CN113263758A - 一种高阻隔在线涂复聚酯薄膜的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高阻隔在线涂复聚酯薄膜技术领域，具体是指一种高阻隔在线涂复聚酯薄膜的加工方法。在常规双向拉伸聚酯薄膜的生产流程中增加在线表面处理，即在纵向拉伸之后通过自行设计的在线涂复设备对薄膜进行表面处理，表面处理层所用的混合溶剂为水性涂层；线表面处理加工方法如下：原料输送、结晶干燥、熔融挤出、铸片、纵向拉伸、在线表面涂复、横向拉伸、牵引收卷、分切包装。该发明提供一种需要在聚酯薄膜表面进行镀铝达到阻水阻氧的应用，通过使用自行设计的在线表面处理设备，在薄膜的表面进行在线表面处理，在保持聚酯薄膜优良的物理性能的同时，提高了对氧气、水蒸气或二氧化碳气体的阻隔性的一种高阻隔在线涂复聚酯薄膜的加工方法。
Description
技术领域
本发明涉及高阻隔在线涂复聚酯薄膜技术领域，具体是指一种高阻隔在线涂复聚酯薄膜 的加工方法。
背景技术
目前对于有阻水阻氧要求的应用多采用铝箔。铝箔有良好的遮光性、阻气性、阻湿性， 有良好的导热性、电磁屏蔽性。其中最为突出的是铝箔的阻隔性能，因而在软塑包装基材膜 中，铝箔是不可或缺的材料，被广泛应用在药品包装、食品包装，特别是需要高温蒸煮及保 存时间相对较长的药物、化妆品等高档产品的软包装中。
铝箔有一个致命的缺陷：弯曲或折叠后，铝箔很容易产生裂纹，影响铝箔的阻隔性，同 时铝箔价格较贵。而常规电晕处理的聚酯薄膜又无法满足材料要求的高阻隔性、安全性和功 能性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供对于需要在聚酯薄膜表面进行镀铝达到阻水阻氧的应 用，通过使用自行设计的在线表面处理设备，在薄膜的表面进行在线表面处理，在保持聚酯 薄膜优良的物理性能的同时，提高了对氧气、水蒸气或二氧化碳气体的阻隔性的一种高阻隔 在线涂复聚酯薄膜的加工方法。
本发明所采用的技术方案为：一种高阻隔在线涂复聚酯薄膜的加工方法，其特征在于： 在常规双向拉伸聚酯薄膜的生产流程中增加在线表面处理，即在纵向拉伸之后通过自行设计 的在线涂复设备对薄膜进行表面处理，表面处理层所用的混合溶剂为水性涂层；所述线表面 处理加工方法包括以下步骤：
S1：原料输送，聚酯薄膜基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；
S2：结晶干燥，对于单螺杆挤出机需配备结晶干燥系统，对于双螺杆挤出机则需要配置 真空系统；
S3：熔融挤出，含挤出机、计量泵、熔体管道、模头，主挤100％PET膜级有光切片、辅挤70％～90％膜级有光聚酯切片和10％～30％二氧化硅功能性母料，按配比输送到熔融挤出机， 经熔融挤出到衣架式模头；
S4：铸片，熔体经模头挤出后在20～25℃急冷辊上急速冷却形成厚度均匀的铸片；
S5：纵向拉伸，纵拉机温度68～85℃，拉伸倍数3.10～3.35倍；
S6：在线表面涂复，先对纵向拉伸后的薄膜表面(待涂复面)进行电晕处理，再通过自 行设计的在线表面处理设备在表面均匀地涂上预先配制好的水性涂层混合溶剂；
S7：横向拉伸，根据S6所述混合溶剂在横向拉伸过程经干燥挥发后，在薄膜表面形成均 匀的超薄涂层；
S8：牵引收卷，在完成所述横向拉伸后，聚酯薄膜进入到牵引机，对已经在线涂复处理 的聚酯薄膜进行测厚并与前面的衣架式模头进行联动控制，得到厚度均匀的高阻隔性聚酯薄 膜，薄膜成型后进行收卷；
