CN107791644A - 一种树脂基碳带用双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种树脂基碳带用双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种树脂基碳带用双向拉伸聚酯薄膜，该聚酯薄膜由上表层、芯层、下表层构成，聚酯薄膜厚度为4.0~5.3μm，横向宽幅收缩率低于2%，横向热收缩低于0.2%；所述芯层由PET聚酯切片20~80wt%、PEN聚酯切片20~80wt%组成；所述上表层、下表层由PET聚酯母料、PET聚酯切片组成。本发明PEN聚酯分子链中由刚性更大的萘环代替了PET聚酯中的苯环结构，使得聚酯薄膜具有更高的物理机械性能、气体阻隔性能、化学稳定性及耐热性能。树脂基碳带用双向拉伸聚酯薄膜，热稳定性优良，拉伸强度大，雾度均匀，透光率、断裂延伸率均满足国标需求，适合大宽幅、高涂布速度的碳带转移基膜。

Description

一种树脂基碳带用双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚酯薄膜技术领域，具体涉及一种树脂基碳带用双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法。
技术背景
用于条码打印的薄膜是一种将条码和文字等信息打印在标签上的专用色带。随着市场对打印效果的进一步追求、及产能的不断提升，涂布生产线速度越来越快，宽幅也越来越宽，对条码打印基膜的要求也越来越高。现有技术生产出的基膜用于涂布时的横向宽幅收缩率达2％以上，并且拉伸强度仅为240～250Mpa，F5值90～100Mpa，其使用过程中宽幅收缩率较高、拉伸强度较低，易导致涂布时基膜易发生断裂，严重影响生产效率，且不能满足工艺要求。
发明内容：
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种树脂基碳带用双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种树脂基碳带用双向拉伸聚酯薄膜，该聚酯薄膜由上表层、芯层、下表层构成，所述聚酯薄膜厚度为4.0～5.3μm，横向宽幅收缩率低于2％，横向热收缩低于0.2％；所述芯层由PET聚酯切片20～80wt％、PEN聚酯切片20～80wt％组成；所述上表层、下表层由PET聚酯母料、PET聚酯切片组成。
优选地，所述上表层、下表层由PET聚酯母料60～70wt％、PET聚酯切片30～40wt％组成。
优选地，所述PET聚酯母料是由二氧化硅0.2～0.3wt％和余量的PET聚酯切片组成；所述二氧化硅的粒径为2.5～3.0μm。
优选地，所述PET聚酯切片为电工级PET聚酯切片；所述PEN聚酯切片为电工级PEN聚酯切片。
树脂基碳带用双向拉伸聚酯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
a、将PET聚酯切片、PEN聚酯切片于140～160℃下干燥4～6h得干燥原料；
b、将步骤a中干燥的PET聚酯切片、PEN聚酯切片加入主挤出机加热熔融，经过滤得到芯层熔体；分别将PET聚酯母料、PET聚酯切片混合后分别加入两台辅助挤出机加热熔融，经抽真空、过滤得到上、下表层熔体；所述芯层熔体与上、下表层熔体在三层模头中汇合挤出制得混合溶体；挤出温度为270～290℃；混合溶体经冷辊、静电吸附得铸片；
c、将步骤b中制得铸片经50℃～100℃预热，105～106℃下纵向拉伸4.0～4.1倍制得厚片；
d、将步骤c中制得厚片进入横向拉伸机中，经98～101℃预热，103～109℃下进行横向拉伸3.8～4.0倍，237～243℃下热定型；
e、将步骤d中制得的薄膜经自然风冷却后进入牵引系统展平，进行测厚和收卷得成品。
优选地，所述静电吸附为电压6.5～6.8kV，电流为7.5～8.0mA，静电丝牵引速度为10±1mm/mim。
