CN110920187A - 一种低摩擦低温热封bopet薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低摩擦低温热封BOPET薄膜及其制备方法,该薄膜由上表层、芯层和下表层构成,所述下表层为低温热封层,其原料为共聚改性的PETG聚酯热封母料,由对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇和乙二酸共聚得到,其中对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇和乙二酸的摩尔比为(40‑45):(40‑45):(5‑10):(5‑10);上表层为抗粘层,由以下原料按重量百分比制成:大有光聚酯切片40‑50%、爽滑母料5‑10%、抗粘母料40‑50%;芯层的原料为大有光聚酯切片。本发明制备的低摩擦低温热封BOPET薄膜性能稳定,低温热封性能良好,同时扩大的BOPET热封膜的应用领域,降低了热封能耗。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜技术领域,尤其涉及一种低摩擦低温热封BOPET薄膜及其制备方法。
背景技术
BOPET薄膜是一种性能比较全面的包装薄膜。其透明性好,有光泽;具有良好的气密性和保香性。薄膜的机械性能优良,其强韧性是所有热塑性塑料中最好的,抗张强度和抗冲击强度比一般薄膜高得多;且挺力好,尺寸稳定,适于印刷、纸袋等二次加工。BOPET薄膜还具有优良的耐热、耐寒性和良好的耐化学药品性和耐油性。
近年来,中国BOPET薄膜产业发展迅速,行业市场应用领域不断扩展,产品的专业化程度越来越高,进口替代步伐加快。行业企业在产品创新及技术改造方面加大投入,在包装及工业领域进一步提升产品质量,在特种包装、电子、精密涂布、光电、航空、建筑、农业等领域进一步拓展应用,行业已逐步形成差异化、特种化、高端化的产品供给模式。
BOPET薄膜的综合性能优良,同时也存在一些不足之处:普通的BOPET薄膜不能直接进行热封合。为了用于热封的场合,它通常需要与其他树脂进行繁琐而费钱的复合工序,从而极大地限制了其应用领域。由于普通BOPET薄膜不具备热封性能,不得不采用将BOPET与CPP或PE膜复合的方法来解决包装封口的问题。例如,采用BOPET/胶粘剂/CPP或BOPET/胶粘剂/PE或BOPET/AL/胶粘剂/CPP等复合方式,这样不但使包装成本大大提高,而且因为复合时残留溶剂的存在,从而会影响被包装的食品的卫生,影响人的健康。因此,BOPET热封膜应运而生,并先后在包装、建筑、电子等领域迅速应用。但随着包装行业逐步高速、自动化的发展趋势,BOPET热封膜还需具有低温瞬时热封,且热封强度优良的性能,同时为了满足不同类型包装机的高速包装,还要求薄膜膜摩擦系数较低。目前国内普通BOPET热封膜的起始热封温度约在95℃,且摩擦系数在0.4-0.5之间。为了跟上包装行业的高速化脚步,本发明拟开发出低摩擦低温热封BOPET薄膜。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种低摩擦低温热封BOPET薄膜及其制备方法。
本发明提出的一种低摩擦低温热封BOPET薄膜,由上表层、芯层和下表层构成,其特征在于,所述下表层为低温热封层,原料为共聚改性PETG聚酯热封母料,由对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇和乙二酸共聚得到,其中对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇和乙二酸的摩尔比为(40-45):(40-45):(5-10):(5-10)。
优选地,所述上表层为抗粘层,由以下原料按重量百分比制成:大有光聚酯切片40-50%、爽滑母料5-10%、抗粘母料40-50%。
优选地,所述爽滑母料包括下述重量百分比的原料:硬脂酸季戊四醇酯2-4%,大有光聚酯切片余量。
优选地,所述抗粘母料包括下述重量百分比的原料:球状透明玻璃微珠4-6%,大有光聚酯切片余量;优选地,所述球状透明玻璃微珠的粒径为2.0-2.5μm。
优选地,所述芯层的原料为大有光聚酯切片。
