专利名称：一种防紫外线阻隔涂布薄膜及其制造方法
一种防紫外线阻隔涂布薄膜及其制造方法
所属技术领域 本发明涉及一种防紫外线阻隔涂布薄膜，包括基材和基材表面的涂料层，涂料层 与基材之间有底胶层，该涂布薄膜除具有传统聚偏二氯乙烯涂布薄膜的阻隔性外还具有特 殊的防紫外线功能，实现了一种产品多种功能，大大降低了包装成本，本发明属于软包装行 业领域。
背景技术：
紫外线按照波长划分为三个波段(1)波长200 275nm，称为短波灭菌紫外线。 它的穿透能力最弱，无法穿透大部分的透明玻璃及塑料。日光中含有的短波紫外线几乎被 臭氧层完全吸收；(2)波长275 320nm，称为中波红斑效应紫外线。中等穿透力，它的波 长较短的部分会被透明玻璃吸收，日光中含有的中波紫外线大部分被臭氧层所吸收，只有 不足2. 5%能到达地球表面，但在夏天和午后会特别强烈。中波紫外线对人体具有红斑作 用，能促进体内矿物质代谢和维生素D的形成，但长期或过量照射会令皮肤晒黑，并引起红 肿脱皮；(3)波长320 400nm，称为长波黑斑效应紫外线。它有很强的穿透力，可以穿透大 部分透明的玻璃以及塑料。日光中含有的长波紫外线，有超过98%能穿透臭氧层和云层到 达地球表面，长波紫外线可以直达肌肤的真皮层，破坏弹性纤维和胶原蛋白纤维，将人的皮 肤晒黑。波长290 330nm，又被称为生物活性突变紫外线，带有生物活性的食品药品经过 此波段的辐射，很快失去生物活性，丧失原有功能。因此，防紫外线的目标是对275 400nm 波段的紫外线进行有效屏蔽。目前，二氧化钛、辛-二甲基-对胺基苯甲酸是最重要的紫外线吸收剂，市面上的 防紫外线薄膜，是母料添加成膜助剂和二氧化钛、辛_ 二甲基_对胺基苯甲酸，通过吹塑料 法制备而成的，成膜后，二氧化钛、辛_ 二甲基_对胺基苯甲酸没有和塑料高分子链交链，而 是游离在分子链之外，此类产品存在以下不足1.薄膜对紫外线进行有效屏蔽的波段较窄，对波长大于375nm的紫外线不能有效屏蔽。2.薄膜较厚，生产成本太高，特别是要做到真正的防紫外线，紫外线的屏蔽率必须 大于99%，那么薄膜的厚度要大于80 μ m,成本特高，根本不适用于软包装行业。3.没有氧气阻隔能力，无法适用于食品药品包装，该类薄膜在软包装上的应用问 题，成了目前最重要的技术屏颈。4.生产这种薄膜所需能耗较大，且二氧化氮排放量也很大，与当前提出的低碳理 念相悖。
发明内容
针对目前传统薄膜面临的上述问题，本发明的目的在于提供一种新型的防紫外线 阻隔涂布薄膜，这种涂布薄膜除具有氧气、水蒸气阻隔性能外还具有特殊的防紫外线功能， 解决了食品、药品软包装的防紫外线难题，同时大大降低了包装成本。本方法的工艺流程如下改性聚偏二氯乙烯的配制_基材表面电晕处理_底涂-烘干_面涂-烘干_固化本发明提供的防紫外线阻隔涂布薄膜，包括基材和基材表面的涂料层，涂料层与 基材之间有底胶层，其特征在于所述面涂料层是由改性聚偏二氯乙烯乳胶涂覆在底胶层 表面并烘干后形成的涂层，所述的改性聚偏二氯乙烯乳胶由含有下述重量含量的原料配制 成90-99. 9%的聚偏二氯乙烯乳液、0. 02-2%的脂肪醇聚氧乙烯醚、0. 08-8%三氮杂苯衍 生物；所述基材为双向拉伸聚丙烯、双向拉伸尼龙、双向拉伸聚酯、聚乙烯和聚氯乙烯中的 任意一种；所述底胶层是水性聚氨酯或溶剂型聚氨酯形成的涂层。所述涂料层可以在基材的一个面，也可以在基材的两个面同时存在；所述的聚偏二氯乙烯乳胶的固含量为38-51%。本发明还提供了一种防紫外线阻隔涂布薄膜的制造方法，该方法为(1)反应釜中加入90-99. 