CN114670523B - 一种烫金转移用聚酯薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及聚脂薄膜技术领域，具体公开了一种烫金转移用聚酯薄膜及其制备方法，所述聚酯薄膜为ABA型三层构造薄膜，包括表层和芯层，表层厚度占薄膜的10‑30%，芯层厚度占薄膜的70‑90%；所述表层包括如下重量份的组分：聚酯切片90‑98份、硅酮母料1‑5份、PE蜡母料1‑5份；所述硅酮母料由聚酯切片和硅酮粉制得；所述PE蜡母料由聚酯切片和PE蜡粉制得；所述芯层包括如下重量份的组分：聚酯切片95‑97份、抗静电母料3‑5份；所述抗静电母料由聚酯切片和抗静电剂制得；本申请制得的聚酯薄膜具表面张力较低、摩擦系数和静电值较小的优点，作为烫金或转移的载体时，容易剥离。

Description

一种烫金转移用聚酯薄膜及其制备方法
技术领域
本申请涉及聚脂薄膜技术领域，更具体地说，它涉及一种烫金转移用聚酯薄膜及其制备方法。
背景技术
在烟包和酒包领域，烫金和转移是关键工序，其过程是在聚酯薄膜表面涂布一层离型层，经过真空电镀、上色、激光模压、上胶等工序而成，然后经烫印和转移到烟、酒、食品等的包装盒上。
目前用于烫印和转移的双向拉伸聚酯薄膜在使用过程中容易出现剥离不净的质量问题，这一问题已经困扰了行业多年，一直未能彻底解决。由于这一质量缺陷无法在聚酯薄膜的生产和质量管控中发现，往往只有到最终用户才发现，从而造成较大的经济损失。
针对上述中的相关技术，发明人认为导致这一现象的根本原因是聚酯薄膜表面的局部区域表面张力或静电值过大，剥离层与聚酯薄膜的结合力增加，从而无法剥离干净。
发明内容
为了解决现有烫金、转移用聚酯薄膜在使用过程中存在的剥离不净的问题，本申请提供一种烫金转移用聚酯薄膜及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种烫金转移用聚酯薄膜，采用如下的技术方案：
一种烫金转移用聚酯薄膜，其为ABA型三层构造薄膜，包括表层和芯层，表层厚度占薄膜的10-30％，芯层厚度占薄膜的70-90％；
所述表层包括如下重量份的组分：聚酯切片90-98份、硅酮母料1-5份、PE蜡母料1-5份；所述硅酮母料由聚酯切片和硅酮粉制得；所述PE蜡母料由聚酯切片和PE蜡粉制得；
所述芯层包括如下重量份的组分：聚酯切片95-97份、抗静电母料3-5份；所述抗静电母料由聚酯切片和抗静电剂制得。
通过采用上述技术方案，本申请在聚酯薄膜表层中加入硅酮母料和PE蜡母料，来降低聚酯薄膜表面的张力和其摩擦系数。其中，硅酮母料的主要成分是硅酮粉，硅酮粉里面的无机成分硅，它是以成核的结构包覆在高分子材料里面的，其分子间的作用力强于高分子和无机物，另一端是高分子与烷烃的结合，在界面层起承上启下的作用，能结合无机物和高分子材料，从而能够有效降低薄膜表面张力；PE蜡母料的主要成分是PE蜡粉，PE蜡粉的熔点低，分子小，分散性较好，能充分的分散在材料中，并且因为其耐磨性好，可降低聚酯薄膜表层的摩擦系数；本申请聚酯薄膜的芯层中加入了抗静电剂，可减少聚酯薄膜界面的静电积累，增加其抗静电性，从而在聚酯薄膜作为烫金或转移的载体时，更加容易剥离，有效避免了剥离不净的问题。
作为优选，所述硅酮粉平均粒径为5-10μm。
通过采用上述技术方案，本申请通过限制硅酮粉平均粒径，使硅酮粉平均粒径在此范围内取值时，制得的聚酯薄膜的表层张力均较小，摩擦系数较低。
作为优选，所述PE蜡粉的平均分子量为2000-10000。
