CN106427150A - 一种pet烫金基膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PET烫金基膜及其制备方法，PET烫金基膜，包括位于中部的芯层和设置在芯层两个表面的表层，所述表层与芯层通过共挤、双向拉伸一体成型，所述芯层为PET层，所述表层为混合有抗粘连剂的PET层；所述制备方法获包括聚酯合成、共混、共挤、模头铸片、纵向拉伸、横向拉伸、牵引切边、收卷、分切、成品，厚度为10～36μm，幅宽8700mm，耐热温度超过120℃，拉伸强度≥ 220MPa，热收缩率≤3.5%,基膜表面摩擦系数≤0.55。与常规的转移基膜相比，具有优异的防收缩性能，该烫金基膜具有优异的热稳定性和大的拉伸强度，可满足客户要求，生产出高温不变形，烫金完全，图文完整清晰的烫金膜。

Description

一种PET烫金基膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种PET烫金基膜及其制备方法。
背景技术
众所周知，随着包装印刷业的快速发展，烟草包装、日化用品、医药等行业的包装折叠纸盒在防伪、装潢效果方面的要求也在相应地提高。包装印刷厂在满足市场需求的同时，正在不断加大新设备的投资，在新材料的利用、新技术的研究和新工艺的开发方面已取得了长足的进展，印后加工已经成为企业赢利的法宝。其中烫金工艺由于在装潢和防伪方面的特殊作用，已成为印后加工过程中的一道重要工序。
烫金，学名电化铝烫印，是一种不用油墨的特种印刷工艺，它是借助一定的压力于温度，运用装在烫印机上的模版，使印刷品和烫印箔在短时间内互相受压，将金属箔或颜料箔按照烫印模版的图文转印到被烫印刷品的表面。规范来讲烫金是指在一定的温度和压力下将电化铝烫印箔(烫金纸)烫印到承印物表面的热移印工艺过程。 烫金图文具有光彩夺目、富丽堂皇的视觉效果，可起到点石成金、画龙点睛的作用，现已广泛应用于纺织品服装、纸张、塑胶、玻璃、电子电器、玩具、礼品及工艺品等各种行业。通过烫金工艺的加工后的产品不仅图案清晰、美观，色彩鲜艳夺目，耐磨、耐候等，并足以提升产品的档次，更合当今时代潮流，同时又符合当今提倡环保的工业理念，已成为一种国际流行趋势。一般采用双向拉伸的PET聚脂薄膜作为基膜；主要作用是支撑依附在上面涂层和便于烫印加工时的连续动作。但是现有的PET烫金基膜耐高温性能较差，抗拉性能不足，在烫印时容易变形，影响烫印的效果。现有技术急需一种应具有强度大、抗拉、耐高温等性能的PET烫金基膜及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种具有优异透光率和表面张力，关泽度高的PET烫金基膜及其制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种PET烫金基膜，包括位于中部的芯层和设置在芯层两个表面的表层，所述表层与芯层通过共挤、双向拉伸一体成型，所述芯层为PET层，所述表层为混合有抗粘连剂的PET层。
本申请所述的烫金基膜，厚度为10～36μm，幅宽8700mm，耐热温度超过120℃，拉伸强度≥ 220MPa，热收缩率≤3.5%,基膜表面摩擦系数≤0.55。与常规的转移基膜相比，具有优异的防收缩性能，基膜横向热收缩率在严苛的测试条件190℃，10min下仍可控制在-0.5～0.1%范围内，该烫金基膜具有优异的热稳定性和大的拉伸强度，可满足客户要求，生产出高温不变形，烫金完全，图文完整清晰的烫金膜。
