专利名称：一种可直接热封的聚酯薄膜及制备方法
技术领域：
本发明涉及聚酯薄膜及其制备方法，尤其涉及一种可直接热封的聚酯薄膜及制备方法。
背景技术：
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对环保型的包装材料的要求越来越高。PET (聚酯)是世界公认的环保绿色材料。而经过改性原材料和特殊生产工艺制成的可直接热封的聚酯薄膜，是我国薄膜产业及热封膜行业创新的一种高性能节约型和环保型新产品。普通聚脂薄膜产品，存在无法可自热封缺陷，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聚脂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B0PET/CPP或Β0ΡΕΤ/ΡΕ或B0PET/VMCPP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。
发明内容
本发明针对现有技术中普通聚脂薄膜产品，存在无法可自热封缺陷，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，提供了一种可以在120度温度下进行热封合，不仅节省了普通聚酯薄膜与其他树脂进行的繁琐而费钱的复合工序，节省了资源的使用浪费，同时还降低整个食品包装材料的成本，而且更加卫生的一种可直接热封的聚酯薄膜及制备方法。为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决一种可直接热封的聚酯薄膜，包括ABC三层结构，所述的B层为中间芯层，材料为PET超有光聚酯切片；A层为表层热封合层，材料为共聚PETG聚酯切片；C层为抗粘连层，材料包括PET抗粘连剂母料切片与PET超有光聚酯切片。在聚酯切片中，“大有光”、“半消光”和“有光”针对的是聚酯切片中的二氧化钛(Ti02)含量而言的。“大有光”聚酯切片也称其为“超有光”聚酯切片，其聚酯切片中的二氧化钛含量为零；“有光”聚酯切片中的二氧化钛含量为O. 10%左右；“半消光”聚酯切片中的二氧化钛含量为(O. 32±0. 03) % ;“全消光”聚酯切片中的二氧化钛含量为2. 49Γ2. 5%。薄膜具有ABC型三层结构，B层为中间芯层，由主挤出机单螺杆挤出机挤出，挤出材料为100%PET超有光聚酯切片；A层为表层热封合层，由辅助挤出机双螺杆挤出机挤出，挤出材料为100%共聚PETG聚酯切片；C层为抗粘连层，由辅助挤出机双螺杆挤出机挤出，挤出材料具有如下质量百分比的组分PET抗粘连剂母料切片30% 60%和40% 70%PET超有光聚酯切片。B层厚度占70% 80%，A层厚度占10% 20%, C层厚度占10% 20%ο作为优选，所述的C层为抗粘连层，材料具有如下质量百分比的组分30% 60%的PET抗粘连剂母料切片和40% 70%PET超有光聚酯切片。
作为优选，所述的B层厚度占70% 80%，A层厚度占10% 20%，C层厚度占10% 20%。作为优选，所述的A层表层热封合层的共聚PETG聚酯切片，是由对苯二甲酸二甲酯(DMT)、乙二醇出6)、二氧化硅(5丨02)和I，4-环己烷二甲醇(CHDM)共四种单体用酯交换法缩聚的产物。作为优选，所述的C层抗粘连层中，PET抗粘连剂母料切片为含二氧化硅(Si02)聚酯切片，二氧化硅(Si02)粒径为2 3um，含量为3000ppm。一种可直接热封的聚酯薄膜制作工艺，包括权利要求1-5所述的聚酯薄膜，包括如下步骤a、将制备的A层共聚PETG聚酯切片、B层PET超有光聚酯切片和C层PET超有光聚酯切片及PET抗粘连剂母料切片，分别送入三层共挤双向拉伸设备，其中A层共聚PETG聚酯切片送入辅助挤出机一双螺杆挤出机，B层PET超有光聚酯切片送入主挤出机一 单螺杆挤出机，C层PET超有光聚酯切片及PET抗粘连剂母料切片送入辅助挤出机——双螺杆挤出机；b、将ABC三层聚酯切片在240 280°C挤出熔融，熔体经过30°C以下冷却铸片生成PET片材；C、铸成的PET片材经过80 100°C预热纵向拉伸和35°C以下温度冷却定型；d、定型后的PET片材再通过86 110°C预热横向拉伸和180 200°C定型结晶处理；e、最后经过牵引除去废边、电晕处理、检测厚度再进行收卷卷取制得厚度15um 30um的单面可直接热封合的聚酯薄膜。