本发明涉及一种高贴合度bopet-uv复合膜制备方法,属于包装材料技术领域。
背景技术:
bopet薄膜具有强度高、刚性好、透明、光泽度高等特点,无嗅、无味、无色、无毒,并且具有突出的强韧性,在包装、电子等领域得到广泛应用。bopet-uv复合膜是一种在bopet薄膜表面涂布uv光油的包装材料,在现代包装印刷工业飞速发展的今天,bopet-uv复合膜得到飞速发展。
但是,uv光油在bopet薄膜表面的附着力较低,通常对bopet薄膜表面进行电晕处理来提高uv光油的附着力,但是仍不能满足高档包装的需求。附着力的大小直接影响光油的涂布质量和后续加工工艺,因此,提高bopet薄膜与uv光油之间的附着力对于扩展bopet-uv复合膜的应用范围非常重要。
技术实现要素:
本发明针对现有技术中存在的bopet薄膜与uv光油之间附着力不足的问题,通过改进bopet薄膜制备工艺,并在表面涂布表面处理剂,提高bopet薄膜与uv光油之间的附着力,具体方案是:
一种高贴合度bopet-uv复合膜制备方法,包括如下步骤:
1)母料计量配比:将pet母料切片与含硅母料切片按照3:1~4:1的比例均匀混合成制膜原料;
2)原料输送:过滤原料中的粉尘,经过风机将原料输送到料仓,风机输送压力低于0.1mpa;
3)干燥结晶:通过流化床结晶器使原料结晶,然后经真空转鼓干燥,干燥温度为70℃,干燥时间不低于6h,干燥后,原料中水含量低于30ppm;
4)熔融挤出:对原料进行预热,在-0.08mpa压力下抽真空,挤出机挤出段温度240~285℃,计量泵、过滤器及熔体管温度260~300℃,模头温度265~300℃,原料在压力和高温作用下达到熔融状态,并从模头挤出;
5)铸片:铸片辊温度25~30℃,熔体在铸片辊上快速冷却形成片膜;
6)纵向拉伸:通过导辊对片膜进行预热,预热温度75~80℃,经过慢辊和快辊纵向拉伸制备纵向拉伸膜,纵向拉伸比2.8~4.0,其中慢辊为加热辊,温度为50~85℃,快辊为冷却辊,温度为20~60℃;
7)表面涂布:在线棒涂布和喷液模头配合作用下,在纵向拉伸膜表面均匀涂布表面处理剂,湿涂层厚度10~15μm,并在150℃温度下干燥制得涂布薄膜,烘干后表面处理剂涂层厚度0.5~2μm;
8)横拉定型:将涂布后的纵向拉伸膜预热到90~105℃,进行横向拉伸,横向拉伸比3.0~4.0,拉伸温度为95~115℃,然后在200~250℃温度下进行热定型,在100~180℃和55~65℃分别保温2min和1min,然后冷却至室温,制备bopet薄膜;
9)uv光油涂布/固化:将uv光油均匀涂布在薄膜表面,在80℃条件下烘干30s,待溶剂充分挥发后,用紫外灯照射薄膜10s,使uv光油固化,制备bopet-uv复合膜;
10)收卷:将bopet-uv复合膜收卷,张力调节辊气缸控制压力2.0~3.0mpa。
优选地,所述表面处理剂通过如下步骤制备:
a.以质量比1:21:1~1:45:2混合三羟甲基丙烷、三羟甲基丙酸、对甲苯磺酸,在氮气保护下,加热到140℃,同时机械搅拌均匀,持续反应3h后,停止氮气通入,抽真空除去生成的水分,继续反应3h后,停止抽真空,停止反应,得到支化聚酯;
b.以质量比4:5:0.05的质量比混合支化聚酯、脂肪酸、对甲苯磺酸,抽真空反应3h,反应温度140℃,制备改性聚酯;
c.按照4:1~6:1的质量比混合蒸馏水和改性聚酯,通过磁力搅拌均匀,制备混合溶液;
d.向混合溶液中加入烷基硫酸钠,调节混合溶液表面张力,经混合后,制成固含量为5%、表面张力为37mn/m的表面处理剂。