作为优选的，表层与芯层的原料组分重量配比为：表层：膜用聚酯熔体80%～90%，抗粘连剂母粒10%～20%；芯层：膜用聚酯熔体100%；抗粘连剂总体含量为260～300ppm。表层加入抗粘连剂可以使薄膜表面出现突出物，从而增加薄膜之间的空气，使收卷好的薄膜容易剥离。表层、芯层、表层的结构可以减少抗粘连剂的使用量，同时提高基膜的耐热温度、拉伸强度和热收缩率。
作为优选的，所述PET烫金基膜的厚度在10～36μm之间,表层和芯层的厚度比为：5～10:80～90。这样的比例能在满足后期薄膜剥离的基础上，最大限度的减少抗粘连剂的使用量，从而提高透光率。
一种PET烫金基膜的制备方法，所述制备方法获得的产品为PET烫金基膜，所述制备方法包括以下步骤：
第一步：聚酯合成：以PTA和MG为原料，经过聚酯反应合成PET，同时保持温度在275～280℃；
第二步：共混：步骤一中聚酯反应合成的PET分为两部分，一部分为芯层原料，另一部分为表层原料；抗粘连剂母粒经结晶干燥后与表层原料按照权利要求2中的组分重量配比投入到混炼机混炼，形成混炼表层原料；混炼机各加热区温度均保持在275～280℃；
第三步：共挤：将混炼表层原料与芯层原料在挤出机中按照权利要求1中的结构进行挤出；
第四步：模头铸片：从挤出机模头流出的熔体在铸片辊表面急剧冷却固化成厚片，模头温度控制在275～280℃；
第五步：纵向拉伸：在纵向拉伸机上将厚片拉伸成基膜，拉伸温度为100～120℃，倍率为3.5～4.5:1，拉伸速度为320～340m/min，经过纵向拉伸的基膜在一组冷却辊表面进行冷却；
第六步：横向拉伸：将经过纵向拉伸的基膜再进行横向拉伸，横向拉伸之前需要预热，预热温度为90～110℃，预热时间为1～1.5秒，拉伸温度为100～120℃，倍率为3.5～4.5:1，拉伸速度为320～340m/min，拉伸后的基膜经过定型和冷却，定型温度为240～248℃，定型时间为4.5～5秒；
第七步：牵引切边：对定型后的基膜边缘进行切边修整；
第八步：收卷、分切、成品：通过收卷机将电晕过的基膜收卷，后通过分切辊将基膜按照规格进行分切，将分切好的成品包装、称重后入库。
通过使用本申请所述的制备方法，可以制得PET烫金基膜，厚度为10～36μm，幅宽8700mm，耐热温度超过120℃，拉伸强度≥ 220MPa，热收缩率≤3.5%,基膜表面摩擦系数≤0.55。与常规的转移基膜相比，具有优异的防收缩性能，基膜横向热收缩率在严苛的测试条件190℃，10min下仍可控制在-0.5～0.1%范围内，该烫金基膜具有优异的热稳定性和大的拉伸强度，可满足客户要求，生产出高温不变形，烫金完全，图文完整清晰的烫金膜。
作为优选的，步骤一中的聚酯反应包括酯化反应和缩聚反应。这样的设计是对方案的进一步优化。
作为优选的，步骤二中抗粘连剂母粒的制备方法为通过对苯二甲酸与乙二醇进行高纯度的直接酯化反应和缩聚反应，在酯化反应结束阶段加入微米级二氧化硅乙二醇分散体，之后采用直接分散法原位聚合得到含有微米级二氧化硅抗粘连剂的膜用聚酯，然后对其进行拉伸，造粒，最后得到含有抗粘连剂的母粒。该种方法制得的抗粘连剂母粒具有尺寸分布均匀，批次质量稳定的特点。
作为优选的，所述步骤一中的酯化反应和缩聚反应过程中加入了功能性添加剂、催化剂和稳定剂。这样的设计是对方案的进一步优化。
作为优选的，所述功能性添加剂为抗静电剂，添加剂的添加量为200～250ppm。抗静电剂降低熔体的电阻率，增强其导电性能，从而实现抗静电。
作为优选的，所述的催化剂是锗、锑、钛任一种化合物，其加入量相对于聚酯质量为0.01～0.05%。催化剂可以缩短反应时间，提高聚合能力。