作为优选，所述的B层为中间芯层，由主挤出机一单螺杆挤出机挤出；A层为表层热封合层，由辅助挤出机一双螺杆挤出机挤出 <层为抗粘连层，由辅助挤出机一双螺杆挤出机挤出，A层辅助挤出机、B层主挤出机、C层辅助挤出机聚酯切片挤出质量比为10 20 65 80 10 20。作为优选，所述的A层表层热封合层中共聚PETG聚酯切片制作方法为a、将100份对苯二甲酸二甲酯(DMT)、25 35份乙二醇(EG)、I 5份二氧化硅(Si02)和20 30份1，4环己二甲醇(CHDM)送入聚合釜后搅拌混合；b、再加2 4份的三氧化二锑(Sb203)和2 4份的亚磷酸三苯(C18H1503P)作为催化剂和稳定剂；C、将聚合釜密闭后，控制聚合釜内温度和压强在170 210°C下和500 700pa下，用氮气(N2)进行0.5 I. 5h酯交换反应；d、然后将聚合釜内的升温至240 280°C，将聚合釜进行抽真空，然后在复合催化剂的作用下进行高真空中缩聚反应2 4h ;e、出料、冷却、切粒，制得共聚PETG聚酯切片。作为优选，所述的步骤a中，首先将质量含量为20 30份1，4环己二甲醇(CHDM)和质量含量为I 5份二氧化硅(Si02)加入到25 35份乙二醇(EG)，搅拌分散，再经超声波振荡分散，使得各成分高速分散均化后，送入聚合釜；然后加入100份对苯二甲酸二甲酯(DMT)搅拌混合。
作为优选，所述的步骤c中，聚合釜密闭后进行酯交换反应用氮气(N2)进行置换3次，酯交换反应结束后，回收多余乙二醇(EG)，步骤d中，复合催化剂为二氧化钛、二氧化硅、含钥的化合物、醋酸锌和化合物A的组合物，化合物A取自醋酸锰或氯化锰中的任何一种或两者的混合物。复合催化剂成分复合催化剂为含有二氧化钛、二氧化硅、含钥的化合物、醋酸锌和化合物A的组合物。其中二氧化钛与二氧化硅的重量比为100 (6 9. 5) ;二氧化钛与含钥的化合物的重量比为100 (5 40) ;二氧化钛与醋酸锌的重量比为100 (5 115)，二氧化钛与化合物A的重量比为100 (5 115)，且二氧化钛与醋酸锌和化合物A两者总量的重量比为100 (50 120)。含钥的化合物取自钥的氧化物或钥的硫化物中的任何一种或两者的混合物；化合物A取自醋酸锰或氯化锰中的任何一种或两者的混合物。该催化剂的优点是反应过程副反应少，得到的聚酯具有较好色泽。本发明的可直接热封聚酯薄膜体系中既有1，4环己二甲醇(CHDM)，又有添加抗粘连剂(Si02)，然后采用两步法制备可直接热封聚酯薄膜。针对含二氧化硅(Si02)粒子的PETG共聚聚酯，为了防止生产的薄膜粘连，必须在薄膜表面层中加入一定量的Si02粒子，加入了 Si02粒子，会在一定程度上降低热封合强度。在PETG制备过程中可通过对第三单体即1，4环己二甲醇(CHDM)的配比及Si02粒子的比例做调整，以生产出即满足热封性能 要求又能防止可热封聚酯薄膜在收卷过程中产生粘连。而对于可直接热封的聚酯薄膜必须在生产结构上进行调整，我们采用三层共挤双向拉伸工艺，控制薄膜主、辅挤出机比例，控制薄膜结晶速率，通过拉伸、定型、和后处理过程，以制得热封厚度适宜和Si02开口剂含量合理的聚酯热封薄膜，同时为了控制薄膜的生产稳定性，我们对纵向拉伸、横向拉伸的比率、温度及风量、红外线加热功率等具体工艺参数进行调整，以最终得到目标要求的可直接热封的聚酯薄膜产品。本发明通过制备可直接热封聚酯薄膜同普通聚酯薄膜相比，除了具备普通聚酯薄膜的各项优良特性外，更是具有了可以在120度温度下热封合的功能。