S9：分切包装，按客户要求分切和包装。
所述水性涂层将特殊树脂(一种或多种)通过乳化工艺均匀分散于水中，形成水包油的 稳定结构和体系，在纵向拉伸后的薄膜表面均匀涂复，经横向拉伸烘干后，得到超薄涂层的 薄膜。
所述聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)使用双挤出机和衣架式模头得到ABA三层结构，中 间B层使用100％膜级有光聚酯切片，面层A层使用70％～90％膜级有光聚酯切片和10％～30％ 二氧化硅功能性母料。基材厚度8～50μm。
所述水性涂层配方如下:
乳液树脂：丙烯酸树脂、醋酸乙烯树脂，优选配比范围20～40％；
中和剂：稀胺水或有机胺，优选配比范围5～10％；
稀释剂：水或异丙醇，优选配比范围1～3％；
固化剂：改性密胺树脂或改性异氰酸酯，优选配比范围2～5％；
功能助剂：消泡剂，优选配比范围1～3％；
纯水：优选配比范围45～68％。
所述单螺杆挤出机配备结晶的温度为160～170℃，所述单螺杆挤出机配备干燥的温度为 165～175℃，所述单螺杆挤出机配备干燥的时间为4～6小时。
所述熔融的温度为270～280℃，所述挤出的速度为30～50r/min。
所述横向拉伸预热温度为95～110℃，所述拉伸温度为115～140℃，所述拉伸倍数为 3.20～3.50倍，定型温度220～245℃。
本发明的有益效果：
一、随着软包装行业竞争加剧，人们不仅关心包装的阻隔效果，更关心包装材料的性价 比，越来越多的新的技术被引入到薄膜的生产中，本发明所述的聚酯薄膜通过在自行设计的 在线表面处理设备对薄膜进行表面涂复处理后，增强了薄膜表面与镀铝层的附着力，同时提 高了对氧气、水蒸汽或二氧化碳的阻隔性，满足了材料要求的耐水性、耐温性、高阻隔性和 安全性等，且能满足材料经后期加工后可用于高阻隔或电子屏蔽等等最终用途。
二、可根据不同的最终要求调整涂复层的厚度(0.1um～1.0um)，达到超薄涂复的目的。
三、在薄膜表面涂复的超薄涂层使用的是水性涂层，该涂层环保，符合良品安全，可直 接接触食品。
四、本发明所述高阻隔在线表面处理聚酯薄膜相对于铝箔具有优良的收卷性，可弯曲、 可折叠，且不影响材料的阻隔性。
五、性价比高，大大降低了材料成本。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明。
为了解决对于需要在聚酯薄膜表面进行镀铝达到阻水阻氧的应用，通过使用自行设计的 在线表面处理设备，在薄膜的表面进行在线表面处理，在保持聚酯薄膜优良的物理性能的同 时，提高了对氧气、水蒸气或二氧化碳气体的阻隔性，本发明提供一种高阻隔在线涂复聚酯 薄膜的加工方法，其特征在于：在常规双向拉伸聚酯薄膜的生产流程中增加在线表面处理， 即在纵向拉伸之后通过自行设计的在线涂复设备对薄膜进行表面处理，表面处理层所用的混 合溶剂为水性涂层；所述线表面处理加工方法包括以下步骤：
S1：原料输送，聚酯薄膜基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；
S2：结晶干燥，对于单螺杆挤出机需配备结晶干燥系统，对于双螺杆挤出机则需要配置 真空系统；
S3：熔融挤出，含挤出机、计量泵、熔体管道、模头，主挤100％PET膜级有光切片、辅挤70％～90％膜级有光聚酯切片和10％～30％二氧化硅功能性母料，按配比输送到熔融挤出机， 经熔融挤出到衣架式模头；
S4：铸片，熔体经模头挤出后在20～25℃急冷辊上急速冷却形成厚度均匀的铸片；
