CN1297395C - 丙烯酸涂布膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种丙烯酸涂布膜，包括基材及基材表面的涂料层，涂料层与基材之间有底胶层，其特征在于：所述涂料层是由丙烯酸涂料涂覆在基材表面并烘干后形成的涂层，所述的丙烯酸涂料由含有下述重量含量的原料配制成：由10-80%的丙烯酸和90-20%的丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯的共聚物形成的乳液25-95%，以及软化水0-70%、滑爽剂2-15%和防粘剂0.1-5%。还公开了这种丙烯酸涂布膜的生产方法，这种涂布膜具有环保、成本低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂布膜，属于新型环保高分子材料领域，特别适用于低温热封，而且改善了印刷油墨附着力，并适合于水系油墨印刷的高透明包装薄膜，可应用于低温热封的高速自动包装(如饼干、蛋糕等食品)，以及化妆品的装饰包装。
背景技术
目前市场上的小件物品(例如小零食)包装往往是复合材料占主流，该类材料应用广泛，但是明显存在不合理性，主要体现在：
(1)轻量包装时采用的复合材料的复合层厚度偏大，造成材料浪费；
(2)复合工艺过程耗能高，并排放对环境有污染的有机溶剂而存在不环保的问题；
(3)这种复合材料不易降解，废弃的包装材料也会产生环境污染问题；
(4)不适宜在高速包装设备上进行包装。
开发新型环保丙烯酸薄膜包装材料以部分代替目前包装用的复合材料是大势所趋，这个问题在欧美发达国家也是刚刚兴起，成为世界包装行业关注的焦点之一。
发明内容
本发明的目的则在于提供一种新型的涂布膜，这种丙烯酸涂布膜采用特殊的涂料在基材表面进行涂布而成，具有优良的低温热封性能和热封强度，非常适合在高速包装领域使用。
本发明提供的丙烯酸涂布膜，包括基材及基材表面的涂料层，涂料层与基材之间有底胶层，其特征在于：所述丙烯酸涂料层是由丙烯酸涂料涂覆在基材表面并烘干后形成的涂层，所述的丙烯酸涂料由含有下述重量含量的原料配制成：由10-80％(wt)的丙烯酸和90-20％(wt)的丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯的共聚物形成的乳液25-95％、软化水0-70％、滑爽剂2-15％和防粘剂0.1-5％。
所用的乳液以及滑爽剂、防粘剂的固含量对丙烯酸涂料层的成膜性能有影响，而且影响涂覆过程的涂覆质量，其各组分较佳的固含量为：乳液的固含量为15-45％、滑爽剂的固含量为20-30％、防粘剂的固含量为5-15％，在该范围内，丙烯酸涂料具有良好的成膜性，易于涂覆且产品的成品率高，产品综合质量好。
所述的滑爽剂可以采用目前复合薄膜中所通用的滑爽剂，例如卡拉巴蜡、石蜡等，本发明中则采用棕榈蜡滑爽剂，这种滑爽剂为水溶性，在涂料中具有良好的分散性能，使得产品的滑爽性能比较均匀和优良，而采用石蜡除要加入乳化剂外，其分散效果相对来说差一些。
所述的防粘剂优选的为二氧化硅防粘连剂。也可采用目前复合薄膜中所用的通用的防粘剂，例如滑石粉。
根据产品的需要，涂料中还可加入适量的防紫外线剂、抗静电剂等助剂。
所述的丙烯酸涂料层的厚度可以为0.3-3.5μm，基材的厚度为8-200μm。
所述的基材可以为双向拉伸聚丙烯(BOPP)或聚酯(PET)薄膜，即可为热收缩型也可为通用型薄膜。
基材与丙烯酸涂料层之间采用的底胶，可以是溶剂型聚氨酯也可以是水基型聚氨酯或丙烯酸类，底胶的涂布量为0.1-0.8g/m2。