本发明的优势在于，PEN聚酯分子链中萘环相较于PET聚酯中的苯环具有较大刚性，使得PEN聚酯比PET聚酯具有更优越的物理机械性能、气体阻隔性能、化学稳定性及耐热性能。当PEN聚酯切片加入量为20～80wt％时，双向拉伸聚酯薄膜的拉伸强度和F5值有显著的提高。PEN稳定性较高，但其粘度也较大，当加入的PEN聚酯切片的比例高于80wt％时(如100wt％的PEN聚酯切片时)，横拉定型段时需要升到较高温度，影响了生产的稳定性，且制得的薄膜的拉伸强度也会降低。因此，确定PEN聚酯切片加入量为20～80wt％时为最佳比例，调控各工艺参数得到低热收缩和高拉伸强度的双向拉伸聚酯薄膜。本发明制备的树脂基碳带用双向拉伸聚酯薄膜，热稳定性优良，拉伸强度大，雾度均匀，透光率、断裂延伸率均满足国标需求，适合大宽幅，高涂布速度的碳带转移基膜。
具体实施方式
以下所述的实施方案，并非对本发明做任何形式的限制。凡是依据本发明的技术和方法实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术和方法方案的范围内。
实施例1
将PET聚酯切片、PEN聚酯切片于140℃下流化床干燥6h；已经干燥的PET聚酯切片80wt％、PEN聚酯切片20wt％加入主挤出机加热熔融，经15μm碟片式过滤器过滤后使其水分含量≤50ppm；
将PET聚酯母料70wt％、PET聚酯切片30wt％混合后分别加入两台辅助挤出机加热熔融，经抽真空、过滤得到上、下表层熔体；
芯层熔体与上、下表层熔体在三层模头中汇合，270℃挤出制得混合溶体；混合溶体经电压为6.5kV、电流为7.5mA、运行速度为9mm/mim的静电吸附丝电离空气形成正负电荷，静电吸附丝距冷辊距离为14mm；并与接地的冷辊表面紧密贴附而形成铸片；铸片经50℃预热，105℃下纵向拉伸4.0倍制得厚片，冷却至常温；厚片进入横向拉伸机中，经98℃预热，103℃下进行横向拉伸3.8倍，237℃下热定型，同时在热定型区域的换风管箱的前部加入催化剂铂金，将横向拉伸的片材中的低聚物催化分解为水和二氧化碳；在牵引处增加粉除静电设备消除薄膜静电；
薄膜经自然风冷却后进入牵引系统展平，牵引测厚仪检测反馈至三层模头，自动调整其挤出混合溶体的厚度，进行测厚和收卷得厚度为4.0μm的成品。
其中，PET聚酯母料是由粒径为2.5μm的二氧化硅0.2wt％和余量的PET聚酯切片组成。
实施例2
将PET聚酯切片、PEN聚酯切片于150℃下流化床干燥5h；已经干燥的PET聚酯切片60wt％、PEN聚酯切片40wt％加入主挤出机加热熔融，经15μm碟片式过滤器过滤后使其水分含量≤50ppm；
将PET聚酯母料70wt％、PET聚酯切片30wt％混合后分别加入两台辅助挤出机加热熔融，经抽真空、过滤得到上、下表层熔体；
芯层熔体与上、下表层熔体在三层模头中汇合，290℃挤出制得混合溶体；混合溶体经电压为6.8kV、电流为7.8mA、运行速度为11mm/mim的静电吸附丝电离空气形成正负电荷，静电吸附丝距冷辊距离为14mm；并与接地的冷辊表面紧密贴附而形成铸片；铸片经80℃预热，106℃下纵向拉伸3.9倍制得厚片，冷却至常温；厚片进入横向拉伸机中，经100℃预热，105℃下进行横向拉伸3.9倍，237℃下热定型，同时在热定型区域的换风管箱的前部加入催化剂铂金，将横向拉伸的片材中的低聚物催化分解为水和二氧化碳；在牵引处增加粉除静电设备消除薄膜静电；
薄膜经自然风冷却后进入牵引系统展平，牵引测厚仪检测反馈至三层模头，自动调整其挤出混合溶体的厚度，进行测厚5.0μm，经收卷得到成品。
其中，PET聚酯母料是由粒径为2.8μm的二氧化硅0.3wt％和余量的PET聚酯切片组成。
实施例3
将PET聚酯切片、PEN聚酯切片于150℃下流化床干燥5h；已经干燥的PET聚酯切片40wt％、PEN聚酯切片60wt％加入主挤出机加热熔融，经15μm碟片式过滤器过滤后使其水分含量≤50ppm；
将PET聚酯母料70wt％、PET聚酯切片30wt％混合后分别加入两台辅助挤出机加热熔融，经抽真空、过滤得到上、下表层熔体；