优选地,所述改性聚酯还可以是af-201磺化聚酯、yf-40聚丙烯酸树脂、pr-32聚氨酯、ex-40f丙烯酸改性聚氨酯、px-1010丙烯酸改性聚酯中的一种。
优选地,所述uv光油为cf-11型uv光油。
本发明的有益效果在于:
1.本发明制备bopet所使用母料中加入含硅母料切片,可使薄膜表面具有一定的粗糙度,避免薄膜发生粘连;同时薄膜表面粗糙度提高有助于增加薄膜与uv光油之间的接触面积,增加两者之间接触的活化点。
2.通过在bopet薄膜表面涂布表面处理剂,提高bopet薄膜与uv光油层之间的贴合度;通过加入改性聚酯作为表面处理剂主要成分,提高表面处理剂与bopet薄膜之间的附着力,同时表面处理剂中含有大量极性基团,与uv光油之间形成较强的化学吸引力,从而促进uv光油与bopet薄膜之间的附着力的提高。
具体实施方式
本发明提出一种高贴合度bopet-uv复合膜制备方法,具体实施步骤如下:
1)母料计量配比:将pet母料切片与含硅母料切片按照3:1~4:1的比例均匀混合成制膜原料;
2)原料输送:过滤原料中的粉尘,经过风机将原料输送到料仓,风机输送压力低于0.1mpa;
3)干燥结晶:通过流化床结晶器使原料结晶,然后经真空转鼓干燥,干燥温度为70℃,干燥时间不低于6h,干燥后,原料中水含量低于30ppm;
4)熔融挤出:对原料进行预热,在-0.08mpa压力下抽真空,挤出机挤出段温度240~285℃,计量泵、过滤器及熔体管温度260~300℃,模头温度265~300℃,原料在压力和高温作用下达到熔融状态,并从模头挤出;
5)铸片:铸片辊温度25~30℃,熔体在铸片辊上快速冷却形成片膜;
6)纵向拉伸:通过导辊对片膜进行预热,预热温度75~80℃,经过慢辊和快辊纵向拉伸制备纵向拉伸膜,纵向拉伸比2.8~4.0,其中慢辊为加热辊,温度为50~85℃,快辊为冷却辊,温度为20~60℃;
7)表面涂布:在线棒涂布和喷液模头配合作用下,在纵向拉伸膜薄膜表面均匀涂布表面处理剂,湿涂层厚度10~15μm,并在150℃温度下干燥制得涂布薄膜,烘干后表面处理剂涂层厚度0.5~2μm;
8)横拉定型:将涂布后的纵向拉伸膜预热到90~105℃,进行横向拉伸,横向拉伸比3.0~4.0,拉伸温度为95~115℃,然后在200~250℃温度下进行热定型,在100~180℃和55~65℃分别保温2min和1min,然后冷却至室温,制备bopet薄膜;
9)uv光油涂布/固化:将uv光油均匀涂布在薄膜表面,在80℃条件下烘干30s,待溶剂充分挥发后,用紫外灯照射薄膜10s,使uv光油固化,制备bopet-uv复合膜;所述uv光油为cf-11型uv光油;
10)收卷:将bopet-uv复合膜收卷,张力调节辊气缸控制压力2.0~3.0mpa。
实施例1
步骤1中pet母料切片与含硅母料切片混合比例为3:1;
步骤4中挤出机挤出段温度250℃,计量泵、过滤器及熔体管温度280℃,模头温度285℃;
步骤5中铸片辊温度25℃;
步骤6中导辊对片膜预热温度80℃,纵向拉伸比3.0,慢辊温度为75℃,快辊温度为25℃;
步骤7中湿涂层厚度12μm,烘干后表面处理剂涂层厚度1μm;所述表面处理剂通过如下步骤制备:
a.以质量比1:21:1混合三羟甲基丙烷、三羟甲基丙酸、对甲苯磺酸,在氮气保护下,加热到140℃,同时机械搅拌均匀,持续反应3h后,停止氮气通入,抽真空除去生成的水分,继续反应3h后,停止抽真空,停止反应,得到支化聚酯;
b.以质量比4:5:0.05的质量比混合支化聚酯、脂肪酸、对甲苯磺酸,抽真空反应3h,反应温度140℃,制备改性聚酯;
c.按照4:1的质量比混合蒸馏水和改性聚酯,通过磁力搅拌均匀,制备混合溶液;
