CN105619983B - 一种转移型镭射压印聚酯薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转移型镭射压印聚酯薄膜及其制备方法，该新型聚酯薄膜具有三层层状结构：其上表层是由非结晶型PET聚酯、SiO₂添加剂型PET聚酯、聚硅氧烷脱模剂形成的转移型镭射压印层；转移型镭射压印层直接共挤复合有成分为PET聚酯均聚物、SiO₂添加剂型PET聚酯的芯层；芯层的另一个表面直接共挤复合有成分为PET聚酯均聚物、SiO₂添加剂型PET聚酯的下表层；本发明所述薄膜中转移型镭射压印层和采用常规涂布法生产的转移型镭射压印层相比：一是压印后具有更清晰的全息图像，保证图像信息的丰富性和完整性；二是具有更高的亮度；三是压印图像可进行转移；因此，本发明转移型镭射压印聚酯薄膜具有广泛的市场应用价值。

Description

一种转移型镭射压印聚酯薄膜及其制备方法

(一)技术领域

本发明涉及一种功能型聚酯薄膜及其制备方法，具体涉及一种可直接在聚酯薄膜的一个表面进行镭射压印，并可以将镭射压印图像转移到其它载体上的聚酯薄膜。

(二)背景技术

最近十年来，随着双向拉伸聚酯薄膜生产技术的发展和进步，各种功能型聚酯薄膜开始不断进入市场，并广泛地应用于各类工业领域和人们的社会生活。

所谓功能型聚酯薄膜，就是在原来聚酯薄膜的基本性能之外，通过原料、配方、以及生产工艺的改进或其他生产技术手段，使生产出来的聚酯薄膜在原来聚酯薄膜的基本性能或功能之外附加上其它性能或功能。

镭射压印聚酯薄膜就是一种典型的功能型聚酯薄膜，它是在普通聚酯薄膜的基础上通过涂布方式或共挤方式在聚酯薄膜的表层涂布或共挤一层可以在聚酯薄膜表面进行镭射压印的镭射压印层(信息层、功能层)。这里，镭射压印层的功能就是能够通过后续的加工，把镭射印版上的镭射图像(也称全息图像)压印到聚酯薄膜的表层上，在聚酯薄膜上形成一层镭射图像信息。

镭射压印聚酯薄膜目前广泛应用在各类高档商品的包装材料市场，比如各类高档烟类、酒类、化妆品类商品的卡纸镭射转移、卡纸复合；也广泛用于各类金属板材、塑料板材、装饰材料等的镭射转移和复合。

目前，市场上公知的镭射压印聚酯薄膜分为两种，一种是转移型镭射压印聚酯薄膜，另外一种是复合型镭射压印聚酯薄膜。其生产工艺也分为二种，一种是涂布法，一种是共挤法，如图1所示。受生产技术限制，国内共挤法目前只能生产复合型镭射压印聚酯薄膜，还不能生产转移型镭射压印聚酯薄膜。也就是说，目前公知的转移型镭射压印聚酯薄膜全部是通过涂布法生产的。

图2是目前涂布法生产的转移型镭射压印聚酯薄膜剖面示意图，其加工过程是：先在普通聚酯薄膜表面涂布一层剥离层，再涂布一层镭射压印层。

或者，将剥离层和镭射压印层合二为一，经过一次涂布完成，见图3。

进一步的加工，可以先在镭射压印层上进行真空镀铝，然后进行压印(硬压)；或者是先在镭射压印层上进行压印，然后进行真空镀铝(软压)，接着在镀铝层上涂布一层胶粘层，最后通过复合和剥离工序，通过胶粘层和剥离层的共同作用把镭射图像(镀铝层)转移到其他载体上(比如卡纸)。

用涂布法生产的转移型镭射压印聚酯薄膜不仅工艺复杂，涂布成本高，并且还因为涂布过程引起一系列其它问题，比如涂层的均匀性问题、涂布溶剂污染问题等等。

(三)发明内容

本发明的目的是：针对现有的涂布法生产的转移型镭射压印聚酯薄膜存在的加工工艺复杂、生产成本高、生产效率低、涂布溶剂污染等一系列不足，进行彻底的工艺改进，提出了完全不同于涂布法的一种新的共挤法生产工艺，通过共挤形成一层以非结晶型PET聚酯和SiO₂添加剂型PET聚酯为原料的镭射压印层，并通过在这个镭射压印层中增加脱模剂的办法，使这个镭射压印层同时具有剥离层的功能，从而生产出具有和涂布法生产的转移型镭射压印聚酯薄膜质量性能基本一致的转移型镭射压印聚酯薄膜，彻底解决了目前采用涂布法生产转移型镭射压印聚酯薄膜存在的各种不足。