芯层熔体与上、下表层熔体在三层模头中汇合，280℃挤出制得混合溶体；混合溶体经电压为6.6kV、电流为8.0mA、运行速度为10mm/mim的静电吸附丝电离空气形成正负电荷，静电吸附丝距冷辊距离为15mm；并与接地的冷辊表面紧密贴附而形成铸片；铸片经100℃预热，106℃下纵向拉伸4.1倍制得厚片，冷却至常温；厚片进入横向拉伸机中，经101℃预热，106℃下进行横向拉伸4.0倍，237℃下热定型，同时在热定型区域的换风管箱的前部加入催化剂铂金，将横向拉伸的片材中的低聚物催化分解为水和二氧化碳；在牵引处增加粉除静电设备消除薄膜静电；
薄膜经自然风冷却后进入牵引系统展平，牵引测厚仪检测反馈至三层模头，自动调整其挤出混合溶体的厚度，进行测厚5.3μm，经收卷得到成品。
其中，PET聚酯母料是由粒径为3.0μm的二氧化硅0.3wt％和余量的PET聚酯切片组成。
实施例4
将PET聚酯切片、PEN聚酯切片于160℃下流化床干燥4h；已经干燥的PET聚酯切片20wt％、PEN聚酯切片80wt％加入主挤出机加热熔融，经15μm碟片式过滤器过滤后使其水分含量≤50ppm；
将PET聚酯母料60wt％、PET聚酯切片40wt％混合后分别加入两台辅助挤出机加热熔融，经抽真空、过滤得到上、下表层熔体；
芯层熔体与上、下表层熔体在三层模头中汇合，290℃挤出制得混合溶体；混合溶体经电压为6.8kV、电流为8.0mA、运行速度为11mm/mim的静电吸附丝电离空气形成正负电荷，静电吸附丝距冷辊距离为16mm；并与接地的冷辊表面紧密贴附而形成铸片；铸片经100℃预热，106℃下纵向拉伸4.0倍制得厚片，冷却至常温；厚片进入横向拉伸机中，经101℃预热，106℃下进行横向拉伸4.0倍，237℃下热定型，同时在热定型区域的换风管箱的前部加入催化剂铂金，将横向拉伸的片材中的低聚物催化分解为水和二氧化碳；在牵引处增加粉除静电设备消除薄膜静电；
薄膜经自然风冷却后进入牵引系统展平，牵引测厚仪检测反馈至三层模头，自动调整其挤出混合溶体的厚度，进行测厚4.8μm经收卷得到成品。
其中，PET聚酯母料是由粒径为2.8μm的二氧化硅0.3wt％和余量的PET聚酯切片组成。
实施例5
将PET聚酯切片、PEN聚酯切片于160℃下流化床干燥4h；已经干燥的PET聚酯切片20wt％、PEN聚酯切片80wt％加入主挤出机加热熔融，经15μm碟片式过滤器过滤后使其水分含量≤50ppm；
将PET聚酯母料70wt％、PET聚酯切片30wt％混合后分别加入两台辅助挤出机加热熔融，经抽真空、过滤得到上、下表层熔体；
芯层熔体与上、下表层熔体在三层模头中汇合，270℃挤出制得混合溶体；混合溶体经电压为6.5kV、电流为7.5mA、运行速度为10mm/mim的静电吸附丝电离空气形成正负电荷，静电吸附丝距冷辊距离为15mm；并与接地的冷辊表面紧密贴附而形成铸片；铸片经80℃预热，106℃下纵向拉伸5.0倍制得厚片，冷却至常温；厚片进入横向拉伸机中，经101℃预热，106℃下进行横向拉伸3.8倍，243℃下热定型，同时在热定型区域的换风管箱的前部加入催化剂铂金，将横向拉伸的片材中的低聚物催化分解为水和二氧化碳；在牵引处增加粉除静电设备消除薄膜静电；
薄膜经自然风冷却后进入牵引系统展平，牵引测厚仪检测反馈至三层模头，自动调整其挤出混合溶体的厚度，进行测厚4.8μm经收卷得到成品。
其中，PET聚酯母料是由粒径为2.8μm的二氧化硅0.3wt％和余量的PET聚酯切片组成。
对比例
将PET聚酯切片140℃下流化床干燥6h；已经干燥的PET聚酯切片加入主挤出机加热熔融，经15μm碟片式过滤器过滤后使其水分含量≤50ppm；
将PET聚酯母料70wt％、PET聚酯切片30wt％混合后分别加入两台辅助挤出机加热熔融，经抽真空、过滤得到上、下表层熔体；
