一种超高阻隔透明镀氧化铝薄膜及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种超高阻隔镀氧化铝透明薄膜，其结构为PET基材，镀氧化铝层以及镀氧化铝表面上的保护涂层，共三层结构。所述的PET基材膜厚度为9-14μm；所述的氧化铝层为在1500℃下铝条和高纯氧的反应物真空镀在PET基材上形成的氧化铝层；所述的保护涂层为自粘性聚乙烯醇涂层；所述的PVOH原料配比为：14-20％聚乙烯醇、1.2-1.93％甲醚化三聚氰胺树脂、0.03-0.1％月桂酸、0.017-0.028％十二烷基苯磺酸钠、0.002-0.008％有机硅消泡剂、75-82％去离子水、2-5％聚乙烯亚胺；所述聚乙烯醇聚合度为300，醇解度为99％。
【专利说明】一种超高阻隔透明镀氧化铝薄膜及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种超高阻隔透明镀氧化铝薄膜及其制造方法，属于新型高分子材料 领域。 技术背景
[0002] 镀铝膜是采用特殊工艺在塑料薄膜表面镀上一层极薄的金属铝而形成的一种复 合软包装材料。由于它既具有塑料薄膜的特性，又具有金属的特性，是一种廉价美观、性能 优良、实用性强的包装材料，使其在食品包装行业占有一席之地。但其不足之处在于不透 明、镀层强度差、不能用于微波加热，这些缺点很大程度限制了其应用范围。
[0003] 镀氧化铝薄膜透明性好，阻氧、阻湿等性能非常优异，加工成本合适，且在高温高 湿环境下其阻隔性能不会发生改变。但镀氧化铝膜后续加工技术难度很大，对后续应用 的印刷复合设备条件要求较为苛刻，故产品应用成本较高。该产品在欧美以及日本等发 达国家的生产应用很多，一般用于肉类、微波食品等应用。目前国内还在开始研制阶段， 从国外进口的产品由于价格贵，限制其应用。另外，经过实验证明，氧化铝镀层易皲裂，容 易被损伤，在实际应用中，氧化铝镀层一般都需要印刷复合再包装食品，然而，在印刷过 程中，镀氧化铝层会遭到来自于印刷设备的机械损伤，严重影响其阻隔性能。（专利号为 201010547081. 7)采用PVDC作为保护涂层，其虽对镀氧化铝薄膜起到了一定的保护作用， 但却不能有效促进镀氧化铝薄膜的阻隔性能，从而在一定程度上限制了镀氧化铝薄膜的应 用，本发明采用自粘性PVOH作为保护涂层，其不仅克服了常规自粘性PVOH在镀氧化铝层附 着力不够的缺陷，还有效地促进了镀氧化铝薄膜的阻隔性能，使其应用更加广泛。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述问题，本发明旨在提供一种超高阻隔透明镀氧化铝薄膜及其制造方 法。通过在PET基材上真空镀上氧化铝后，再在线涂布一层自粘性聚乙烯醇（以下简称 "自粘性PV0H"）涂料对氧化铝层进行保护而成，不仅有效避免了印刷设备对其进行的机械 损伤，而且能有效促进镀氧化铝薄膜的阻隔性能。其创新点在于：第一，保护涂层为自粘性 PVOH涂料经过涂布工艺制得的涂层，该种涂料用于涂布工艺时无需预涂底胶即可直接涂布 于镀氧化铝层上，且粘附力强，克服了常规的自粘性PVOH涂料应用在镀氧化铝层上粘附力 不够的缺陷（见表1)。第二，本发明的自粘性PVOH涂料不仅克服了常规的自粘性PVOH涂 料应用在镀氧化铝层上粘附力不够的缺陷，同时还具有更高的固含量，有效降低了涂布工 序中能耗，从而降低涂布成本（见表2)。第三，由于自粘性PVOH涂料本身具备高阻隔性能， 其作为保护涂层能有效促进镀氧化铝薄膜的阻隔性能（水蒸汽透过率〈〇. IgAm2 *24h)，氧 气透过率〈0. IccAm2 · 24h))，较采用PVDC作为保护涂层的镀氧化铝薄膜（水蒸汽透过率 为0. 8-2gAm2 · 24h)，氧气透过率为0. 8-2c(V(m2 · 24h))的阻隔性能有大幅度提高，使其 具有更广阔的应用前景（见表3)。