通过采用上述技术方案，本申请通过限制PE蜡粉的平均分子量，当PE蜡粉的平均分子量为5000时，制得的聚酯薄膜表面张力较低且均匀，摩擦系数较低。
作为优选，所述抗静电剂为聚酯改性磺酸钠盐类抗静电剂。
通过采用上述技术方案，本申请中使用聚酯改性磺酸钠盐类抗静电剂，其与聚酯切片之间的分子作用力更强，相容性更好，能减少静电的积累，有效改善聚酯薄膜芯层的抗静电性能，从而使聚酯薄膜在作为烫金或转移的载体时，容易剥离。
第二方面，本申请提供一种烫金转移用聚酯薄膜的制备方法，采用如下的技术方案：其包括以下步骤：
S1：将聚酯切片、硅酮母料、PE蜡母，在265-285℃的温度条件下，经熔融共混、挤出，得到表层共混物；
S2：聚酯切片、抗静电母料进行结晶干燥，结晶温度为165-175℃，干燥温度为155-190℃，水分含量为40ppm以下，然后在265-285℃的温度条件下，经熔融共混、挤出，得到芯层共混物；
S3：将S1中得到的表层共混物和S2中得到的芯层共混物，在三层模头中汇合挤出；
S4：由三层模头挤出的熔体贴附到冷鼓表面经冷却得到铸片，所得铸片经牵引进入纵拉区进行纵向拉伸，纵拉后经牵引进入横拉区进行横向拉伸，得到拉伸薄膜；
S5：将拉伸薄膜在235-240℃的温度条件下，定型3-15s，然后经冷却松弛、收卷、分切、包装，得到烫金转移用聚酯薄膜。
通过采用上述技术方案，本申请采用ABA型三层构造薄膜，在聚酯薄膜表层中加入硅酮母料和PE蜡母料，在芯层中加入抗静电母料，使制得的聚酯薄膜表面张力低且均匀，摩擦系数低，膜面爽滑，静电值小，在作为烫金或转移的载体时，容易剥离。
作为优选，所述铸片温度20-30℃、纵向拉伸温度85-95℃、纵向拉伸比3.3-3.6倍、横向拉伸温度110-130℃、横向拉伸比3.8-4.5倍、松弛温度180-200℃、松弛比率3-15％。
通过采用上述技术方案，本申请通过限制铸片温度、纵向拉伸温度、纵向拉伸比、横向拉伸温度、横向拉伸比、松弛温度、松弛比率的工艺参数，使制得的聚酯薄膜的膜面更加爽滑，且聚酯薄膜表面张力低且均匀，摩擦系数低，在其作为烫金或转移的载体时，容易剥离，不会产生剥离不净的问题。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请在聚酯薄膜表层中加入硅酮母料和PE蜡母料，来降低聚酯薄膜表面的张力和其摩擦系数。其中，硅酮母料的主要成分是硅酮粉，硅酮粉里面的无机成分硅，它是以成核的结构包覆在高分子材料里面的，其分子间的作用力强于高分子和无机物，另一端是高分子与烷烃的结合，在界面层起承上启下的作用，能结合无机物和高分子材料，从而能够有效降低薄膜表面张力；PE蜡母料的主要成分是PE蜡粉，PE蜡粉的熔点低，分子小，分散性较好，能充分的分散在材料中，并且因为其耐磨性好，可降低聚酯薄膜表层的摩擦系数；本申请聚酯薄膜的芯层中加入了抗静电剂，可减少聚酯薄膜界面的静电积累，增加其抗静电性，从而在聚酯薄膜作为烫金或转移的载体时，更加容易剥离，有效避免了剥离不净的问题。
2、本申请中使用聚酯改性磺酸钠盐类抗静电剂，其与聚酯切片之间的分子作用力更强，相容性更好，能减少静电的积累，有效改善聚酯薄膜芯层的抗静电性能，从而使聚酯薄膜在作为烫金或转移的载体时，容易剥离。
3、本申请中制得的烫金转移用聚酯薄膜经检测，测得其表面张力为34mN/m，摩擦系数为0.28/0.25，同时静电值也小于0.5KV，抗静电效果较好，从而制得的聚酯薄膜易剥离。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料