9份聚偏二氯乙烯乳液，搅拌速度80-200转/分钟，温度 控制 50-90°C。(2)滴加0. 02-2份脂肪醇聚氧乙烯醚至反应釜，滴加速度为1-5克/分钟，滴加过 程反应釜温度50-90°C。(3)提高反应釜温度，控制在60-90°C，滴加0. 08% _8份三氮杂苯并三唑等三氮杂 苯衍生物，滴加速度4-10克/分钟。滴加完毕保持20-60分钟，使三氮杂苯衍生物与聚偏 二氯乙烯乳液交链完全，制得改性聚偏二氯乙烯乳液。(4)将基材膜进行电晕处理，用涂布设备涂布聚胺脂底胶后烘干，涂布速度为 260-300米/分钟，烘干温度为80-100°C，烘干方式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，涂布量为0. 3-1. 5g/m2。(5)用涂布设备在底胶面涂布改性聚偏二氯乙烯乳液后烘干，涂布速度为 240-300米/分钟，烘干温度为100-150°C，烘干方式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，涂布量为2. 0-3. Og/m2。(6)将上述涂布好的薄膜固化72小时后即制得本发明的防紫外线阻隔涂布膜，固 化温度为38-48 °C。所述的涂布过程采用逆转辊吻式涂布方式，以解决对基材厚度偏差的适应性难 题。本发明中通过对聚偏二氯乙烯改性，使三氮杂苯衍生物分子与聚偏二氯乙烯分子 发生交链，成膜后三氮杂苯衍生物分子不会游离于薄膜内，薄膜能够屏蔽的波长范围更广； 并通过涂布方式制得集阻隔和防紫外线功能于一体的防紫外线阻隔涂布薄膜，拓展了涂布 薄膜的使用领域，大大降低了包装成本，推动了软包装行业的发展。
具体实施例方式实施例一将48. 8公斤固含量为38%的聚偏二氯乙烯乳液加至100L反应釜内，开启反应釜 搅拌，搅拌速度100转/分钟，缓慢升温，温度控制在60°c。准确称取脂肪醇聚氧乙烯醚300 克，置于500ml滴加器，待反应釜温度趋于恒定，开始滴加，滴加速度为2. 8克/分钟，滴加 过程保持恒定温度。滴加完毕，将釜内温度升至70°C，搅拌速度调至180转/分钟，保持30 分钟。称取三氮杂苯并三唑900克，溶于1200ml去离子水中，待反应釜温度恒定，滴加三氮 杂苯并三唑，速度为8. 4克/分钟。滴加完毕，将釜内搅拌速度调至150转/分钟，保持30分钟，涂料改性完成，取出涂料，待涂布用。开启涂布机，将双向拉伸聚丙烯薄膜放卷于涂 布机内，用逆转辊吻式涂布方式将水性聚氨酯底胶涂布在基材的一个面上并烘干，烘箱温 度控制在90°C，机速控制在280米/分钟，涂布量为1. Og/m2。再用逆转辊吻式涂布方式将 改性好的溶液涂布到底胶涂层上并烘干，涂布速度260米/分钟，烘干温度150°C，涂布量 为2.2g/m2。经固化72小时后即制得防紫外线高阻隔涂布膜，固化温度40°C。取防紫外线 高阻隔涂布膜做性能测试，得270nm-390nm紫外线透过率为1. 2%，氧气透过率为10. 7cc3/ m2. 24hr。实施例二 将48. 9公斤固含量为49%的聚偏二氯乙烯乳液加至IOOL反应釜内，开启反应釜 搅拌，搅拌速度120转/分钟，缓慢升温，温度控制在65°C。准确称取脂肪醇聚氧乙烯醚400 克，置于500ml滴加器，待反应釜温度趋于恒定，开始滴加，滴加速度为4. 2克/分钟，滴加 过程保持恒定温度。滴加完毕，将釜内温度升至75°C，搅拌速度调至150转/分钟，保持30 分钟。称取三氮杂苯并三唑700克，溶于900ml去离子水中，待反应釜温度恒定，滴加三氮 杂苯并三唑，速度为7. 