[0005] 本发明提供的一种超高阻隔透明镀氧化铝薄膜，其结构包括基材，基材表面的镀 氧化铝层以及镀氧化铝表面上的自粘性PVOH保护涂层，共三层结构（见附图I);所述的基 材为PET基材；所述的PET基材厚度为9-14 μ m ;所述的镀氧化铝层为在1500°C下铝条和 高纯氧的反应物真空镀在PET基材上形成的氧化铝层，该层厚度为9-llnm ;所述的自粘性 PVOH保护涂层为由自粘性PVOH涂料通过在线涂布工艺涂布于氧化铝层表面并烘干后形成 的涂层；所述自粘性PVOH涂料固含量为18-25% ;所述保护涂层克重为0. 5-1. 5g/m2 ;所述 的镀氧化铝薄膜总克重为54-67g/m2。
[0006] 所述的自粘性PVOH涂料由含有下述重量含量的原料配制成：14-20%聚乙烯醇、 1. 2-1. 93%甲醚化三聚氰胺树脂、0. 03-0. 1 %月桂酸、0. 017-0. 028%十二烷基苯磺酸钠、 0. 002-0. 008%有机硅消泡剂、75-82%去离子水、2-5%聚乙烯亚胺；所述聚乙烯醇聚合度 为300,醇解度为99%。
[0007] 相应地，本发明还提供一种超高阻隔透明镀氧化铝薄膜的制造方法，该方法包括 如下步骤：
[0008] (1)自粘性PVOH涂料的制备
[0009] 14-20 %的聚乙烯醇和75-82 %去离子水混合搅拌加至反应釜中，逐渐升温 至88-90°C，开启搅拌装置，设置搅拌速度为100-150转/分钟，搅拌15-25分钟，搅拌 后恒温保持2. 5-3. 5小时，添加0. 002-0. 008 %有机硅消泡剂，降温至45-47 °C，再加入 0. 017-0. 028%十二烷基苯磺酸钠，缓慢滴加0. 03-0. 1 %月桂酸和1. 2-1. 93%甲醚化三聚 氰胺树脂，控制滴加速度在2小时内滴加完，滴加完毕后保持1-1. 5小时，再加入2-5%聚乙 烯亚胺，升高温度至70-80°C搅拌2. 5小时，降温到室温后，过滤出料，得到自粘性PVOH涂料 固含量为18-25%。
[0010] ⑵镀氧化铝薄膜的制造
[0011] 将卷筒PET基材薄膜置放于真空室内，关闭真空室抽真空，当真空度达到 4X KT4Hiba以上时，将蒸发舟升温至1500°C，然后再把纯度为99. 9 %的铝丝连续送至蒸发 舟上，使铝丝在蒸发舟上连续地熔化、蒸发，同时通入纯度为99. 9%的高纯氧，铝蒸汽和氧 气发生反应生成氧化铝，从而在移动的薄膜表面冷却后形成一层光亮的氧化铝层，层厚度 为9-1 lnm，然后将镀好氧化铝层的薄膜送入涂布设备将上述所制得的自粘性PVOH涂料均 匀涂布在氧化铝层表面，干燥后，涂层克重为0. 5-1. 5g/m2,然后对涂布完成的薄膜进行烘 干收卷，即得到本发明所述的镀氧化铝薄膜，该薄膜总克重为54-67g/m 2。
[0012] 取上述制得的薄膜样品进行印刷复合后检测，其性能对比如表1、2和3所示， 其中，如表1所示，在镀氧化铝层上涂布常规自粘性PVOH涂料固化后涂层脱落面积达到 10-15%，而涂布本发明的自粘性PVOH涂料固化后并无涂层脱落现象，
[0013] 如表2所示，本发明的自粘性PVOH涂料较常规的自粘性PVOH涂料具有更高的固 含量，由原来的5-15%提高至18-25%。
[0014] 如表3所示，涂布本发明自粘性PVOH涂料的镀氧化铝薄膜的阻隔性能（水蒸汽透 过率〈0· IgAm2 · 24h)，氧气透过率〈0· IccAm2 · 24h))较涂布PVDC乳液（水蒸汽透过率 为0. 5-2gAm2 · 24h)，氧气透过率为0. 5-2c(V(m2 · 24h))的镀氧化铝薄膜有大幅度提高。