硅酮粉：型号为BZSP001；PE蜡粉：型号为AC-316A；其余原料均为普通市售材料。
制备例
制备例1
一种硅酮母料，其由聚酯切片和硅酮粉，按照重量比为1:2的比例，在150-160℃的温度条件下，熔融共混制得。
其中，硅酮粉的平均粒径为5μm。
制备例2
一种硅酮母料，与制备例2的不同之处在于，硅酮粉的平均粒径为10μm，其余步骤与制备例2均相同。
制备例3
一种PE蜡母料，其由聚酯切片和PE蜡粉，按照重量比为1:3的比例，在150-160℃的温度条件下，熔融共混制得。
其中，PE蜡粉的平均分子量为2000。
制备例4
一种PE蜡母料，与制备例3的不同之处在于，PE蜡粉的平均分子量为5000，其余步骤与制备例3均相同。
制备例5
一种PE蜡母料，与制备例3的不同之处在于，PE蜡粉的平均分子量为10000，其余步骤与制备例3均相同。
制备例6
一种抗静电母料，其由聚酯切片和抗静电剂，按照重量比为2:1的比例，在150-160℃的温度条件下，熔融共混制得。
其中，抗静电剂为聚酯改性磺酸钠盐类抗静电剂。
实施例
实施例1
实施例1一种烫金转移用聚酯薄膜，其各原料及各原料用量如表1所示，其制备步骤如下：
S1：将聚酯切片、硅酮母料、PE蜡母粒，在270℃的温度条件下，经熔融共混、挤出，得到表层共混物；
S2：聚酯切片、抗静电母料进行结晶干燥，结晶温度为170℃，干燥温度为165℃，水分含量为40ppm以下，然后在270℃的温度条件下，经熔融共混、挤出，得到芯层共混物；
S3：将S1中得到的表层共混物和S2中得到的芯层共混物，在三层模头中汇合挤出；
S4：由三层模头挤出的熔体贴附到冷鼓表面，在25℃下冷却得到铸片，得到的铸片经过75℃的预热后，经牵引进入纵拉区进行纵向拉伸，在90℃下纵向拉伸3.5倍，然后再经过110℃的预热，经牵引进入横拉区进行横向拉伸，在120℃下横向拉伸4.0倍，得到拉伸薄膜；
S5：将拉伸薄膜在240℃的温度条件下，定型10s，在185℃下松弛5％，然后经冷却、收卷、分切、包装，得到厚度为15μm的烫金转移用聚酯薄膜。
表1实施例1的原料及各原料用量(kg)
其中，硅酮母料来自制备例1，PE蜡母料来自制备例3，抗静电母料来自制备例6。
实施例2
一种烫金转移用聚酯薄膜，与实施例1的不同之处在于，硅酮母料来自制备例2，其余步骤与实施例1均相同。
实施例3
一种烫金转移用聚酯薄膜，与实施例1的不同之处在于，PE蜡母料来自制备例4，其余步骤与实施例1均相同。
实施例4
一种烫金转移用聚酯薄膜，与实施例1的不同之处在于，PE蜡母料来自制备例5，其余步骤与实施例1均相同。
实施例5
一种烫金转移用聚酯薄膜，与实施例3的不同之处在于，表层中聚酯切片的添加量为96kg，硅酮母料的添加量为2kg，PE蜡母料的添加量为2kg，其余步骤与实施例3均相同。
实施例6
一种烫金转移用聚酯薄膜，与实施例1的不同之处在于，表层中聚酯切片的添加量为90kg，硅酮母料的添加量为5kg，PE蜡母料的添加量为5kg，其余步骤与实施例1均相同。
实施例7
一种烫金转移用聚酯薄膜，与实施例6的不同之处在于，芯层中聚酯切片的添加量为96kg，抗静电母料的添加量为4kg，其余步骤与实施例6均相同。
实施例8
一种烫金转移用聚酯薄膜，与实施例6的不同之处在于，芯层中聚酯切片的添加量为95kg，抗静电母料的添加量为5kg，其余步骤与实施例6均相同。
实施例9
一种烫金转移用聚酯薄膜，与实施例8的不同之处在于，纵向拉伸温度为88℃，其余步骤与实施例8均相同。