2克/分钟。滴加完毕，将釜内搅拌速度调至170转/分钟，保持50 分钟，涂料改性完成，取出涂料，待涂布用。开启涂布机，将双向拉伸尼龙薄膜放卷于涂布 机内，用逆转辊吻式涂布方式将溶剂型聚氨酯底胶涂布在基材的一个面上并烘干，烘箱温 度控制在90°C，机速控制在280米/分钟，涂布量为0. 5g/m2。再用逆转辊吻式涂布方式将 改性好的溶液涂布到底胶涂层上并烘干，涂布速度260米/分钟，烘干温度150°C，涂布量 为2.4g/m2。经固化72小时后即制得防紫外线高阻隔涂布膜，固化温度48°C。取防紫外线 高阻隔涂布膜做性能测试，得270nm-390nm紫外线透过率为1. 0%，氧气透过率为10. 3cc3/ m2. 24hr。实施例三将48. O公斤固含量为41%的聚偏二氯乙烯乳液加至IOOL反应釜内，开启反应釜 搅拌，搅拌速度135转/分钟，缓慢升温，温度控制在70°C。准确称取脂肪醇聚氧乙烯醚500 克，置于IOOOml滴加器；称取三氮杂苯并三唑1500克，溶于2500ml去离子水中，溶液倒进 另一滴加器，待反应釜温度趋于恒定，同时滴加以上两种物质，滴加速度分别控制为3. 0克 /分钟和9. 2克/分钟，滴加过程保持恒定温度。滴加完毕，将釜内温度升至70°C，搅拌速 度调至180转/分钟，保持45分钟，涂料改性完成，取出涂料，待涂布用。开启涂布机，将聚 乙烯薄膜放卷于涂布机内，用逆转辊吻式涂布方式将水性聚氨酯底胶涂布在基材的一个面 上并烘干，烘箱温度控制在105°C，机速控制在220米/分钟，涂布量为0. 9g/m2。再用逆转 辊吻式涂布方式将改性好的溶液涂布到底胶涂层上并烘干，涂布速度240米/分钟，烘干温 度135°C，涂布量为2.9g/m2。经固化后即为防紫外线高阻隔涂布膜。取防紫外线高阻隔涂 布膜做性能测试，得270nm-390nm紫外线透过率为1. 0%，氧气透过率为11. 2cc3/m2. 24hr。实施例四将49. 0公斤固含量为45%的聚偏二氯乙烯乳液加至100L反应釜内，开启反应釜 搅拌，搅拌速度110转/分钟，缓慢升温，温度控制在75°C。准确称取脂肪醇聚氧乙烯醚500 克，置于800ml滴加器，待反应釜温度趋于恒定，开始滴加，滴加速度为4. 8克/分钟，滴加 过程保持恒定温度。滴加完毕，将釜内温度升至85°C，搅拌速度调至130转/分钟，保持50 分钟。称取三氮杂苯并三唑500克，溶于IOOOml去离子水中，待反应釜温度恒定，滴加三氮杂苯并三唑，速度为4. 8克/分钟。滴加完毕，将釜内搅拌速度调至160转/分钟，保持20 分钟，涂料改性完成，取出涂料，待涂布用。开启涂布机，将聚氯乙烯薄膜放卷于涂布机内， 用逆转辊吻式涂布方式将溶剂型聚氨酯底胶涂布在基材的一个面上并烘干，烘箱温度控制 在110°C，机速控制在210米/分钟，涂布量为0. 7g/m2。再用逆转辊吻式涂布方式将改性好 的溶液涂布到底胶涂层上并烘干，涂布速度210米/分钟，烘干温度135°C，涂布量为2. 5g/ m2。经固化72小时后即制得防紫外线高阻隔涂布膜，固化温度48°C。取防紫外线高阻隔涂 布膜做性能测试，得270nm-390nm紫外线透过率为1. 1%，氧气透过率为11. 0cc3/m2. 24hr。实施例五将47. 6公斤固含量为50%的聚偏二氯乙烯乳液加至100L反应釜内，开启反应釜 搅拌，搅拌速度120转/分钟，缓慢升温，温度控制在70°C。准确称取脂肪醇聚氧乙烯醚600 克，置于1000ml滴加器；称取三氮杂苯并三唑1800克，溶于2500ml去离子水中，溶液倒进 另一滴加器，待反应釜温度趋于恒定，同时滴加以上两种物质，滴加速度分别控制为3. 