本发明采用新的生产工艺和配方，不仅大大简化了转移型镭射压印聚酯薄膜的加工工艺流程，极大地降低了生产成本，而且还明显地提高了产品质量，同时也没有涂布法生产带来的溶剂污染问题，因此具有十分重要的市场价值和推广应用价值。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种转移型镭射压印聚酯薄膜，由上表层(镭射压印层)、芯层、下表层(抗粘连层)构成，所述芯层位于上表层与下表层之间，所述上表层、芯层、下表层通过热熔共挤复合成为一体；所述转移型镭射压印聚酯薄膜各层的原料配方为：

基于上表层的总质量，所述上表层由如下质量百分数的原料组成：非结晶型PET聚酯80％～90％、SiO₂添加剂型PET聚酯5％～10％、聚硅氧烷脱模剂5％～10％；

基于芯层的总质量，所述芯层由如下质量百分数的原料组成：PET聚酯均聚物80％～90％、SiO₂添加剂型PET聚酯10％～20％；

基于下表层的总质量，所述下表层由如下质量百分数的原料组成：PET聚酯均聚物60％～70％、SiO₂添加剂型PET聚酯30％～40％；

上述各层的原料中，所述的SiO₂添加剂型PET聚酯的SiO₂含量为3000～5000ppm(优选3000～4000ppm)。

本发明薄膜的各层原料中，所述的非结晶型PET聚酯典型型号如：Easter 6763(美国伊斯曼)、K2012(韩国SK)、S2008(韩国SK)等等，该类型产品特征粘度一般在0.70～0.80ml/g，玻璃化温度范围70～90度，塑化温度范围200～280度；

所述的PET聚酯均聚物的质量指标典型值为：特性粘度0.675ml/g，熔点260度；

所述的SiO₂添加剂型PET聚酯的质量指标典型值为：特性粘度0.645ml/g，熔点259度；

所述的聚硅氧烷脱模剂具有超高分子量(50～100万)，所述的聚硅氧烷脱模剂具体例如：DN08(浙江大东南集团)，其中聚硅氧烷含量为20％，PET聚酯均聚物含量为80％。

本发明所述的转移型镭射压印聚酯薄膜的总厚度通常为12～36μm，其中，所述的上表层为镭射压印层，其厚度通常为2.0～3.6μm，所述的下表层为抗粘连层，其厚度通常为薄膜总厚度的10～20％左右。优选的，基于薄膜的总质量，所述上表层约占薄膜总质量的10～20％，芯层约占薄膜总质量的60～80％，下表层约占薄膜总质量的10～20％。

本发明还提供了一种所述转移型镭射压印聚酯薄膜的制备方法，所述的制备方法采用三层共挤双向拉伸法，具体包括如下步骤：

(1)芯层原料按照配方比例混合均匀后，经沸腾床结晶、干燥塔干燥，然后进入挤出机塑化成熔体，熔体再经预过滤器过滤、计量泵计量、主过滤器过滤，而后进入三流道三层模头；

(2)上表层和下表层的原料各自按照配方比例均匀混合后，分别进入各自对应的双螺杆挤出机塑化成熔体，并通过双螺杆挤出机的抽真空作用排除水汽和低聚物，再分别经预过滤器、计量泵计量、主过滤器过滤，而后分别进入三流道三层模头；

(3)步骤(1)和步骤(2)中形成的三层熔体经三流道模头汇合后流出，由静电吸附丝压在急冷辊的表面，经急冷辊急速冷却形成铸片，铸片经纵向和横向拉伸形成薄膜；

(4)步骤(3)拉伸后的薄膜经定型、冷却后，再经测厚仪测厚、膜边切边、电晕处理、静电消除，最后进行收卷、分切即得成品。

按照上述制备方法，本发明转移型镭射压印聚酯薄膜只要使用本领域普通的三层共挤聚酯薄膜生产设备就可以生产，与目前公知的涂布法完全不同，本发明采用共挤法生产所述的转移型镭射压印聚酯薄膜，克服了目前公知的转移型镭射压印聚酯薄膜无法通过共挤法生产的缺陷。