实施例10
一种烫金转移用聚酯薄膜，与实施例8的不同之处在于，纵向拉伸温度为85℃，其余步骤与实施例8均相同。
实施例11
一种烫金转移用聚酯薄膜，与实施例10的不同之处在于，在185℃的温度条件下松弛10％，其余步骤与实施例10均相同。
实施例12
一种烫金转移用聚酯薄膜，与实施例10的不同之处在于，在200℃的温度条件下松弛10％，其余步骤与实施例10均相同。
对比例
对比例1
一种烫金转移用聚酯薄膜，与实施例1的不同之处在于，其各原料及各原料用量如表2所示，其余步骤与实施例1均相同。
表2对比例1的原料及各原料用量(kg)
对比例2
一种烫金转移用聚酯薄膜，与对比例1的不同之处在于，在190℃的温度条件下松弛5％，其余步骤与对比例1均相同。
对比例3
一种烫金转移用聚酯薄膜，与实施例1的不同之处在于，在190℃的温度条件下松弛10％，其余步骤与实施例1均相同。
性能检测试验
检测方法/试验方法
按照实施例1-12和对比例1-3制备烫金转移用聚酯薄膜的制备方法制得烫金转移用聚酯薄膜，然后按照如下检测方法对其进行检测，其检测结果如表3所示。
厚度测试：按照GB 6672-86《塑料薄膜和薄片厚度的测定》中的测试方法，对聚酯薄膜的厚度进行测定。
表面张力测试：按照GB/T 14216-93《塑料膜和片润湿张力试验方法》中的测试方法，对聚酯薄膜表面张力大小进行测定。
静电值测试：按照GB/T 14447-93《塑料薄膜静电性测试方法》中测试静电值的测试方法，对聚酯薄膜的静电值进行测定。
摩擦系数测试：按照GB 10006-88《塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法》中的测试方法，对聚酯薄膜的摩擦系数进行测定。
表3实施例1-12和对比例1-3的检测结果
厚度(μm) 表面张力(mN/m) 静电值(KV) 摩擦系数(us/uk)
实施例1 11 39 ≤0.5 0.38/0.34
实施例2 11 40 ≤0.5 0.39/0.35
实施例3 12 38 ≤0.5 0.36/0.32
实施例4 12 39 ≤0.5 0.37/0.32
实施例5 12 36 ≤0.5 0.35/0.30
实施例6 13 36 ≤0.5 0.33/0.29
实施例7 14 35 ≤0.5 0.32/0.28
实施例8 15 35 ≤0.5 0.30/0.25
实施例9 16 35 ≤0.5 0.30/0.27
实施例10 16 34 ≤0.5 0.29/0.26
实施例11 18 34 ≤0.5 0.29/0.25
实施例12 19 34 ≤0.5 0.28/0.25
对比例1 11 41 2.9 0.42/0.37
对比例2 12 44 3.5 0.45/0.40
对比例3 12 45 3.6 0.48/0.43
从表3的数据可以看出，本申请制备的烫金转移用聚酯薄膜通过在表层中加入硅酮粉和PE蜡，在芯层中加入抗静电剂母料，使制得的聚酯薄膜表面张力、静电值和摩擦系数降低，使其在作为烫金或转移的载体时，容易剥离。
结合实施例1和实施例2的检测数据可以看出，制备例1的硅酮母料加入到表层中，制得的聚酯薄膜表面张力和摩擦系数较低，说明硅酮粉的粒径越小，制得的聚酯薄膜表面张力和摩擦系数越低，从而越有利于聚酯薄膜进行剥离。
再结合实施例3-4的检测数据可以看出，制备例4的PE蜡母料加入到表层中，制得的聚酯薄膜表面张力和摩擦系数较低，说明当PE蜡粉的平均分子量为5000时，制得的聚酯薄膜表面张力和摩擦系数较好，聚酯薄膜越容易进行剥离。
