CN109016768A - 一种双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双向拉伸聚酯薄膜，由上表层、芯层和下表层构成，其中芯层由聚酯切片组成；上表层为抗粘层，由玻璃微珠抗粘母料和聚酯切片组成；下表层为抗静电层，由抗静电母料和聚酯切片组成。本发明中的BOPET薄膜采用单面抗静电处理，与传统的表面涂覆抗静电层的薄膜相比，本发明的BOPET薄膜受环境湿度影响较小，抗静电效果持久；此外采用小粒径玻璃微球抗粘母料，在保证薄膜正常收卷的条件下，降低了薄膜雾度，提高了薄膜的光学性能。

Description

一种双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及薄膜领域，具体涉及一种双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法。
背景技术
双向拉伸聚酯薄膜(BOPET薄膜)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；具有极好的耐磨性、耐折叠性、耐针孔性和抗撕裂性等特性。BOPET薄膜因其良好的性能，广泛应用于包装领域。但因膜面静电较大，在某些特定包装领域不适合使用。
目前，国内的PET抗静电膜的主要生产方式为涂布型，即在薄膜表面涂覆抗静电液，此方法存在环境污染及抗静电效果衰退较快等问题；也有少许厂家通过内混方式生产PET抗静电膜，但因原料配方及生产工艺问题，薄膜雾度较大。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明提供了一种双向拉伸聚酯薄膜通过优化抗粘母料及抗静电剂的有效成分，配合工艺参数的调整，制得了抗静电效果好、光学性能佳、力学性能优异的双向拉伸聚酯薄膜。
本发明为了实现上述目的，采用以下技术方案：
一种双向拉伸聚酯薄膜，由上表层、芯层和下表层构成，所述芯层由聚酯切片组成；
所述上表层为抗粘层，所述抗粘层由玻璃微珠抗粘母料和聚酯切片组成；
所述下表层为抗静电层，所述抗静电层由抗静电母料和聚酯切片组成。
进一步方案，所述的抗粘层中各组分含量为聚酯切片40～50wt％，余量为玻璃微珠抗粘母料；
所述的抗静电层中各组分含量为聚酯切片85～95wt％，余量为抗静电母料。
进一步方案，所述玻璃微珠抗粘母料是由玻璃微珠和聚酯切片组成。
优选的，所述玻璃微珠的粒径为2.0～2.5μm，含量为3000ppm。
进一步方案，所述抗静电母料由非离子型乙氧基化烷基胺、阴离子型烷基磺酸钠和聚酯切片共混挤出、干燥制得。
进一步方案，所述双向拉伸聚酯薄膜的厚度为12～20μm，所述上表层和所述下表层的厚度分别为所述双向拉伸聚酯薄膜总厚度的12％～15％。
本发明的另一个目的在于提供一种双向拉伸聚酯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
a、将干燥后的聚酯切片加入主挤出机中熔融、过滤后作为芯层熔体；按照配比将聚酯切片和玻璃微珠抗粘母料、聚酯切片和抗静电母料分别加入两台辅助挤出机中经熔融、抽真空处理，得到作为上、下表层熔体；将芯层熔体和上、下表层熔体经过三层结构模头共挤制得成膜片；
b、将成膜片贴附到急冷辊上冷却形成铸片；
c、将铸片纵向拉伸为厚片后，再将厚片横向拉伸制得双向拉伸聚酯薄膜；
d、将BOPET薄膜进行风冷、牵引、收卷后，分切、包装成品。
优选的，所述主挤出机为单螺杆挤出机，其挤出温度为270～280℃；
所述辅助挤出机为双螺杆挤出机，其挤出温度为270～280℃；
所述三层共挤的挤出温度为270～280℃；
所述铸片冷却温度为20～30℃；
所述纵向拉伸其预热温度为60～100℃，拉伸温度为110～120℃，拉伸倍率为3～5倍；