本发明的有益效果在于：本发明所述薄膜中转移型镭射压印层和采用常规涂布法生产的转移型镭射压印层相比：一是压印后具有更清晰的全息图像，保证图像信息的丰富性和完整性；二是具有更高的亮度；三是压印图像可进行转移。因此，本发明转移型镭射压印聚酯薄膜具有广泛的市场应用价值。

(四)附图说明

图1是公知的镭射压印聚酯薄膜生产方法分类图；

图2是目前公知的涂布法生产的转移型镭射压印聚酯薄膜结构剖视图；

图3是目前公知的涂布法生产的转移型镭射压印聚酯薄膜结构剖视图；

图4是本发明转移型镭射压印聚酯薄膜的结构剖视图。

(五)具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例1

一种转移型镭射压印聚酯薄膜(或称镭射转移压印膜)，其薄膜结构为三层共挤复合结构，如图4所示：该新型聚酯薄膜具有三层层状结构，其上表层是由非结晶型PET聚酯、SiO₂添加剂型PET聚酯、聚硅氧烷脱模剂形成的转移型镭射压印层；转移型镭射压印层直接共挤复合有成分为PET聚酯均聚物、SiO₂添加剂型PET聚酯的芯层；芯层的另一个表面直接共挤复合有成分为PET聚酯均聚物、SiO₂添加剂型PET聚酯的下表层。

该新型聚酯薄膜通过共挤双向拉伸工艺生产。

以下所采用的原料来源为：非结晶型PET聚酯切片购自美国伊斯曼，型号Easter6763；PET聚酯均聚物切片购自中国石化，型号FG620；SiO₂添加剂型PET聚酯切片购自中国石化，型号FG610；聚硅氧烷脱模剂购自浙江大东南集团，型号DN08。

本实施例制备的聚酯薄膜的总厚度19μm，其各层的厚度和原料配方如下：

上表层(厚度约为3.00μm)：

非结晶型PET聚酯切片350kg

SiO₂添加剂型PET聚酯切片30kg，其中SiO₂含量为3000ppm；

聚硅氧烷脱模剂20kg；

芯层(厚度约为13.0μm)：

PET聚酯均聚物切片1485kg

SiO₂添加剂型PET聚酯切片165kg，其中SiO₂含量为3000ppm；

下表层(厚度约为3.0μm)：

PET聚酯均聚物切片234kg

SiO₂添加剂型PET聚酯切片156kg，其中SiO₂含量为3000ppm；

本实施例薄膜的生产工艺主要包括以下步骤：

(1)芯层原料按照配方比例混合均匀后，经沸腾床结晶、干燥塔干燥，然后进入挤出机在275℃下塑化成熔体，熔体再经预过滤器过滤、计量泵计量、主过滤器过滤，而后进入三流道三层模头；

(2)上表层(镭射压印层)和下表层的原料各自按照配方比例均匀混合后，分别进入各自对应的双螺杆挤出机在275℃下塑化成熔体，并通过双螺杆挤出机的抽真空作用排除水汽和低聚物，再分别经预过滤器、计量泵计量、主过滤器过滤，而后分别进入三流道三层模头；

(3)步骤(1)和步骤(2)中形成的三层熔体经三流道模头汇合后流出，由静电吸附丝压在急冷辊的表面，经急冷辊急速冷却形成铸片，铸片依次经纵向和横向拉伸(拉伸比分别为3.5和4.0)形成薄膜；

