合后进行修边、牵引及收卷，即得三层结构的聚酯复合膜成品，所述冷辊的温度为12℃。
  
实施例三：
1）选用高表面润湿张力的双向拉伸聚酯薄膜作为基材层，并对其表面进行电晕处理；
2）在双向拉伸聚酯薄膜的电晕处理表面涂覆水性底涂固化交联剂溶液，然后进入温度为80℃烘箱进行烘干1秒；
3）将高密度聚乙烯经310℃高温熔融并挤出涂布在涂覆有水性底涂固化交联剂的双向拉伸聚酯薄膜的表面上；
4）淋膜后冷辊与背压辊进行冷却及压合后进行修边、牵引及收卷，即得三层结构的聚酯复合膜成品，所述冷辊的温度为9℃。
  
对比例：
1）选用高表面润湿张力的双向拉伸聚酯薄膜作为基材层；
2）在双向拉伸聚酯薄膜的电晕处理表面涂覆溶剂型胶黏剂，然后进入温度为90℃烘箱进行烘干8秒；
3）将高密度聚乙烯薄膜与步骤2）的产品进行复合；
4）收卷；
5）熟化处理，在60℃的条件下放置48小时即成。
将上述实施例1－3与对比例制备的复合膜分别按相关检测方法检测其拉伸强度与剥离度，具体检测方法与检测数据如下表所示：  
  实施例一 实施例二 实施例三 对比例 检测方法
拉伸强度（MPa） 80 100 90 30 GB/T 1040.3-2006
剥离度（N/15mm） 不可剥离 不可剥离 不可剥离 2.5N/15mm GB 8808-1988
从上表可看出，本发明制备的聚酯复合膜的拉伸强度与剥离度均显著地高于对比例中用胶黏剂制备的复合膜。且由于本发明是采用水性聚乙烯亚胺溶液的水性底涂固化交联剂，其具有用量少，节约能耗；并且更加环保，避免使用溶剂型胶黏剂，净化了生产环境且利于生产人员的健康，提高了运输、生产环境及产品包装的安全性。

Claims (6)

1.一种挤出涂布型包装袋用聚酯复合膜，其特征在于：该复合膜是由基材层、交联剂层和热熔胶层构成，所述基材层通过交联剂层与热熔胶层压合成一体；所述基材层为双向拉伸聚酯薄膜，交联剂层是水性底涂固化交联剂，热熔胶层是高密度聚乙烯；所述水性底涂固化交联剂为pH值为8-11的水性溶液，其有效成分为分子量为7500-10000的聚乙烯亚胺；所述聚乙烯亚胺占水性底涂固化交联剂的质量含量为1-5%。
2.根据权利要求书1所述的一种挤出涂布型包装袋用聚酯复合膜，其特征是：所述基材层的厚度为8-15μm，双向拉伸聚酯膜表面润湿张力为56-62dyn、粗糙度为0.02-0.07μm。
3.根据权利要求书1所述的一种挤出涂布型包装袋用聚酯复合膜，其特征是：所述水性底涂固化交联剂溶液涂布量为（1-3）g/m2。
4.根据权利要求书1所述的一种挤出涂布型包装袋用聚酯复合膜，其特征是：所述热熔层的厚度为30-50μm。
5.一种制备如权利要求1所述的挤出涂布型包装袋用聚酯复合膜的方法，其特征在于：包括以下步骤： 
1）选用高表面润湿张力的双向拉伸聚酯薄膜作为基材层，并对其进行电晕处理；
2）在双向拉伸聚酯薄膜的电晕处理表面涂覆水性底涂固化交联剂溶液，然后放入温度为50-80℃烘箱进行烘干0.5-1.5秒；
3）将高密度聚乙烯经高温熔融并挤出涂布在涂覆有水性底涂固化交联剂的双向拉伸聚酯薄膜的表面上；
4）淋膜后冷辊与背压辊进行冷却及压合后进行修边、牵引及收卷，即得成品，所述冷辊的温度为5-12℃。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中高密度聚乙烯的熔融温度为300-330℃。
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