这不仅可以节省了普通聚酯薄膜与其他树脂进行的繁琐而费钱的复合工序，节省了资源的使用浪费，从而降低整个食品包装材料的成本。而且直接使用可热封聚酯薄膜还可以有效防止普通薄膜因复合时残留溶剂的存在，进而影响被包装的食品卫生和影响人的健康，因此本发明双向拉伸聚酯薄膜可直接热封合性能，对提高人们生产和生活水平具有重要意义。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明作进一步详细描述实施例I一种可直接热封的聚酯薄膜，包括ABC三层结构，所述的B层为中间芯层，材料为PET超有光聚酯切片；A层为表层热封合层，材料为共聚PETG聚酯切片；C层为抗粘连层，材料包括PET抗粘连剂母料切片与PET超有光聚酯切片。C层抗粘连层，材料具有如下质量百分比的组分30% 60%的PET抗粘连剂母料切片和40% 70%PET超有光聚酯切片。B层厚度占70% 80%，A层厚度占10% 20%，C层厚度占10% 20%。A层表层热封合层的共聚PETG聚酯切片，是由对苯二甲酸二甲酯(DMT)、乙二醇出6)、二氧化硅(5102)和1，4_环己烷二甲醇(CHDM)共四种单体用酯交换法缩聚的产物。
C层抗粘连层中，PET抗粘连剂母料切片为含二氧化硅(Si02)聚酯切片，二氧化硅(Si02)粒径为2 3um，含量为3000ppm。一种可直接热封的聚酯薄膜制作工艺，包括权利要求1-5所述的聚酯薄膜，包括如下步骤a、将制备的A层共聚PETG聚酯切片、B层PET超有光聚酯切片和C层PET超有光聚酯切片及PET抗粘连剂母料切片，分别送入三层共挤双向拉伸设备，其中A层共聚PETG聚酯切片送入辅助挤出机一双螺杆挤出机，B层PET超有光聚酯切片送入主挤出机一单螺杆挤出机，C层PET超有光聚酯切片及PET抗粘连剂母料切片送入辅助挤出机——双螺杆挤出机；b、将ABC三层聚酯切片在240 280°C挤出熔融，熔体经过30°C以下冷却铸片生成PET片材；
C、铸成的PET片材经过80 100°C预热纵向拉伸和35°C以下温度冷却定型；d、定型后的PET片材再通过86 110°C预热横向拉伸和180 200°C定型结晶处理；e、最后经过牵弓I除去废边、电晕处理、检测厚度再进行收卷卷取制得厚度15um 30um的单面可直接热封合的聚酯薄膜。B层为中间芯层，由主挤出机一单螺杆挤出机挤出；A层为表层热封合层，由辅助挤出机——双螺杆挤出机挤出；C层为抗粘连层，由辅助挤出机——双螺杆挤出机挤出，A层辅助挤出机、B层主挤出机、C层辅助挤出机聚酯切片挤出质量比为10 20 65 80 10 20。A层表层热封合层中共聚PETG聚酯切片制作方法为a、将100份对苯二甲酸二甲酯(DMT)、25 35份乙二醇(EG)、I 5份二氧化硅(Si02)和20 30份1，4环己二甲醇(CHDM)送入聚合釜后搅拌混合；b、再加2 4份的三氧化二锑(Sb203)和2 4份的亚磷酸三苯(C18H1503P)作为催化剂和稳定剂；C、将聚合釜密闭后，控制聚合釜内温度和压强在170 210°C下和500 700pa下，用氮气(N2)进行0.5 I. 5h酯交换反应；d、然后将聚合釜内的升温至240 280°C，将聚合釜进行抽真空，然后在复合催化剂的作用下进行高真空中缩聚反应2 4h ;e、出料、冷却、切粒，制得共聚PETG聚酯切片。步骤a中，首先将质量含量为20 30份1，4环己二甲醇(CHDM)和质量含量为I 5份二氧化硅(Si02)加入到25 35份乙二醇(EG)，搅拌分散，再经超声波振荡分散，使得各成分高速分散均化后，送入聚合釜；然后加入100份对苯二甲酸二甲酯(DMT)搅拌混
八
口 ο步骤c中，聚合爸密闭后进行酯交换反应用氮气(N2)进行置换3次,酯交换反应结束后，回收多余乙二醇(EG)，步骤d中，复合催化剂为二氧化钛、二氧化硅、含钥的化合物、醋酸锌和化合物A的组合物，化合物A取自醋酸锰或氯化锰中的任何一种或两者的混合物。该催化剂的优点是反应过程副反应少，得到的聚酯具有较好色泽。实施例2