(4)步骤(3)拉伸后的薄膜经定型、冷却后，再经测厚仪测厚、膜边切边、电晕处理、静电消除，然后进入收卷机收卷成大膜卷半成品；

(5)根据不同客户需求，将步骤(4)收卷成的大膜卷半成品分切成不同宽度的成品即可。

按上述原料配比和工艺条件生产出的19μm转移型镭射压印聚酯薄膜，其物理性能指标典型值见表1。

表1

在完成以上转移型镭射压印聚酯薄膜生产后，后续的转移加工过程如下：

(1)在聚酯薄膜的镭射压印层上进行镭射压印(全息图像压印)；

(2)在压印的镭射图像层进行真空镀铝；

(3)在镀铝层涂布一层胶粘层；

(4)胶粘层面和卡纸复合(以卡纸为例)；

(5)剥离。

这样，就完成了镭射压印图像到卡纸的转移。

以上转移加工过程，如果先压印后镀铝，则称为软压；也可以采用先镀铝后压印的办法，则称为硬压。

除了本发明列举的实施例，其他厚度、配方的产品，如16μm、19μm、23μm、30μm、36μm等规格的转移型镭射压印聚酯薄膜，只要按行业知识调整相关工艺即可。

上述实施方式是采用两步拉伸法双向拉伸加工工艺实现的，由急冷辊进行急速冷却形成厚片后，也可以采用同时进行纵向和横向拉伸的同步拉伸法生产。

本发明转移型镭射压印聚酯薄膜及其制备方法具有以下特点：

(1)采用共挤法代替目前公知的涂布法；

(2)不局限于三个膜层，也可以是2层，但至少为两层(即芯层和下表层合并为一层)；

(3)镭射压印层1位于层状结构薄膜的表层；

(4)镭射压印层原料采用非结晶型PET聚酯、SiO₂添加剂型PET聚酯和聚硅氧烷脱模剂，从而使压印的全息图像不仅非常清晰、明亮，并具有可转移功能。

Claims (9)

1.一种转移型镭射压印聚酯薄膜，其特征在于，所述的转移型镭射压印聚酯薄膜由上表层、芯层、下表层构成，所述芯层位于上表层与下表层之间，所述上表层、芯层、下表层通过热熔共挤复合成为一体；所述转移型镭射压印聚酯薄膜各层的原料配方为：

基于上表层的总质量，所述上表层由如下质量百分数的原料组成：非结晶型PET聚酯80％～90％、SiO₂添加剂型PET聚酯5％～10％、聚硅氧烷脱模剂5％～10％；

基于芯层的总质量，所述芯层由如下质量百分数的原料组成：PET聚酯均聚物80％～90％、SiO₂添加剂型PET聚酯10％～20％；

基于下表层的总质量，所述下表层由如下质量百分数的原料组成：PET聚酯均聚物60％～70％、SiO₂添加剂型PET聚酯30％～40％；

上述各层的原料中，所述的SiO₂添加剂型PET聚酯的SiO₂含量为3000～5000ppm。

2.如权利要求1所述的转移型镭射压印聚酯薄膜，其特征在于，所述的非结晶型PET聚酯的产品特征粘度在0.70～0.80ml/g，玻璃化温度范围70～90度，塑化温度范围200～280度。

3.如权利要求1所述的转移型镭射压印聚酯薄膜，其特征在于，所述的PET聚酯均聚物的质量指标典型值为：特性粘度0.675ml/g，熔点260度。

4.如权利要求1所述的转移型镭射压印聚酯薄膜，其特征在于，所述的SiO₂添加剂型PET聚酯的质量指标典型值为：特性粘度0.645ml/g，熔点259度。

5.如权利要求1或4所述的转移型镭射压印聚酯薄膜，其特征在于，所述的SiO₂添加剂型PET聚酯的SiO₂含量为3000～4000ppm。

6.如权利要求1所述的转移型镭射压印聚酯薄膜，其特征在于，所述的聚硅氧烷脱模剂的分子量为50～100万。

7.如权利要求1所述的转移型镭射压印聚酯薄膜，其特征在于，所述转移型镭射压印聚酯薄膜的总厚度为12～36μm，并且其中，所述上表层的厚度为2.0～3.6μm，所述下表层的厚度为薄膜总厚度的10～20％。

8.如权利要求1所述的转移型镭射压印聚酯薄膜，其特征在于，基于薄膜的总质量，所述上表层占薄膜总质量的10～20％，芯层占薄膜总质量的60～80％，下表层占薄膜总质量的10～20％。

9.一种如权利要求1所述的转移型镭射压印聚酯薄膜的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：

(1)芯层原料按照配方比例混合均匀后，经沸腾床结晶、干燥塔干燥，然后进入挤出机塑化成熔体，熔体再经预过滤器过滤、计量泵计量、主过滤器过滤，而后进入三流道三层模头；

(2)上表层和下表层的原料各自按照配方比例均匀混合后，分别进入各自对应的双螺杆挤出机塑化成熔体，并通过双螺杆挤出机的抽真空作用排除水汽和低聚物，再分别经预过滤器、计量泵计量、主过滤器过滤，而后分别进入三流道三层模头；

(3)步骤(1)和步骤(2)中形成的三层熔体经三流道模头汇合后流出，由静电吸附丝压在急冷辊的表面，经急冷辊急速冷却形成铸片，铸片经纵向和横向拉伸形成薄膜；

(4)步骤(3)拉伸后的薄膜经定型、冷却后，再经测厚仪测厚、膜边切边、电晕处理、静电消除，最后进行收卷、分切即得成品。