S5：纵向拉伸，纵拉机温度68～85℃，拉伸倍数3.10～3.35倍；
S6：在线表面涂复，先对纵向拉伸后的薄膜表面(待涂复面)进行电晕处理，再通过自 行设计的在线表面处理设备在表面均匀地涂上预先配制好的水性涂层混合溶剂；
在线表面涂复可根据最终用途要求的阻隔性能，对水性涂层混合溶剂的配方和涂复工艺 进行调整。
S7：横向拉伸，根据S6所述混合溶剂在横向拉伸过程经干燥挥发后，在薄膜表面形成均 匀的超薄涂层；
S8：牵引收卷，在完成所述横向拉伸后，聚酯薄膜进入到牵引机，对已经在线涂复处理 的聚酯薄膜进行测厚并与前面的衣架式模头进行联动控制，得到厚度均匀的高阻隔性聚酯薄 膜，薄膜成型后进行收卷；
S9：分切包装，按客户要求分切和包装
本发明中所述水性涂层将特殊树脂(一种或多种)通过乳化工艺均匀分散于水中，形成 水包油的稳定结构和体系，在纵向拉伸后的薄膜表面均匀涂复，经横向拉伸烘干后，得到超 薄涂层的薄膜，同时赋予薄膜额外功能和效果。
本发明中所述聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)使用双挤出机和衣架式模头得到ABA三层 结构，中间B层使用100％膜级有光聚酯切片，面层A层使用70％～90％膜级有光聚酯切片和 10％～30％二氧化硅功能性母料。基材厚度8～50μm。
本发明中所述水性涂层配方如下:
乳液树脂：丙烯酸树脂、醋酸乙烯树脂，优选配比范围20～40％；
中和剂：稀胺水或有机胺，优选配比范围5～10％；
稀释剂：水或异丙醇，优选配比范围1～3％；
固化剂：改性密胺树脂或改性异氰酸酯，优选配比范围2～5％；
功能助剂：消泡剂，优选配比范围1～3％；
纯水：优选配比范围45～68％。
本发明中所述单螺杆挤出机配备结晶的温度为160～170℃，所述单螺杆挤出机配备干燥 的温度为165～175℃，所述单螺杆挤出机配备干燥的时间为4～6小时。
本发明中所述熔融的温度为270～280℃，所述挤出的速度为30～50r/min。
本发明中所述横向拉伸预热温度为95～110℃，所述拉伸温度为115～140℃，所述拉伸倍 数为3.20～3.50倍，定型温度220～245℃。
性能指标测试值：
表一：水蒸气透过率及氧气透过率对比测试
表二：机械物理性能
一、随着软包装行业竞争加剧，人们不仅关心包装的阻隔效果，更关心包装材料的性价 比，越来越多的新的技术被引入到薄膜的生产中，本发明所述的聚酯薄膜通过在自行设计的 在线表面处理设备对薄膜进行表面涂复处理后，增强了薄膜表面与镀铝层的附着力，同时提 高了对氧气、水蒸汽或二氧化碳的阻隔性，满足了材料要求的耐水性、耐温性、高阻隔性和 安全性等，且能满足材料经后期加工后可用于高阻隔或电子屏蔽等等最终用途。
二、可根据不同的最终要求调整涂复层的厚度(0.1um～1.0um)，达到超薄涂复的目的。
三、在薄膜表面涂复的超薄涂层使用的是水性涂层，该涂层环保，符合良品安全，可直 接接触食品。
四、本发明所述高阻隔在线表面处理聚酯薄膜相对于铝箔具有优良的收卷性，可弯曲、 可折叠，且不影响材料的阻隔性。