2克 /分钟和9. 6克/分钟，滴加过程保持恒定温度。滴加完毕，将釜内温度升至75°C，搅拌速度 调至200转/分钟，保持60分钟，涂料改性完成，取出涂料，待涂布用。开启涂布机，将双向 拉伸聚酯薄膜放卷于涂布机内，用逆转辊吻式涂布方式将水性聚氨酯底胶涂布在基材的一 个面上并烘干，烘箱温度控制在95°C，机速控制在240米/分钟，涂布量为1. 5g/m2。再用逆 转辊吻式涂布方式将改性好的溶液涂布到底胶涂层上并烘干，涂布速度300米/分钟，烘干 温度150°C，涂布量为3.0g/m2。经固化后即为防紫外线高阻隔涂布膜。取防紫外线高阻隔 涂布膜做性能测试，得270nm-390nm紫外线透过率为0. 9%，氧气透过率为9. 8cc3/m2. 24hr。
权利要求
一种防紫外线阻隔涂布薄膜，包括基材及基材表面的涂料层，涂料层与基材之间的底胶层，其特征在于其特征在于所述面涂料层是由改性聚偏二氯乙烯乳胶涂覆在底胶层表面并烘干后形成的涂层，所述的改性聚偏二氯乙烯乳胶由含有下述重量含量的原料配制成90-99.9％的聚偏二氯乙烯乳液、0.02-2％的脂肪醇聚氧乙烯醚、0.08-8％三氮杂苯衍生物；所述基材为双向拉伸聚丙烯、双向拉伸尼龙、双向拉伸聚酯、聚乙烯和聚氯乙烯中的任意一种；所述底胶层是水性聚氨酯或溶剂型聚氨酯形成的涂层。
2.如权利要求1所述的防紫外线阻隔涂布薄膜，其特征在于所述涂料层可以在基材 的一个面，也可以在基材的两个面同时存在。
3.如权利要求1所述的防紫外线阻隔涂布薄膜，其特征在于所述的聚偏二氯乙烯乳 液的固含量为38-51%。
4.如权利要求1所述的防紫外线阻隔涂布薄膜，其特征在于所述基材为双向拉伸聚 丙烯、双向拉伸尼龙、双向拉伸聚酯、聚乙烯和聚氯乙烯中的任意一种；
5.如权利要求1防紫外线阻隔涂布薄膜，其特征在于所述底胶是水性聚氨酯或溶剂 型聚氨酯；
6.一种防紫外线阻隔涂布薄膜的制造方法，其特征在于该方法包括如下过程对基材 薄膜进行电晕处理，在电晕处理后的基材表面预涂底胶并烘干，再用涂布设备将改性聚偏 二氯乙烯乳液涂布到底胶面并烘干，经38-48°C固化72小时制得；
7.如权利要求6所述的防紫外线阻隔涂布薄膜的制造方法，其特征在于改性聚偏二 氯乙烯乳液所用的改性物质为三氮杂苯衍生物、脂肪醇聚氧乙烯醚类；
8.如权利要求6所述的防紫外线阻隔涂布薄膜的制造方法，其特征在于改性物质的 滴加顺序为先滴加脂肪醇聚氧乙烯醚类再滴加三氮杂苯衍生物；
9.如权利要求6所述的防紫外线阻隔涂布薄膜的制造方法，其特征在于底涂和改 性聚偏二氯乙烯乳液涂布烘干方式采用热风烘干或远红外加热烘干，烘干温度分别为 80-100°C和 100-150°C ；
10.如权利要求6所述的防紫外线阻隔涂布薄膜的制造方法，其特征在于固化时间为 72小时，固化温度为38-48°C。
全文摘要
本发明提供一种防紫外线阻隔涂布薄膜及其制造方法，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，底胶层是水性聚氨酯或溶剂型聚氨酯形成的涂层；涂料层是由由改性聚偏二氯乙烯乳胶涂覆在底胶层表面并烘干后形成的涂层。该产品除具有很好的氧气阻隔性能外还具有防紫外线功能，适合需防紫外线食品、药品阻隔性包装。
文档编号B32B27/08GK101875254SQ20101021069
公开日2010年11月3日 申请日期2010年6月18日 优先权日2010年6月18日
发明者王波 申请人:海南赛诺实业有限公司