d.向混合溶液中加入烷基硫酸钠,调节混合溶液表面张力,经混合后,制成固含量为5%、表面张力为37mn/m的表面处理剂;
步骤8中对涂布后的纵向拉伸膜预热到100℃,横向拉伸比3.5,拉伸温度为105℃,然后在230℃温度下进行热定型,在145℃和60℃分别保温2min和1min;
步骤10中张力调节辊气缸控制压力2.5mpa。
实施例2
步骤1中pet母料切片与含硅母料切片混合比例为3:1;
步骤4中挤出机挤出段温度250℃,计量泵、过滤器及熔体管温度280℃,模头温度285℃;
步骤5中铸片辊温度25℃;
步骤6中导辊对片膜预热温度80℃,纵向拉伸比3.0,慢辊温度为75℃,快辊温度为25℃;
步骤7中湿涂层厚度12μm,烘干后表面处理剂涂层厚度1μm;所述表面处理剂通过如下步骤制备:
a.以质量比1:45:1混合三羟甲基丙烷、三羟甲基丙酸、对甲苯磺酸,在氮气保护下,加热到140℃,同时机械搅拌均匀,持续反应3h后,停止氮气通入,抽真空除去生成的水分,继续反应3h后,停止抽真空,停止反应,得到支化聚酯;
b.以质量比4:5:0.05的质量比混合支化聚酯、脂肪酸、对甲苯磺酸,抽真空反应3h,反应温度140℃,制备改性聚酯;
c.按照4:1的质量比混合蒸馏水和改性聚酯,通过磁力搅拌均匀,制备混合溶液;
d.向混合溶液中加入烷基硫酸钠,调节混合溶液表面张力,经混合后,制成固含量为5%、表面张力为37mn/m的表面处理剂;
步骤8中对涂布后的纵向拉伸膜预热到100℃,横向拉伸比3.5,拉伸温度为105℃,然后在230℃温度下进行热定型,在145℃和60℃分别保温2min和1min;
步骤10中张力调节辊气缸控制压力2.5mpa。
实施例3
步骤1中pet母料切片与含硅母料切片混合比例为3:1;
步骤4中挤出机挤出段温度250℃,计量泵、过滤器及熔体管温度280℃,模头温度285℃;
步骤5中铸片辊温度25℃;
步骤6中导辊对片膜预热温度80℃,纵向拉伸比3.0,慢辊温度为75℃,快辊温度为25℃;
步骤7中湿涂层厚度12μm,烘干后表面处理剂涂层厚度1μm;所述表面处理剂通过如下步骤制备:
a.按照4:1的质量比混合蒸馏水和af-201磺化聚酯,通过磁力搅拌均匀,制备混合溶液;
b.向混合溶液中加入烷基硫酸钠,调节混合溶液表面张力,经混合后,制成固含量为5%、表面张力为37mn/m的表面处理剂;
步骤8中对涂布后的纵向拉伸膜预热到100℃,横向拉伸比3.5,拉伸温度为105℃,然后在230℃温度下进行热定型,在145℃和60℃分别保温2min和1min;
步骤10中张力调节辊气缸控制压力2.5mpa。
实施例4
步骤1中pet母料切片与含硅母料切片混合比例为3:1;
步骤4中挤出机挤出段温度250℃,计量泵、过滤器及熔体管温度280℃,模头温度285℃;
步骤5中铸片辊温度25℃;
步骤6中导辊对片膜预热温度80℃,纵向拉伸比3.0,慢辊温度为75℃,快辊温度为25℃;
步骤7中湿涂层厚度12μm,烘干后表面处理剂涂层厚度1μm;所述表面处理剂通过如下步骤制备:
a.按照4:1的质量比混合蒸馏水和yf-40聚丙烯酸树脂,通过磁力搅拌均匀,制备混合溶液;
b.向混合溶液中加入烷基硫酸钠,调节混合溶液表面张力,经混合后,制成固含量为5%、表面张力为37mn/m的表面处理剂;
步骤8中对涂布后的纵向拉伸膜预热到100℃,横向拉伸比3.5,拉伸温度为105℃,然后在230℃温度下进行热定型,在145℃和60℃分别保温2min和1min;
步骤10中张力调节辊气缸控制压力2.5mpa。
实施例5
步骤1中pet母料切片与含硅母料切片混合比例为3:1;