所述横向拉伸其预热温度为90～100℃，拉伸温度为100～120℃，拉伸倍率为3～4倍，定型温度为180～230℃。
进一步方案，步骤a中所述芯层中聚酯切片的干燥过程采用流化床干燥，其干燥温度为140～150℃，干燥时间为4～6h。
进一步方案，步骤a中所述的过滤采用20μm碟片式过滤器过滤。
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明中的BOPET薄膜采用的抗静电母料为非离子型乙氧基化烷基胺、阴离子型烷基磺酸钠和聚酯切片共混挤出、干燥制得，薄膜采用单面抗静电处理，单面表面电阻值控制在108～1010Ω，与传统的表面涂覆抗静电层的薄膜相比，本发明的BOPET薄膜受环境湿度影响较小，抗静电效果持久，可保持3年以上；另外采用的小粒径玻璃微球抗粘母料，一方面保证了薄膜的正常收卷，满足薄膜开口性的要求，另一方面降低了薄膜雾度，提高了薄膜的光学性能。本发明所述的永久性抗静电透明BOPET薄膜在一些特定包装领域(快速自动化包装、电子、机械产品包装)市场前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。下列实施例仅用于解释和说明本发明，而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常常规条件，或者按照制造厂商所建议的条件。
实施例1
一种BOPET薄膜，其厚度为15μm，由上表层、芯层和下表层构成，其中上表层和下表层的厚度分别为所述BOPET薄膜总厚度的12％。
芯层由100wt％聚酯切片组成；
上表层为抗粘层，所述抗粘层由40wt％的聚酯切片和60wt％的玻璃微珠抗粘母料组成，其中所述玻璃微珠抗粘母料是由粒径为2.0μm，含量为3000ppm的玻璃微珠和聚酯切片组成。
下表层为抗静电层，所述抗粘层由85wt％的聚酯切片和15wt％的抗静电母料，其中所述抗静电母料由非离子型乙氧基化烷基胺、阴离子型烷基磺酸钠和聚酯切片共混挤出、干燥制得。
本实施例中的BOPET薄膜具体制备步骤如下：
a、首先将聚酯切片在流化床以140℃的温度干燥6h，然后将干燥后的聚酯切片加入挤出温度为270℃的单螺杆挤出机中熔融，并经20μm碟片式过滤器过滤后使其水分含量≤50ppm，作为芯层熔体；按照配比将聚酯切片和玻璃微珠抗粘母料、聚酯切片和抗静电母料分别加入两台挤出温度均为270℃的双螺杆挤出机中经熔融、抽真空处理，得到作为上、下表层熔体；将芯层熔体和上、下表层熔体经过挤出温度为270℃的三层结构模头共挤制得成膜片；
b、将成膜片贴附到温度为30℃的急冷辊上冷却形成铸片；
c、将铸片纵向拉伸为厚片，其中纵向拉伸其预热温度为60℃，拉伸温度为110℃，拉伸倍率为3倍；
再将厚片横向拉伸制得双向拉伸聚酯薄膜，其中，所述横向拉伸其预热温度为90℃，拉伸温度为100℃，拉伸倍率为3倍，定型温度为180℃；
d、将BOPET薄膜进行风冷，牵引、收卷后，经检测合格，分切、包装成品入库。
实施例2
一种BOPET薄膜，其厚度为12μm，由上表层、芯层和下表层构成，其中上表层和下表层的厚度分别为所述双向拉伸聚酯薄膜总厚度的15％。
芯层由100wt％聚酯切片组成；
上表层为抗粘层，所述抗粘层由45wt％的聚酯切片和55wt％的玻璃微珠抗粘母料组成，其中所述玻璃微珠抗粘母料是由粒径为2.2μm，含量为3000ppm的玻璃微珠和聚酯切片组成。
下表层为抗静电层，所述抗粘层由90wt％的聚酯切片10wt％的抗静电母料，其中所述抗静电母料由非离子型乙氧基化烷基胺、阴离子型烷基磺酸钠和聚酯切片共混挤出、干燥制得。
本实施例中的BOPET薄膜具体制备步骤如下：