作为优选的，所述的稳定剂是磷酸、亚磷酸、多磷酸、磷酸三甲酯中的任意一种，其加入量相对于聚酯质量为0.01～0.03%。稳定剂可以抑制聚合产物的降解反应。
本发明的优点和有益效果在于：通过使用本申请所述的制备方法，可以制得PET烫金基膜，厚度为10～36μm，幅宽8700mm，耐热温度超过120℃，拉伸强度≥ 220MPa，热收缩率≤3.5%,基膜表面摩擦系数≤0.55。与常规的转移基膜相比，具有优异的防收缩性能，基膜横向热收缩率在严苛的测试条件190℃，10min下仍可控制在-0.5～0.1%范围内，该烫金基膜具有优异的热稳定性和大的拉伸强度，可满足客户要求，生产出高温不变形，烫金完全，图文完整清晰的烫金膜。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明工艺路线图；
图3为本发明高速拉膜抗静电剂配置装置结构示意图；
图4为主二维码防伪图组成示意图。
图中：1、预配置筒；2、芯层；3、配置筒；4、醋酸镁进料管；5、醋酸钾进料管；6、脱盐水进料管；7、出料管；8、乙二醇进料管；9、搅拌机构；10、阀体；11、进料计量泵；12、防伪基膜；13、防伪拼接膜；14、基础二维码防伪拼接图；15、配合二维码防伪拼接图；16、主二维码防伪图；17、表层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1-图4所示，一种PET烫金基膜，包括位于中部的芯层2和设置在芯层2两个表面的表层17，所述表层17与芯层2通过共挤、双向拉伸一体成型，所述芯层2为PET层，所述表层17为混合有抗粘连剂的PET层。
表层17与芯层2的原料组分重量配比为：表层17：膜用聚酯熔体80%～90%，抗粘连剂母粒10%～20%；芯层2：膜用聚酯熔体100%；抗粘连剂总体含量为260～300ppm。
所述PET烫金基膜的厚度在10～36μm之间,表层17和芯层2的厚度比为：5～10:80～90。
所述制备方法获得的产品为权利要求3所述的PET烫金基膜，所述制备方法包括以下步骤：
第一步：聚酯合成：以PTA和MG为原料，经过聚酯反应合成PET，同时保持温度在275～280℃，通过熔体泵经管道传递；
第二步：共混：步骤一中聚酯反应合成的PET分为两部分，一部分为芯层2原料，另一部分为表层17原料；抗粘连剂母粒经结晶干燥后与表层17原料按照权利要求2中的组分重量配比投入到混炼机混炼，形成混炼表层17原料；混炼机各加热区温度均保持在275～280℃；
第三步：共挤：将混炼表层17原料与芯层2原料在挤出机中按照权利要求1中的结构进行挤出；
第四步：模头铸片：从挤出机模头流出的熔体在铸片辊表面急剧冷却固化成厚片，模头温度控制在275～280℃；
第五步：纵向拉伸：在纵向拉伸机上将厚片拉伸成基膜，拉伸温度为100～120℃，倍率为3.5～4.5:1，拉伸速度为320～340m/min，经过纵向拉伸的基膜在一组冷却辊表面进行冷却；
第六步：横向拉伸：将经过纵向拉伸的基膜再进行横向拉伸，横向拉伸之前需要预热，预热温度为90～110℃，预热时间为1～1.5秒，拉伸温度为100～120℃，倍率为3.5～4.5:1，拉伸速度为320～340m/min，拉伸后的基膜经过定型和冷却，定型温度为240～248℃，定型时间为4.5～5秒；
第七步：牵引切边：对定型后的基膜边缘进行切边修整，基膜宽幅为8700mm；
第八步：收卷、分切、成品：通过收卷机将电晕过的基膜收卷，后通过分切辊将基膜按照规格进行分切，将分切好的成品包装、称重后入库。