[0015] 由此可见，本发明的自粘性PVOH涂料不仅有效地保护了镀氧化铝层，还有效促进 了镀氧化铝薄膜的高阻隔性能。综上所述，涂布本发明自粘性PVOH涂料作为保护涂层的镀 氧化铝薄膜较涂布PVDC乳液的具有更广阔的应用前景。
[0016] 表1常规自粘性PVOH与本发明自粘性PVOH涂布固化①后的涂层脱落现象②对比 表
[0017]
【权利要求】
1. 一种超高阻隔透明镀氧化铝薄膜，包括基材，基材表面的镀氧化铝层以及镀氧化铝 表面上的自粘性PVOH保护涂层，共三层结构；所述的基材为PET基材；所述的镀氧化铝层 为在1500°C下铝条和高纯氧的反应物真空镀在PET基材上形成的氧化铝层；所述的保护涂 层为由自粘性PVOH涂料通过在线涂布工艺涂布于氧化铝层表面并烘干后形成的涂层，其 特征在于：所述的自粘性PVOH涂料由含有下述重量含量的原料配制成：14-20%聚乙烯醇、 1. 2-1. 93%甲醚化三聚氰胺树脂、0. 03-0. 1 %月桂酸、0. 017-0. 028%十二烷基苯磺酸钠、 0. 002-0. 008%有机硅消泡剂、75-82%去离子水、2-5%聚乙烯亚胺；所述聚乙烯醇聚合度 为300,醇解度为99%。
2. 如权利要求1所述的超高阻隔透明镀氧化铝薄膜，其特征在于：所述的基材厚度为 9-14 u m。
3. 如权利要求1所述的超高阻隔透明镀氧化铝薄膜，其特征在于：所述镀氧化铝层厚 度为 9-llnm。
4. 如权利要求1所述的超高阻隔透明镀氧化铝薄膜，其特征在于：所述的自粘性PVOH 保护涂层克重为0. 5-1. 5g/m2。
5. 如权利要求1所述的超高阻隔透明镀氧化铝薄膜，其特征在于：所述自粘性PVOH涂 料固含量为18-25%。
6. 如权利要求1所述的超高阻隔透明镀氧化铝薄膜，其特征在于：所述的镀氧化铝薄 膜总克重为54-67g/m2。
7. 如权利要求1所述的超高阻隔透明镀氧化铝薄膜，其特征在于该方法包括如下步 骤： (1) 自粘性PVOH涂料的制备 14-20 %的聚乙烯醇和75-82 %去离子水混合搅拌加至反应釜中，逐渐升温至 88-90 °C，开启搅拌装置，设置搅拌速度为100-150转/分钟，搅拌15-25分钟，搅拌后 恒温保持2. 5-3. 5小时，添加0. 002-0. 008 %有机硅消泡剂，降温至45-47 °C，再加入 0. 017-0. 028%十二烷基苯磺酸钠，缓慢滴加0. 03-0. 1 %月桂酸和1. 2-1. 93%甲醚化三聚 氰胺树脂，控制滴加速度在2小时内滴加完，滴加完毕后保持1-1. 5小时，再加入2-5%聚乙 烯亚胺，升高温度至70-80°C搅拌2. 5小时，降温到室温后，过滤出料，得到自粘性PVOH涂料 固含量为18-25% ; (2) 镀氧化铝薄膜的制造 将卷筒PET基材薄膜置放于真空室内，关闭真空室抽真空，当真空度达到4X l(T4mba以 上时，将蒸发舟升温至1500°C，然后再把纯度为99. 9 %的铝丝连续送至蒸发舟上，使铝丝 在蒸发舟上连续地熔化、蒸发，同时通入纯度为99. 9%的高纯氧，铝蒸汽和氧气发生反应生 成氧化铝，从而在移动的薄膜表面冷却后形成一层光亮的氧化铝层，层厚度为9-llnm，然后 将镀好氧化铝层的薄膜送入涂布设备将上述所制得的自粘性PVOH涂料均匀涂布在氧化铝 层表面，干燥后，涂层克重为〇. 5-1. 5g/m2,然后对涂布完成的薄膜进行烘干收卷，即得到本 发明所述的镀氧化铝薄膜，该薄膜总克重为54-67g/m2。
【文档编号】C09D179/02GK104354362SQ201410569010
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】黄宏存, 王恩飞, 朱海 申请人:海南赛诺实业有限公司