一种可直接热封的聚酯薄膜的制备方法，按重量份数将质量含量为22份的1，4环己二甲醇(CHDM)和质量含量为3份的二氧化硅(Si02)加入到23份的乙二醇(EG)中，搅拌分散，再经高速分散均化，采用超声波振荡分散后，送入主反应系统聚合釜中；加入100份对苯二甲酸二甲酯(DMT)搅拌混合，再加入2份(PTA重量)的三氧化二锑和亚磷酸三苯酯，密闭后用氮气(N2)置换3次。在釜内压力为600Pa下，升温至180°C，酯化反应O. 8h，酯化反应结束后，回收多余乙二醇(EG);然后升温至260°C，抽真空条件下聚合3. 4h出料、冷却、切粒，制得共聚PETG聚酯切片。将制备的共聚PETG聚酯切片按质量百分比100%通过精确称重设备进行计量后加入到辅助双螺杆挤出机进行挤出(A层)；主挤出机(B层)的原料配比按质量百分比为100%超有光聚酯切片，原料通过精确计量后送入主挤出机挤出；辅助双螺杆挤出机(C层)的原料配比按质量百分比为60%超有光聚酯切片和40%抗粘连剂母料聚酯切片，原料通过精确计量混合后送入挤出机挤出。主挤出机及两台辅助双螺杆挤出机的质量比为10 75 15,20um薄膜A层热封合层厚度为2. 0um，C层抗粘层厚度为3. Oum0将聚酯切片在270°C熔融挤出，熔体经过30°C以下冷却铸片成片材，对铸成的PET片材进行纵向拉伸，纵向拉伸预热、拉伸温度为90°C，拉伸倍率为3. 5倍，纵向拉伸后在35°C以下温度冷却定型，然后进行横向 拉伸，横向拉伸预热、拉伸温度为110°C，拉伸倍率为3. 7倍，经双向拉伸后分别在190°C温度下进行薄膜定型结晶处理，再经80°C及常温风下冷却，冷却下来的薄膜通过牵引站除边、电晕、检测厚度等最后收卷制得总厚度为20um的可直接热封聚酯薄膜，该可直接热封聚酯薄膜表层(A层)为热封合层，含有100%共聚PETG聚酯切片；中间层(B层)含有100%超有光聚酯切片；抗粘表层(C层)含有60%超有光聚酯切片和40%抗粘连剂母料聚酯切片。实施例3本实施例与实施例2的区别在于主挤出机及两台辅助双螺杆挤出机挤出材料的质量比为15 70 :15，20um薄膜A层热封合层厚度为3. Oum，C层抗粘层厚度为3. Oum。实施例4本实施例与实施例2的区别在于主挤出机及两台辅助双螺杆挤出机挤出材料的质量比为20 65 :15，20um薄膜A层热封合层厚度为4. Oum, C层抗粘层厚度为3. Oum。本发明制得的可直接热封聚酯薄膜的相关性能按照ASTM D标准，采用德国MAHR公司型号HSG-C热封测量仪；采用德国BYK-Gardner GmbH公司生产的雾度计、光泽度计进行雾度及光泽度的测量；采用英国LLOYD公司公司生产的拉伸仪对拉伸强度进行测量；采用国产盐城化纤机械厂生产的PX (J) -I型烘箱对热收缩率进行测量表I:采用性价比较好的合成共聚PETG聚酯切片生产同一薄膜厚度和生产工艺，不同热封合层厚度结构分布生产可直接热封聚酯薄膜实例比较表；
权利要求
1.一种可直接热封的聚酯薄膜，包括ABC三层结构，其特征在于所述的B层为中间芯层，材料为PET超有光聚酯切片；A层为表层热封合层，材料为共聚PETG聚酯切片；C层为抗粘连层，材料包括PET抗粘连剂母料切片与PET超有光聚酯切片。
2.根据权利要求I所述的一种可直接热封的聚酯薄膜，其特征在于所述的C层抗粘连层，材料具有如下质量百分比的组分30% 60%的PET抗粘连剂母料切片和40% 70%PET超有光聚酯切片。
3.根据权利要求I所述的一种可直接热封的聚酯薄膜，其特征在于所述的B层厚度占70% 80%，A层厚度占10% 20%，C层厚度占10% 20%。
4.根据权利要求I所述的一种可直接热封的聚酯薄膜，其特征在于所述的A层表层热封合层的共聚PETG聚酯切片，是由对苯二甲酸二甲酯(DMT)、乙二醇(EG)、二氧化硅(Si02)和1，4_环己烷二甲醇(CHDM)共四种单体用酯交换法缩聚的产物。