步骤一中的聚酯反应包括酯化反应和缩聚反应。
步骤二中抗粘连剂母粒的制备方法为通过对苯二甲酸与乙二醇进行高纯度的直接酯化反应和缩聚反应，在酯化反应结束阶段加入微米级二氧化硅乙二醇分散体，之后采用直接分散法原位聚合得到含有微米级二氧化硅抗粘连剂的膜用聚酯，然后对其进行拉伸，造粒，最后得到含有抗粘连剂的母粒。
（所述的抗粘连剂为二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙中的一种，抗粘连剂的平均粒径为4μm，添加量为10000ppm，当抗粘连剂为二氧化钛和碳酸钙时，在酯化反应结束阶段加入微米级二氧化钛乙二醇分散体，之后采用直接分散法原位聚合得到含有微米级二氧化钛抗粘连剂的膜用聚酯；在酯化反应结束阶段加入微米级碳酸钙乙二醇分散体，之后采用直接分散法原位聚合得到含有微米级碳酸钙抗粘连剂的膜用聚酯）
所述步骤一中的酯化反应和缩聚反应过程中加入了功能性添加剂、催化剂和稳定剂。（此处的酯化反应和缩聚反应指的是PET的还是抗粘连剂母粒的）
所述功能性添加剂为抗静电剂，添加剂的添加量为200～250ppm。
所述的催化剂是锗、锑、钛任一种化合物，其加入量相对于聚酯质量为0.01～0.05%。
所述的稳定剂是磷酸、亚磷酸、多磷酸、磷酸三甲酯中的任意一种，其加入量相对于聚酯质量为0.01～0.03%。
作为进一步的优化，抗静电剂的配置方法包括以下步骤：
第一步：预配置：把醋酸镁和醋酸钾放置到预配置筒1后，先加入脱盐水进行搅拌至完全溶解；
第二步：配置：将步骤一中完全溶解的溶液打入配置筒3，然后加入乙二醇，配置成抗静电剂。
步骤一中原料的质量比：醋酸镁/醋酸钾/脱盐水等于250/25/300。
步骤二中的原料的质量比：醋酸镁/醋酸钾/脱盐水/乙二醇等于250/25/300/8000。，配置成抗静电剂为3.2%的乙二醇溶液。
所述脱盐水进料管6、乙二醇进料管8、出料管7、醋酸镁进料管4、醋酸钾进料管5用于相应物料的转移、投放和控制。
理论依据为：为满足现代高速拉膜的工艺要求，需要控制聚酯熔体的电阻率。熔体电阻率是确保聚酯切片满足较高拉膜速度的关键指标，聚酯过程中加入醋酸钾和醋酸镁就是为了调控熔体电阻率的大小，比如拉膜速度要达到320到340米/分，甚至到400米/分，聚酯熔体的电阻率要控制在5×107Ωcm。而要想连续不断得到高品质的薄膜，聚酯熔体的电阻率要非常稳定，因此抗静电剂醋酸镁和醋酸钾在熔体中的分散要好。根据这一要求，申请人改进了抗静电剂，添加剂的配制工艺，从而得到了能满足最大拉膜速度450米/分的聚酯熔体。
在抗静电剂的配置中使用到了一种高速拉膜抗静电剂配置装置，包括预配置筒1和与预配置筒1出料端连通的配置筒3；所述预配置筒1的进料端设有醋酸镁进料管4、醋酸钾进料管5和脱盐水进料管6；所述预配置筒1出料端设有出料管7，所述出料管7与配置筒3的进料端连通，所述配置筒3的进料端还连通有乙二醇进料管8。
所述预配置筒1和配置筒3内均设有搅拌机构9。
所述脱盐水进料管6、乙二醇进料管8和出料管7上均设有阀体10和进料计量泵11，醋酸镁进料管4和醋酸钾进料管5上设有阀体10。
所述配置筒上还设有防伪组件，所述防伪组件包括防伪基膜12和防伪拼接膜13，所述防伪基膜12设置在配置筒3表面，所述防伪基膜12上设有基础二维码防伪拼接图14；所述防伪拼接膜13上设有配合二维码防伪拼接图15，二维码防伪图与配合二维码防伪拼接图15拼接配合时形成主二维码防伪图16。这样的组件设计，将防伪拼接膜13与防伪基膜12分离携带，将防伪拼接膜13提前交付与客户，防伪基膜12设置在配置筒3表面，在客户验货时将二维码防伪图与配合二维码防伪拼接图15拼接配合形成主二维码防伪图16，通过扫描而获得验证，降低了被仿制的风险。