a、首先将聚酯切片在流化床以145℃的温度干燥5h，然后将干燥后的聚酯切片加入挤出温度为275℃的单螺杆挤出机中熔融，并经20μm碟片式过滤器过滤后使其水分含量≤50ppm，作为芯层熔体；按照配比将聚酯切片和玻璃微珠抗粘母料、聚酯切片和抗静电母料分别加入两台挤出温度均为275℃的双螺杆挤出机中经熔融、抽真空处理，得到作为上、下表层熔体；将芯层熔体和上、下表层熔体经过挤出温度为275℃的三层结构模头共挤制得成膜片；
b、将成膜片贴附到温度为25℃的急冷辊上冷却形成铸片；
c、将铸片纵向拉伸为厚片，其中纵向拉伸其预热温度为80℃，拉伸温度为115℃，拉伸倍率为4倍；
再将厚片横向拉伸制得双向拉伸聚酯薄膜，其中，所述横向拉伸其预热温度为95℃，拉伸温度为110℃，拉伸倍率为3.5倍，定型温度为200℃；
d、将BOPET薄膜进行风冷，牵引、收卷后，经检测合格，分切、包装成品入库。
实施例3
一种BOPET薄膜，其厚度为20μm，由上表层、芯层和下表层构成，其中上表层和下表层的厚度分别为所述双向拉伸聚酯薄膜总厚度的13％。
芯层由100wt％聚酯切片组成；
上表层为抗粘层，所述抗粘层由50wt％的聚酯切片和50wt％的玻璃微珠抗粘母料组成，其中所述玻璃微珠抗粘母料是由粒径为2.5μm，含量为3000ppm的玻璃微珠和聚酯切片组成。
下表层为抗静电层，所述抗粘层95wt％的聚酯切片和5wt％的抗静电母料，其中所述抗静电母料由非离子型乙氧基化烷基胺、阴离子型烷基磺酸钠和聚酯切片共混挤出、干燥制得。
本实施例中的BOPET薄膜具体制备步骤如下：
a、首先将聚酯切片在流化床以150℃的温度干燥4h，然后将干燥后的聚酯切片加入挤出温度为280℃的单螺杆挤出机中熔融，并经20μm碟片式过滤器过滤后使其水分含量≤50ppm，作为芯层熔体；按照配比将聚酯切片和玻璃微珠抗粘母料、聚酯切片和抗静电母料分别加入两台挤出温度均为280℃的双螺杆挤出机中经熔融、抽真空处理，得到作为上、下表层熔体；将芯层熔体和上、下表层熔体经过挤出温度为280℃的三层结构模头共挤制得成膜片；
b、将成膜片贴附到温度为20℃的急冷辊上冷却形成铸片；
c、将铸片纵向拉伸为厚片，其中纵向拉伸其预热温度为100℃，拉伸温度为120℃，拉伸倍率为6倍；
再将厚片横向拉伸制得BOPET薄膜，其中，所述横向拉伸其预热温度为100℃，拉伸温度为120℃，拉伸倍率为4倍，定型温度为230℃；
d、将BOPET薄膜进行风冷，牵引、收卷后，经检测合格，分切、包装成品入库。
对比例
一种BOPET薄膜，其厚度为15μm，由上表层、芯层和下表层构成，其中上表层和下表层的厚度分别为所述BOPET薄膜总厚度的12％。
芯层由100wt％聚酯切片组成；
上、下表层均为抗粘层，所述抗粘层由40wt％的聚酯切片和60wt％的有机高分子抗粘母料组成，其中有机高分子抗粘母料是由粒径为2.0μm，含量为3000ppm的球状二氧化硅和聚酯切片组成。
本对比例中的BOPET薄膜具体制备步骤如下：
a、首先将聚酯切片在流化床以140℃的温度干燥6h，然后将干燥后的聚酯切片加入挤出温度为270℃的单螺杆挤出机中熔融，并经20μm碟片式过滤器过滤后使其水分含量≤50ppm，作为芯层熔体；按照配比将聚酯切片和有机高分子抗粘母料分别加入两台挤出温度均为270℃的双螺杆挤出机中经熔融、抽真空处理，得到作为上、下表层熔体；将芯层熔体和上、下表层熔体通过挤出温度为270℃的三层共挤制得成膜片；
b、将成膜片贴附到温度为30℃的急冷辊上冷却形成铸片；
c、将铸片纵向拉伸为厚片，其中纵向拉伸其预热温度为60℃，拉伸温度为110℃，拉伸倍率为3倍；
再将厚片横向拉伸制得双向拉伸聚酯薄膜，其中，所述横向拉伸其预热温度为90℃，拉伸温度为100℃，拉伸倍率为3倍，定型温度为180℃；
d、将BOPET薄膜进行风冷，牵引、收卷后，经检测合格，分切、包装成品入库。