步骤4中挤出机挤出段温度250℃,计量泵、过滤器及熔体管温度280℃,模头温度285℃;
步骤5中铸片辊温度25℃;
步骤6中导辊对片膜预热温度80℃,纵向拉伸比3.0,慢辊温度为75℃,快辊温度为25℃;
步骤7中湿涂层厚度12μm,烘干后表面处理剂涂层厚度1μm;所述表面处理剂通过如下步骤制备:
a.按照4:1的质量比混合蒸馏水和pr-32聚氨酯,通过磁力搅拌均匀,制备混合溶液;
b.向混合溶液中加入烷基硫酸钠,调节混合溶液表面张力,经混合后,制成固含量为5%、表面张力为37mn/m的表面处理剂;
步骤8中对涂布后的纵向拉伸膜预热到100℃,横向拉伸比3.5,拉伸温度为105℃,然后在230℃温度下进行热定型,在145℃和60℃分别保温2min和1min;
步骤10中张力调节辊气缸控制压力2.5mpa。
实施例6
步骤1中pet母料切片与含硅母料切片混合比例为3:1;
步骤4中挤出机挤出段温度250℃,计量泵、过滤器及熔体管温度280℃,模头温度285℃;
步骤5中铸片辊温度25℃;
步骤6中导辊对片膜预热温度80℃,纵向拉伸比3.0,慢辊温度为75℃,快辊温度为25℃;
步骤7中湿涂层厚度12μm,烘干后表面处理剂涂层厚度1μm;所述表面处理剂通过如下步骤制备:
a.按照4:1的质量比混合蒸馏水和ex-40f丙烯酸改性聚氨酯,通过磁力搅拌均匀,制备混合溶液;
b.向混合溶液中加入烷基硫酸钠,调节混合溶液表面张力,经混合后,制成固含量为5%、表面张力为37mn/m的表面处理剂;
步骤8中对涂布后的纵向拉伸膜预热到100℃,横向拉伸比3.5,拉伸温度为105℃,然后在230℃温度下进行热定型,在145℃和60℃分别保温2min和1min;
步骤10中张力调节辊气缸控制压力2.5mpa。
实施例7
步骤1中pet母料切片与含硅母料切片混合比例为3:1;
步骤4中挤出机挤出段温度250℃,计量泵、过滤器及熔体管温度280℃,模头温度285℃;
步骤5中铸片辊温度25℃;
步骤6中导辊对片膜预热温度80℃,纵向拉伸比3.0,慢辊温度为75℃,快辊温度为25℃;
步骤7中湿涂层厚度12μm,烘干后表面处理剂涂层厚度1μm;所述表面处理剂通过如下步骤制备:
a.按照4:1的质量比混合蒸馏水和px-1010丙烯酸改性聚酯,通过磁力搅拌均匀,制备混合溶液;
b.向混合溶液中加入烷基硫酸钠,调节混合溶液表面张力,经混合后,制成固含量为5%、表面张力为37mn/m的表面处理剂;
步骤8中对纵向拉伸膜预热到100℃,横向拉伸比3.5,拉伸温度为105℃,然后在230℃温度下进行热定型,在145℃和60℃分别保温2min和1min;
步骤10中张力调节辊气缸控制压力2.5mpa。
采用astmd1003标准中的薄膜透光率和雾度检测方法,使用m57球面雾度计,分别测定实施例1~7中薄膜在涂布表面处理剂前后的雾度和透光率,结果如下表所示:
分别从实施例1~7所制备的bopet-uv复合膜中切出a4纸大小样品,并以未涂布表面处理剂、仅对bopet薄膜进行电晕处理的bopet-uv复合膜作为对比样品,采用划格法,划格间距1mm,用胶带拉脱划格表面,检查uv光油层的脱粘情况,分别在环境温度为3℃、10℃、20℃和30℃的条件下进行,结果如下表所示:
对比bopet未涂布表面处理剂的bopet-uv复合膜,实施例的uv光油层与bopet贴合度更高。
利用本发明所述技术方案,或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下,设计出类似的技术方案,而达到上述技术效果的,均是落入本发明的保护范围。