使用这种工艺配制得到的吸附剂溶液，能使抗静电剂稳定均匀的分散在聚酯熔体中，从而使聚合得到的熔体很好的满足高速拉膜的稳定性，最大拉伸速度可达到450米/分，从而提高了生产效率，降低了生产成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种PET烫金基膜，其特征在于：包括位于中部的芯层和设置在芯层两个表面的表层，所述表层与芯层通过共挤、双向拉伸一体成型，所述芯层为PET层，所述表层为混合有抗粘连剂的PET层，所述PET烫金基膜的厚度在10～36μm之间；
表层与芯层的原料组分重量配比为：表层：膜用聚酯熔体80%～90%，抗粘连剂母粒10%～20%；芯层：膜用聚酯熔体100%；抗粘连剂总体含量为260～300ppm。
2.如权利要求1所述的PET烫金基膜，其特征在于：表层和芯层的厚度比为：5～10:80～90。
3.一种PET烫金基膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法获得的产品为权利要求2所述的PET烫金基膜，所述制备方法包括以下步骤：
第一步：聚酯合成：以PTA和MG为原料，经过聚酯反应合成PET，同时保持温度在275～280℃；
第二步：共混：步骤一中聚酯反应合成的PET分为两部分，一部分为芯层原料，另一部分为表层原料；抗粘连剂母粒经结晶干燥后与表层原料按照权利要求2中的组分重量配比投入到混炼机混炼，形成混炼表层原料；混炼机各加热区温度均保持在275～280℃；
第三步：共挤：将混炼表层原料与芯层原料在挤出机中按照权利要求1中的结构进行挤出；
第四步：模头铸片：从挤出机模头流出的熔体在铸片辊表面急剧冷却固化成厚片，模头温度控制在275～280℃；
第五步：纵向拉伸：在纵向拉伸机上将厚片拉伸成基膜，拉伸温度为100～120℃，倍率为3.5～4.5:1，拉伸速度为320～340m/min，经过纵向拉伸的基膜在一组冷却辊表面进行冷却；
第六步：横向拉伸：将经过纵向拉伸的基膜再进行横向拉伸，横向拉伸之前需要预热，预热温度为90～110℃，预热时间为1～1.5秒，拉伸温度为100～120℃，倍率为3.5～4.5:1，拉伸速度为320～340m/min，拉伸后的基膜经过定型和冷却，定型温度为240～248℃，定型时间为4.5～5秒；
第七步：牵引切边：对定型后的基膜边缘进行切边修整；
第八步：收卷、分切、成品：通过收卷机将电晕过的基膜收卷，后通过分切辊将基膜按照规格进行分切，将分切好的成品包装、称重后入库。
4.如权利要求3所述的PET烫金基膜的制备方法，其特征在于：步骤一中的聚酯反应包括酯化反应和缩聚反应。
5.如权利要求4所述的PET烫金基膜的制备方法，其特征在于：所述步骤一中的酯化反应和缩聚反应过程中加入了功能性添加剂、催化剂和稳定剂。
6.如权利要求5所述的PET烫金基膜的制备方法，其特征在于：所述功能性添加剂为抗静电剂，添加剂的添加量为200～250ppm；所述抗静电剂的制备包括预配置和配置，预配置中把醋酸镁和醋酸钾放置到预配置筒后，先加入脱盐水进行搅拌至完全溶解；配置中将预配置中完全溶解的溶液打入配置筒，然后加入乙二醇，配置成抗静电剂。
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