5.根据权利要求I所述的一种可直接热封的聚酯薄膜，其特征在于所述的C层抗粘连层中，PET抗粘连剂母料切片为含二氧化硅(Si02 )聚酯切片，二氧化硅(Si02 )粒径为2 3um,含量为 3000ppm。
6.一种可直接热封的聚酯薄膜制作工艺，包括权利要求1-5所述的聚酯薄膜，其特征在于包括如下步骤 a、将制备的A层共聚PETG聚酯切片、B层PET超有光聚酯切片和C层PET超有光聚酯切片及PET抗粘连剂母料切片，分别送入三层共挤双向拉伸设备，其中A层共聚PETG聚酯切片送入辅助挤出机一双螺杆挤出机，B层PET超有光聚酯切片送入主挤出机一单螺杆挤出机，C层PET超有光聚酯切片及PET抗粘连剂母料切片送入辅助挤出机——双螺杆挤出机； b、将ABC三层聚酯切片在240 280°C挤出熔融，熔体经过30 V以下冷却铸片生成PET片材； C、铸成的PET片材经过80 100°C预热纵向拉伸和35°C以下温度冷却定型； d、定型后的PET片材再通过86 110°C预热横向拉伸和180 200°C定型结晶处理； e、最后经过牵引除去废边、电晕处理、检测厚度再进行收卷卷取制得厚度15um 30um的单面可直接热封合的聚酯薄膜。
7.根据权利要求6所述的一种可直接热封的聚酯薄膜制作工艺，其特征在于所述的B层为中间芯层，由主挤出机——单螺杆挤出机挤出；A层为表层热封合层，由辅助挤出机——双螺杆挤出机挤出；C层为抗粘连层，由辅助挤出机——双螺杆挤出机挤出，A层辅助挤出机、B层主挤出机、C层辅助挤出机聚酯切片挤出质量比为10 20 65 80 10 20。
8.根据权利要求6所述的一种可直接热封的聚酯薄膜制作工艺，其特征在于所述的A层表层热封合层中共聚PETG聚酯切片制作方法为 a、将100份对苯二甲酸二甲酯(DMT)、25 35份乙二醇(EG)、I 5份二氧化硅(Si02)和20 30份1，4环己二甲醇(CHDM)送入聚合釜后搅拌混合； b、再加2 4份的三氧化二锑(Sb203)和2 4份的亚磷酸三苯(C18H1503P)作为催化剂和稳定剂； C、将聚合釜密闭后，控制聚合釜内温度和压强在170 210°C下和500 700pa下，用氮气(N2)进行O. 5 I. 5h酯交换反应； d、然后将聚合釜内的升温至240 280°C，将聚合釜进行抽真空，然后在复合催化剂的作用下进行高真空中缩聚反应2 4h ; e、出料、冷却、切粒，制得共聚PETG聚酯切片。
9.根据权利要求8所述的一种可直接热封的聚酯薄膜制作工艺，其特征在于所述的步骤a中，首先将质量含量为20 30份1，4环己二甲醇(CHDM)和质量含量为I 5份二氧化硅(Si02)加入到25 35份乙二醇(EG)，搅拌分散，再经超声波振荡分散，使得各成分高速分散均化后，送入聚合釜；然后加入100份对苯二甲酸二甲酯(DMT)搅拌混合。
10.根据权利要求8所述的一种可直接热封的聚酯薄膜制作工艺，其特征在于所述的步骤c中，聚合釜密闭后进行酯交换反应用氮气(N2)进行置换3次，酯交换反应结束后，回收多余乙二醇(EG)，步骤d中，复合催化剂为二氧化钛、二氧化硅、含钥的化合物、醋酸锌和化合物A的组合物，化合物A取自醋酸锰或氯化锰中的任何一种或两者的混合物。
全文摘要
本发明涉及聚酯薄膜及其制备方法，公开一种可直接热封的聚酯薄膜及制备方法。聚酯薄膜包括ABC三层结构，所述的B层为中间芯层，材料为PET超有光聚酯切片；A层为表层热封合层，材料为共聚PETG聚酯切片；C层为抗粘连层，材料包括PET抗粘连剂母料切片与PET超有光聚酯切片。制作工艺包括制备相应的聚酯切片，然后通过挤出机挤出拉伸，以及冷却定型、结晶、牵引除去废边、电晕处理、检测厚度等步骤完成。
文档编号B29C69/02GK102873954SQ201210375748
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者易志龙, 彭齐飞, 邱亚竞, 袁慎朋 申请人:浙江强盟实业股份有限公司