五、性价比高，大大降低了材料成本。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，其也只是本发明的实施 方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不 脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例， 均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种高阻隔在线涂复聚酯薄膜的加工方法，其特征在于：在常规双向拉伸聚酯薄膜的生产流程中增加在线表面处理，即在纵向拉伸之后通过自行设计的在线涂复设备对薄膜进行表面处理，表面处理层所用的混合溶剂为水性涂层；所述线表面处理加工方法包括以下步骤：
S1：原料输送，聚酯薄膜基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET；
S2：结晶干燥，对于单螺杆挤出机需配备结晶干燥系统，对于双螺杆挤出机则需要配置真空系统；
S3：熔融挤出，含挤出机、计量泵、熔体管道、模头，主挤100％PET膜级有光切片、辅挤70％～90％膜级有光聚酯切片和10％～30％二氧化硅功能性母料，按配比输送到熔融挤出机，经熔融挤出到衣架式模头；
S4：铸片，熔体经模头挤出后在20～25℃急冷辊上急速冷却形成厚度均匀的铸片；
S5：纵向拉伸，纵拉机温度68～85℃，拉伸倍数3.10～3.35倍；
S6：在线表面涂复，先对纵向拉伸后的薄膜表面待涂复面进行电晕处理，再通过自行设计的在线表面处理设备在表面均匀地涂上预先配制好的水性涂层混合溶剂；
S7：横向拉伸，根据S6所述混合溶剂在横向拉伸过程经干燥挥发后，在薄膜表面形成均匀的超薄涂层；
S8：牵引收卷，在完成所述横向拉伸后，聚酯薄膜进入到牵引机，对已经在线涂复处理的聚酯薄膜进行测厚并与前面的衣架式模头进行联动控制，得到厚度均匀的高阻隔性聚酯薄膜，薄膜成型后进行收卷；
S9：分切包装，按客户要求分切和包装。
2.根据权利要求1所述的一种高阻隔在线涂复聚酯薄膜的加工方法，其特征在于：所述水性涂层将特殊树脂一种或多种通过乳化工艺均匀分散于水中，形成水包油的稳定结构和体系，在纵向拉伸后的薄膜表面均匀涂复，经横向拉伸烘干后，得到超薄涂层的薄膜。
3.根据权利要求1所述的一种高阻隔在线涂复聚酯薄膜的加工方法，其特征在于：所述聚对苯二甲酸乙二醇酯PET使用双挤出机和衣架式模头得到ABA三层结构，中间B层使用100％膜级有光聚酯切片，面层A层使用70％～90％膜级有光聚酯切片和10％～30％二氧化硅功能性母料。基材厚度8～50μm。
4.根据权利要求1所述的一种高阻隔在线涂复聚酯薄膜的加工方法，其特征在于：所述水性涂层配方如下:
乳液树脂：丙烯酸树脂、醋酸乙烯树脂，配比范围20～40％；
中和剂：稀胺水或有机胺，配比范围5～10％；
稀释剂：水或异丙醇，配比范围1～3％；
固化剂：改性密胺树脂或改性异氰酸酯，配比范围2～5％；
功能助剂：消泡剂，配比范围1～3％；
纯水：配比范围45～68％。
5.根据权利要求1所述的一种高阻隔在线涂复聚酯薄膜的加工方法，其特征在于：所述单螺杆挤出机配备结晶的温度为160～170℃，所述单螺杆挤出机配备干燥的温度为165～175℃，所述单螺杆挤出机配备干燥的时间为4～6小时。
6.根据权利要求1所述的一种高阻隔在线涂复聚酯薄膜的加工方法，其特征在于：所述熔融的温度为270～280℃，所述挤出的速度为30～50r/min。
7.根据权利要求1所述的一种高阻隔在线涂复聚酯薄膜的加工方法，其特征在于：所述横向拉伸预热温度为95～110℃，所述拉伸温度为115～140℃，所述拉伸倍数为3.20～3.50倍，定型温度220～245℃。
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