本发明还提供了一种上述丙烯酸涂布膜的制造方法，该方法为：对基材薄膜进行电晕处理；在电晕处理后的基材表面涂底胶并烘干；用涂布设备将丙烯酸涂料均匀涂布到基材上，然后对涂布完成后的薄膜进行烘干，所述的丙烯酸涂料由含有下述重量含量的原料配制成：由10-80％的丙烯酸和90-20％的丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯的共聚物形成的乳液25-95％、软化水0-70％、滑爽剂2-15％和防粘剂0.1-5％。
所述丙烯酸涂料的涂布量可以为0.3-3.5g/m2，以获得较佳的性价比。
上述的将丙烯酸涂料涂布到基材过程中的涂布速度可以为150-250m/min，以此涂布速度可以保证涂布质量并使生产效率较高。
对涂布后的薄膜的烘干过程可以采用热风烘干或远红外加热烘干，或者是同时采用远红外和热风烘干两种方式。所述的烘干温度优选90-140℃，烘干时间为5-20秒。烘干温度低所需烘干时间较长，会降低生产效率增加生产成本，温度高则会使基材变形影响产品质量。
所述的涂布过程可以采用逆转辊式吻涂方式，可以解决涂布过程中污染其它辊筒问题，以及涂料涂布均匀性差的难题。
本发明的这种丙烯酸涂布膜，主要用于各种包装，以提供良好的热封性、印刷性能和优异的透明性能，特别是用于水基油墨的承印涂层。其具有如下优点：
(1)采用特殊的丙烯酸涂料配方，使得这种丙烯酸涂布膜产品具有优异的低温热封性能和较好的热封强度，在80℃温度下即可热封，其热封强度可达3.5N/15mm。
(2)采用特殊的丙烯酸涂料配方，使得这种丙烯酸涂布膜产品具有非常好的透明度和令人满意的光泽性能。
(3)杰出的滑动性，可适用于各类高速包装机，具有优异的包装适应性，良好的香气、气味保存性能；
(4)采用特殊的丙烯酸涂料以及合理的涂覆厚度，并采用特定的制造工艺，使得这种丙烯酸涂布膜具有优异的性能价格比和极低的涂布量，制造成本大大降低。
(5)采用特定固含量的涂料以及涂布工艺进行涂布，使得涂料达到了较小的涂布定量(单位重量的涂布面积)，增大了单位重量产品的使用面积。
(6)采用特定的水性丙烯酸涂料生产的这种丙烯酸涂布膜，可适于水基油墨印刷。
(7)可以通过自然因素迅速自行变性、分解、降解为低分子化合物，且废品燃烧时不会产生有害气体。
附图说明
图1为逆转辊式吻涂布方式示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的丙烯酸涂布膜及其制造方法作进一步说明。
实施例1
所用原料为：
基材：双向拉伸聚丙烯(BOPP)，厚度为18μm。
乳液：由市场上购得的70％的丙烯酸与30％的丙烯酸甲基共聚而成的乳液200kg，其固含量为30％；
软化水：自制，70kg；
滑爽剂：市售的棕榈蜡滑爽剂10kg；
防粘连剂：市售的二氧化硅防粘剂1kg；
底胶：市售的溶剂型聚氨酯。
称取200kg乳液加入不锈钢容器中，再一边搅拌一边依次加入棕榈蜡滑爽剂10kg、二氧化硅防粘剂1kg和软水70kg，搅拌均匀后即成丙烯酸涂料，待下一道工序使用。
将作为基材的双向拉伸聚丙烯(BOPP)基材放卷后进行电晕处理，预涂溶剂型聚氨酯底胶，涂布量为0.3g/m2。然后再如通过逆转辊式吻涂方式将丙烯酸涂料均匀转移到基材薄膜上，丙烯酸涂料的涂布量为1.0g/m2，其涂布方式如图1所示，涂布辊2位于逆转辊4及张力调节辊3之间对基材1进行涂布，这种涂布方式可以有效解决其它涂布方式中涂布辊上的涂料污染其它辊筒问题，以及其它涂布方式的涂料涂布均匀性差的难题。涂布后经过远红外线和烘箱热风烘干后收卷成膜。涂布时控制涂布速度为200m/min。干燥温度为105℃、干燥时间为8秒。另外，烘干完毕后，在42℃条件下固化2天，形成基材单面涂覆有丙烯酸涂料层的丙烯酸涂布膜，最后根据用户需要分切成不同规格的产品。产品性能测试数据见表1
表1 丙烯酸涂布膜物理性能