优选地,所述上表层的厚度占薄膜总厚度的12-15%,下表层厚度占薄膜总厚度的15-20%。
一种所述低摩擦低温热封BOPET薄膜的制备方法,包括下述步骤:
S1、将芯层的原料、上表层的原料、下表层的原料分别熔融挤出,得到芯层熔体、上表层熔体、下表层熔体;将所述芯层熔体和上表层熔体、下表层熔体在三层结构模头中汇合挤出得到膜片,汇合挤出温度为270-275℃;
S2、将所述膜片经冷辊冷却形成铸片,所述冷却温度为25-30℃;
S3、将所述铸片预热后进行纵向拉伸,预热温度为60-95℃,拉伸温度为100-110℃,拉伸倍率为3.0-3.5倍;
S4、将步骤S3纵向拉伸后得到的薄膜预热后进行横向拉伸,预热温度为80-90℃,拉伸温度为100-110℃,然后在180-230℃定型,在23-27℃冷却,即得低摩擦低温热封BOPET薄膜。
优选地,所述步骤S1中,下表层的原料的熔融挤出温度为245-260℃。
本发明的有益之处为,采用有效成分为粒径2.0-2.5μm的球形透明玻璃微珠的抗粘母料,在保证正常收卷的情况下,改善膜面外观质量,提高膜面平整度,提高薄膜光学性能;采用有效成分为硬脂酸季戊四醇酯的爽滑母料,可有效降低薄膜的摩擦系数,解决表面摩擦大所导致的膜面刮痕、粘连和静电大等问题,提高了薄膜的加工性能;采用合适比例的对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇和乙二酸共聚得到共聚改性PETG聚酯热封母料作为下表层的原料,相比普通热封母料,玻璃化转变温度降低10-15℃,可有效降低薄膜的起始热封温度,普通热封膜的起始热封温度约95℃,本发明薄膜的起始热封温度约85℃,且热封强度达到2.5N/15mm以上。本发明制备的低摩擦低温热封BOPET薄膜性能稳定,低温热封性能良好,同时扩大了BOPET热封膜的应用领域,降低了热封能耗。
具体实施方式
下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种低摩擦低温热封BOPET薄膜,由上表层、芯层和下表层构成。
上表层为抗粘层,由以下原料按重量百分比组成:大有光聚酯切片45%、爽滑母料5%、抗粘母料50%。其中爽滑母料包括下述重量百分比的原料:硬脂酸季戊四醇酯2%,大有光聚酯切片余量。抗粘母料包括下述重量百分比的原料:球状透明玻璃微珠4%,大有光聚酯切片余量;球状透明玻璃微珠的粒径为2.0-2.5μm。
芯层的原料为大有光聚酯切片。
下表层为低温热封层,原料为共聚改性PETG聚酯热封母料,由对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇和乙二酸共聚得到,其中对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇和乙二酸的摩尔比为40:40:10:10。
上表层的厚度占薄膜总厚度的12%,下表层厚度占薄膜总厚度的15%。
其制备方法,包括下述步骤:
S1、将芯层的原料经过流化床干燥,干燥温度为140℃,干燥时间为4h,然后在单螺杆挤出机中加热熔融,20μm碟片式过滤器过滤,过滤后其水分含量≤50ppm,得到芯层熔体;将上表层的原料、下表层的原料分别加入两台双螺杆挤出机中经熔融、抽真空处理后,除去原料中的低聚物、水份和杂质,得到上表层熔体、下表层熔体,其中下表层的原料的双螺杆挤出机温度为245℃;将芯层熔体和上表层熔体、下表层熔体在三层结构模头中汇合挤出得到膜片,汇合挤出温度在270℃;
S2、利用静电吸附将所述膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片,铸片急冷温度为25℃;
S3、将所述铸片预热后进行纵向拉伸,预热温度为60℃,拉伸温度为100℃,拉伸倍率为3.0倍;
S4、将步骤S3纵向拉伸后得到的薄膜预热后进行横向拉伸,预热温度为80℃,拉伸温度为100℃,然后在180℃定型,在23℃冷却,即得低摩擦低温热封BOPET薄膜。
实施例2
一种低摩擦低温热封BOPET薄膜,由上表层、芯层和下表层构成。
上表层为抗粘层,由以下原料按重量百分比组成:大有光聚酯切片40%、爽滑母料10%、抗粘母料50%。其中爽滑母料包括下述重量百分比的原料:硬脂酸季戊四醇酯3%,大有光聚酯切片余量。抗粘母料包括下述重量百分比的原料:球状透明玻璃微珠5%,大有光聚酯切片余量;球状透明玻璃微珠的粒径为2.0-2.5μm。