芯层熔体与上、下表层熔体在三层模头中汇合挤出制得混合溶体；挤出温度为270℃；混合溶体经电压为6.5kV、电流为7.5mA、运行速度为9mm/mim的静电吸附丝电离空气形成正负电荷，静电吸附丝距冷辊距离为14mm；并与接地的冷辊表面紧密贴附而形成铸片；铸片经50℃预热，105℃下纵向拉伸4.0倍制得厚片，冷却至常温；厚片进入横向拉伸机中，经98℃预热，103℃下进行横向拉伸3.8倍，237℃下热定型，同时在热定型区域的换风管箱的前部加入催化剂铂金，将横向拉伸的片材中的低聚物催化分解为水和二氧化碳；在牵引处增加粉除静电设备消除薄膜静电；
薄膜经自然风冷却后进入牵引系统展平，牵引测厚仪检测反馈至三层模头，自动调整其挤出混合溶体的厚度，进行测厚和收卷得厚度为4.0μm。
其中，PET聚酯母料是由粒径为2.5μm的二氧化硅0.2wt％和余量的PET聚酯切片组成。
将上述实施例1-5及对比例所制备的薄膜样品分别检测其拉伸强度及热收缩，并发往客户涂布使用反馈薄膜宽幅收缩量。其中拉伸强度是按GB/T 1040.1-2006进行检测。热收缩按QB/T 5077-2017进行检测。宽幅收缩量是测量薄膜涂布前、后的宽幅差值(如涂布前宽幅为1560mm，涂布后为1550mm，其收缩量为10mm)；具体结果如下表1所示。
表1：实施例1-5及对比例所制备的薄膜样品检测对比表
由表1所示，本发明实施例1-5于拉伸强度、热收缩、F5值及热稳定性方面均能明显好于现有技术的对比例；尤其是实施例5可满足要求较高的客户的需求。
本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种树脂基碳带用双向拉伸聚酯薄膜，该聚酯薄膜由上表层、芯层、下表层构成，其特征在于：所述聚酯薄膜厚度为4.0~5.3 μm，横向宽幅收缩率低于2%，横向热收缩低于0.2%；所述芯层由PET聚酯切片20 ~80 wt% 、PEN 聚酯切片20~80 wt% 组成；所述上表层、下表层由PET聚酯母料、PET聚酯切片组成。
2.根据权利要求1所述的树脂基碳带用双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于：所述上表层、下表层由PET聚酯母料60 ~70 wt% 、PET聚酯切片30 ~40 wt% 组成。
3.根据权利要求1或2所述的树脂基碳带用双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于：所述PET聚酯母料是由二氧化硅0.2 ~0.3 wt%和余量的PET聚酯切片组成；所述二氧化硅的粒径为2.5~3.0 μm。
4.根据权利要求1所述的树脂基碳带用双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于：所述PET聚酯切片为电工级PET聚酯切片；所述PEN聚酯切片为电工级PEN聚酯切片。
5.制备如权利要求1所述的树脂基碳带用双向拉伸聚酯薄膜的方法，其特征在于：包括以下步骤：
将PET聚酯切片、PEN聚酯切片于140～160 ℃下干燥4～6h得干燥原料；
将步骤a中干燥的PET聚酯切片、PEN聚酯切片加入主挤出机加热熔融，经过滤得到芯层熔体；将PET聚酯母料、PET聚酯切片混合后分别加入两台辅助挤出机加热熔融，经抽真空、过滤得到上、下表层熔体；所述芯层熔体与上、下表层熔体在三层模头中汇合挤出制得混合溶体；挤出温度为270~290 ℃；混合溶体经冷辊、静电吸附得铸片；
将步骤b中制得铸片经50℃～100℃预热，105～106℃下纵向拉伸4.0～4.1倍制得厚片；
将步骤c中制得厚片进入横向拉伸机中，经98～101℃预热，103～109℃下进行横向拉伸3.8~4.0倍，237～243 ℃下热定型；
将步骤d中制得的薄膜经自然风冷却后进入牵引系统展平，进行测厚和收卷得成品。
6.根据权利要求5所述的树脂基碳带用双向拉伸聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：所述静电吸附电压为6.5~6.8 kV，电流为7.5~8.0 mA，静电丝牵引速度为10±1 mm/mim。
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