| 特性 | 单位 | 典型数值 | 测试标准 | |||
| 企业标准 | 国家标准 | 国际标准 | ||||
| 厚度 | μm | 20.0 | Q/HX02 | GB/T6672-86 | ||
| 单位重量 | g/m2 | 18.6 | ||||
| 收量 | m2/kg | 53.8 | ||||
| 拉伸强度 | MD | N/mm2 | 130 | Q/HX02 | GB/T1040-92 | ASTM D882 |
| TD | 240 | |||||
| 热收缩率 | MD | ％ | 2.0 | Q/HX02 | GB/T12026-89 | ASTM D1204-89 |
| TD | 0.3 | |||||
| 断裂伸长率 | MD | ％ | 170 | Q/HX02 | GB/T1040-92 | ASTM D882 |
| TD | 54 | |||||
| 杨氏模量 | MD | N/mm2 | 2050 | Q/HX02 | ASTM D882 | |
| TD | 3500 | |||||
| 热封强度 | N/15mm | 3.2 | 125℃0.5s0.14mpa | |||
| 热封温度范围 | ℃ | 65～180 | Q/HX02 | ZBY 28004 | ASTM F88-94 | |
| 摩擦系数(膜/膜) | 0.25 | Q/HX02 | GB/T10006-88 | ASTM D1894-93 | ||
| 表面张力 | mN/m | ≥38 | GB13022 | |||
| 雾度 | ％ | 1.0 | Q/HX02 | GB2410-80 | ASTM D1003-95 | |
| 光泽度(45°) | ％ | 110.0 | Q/HX02 | GB8807-88 | ASTM D2457 | |
| 透氧率 | cm3/m2/24h | 750.0 | GB1038-70 | ASTM D2985 | ||
| 25℃干燥环境，型式检验 | |||||
| 透湿率 | g/m2/24h | 8.0 | GB1037-88 | ASTM F124923℃85％RH，型式检验 |
实施例2
所用原料为：
基材层：双向拉伸聚丙烯(BOPP)，厚度为200μm。
乳液：由市场上购得的10％的丙烯酸与90％的丙烯酸甲基共聚而成的乳液300kg，其固含量为16％；
滑爽剂：市售的棕榈蜡滑爽剂15kg；
防粘连剂：市售的二氧化硅防粘剂1.6kg；
底胶：市售的水基型丙烯酸粘合剂。
称取300kg乳液加入不锈钢容器中，再一边搅拌一边依次加入棕榈蜡滑爽剂约15kg、二氧化硅防粘剂1.6kg，搅拌均匀后待下一道工序使用。
将作为基材的双向拉伸聚丙烯(BOPP)基材放卷后进行电晕处理，预涂底胶，底胶涂布量为0.1g/m2，然后再如图1所示，通过逆转辊式吻涂方式将丙烯酸涂料均匀转移到基材薄膜上，丙烯酸涂料的涂布量为2.2g/m2；涂布后经过远红外线和烘箱热风烘干后收卷成膜。涂布时控制涂布速度为240m/min。干燥温度为140℃、干燥时间为8秒。再按同样过程对基材另一面进行涂布，形成基材两面有丙烯酸涂料层的涂布膜。另外，烘干完毕后，在42℃条件下固化2天，根据用户需要分切成不同规格的产品。
实施例3
所用原料为：
基材层：PET薄膜，厚度为10μm。
乳液：由80％的丙烯酸与20％的丙烯酸乙酯共聚而成的乳液100kg，其固含量为45％；
棕榈蜡滑爽剂40kg，市售；
二氧化硅防粘剂10kg，市售；
软水250kg。
底胶：溶剂型聚氨酯，市售。
称取100kg乳液加入不锈钢容器中，再一边搅拌一边依次加入滑爽剂约40kg、防粘剂10kg和软水250kg，搅拌均匀后成丙烯酸涂料待下一道工序使用。