将上述实施例1～3和对比例制得的BOPET薄膜进行对比试验，检测标准及检测结果如下表所示：
根据表中结果所示，本发明制备的BOPET薄膜在显著降低薄膜单面表面电阻值的情况下，薄膜可以正常收放卷，且薄膜雾度无明显提高，其他力学性能良好。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的替换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双向拉伸聚酯薄膜，由上表层、芯层和下表层构成，其特征在于：
所述芯层由聚酯切片组成；
所述上表层为抗粘层，所述抗粘层由玻璃微珠抗粘母料和聚酯切片组成；
所述下表层为抗静电层，所述抗静电层由抗静电母料和聚酯切片组成。
2.如权利要求1所述的双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于：所述的抗粘层中各组分含量为聚酯切片40~50wt%，余量为玻璃微珠抗粘母料；
所述的抗静电层中各组分含量为聚酯切片85~95wt%，余量为抗静电母料。
3.如权利要求1所述的双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于：所述玻璃微珠抗粘母料是由玻璃微珠和聚酯切片组成。
4.如权利要求3所述的双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于：所述玻璃微珠的粒径为2.0~2.5μm，含量为3000ppm。
5.如权利要求1所述的双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于：所述抗静电母料由非离子型乙氧基化烷基胺、阴离子型烷基磺酸钠和聚酯切片共混挤出、干燥制得。
6.如权利要求1所述的双向拉伸聚酯薄膜，其特征在于：所述双向拉伸聚酯薄膜的厚度为12~20μm，所述上表层和所述下表层的厚度分别为所述双向拉伸聚酯薄膜总厚度的12%~15%。
7.一种如权利要求1~6任一项所述的双向拉伸聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、将干燥后的聚酯切片加入主挤出机中熔融、过滤后作为芯层熔体；按照配比将聚酯切片和玻璃微珠抗粘母料、聚酯切片和抗静电母料分别加入两台辅助挤出机中经熔融、抽真空处理，得到作为上、下表层熔体；将芯层熔体和上、下表层熔体经过三层结构模头共挤制得成膜片；
b、将成膜片贴附到急冷辊上冷却形成铸片；
c、将铸片纵向拉伸为厚片后，再将厚片横向拉伸制得双向拉伸聚酯薄膜；
d、将BOPET薄膜进行风冷、牵引、收卷后，分切、包装成品。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述主挤出机为单螺杆挤出机，其挤出温度为270~280℃；
所述辅助挤出机为双螺杆挤出机，其挤出温度为270~280℃；
所述三层共挤的挤出温度为270~280℃；
所述铸片冷却温度为20~30℃；
所述纵向拉伸其预热温度为60~100℃，拉伸温度为110~120℃，拉伸倍率为3~5倍；
所述横向拉伸其预热温度为90~100℃，拉伸温度为100~120℃，拉伸倍率为3~4倍，定型温度为180~230℃。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤a中所述芯层中聚酯切片的干燥过程采用流化床干燥，其干燥温度为140~150℃，干燥时间为4~6h。
10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤a中所述的过滤采用20μm碟片式过滤器过滤。
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