芯层的原料为大有光聚酯切片。
下表层为低温热封层,原料为共聚改性PETG聚酯热封母料,由对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇和乙二酸共聚得到,其中对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇和乙二酸的摩尔比为40:45:10:5。
上表层的厚度占薄膜总厚度的14%,下表层厚度占薄膜总厚度的18%。
其制备方法,包括下述步骤:
S1、将芯层的原料经过流化床干燥,干燥温度为160℃,干燥时间为5h,然后在单螺杆挤出机中加热熔融,20μm碟片式过滤器过滤,过滤后其水分含量≤50ppm,得到芯层熔体;将上表层的原料、下表层的原料分别加入两台双螺杆挤出机中经熔融、抽真空处理后,除去原料中的低聚物、水份和杂质,得到上表层熔体、下表层熔体,其中下表层的原料的双螺杆挤出机温度为260℃;将芯层熔体和上表层熔体、下表层熔体在三层结构模头中汇合挤出得到膜片,汇合挤出温度在275℃;
S2、利用静电吸附将所述膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片,铸片急冷温度为30℃;
S3、将所述铸片预热后进行纵向拉伸,预热温度为95℃,拉伸温度为110℃,拉伸倍率为3.5倍;
S4、将步骤S3纵向拉伸后得到的薄膜预热后进行横向拉伸,预热温度为90℃,拉伸温度为110℃,然后在230℃定型,在25℃冷却,即得低摩擦低温热封BOPET薄膜。
实施例3
一种低摩擦低温热封BOPET薄膜,由上表层、芯层和下表层构成。
上表层为抗粘层,由以下原料按重量百分比组成:大有光聚酯切片50%、爽滑母料10%、抗粘母料40%。其中爽滑母料包括下述重量百分比的原料:硬脂酸季戊四醇酯4%,大有光聚酯切片余量。抗粘母料包括下述重量百分比的原料:球状透明玻璃微珠6%,大有光聚酯切片余量;球状透明玻璃微珠的粒径为2.0-2.5μm。
芯层的原料为大有光聚酯切片。
下表层为低温热封层,原料为共聚改性PETG聚酯热封母料,由对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇和乙二酸共聚得到,其中对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇和乙二酸的摩尔比为45:45:5:5。
上表层的厚度占薄膜总厚度的15%,下表层厚度占薄膜总厚度的20%。
其制备方法,包括下述步骤:
S1、将芯层的原料经过流化床干燥,干燥温度为150℃,干燥时间为4.5h,然后在单螺杆挤出机中加热熔融,20μm碟片式过滤器过滤,过滤后其水分含量≤50ppm,得到芯层熔体;将上表层的原料、下表层的原料分别加入两台双螺杆挤出机中经熔融、抽真空处理后,除去原料中的低聚物、水份和杂质,得到上表层熔体、下表层熔体,其中下表层的原料的双螺杆挤出机温度为250℃;将芯层熔体和上表层熔体、下表层熔体在三层结构模头中汇合挤出得到膜片,汇合挤出温度在272℃;
S2、利用静电吸附将所述膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片,铸片急冷温度为28℃;
S3、将所述铸片预热后进行纵向拉伸,预热温度为70℃,拉伸温度为105℃,拉伸倍率为3.2倍;
S4、将步骤S3纵向拉伸后得到的薄膜预热后进行横向拉伸,预热温度为85℃,拉伸温度为105℃,然后在200℃定型,在27℃冷却,即得低摩擦低温热封BOPET薄膜。
对比例1
一种热封BOPET薄膜,由上表层、芯层和下表层构成。
上表层为抗粘层,由以下原料按重量百分比组成:大有光聚酯切片50%、余量为普通抗粘母料。芯层的原料为大有光聚酯切片。下表层的原料为普通热封母料。
上表层的厚度占薄膜总厚度的15%,下表层厚度占薄膜总厚度的20%。
其制备方法,包括下述步骤:
S1、将芯层的原料经过流化床干燥,干燥温度为150℃,干燥时间为4.5h,然后在单螺杆挤出机中加热熔融,20μm碟片式过滤器过滤,过滤后其水分含量≤50ppm,得到芯层熔体;将上表层的原料、下表层的原料分别加入两台双螺杆挤出机中经熔融、抽真空处理后,除去原料中的低聚物、水份和杂质,得到上表层熔体、下表层熔体,其中下表层的原料的双螺杆挤出机温度为250℃;将芯层熔体和上表层熔体、下表层熔体在三层结构模头中汇合挤出得到膜片,汇合挤出温度在272℃;
S2、利用静电吸附将所述膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片,铸片急冷温度为28℃;
S3、将所述铸片预热后进行纵向拉伸,预热温度为70℃,拉伸温度为105℃,拉伸倍率为3.2倍;
S4、将步骤S3纵向拉伸后得到的薄膜预热后进行横向拉伸,预热温度为85℃,拉伸温度为105℃,然后在200℃定型,在27℃冷却,即得。
将上述实施例1-3以及对比例1制得的试样进行对比试验,检测结果如表1所示:
表1实施例1-3及对比例1主要物性指标
由表1所示,本发明使用改性共聚PETG热封母料,有效降低热封母料的玻璃化转变温度,使起始热封温度相比普通热封膜降低10℃左右,且热封强度优于普通热封膜,另外添加特殊抗粘母料及爽滑母料,降低薄膜摩擦系数至0.15左右,提高了BOPET热封膜在下游快速包装制袋的生产效率,同时降低了热封能耗,节能环保。
本发明薄膜在满足母卷、成品收卷的前提下,提高膜面的平整度,减少膜面划伤、降低摩擦带来的薄膜静电,提高薄膜光学性能,使BOPET热封膜在建筑领域应用扩大。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种低摩擦低温热封BOPET薄膜,由上表层、芯层和下表层构成,其特征在于,所述下表层为低温热封层,原料为共聚改性PETG聚酯热封母料,由对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇和乙二酸共聚得到,其中对苯二甲酸、乙二醇、新戊二醇和乙二酸的摩尔比为(40-45):(40-45):(5-10):(5-10)。
2.根据权利要求1所述的一种低摩擦低温热封BOPET薄膜,其特征在于,所述上表层为抗粘层,由以下原料按重量百分比制成:大有光聚酯切片40-50%、爽滑母料5-10%、抗粘母料40-50%。
3.根据权利要求2所述的低摩擦低温热封BOPET薄膜,其特征在于,所述爽滑母料包括下述重量百分比的原料:硬脂酸季戊四醇酯2-4%,大有光聚酯切片余量。
4.根据权利要求2或3所述的低摩擦低温热封BOPET薄膜,其特征在于,所述抗粘母料包括下述重量百分比的原料:球状透明玻璃微珠4-6%,大有光聚酯切片余量;优选地,所述球状透明玻璃微珠的粒径为2.0-2.5μm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的低摩擦低温热封BOPET薄膜,其特征在于,所述芯层的原料为大有光聚酯切片。
6.根据权利要求1-5任一项所述的低摩擦低温热封BOPET薄膜,其特征在于,所述上表层的厚度占薄膜总厚度的12-15%,下表层厚度占薄膜总厚度的15-20%。
7.一种如权利要求1-6任一项所述低摩擦低温热封BOPET薄膜的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:
S1、将芯层的原料、上表层的原料、下表层的原料分别熔融挤出,得到芯层熔体、上表层熔体、下表层熔体;将所述芯层熔体和上表层熔体、下表层熔体在三层结构模头中汇合挤出得到膜片,汇合挤出温度为270-275℃;
S2、将所述膜片经冷辊冷却形成铸片,所述冷却温度为25-30℃;
S3、将所述铸片预热后进行纵向拉伸,预热温度为60-95℃,拉伸温度为100-110℃,拉伸倍率为3.0-3.5倍;
S4、将步骤S3纵向拉伸后得到的薄膜预热后进行横向拉伸,预热温度为80-90℃,拉伸温度为100-110℃,然后在180-230℃定型,在23-27℃冷却,即得低摩擦低温热封BOPET薄膜。
8.根据权利要求7所述低摩擦低温热封BOPET薄膜的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,下表层的原料的熔融挤出温度为245-260℃。
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