结合实施例3和实施例5-6的检测数据可以看出，当表层中聚酯切片的添加量为90kg，硅酮母料的添加量为5kg，PE蜡母料的添加量为5kg，制得的聚酯薄膜具有较低的表面张力和摩擦系数，聚酯薄膜易剥离。
结合实施例6和实施例7-8的检测数据可以看出，当芯层中聚酯切片的添加量为95kg，抗静电母料的添加量为5kg时，制得聚酯薄膜具有较低的表面张力和摩擦系数，聚酯薄膜易剥离。
结合实施例8和实施例9-10的检测数据可以看出，当纵向拉伸温度为85℃时，制得聚酯薄膜具有较低的表面张力和摩擦系数，同时静电值也小于0.5KV，抗静电效果较好，从而制得的聚酯薄膜易剥离。
结合实施例10和实施例11-12的检测数据可以看出，当在200℃的温度条件下松弛10％时，聚酯薄膜的表面张力和摩擦系数均较低，此时表面张力为34mN/m，摩擦系数为0.28/0.25，同时静电值也小于0.5KV，抗静电效果较好，从而制得的聚酯薄膜易剥离。
结合实施例1和对比例1-3的检测数据可以看出，本申请在聚酯薄膜的表层中加入硅酮粉和PE蜡粉，在芯层中加入抗静电剂母料，使制得的聚酯薄膜易剥离，说明这三者可使聚酯薄膜具有更低的表面张力低，且摩擦系数低，静电值较小，从而聚酯薄膜在作为烫金或转移的载体时，容易剥离，不会产生剥离不净问题。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (3)

1.一种烫金转移用聚酯薄膜，其特征在于，为ABA型三层构造薄膜，包括表层和芯层，表层厚度占薄膜的10-30%，芯层厚度占薄膜的70-90%；
所述表层包括如下重量份的组分：聚酯切片90-98份、硅酮母料1-5份、PE蜡母料1-5份；所述硅酮母料由聚酯切片和硅酮粉制得；所述PE蜡母料由聚酯切片和PE蜡粉制得；
所述芯层包括如下重量份的组分：聚酯切片95-97份、抗静电母料3-5份；所述抗静电母料由聚酯切片和抗静电剂制得，
所述硅酮粉平均粒径为5-10μm；所述PE蜡粉的平均分子量为2000-10000；所述抗静电剂为聚酯改性磺酸钠盐类抗静电剂；
所述聚酯薄膜的制备方法包括以下步骤：
S1：将聚酯切片、硅酮母料、PE蜡母料，在265-285℃的温度条件下，经熔融共混、挤出，得到表层共混物；
S2：聚酯切片、抗静电母料进行结晶干燥，结晶温度为165-175℃，干燥温度为155-190℃，水分含量为40ppm以下，然后在265-285℃的温度条件下，经熔融共混、挤出，得到芯层共混物；
S3：将S1中得到的表层共混物和S2中得到的芯层共混物，在三层模头中汇合挤出；
S4：由三层模头挤出的熔体贴附到冷鼓表面经冷却得到铸片，所得铸片经牵引进入纵拉区进行纵向拉伸，纵拉后经牵引进入横拉区进行横向拉伸，得到拉伸薄膜；
S5：将拉伸薄膜在235-240℃的温度条件下，定型3-15s ，然后经冷却松弛、收卷、分切、包装，得到烫金转移用聚酯薄膜；所述铸片温度20-30℃、纵向拉伸温度85-95℃、纵向拉伸比3.3-3.6倍、横向拉伸温度110-130℃、横向拉伸比3.8-4.5倍、松弛温度180-200℃、松弛比率3-15%。
2.根据权利要求1所述的一种烫金转移用聚酯薄膜，其特征在于：所述聚酯切片为聚对苯二甲酯乙二醇酯。
3.根据权利要求1所述的一种烫金转移用聚酯薄膜，其特征在于：所述薄膜厚度9-20μm。
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