将作为基材的PET薄膜放卷后进行电晕处理；在基材单面预涂溶剂型聚氨酯底胶，涂布量为0.8g/m2，再通过逆转辊式吻涂方式将丙烯酸涂料均匀转移到涂有底胶的基材薄膜上，涂布量为0.7g/m2，涂布后经过远红外线烘干后收卷成膜。涂布时控制涂布速度为190m/min。干燥温度为120℃、干燥时间为18秒。另外，烘干完毕后，在42℃条件下固化2天，根据用户需要分切成不同规格的产品。形成在PET基材单面涂覆有丙烯酸涂料的涂布膜。
实施例4
所用原料为：
基材层：双向拉伸聚丙烯(BOPP)，厚度为120μm。
乳液：由市场上购得的70％的丙烯酸与30％的丙烯酸甲基共聚而成的乳液150kg，其固含量为40％；
软化水：自制174kg；
滑爽剂：市售的棕榈蜡滑爽剂56kg；
防粘连剂：市售的二氧化硅防粘剂20kg；
底胶：市售的溶剂型聚氨酯。
称取150kg乳液加入不锈钢容器中，再一边搅拌一边依次加入滑爽剂约56kg、防粘剂20kg和软水174kg，搅拌均匀后待下一道工序使用。
将作为基材的双向拉伸聚丙烯(BOPP)基材放卷后进行电晕处理，预涂溶剂型底胶，通过逆转辊式吻涂方式将丙烯酸涂料均匀转移到基材薄膜上，涂布后经过烘箱热风烘干后收卷成膜。涂布时控制涂布速度为200m/min。干燥温度为105℃、干燥时间为8秒。另外，烘干完毕后，在42℃条件下固化2天，根据用户需要分切成不同规格的产品。
Claims (9)
1、一种丙烯酸涂布膜，包括基材及基材表面的涂料层，涂料层与基材之间有底胶层，其特征在于：所述涂料层是由丙烯酸涂料涂覆在基材表面并烘干后形成的涂层，所述的丙烯酸涂料由含有下述重量含量的原料配制成：由10-80％的丙烯酸和90-20％的丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯的共聚物形成的乳液25-95％，以及软化水0-70％、滑爽剂2-15％和防粘剂0.1-5％。
2、如权利要求1所述的丙烯酸涂布膜，其特征在于：所述的乳液的固含量为15-45％、滑爽剂的固含量为20-30％、防粘剂的固含量为5-15％。
3、如权利要求1或2所述的丙烯酸涂布膜，其特征在于：所述的滑爽剂为棕榈蜡，防粘剂为二氧化硅。
4、如权利要求1或2所述的丙烯酸涂布膜，其特征在于：所述的丙烯酸涂料层的厚度为0.3-3.5μm，所述的基材的厚度为8-200μm。
5、一种丙烯酸涂布膜的制造方法，该方法为：对基材薄膜进行电晕处理；在电晕处理后的基材表面涂底胶并烘干；用涂布设备将所述的丙烯酸涂料均匀涂布到基材上，然后对涂布完成后的薄膜进行烘干，所述的丙烯酸涂料由含有下述重量含量的原料配制成：由10-80％的丙烯酸和90-20％的丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯的共聚物形成的乳液25-95％、软化水0-70％、滑爽剂2-15％和防粘剂0.1-5％。
6、如权利要求5所述的丙烯酸涂布膜的制造方法，其特征在于：所述的丙烯酸涂料的涂布量为0.3-3.5g/m2。
7、如权利要求5所述的丙烯酸涂布膜的制造方法，其特征在于：所述的将丙烯酸涂料涂布到基材时的涂布速度为150-250m/min。
8、如权利要求5所述的丙烯酸涂布膜的制造方法，其特征在于：所述的对涂布后的薄膜的烘干过程采用热风和远红外加热烘干，烘干温度为90-140℃，烘干时间为5-20秒。
9、如权利要求5所述的丙烯酸涂布膜的制造方法，其特征在于：所述的涂布过程采用逆转辊式吻涂方式，涂布辊位于逆转辊及张力调节辊之间对张紧在逆转辊及张力调节辊上的基材进行涂布。
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