耐高温蒸煮用在线涂布复合聚酯薄膜的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于聚酯薄膜的制备方法,特别是涉及一种耐高温蒸煮用在线涂布的聚酯 薄膜的制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前耐高温蒸煮用的聚酯薄膜主要用于奶粉、咖啡、肉类食品、果冻类、药品类、榨 菜、腌菜品等的包装,此外还可用于粉状或乳液型农药等的包装。随着国民食品安全重视 程度的提高,聚酯薄膜通常要经过高温消毒灭菌之后才能用于食品包装,但是目前国内常 见的普通蒸煮膜,在高温蒸煮时,聚酯薄膜与其复合的表面功能层如镀铝层或复合的胶层 (大部分使用PU胶)、印刷油墨、淋膜材料等会出现开裂的问题,存在食品包装的安全隐患, 可能会导致食品的二次污染。这就要求耐高温蒸煮用的聚酯薄膜具有热稳定性、无毒性、高 阻隔性以及防止表面功能层脱落等性能,才能满足食品包装的安全要求。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是,提供一种进行功能性涂布,增加薄膜表面的附着 力,并且能够有效避免表面功能层脱落问题的耐高温蒸煮用的复合聚酯薄膜的制备方法。
[0004] 为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种耐高温蒸煮用在线涂布 复合聚酯薄膜的制备方法,包括以下步骤:
[0005] 1)涂布液的配置:按照质量百分比,水性丙烯酸占33% -35%,催化剂硫氰酸铵 1. 35% -1. 5%,余量为去离子水,搅拌均匀后备用;
[0006] 2)结晶干燥:原料在生产过程需要经过结晶、干燥,去除水分,充分结晶,才可进 入挤出过程。结晶过程是使原料表面分子链规则有序排列,避免原料表面之间粘连,去除表 面水分,结晶温度160°C至165°C,结晶时间15至30分钟;干燥过程是原料进一步结晶,并 进一步除去水分,避免熔融过程残留水份破坏酯基,防止降解。干燥温度170°C至175°C,干 燥时间5至7小时。
[0007] 3)熔融挤出:耐高温蒸煮用在线涂布的聚酯薄膜采用三层共挤,挤出温度控制在 275-280°C,过滤器温度280-282°C,挤出速度控制在76-78r/min ;
[0008] 4)模头铸片:熔体由模头挤出后经25°C至30°C冷辊激冷,经静电贴附系统施加 8KV以上静电,形成铸片;
[0009] 5)纵向拉伸:模头铸片后,进入纵向拉伸机,纵向拉伸温度为82°C至84°C,拉伸倍 数为3. 3至3. 35倍;
[0010] 6)凹辊涂布:将步骤1)制备的涂布液,通过供液泵打入中间料罐,中间泵将中间 料罐中的涂布液泵入密闭的刮刀腔内,凹辊将腔内涂布液通过与薄膜的接触包角转移到薄 膜表面,在薄膜表面形成涂布层;
[0011] 7)横向拉伸:覆有涂布液的薄膜随后进入横向拉伸设备,在横向拉伸预热段内, 涂布液经干燥过程挥发水分,在薄膜表面形成均匀的化学处理层,在此阶段设置预热温度 为100-102°C、风量为预热段风机最大功率的60-62%,横向拉伸烘箱的进风温度为103°C 至105°C、进排风风量为烘箱风机最大功率的60-70%,热定型温度为240-242°C,生产车速 控制在 235-238m/min ;
[0012] 8)牵引、收卷和分切:薄膜成型后,进行牵引、收卷和分切。
[0013] 所述步骤3)中聚酯薄膜的芯层采用仪化FG600大有光聚酯切片,配比在 88% -90%,仪化FG610含二氧化硅添加剂的聚酯切片,配比在10% -12% ;面层采用仪化 FG600大有光聚酯切片,配比在40 % -50 %,仪化FG610含二氧化硅添加剂的聚酯切片,配比 在50% -60%,所述百分比为质量百分比。
[0014] 所述步骤6)中涂布时涂布层厚度控制3. 5 μπι至4. 5 μπι。
[0015] 本发明的有益效果是:本发明所述耐高温蒸煮用在线涂布复合聚酯薄膜,是在聚 酯薄膜的表面上进行功能性涂布,其作用是增加薄膜表面的附着力,并且能够有效避免高 温消毒灭菌之后表面功能层脱落的问题,可直接用于食品包装,满足食品包装的安全要 求。因此热稳定性、无毒性、高阻隔性以及防止表面功能层脱落成为耐高温蒸煮用在线涂布 复合聚酯薄膜产品的主要技术特点。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明的耐高温蒸煮用在线涂布复合聚酯薄膜的制备方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明:
[0018] 如图1所示,本发明的一种耐高温蒸煮用在线涂布复合聚酯薄膜的制备方法,包 括以下步骤:
[0019] 1)涂布液的配置:按照质量百分比,水性丙烯酸占33% -35%,催化剂硫氰酸铵 1. 35% -1. 5%,余量为去离子水,搅拌均匀后备用;
[0020] 2)结晶干燥:原料在生产过程需要经过结晶、干燥,去除水分,充分结晶,才可进 入挤出过程。结晶过程是使原料表面分子链规则有序排列,避免原料表面之间粘连,去除表 面水分,结晶温度160°C至165°C,结晶时间15至30分钟;干燥过程是原料进一步结晶,并 进一步除去水分,避免熔融过程残留水份破坏酯基,防止降解。干燥温度170°C至175°C,干 燥时间5至7小时。
[0021] 3)熔融挤出:耐高温蒸煮用在线涂布的聚酯薄膜采用三层共挤,挤出温度控制在 275-280°C,过滤器温度280-282°C,挤出速度控制在76-78r/min ;
[0022] 4)模头铸片:熔体由模头挤出后经25°C至30°C冷辊激冷,经静电贴附系统施加 8KV以上静电,形成铸片;
[0023] 5)纵向拉伸:模头铸片后,进入纵向拉伸机,纵向拉伸温度为82°C至84°C,拉伸倍 数为3. 3至3. 35倍;
[0024] 6)凹辊涂布:将步骤1)制备的涂布液,通过供液泵打入中间料罐,中间泵将中间 料罐中的涂布液泵入密闭的刮刀腔内,凹辊将腔内涂布液通过与薄膜的接触包角转移到薄 膜表面,在薄膜表面形成涂布层;
[0025] 7)横向拉伸:覆有涂布液的薄膜随后进入横向拉伸设备,在横向拉伸预热段内, 涂布液经干燥过程挥发水分,在薄膜表面形成均匀的化学处理层,在此阶段设置预热温度 为100-102°C、风量为预热段风机最大功率的60-62%,横向拉伸烘箱的进风温度为103°C 至105°C、进排风风量为烘箱风机最大功率的60-70%,热定型温度为240-242°C,生产车速 控制在 235-238m/min ;
[0026] 8)牵引、收卷和分切:薄膜成型后,进行牵引、收卷和分切。
[0027] 所述步骤3)中聚酯薄膜的芯层采用仪化FG600大有光聚酯切片,配比在 88% -90%,仪化FG610含二氧化硅添加剂的聚酯切片,配比在10% -12% ;面层采用仪化 FG600大有光聚酯切片,配比在40 % -50 %,仪化FG610含二氧化硅添加剂的聚酯切片,配比 在50% -60%,所述百分比为质量百分比。
[0028] 所述步骤6)中涂布时涂布层厚度控制3. 5 μ m至4. 5 μ m。
[0029] 在聚酯薄膜基材的表面涂布复合有表面张力为50-58mN/m的丙烯酸树脂表层。
[0030] 耐高温蒸煮用的复合聚酯薄膜用于异种材料之间进行界面复合,因此可以将涂布 层描述为功能过渡层,其作用是能够将PET基材和与之复合的镀铝层或复合的胶层(大部 分使用I3U胶)、印刷油墨、淋膜材料如EVA、PE等通过功能过渡层紧密地结合在一起,发挥 出复合薄膜中各种复合材料的优点。
[0031] 实施例1 :
耐高温蒸煮用在线涂布的聚酯薄膜的制备方法
[0032] 1.原料供给
[0033] 耐高温蒸煮用在线涂布的聚酯薄膜采用三层共挤:芯层采用仪化FG600大有 光聚酯切片,配比在88 % -90 %之间,仪化FG610含二氧化硅添加剂的聚酯切片,配比在 10 % -12 %之间;面层采用仪化FG600大有光聚酯切片,配比在40 % -50 %之间,仪化FG610 含二氧化硅添加剂的聚酯切片,配比在50% -60%之间。所述百分比为质量百分比。
[0034] 涂布液采用水性丙烯酸树脂,并使用硫氰酸铵做催化剂。配方中主要成分包括 去离子水,;硫氰酸铵,在配方中所占比例为1. 35% -1. 5 %之间;水性丙烯酸(TAKAMATSU ATX-014),在配方中所占比例为33% -35 %之间。配制好的涂布液需要在供液罐中经过一 段时间的搅拌,制成可用于在线涂布的涂布液。搅拌后的涂布液通过供液泵打入中间料罐 备用。
[0035] 2.结晶干燥:
[0036] 原料结晶温度160°C至165°C,结晶时间15至30分钟,之后进入干燥系统;干燥温 度170°C至175°C,干燥时间5至7小时。
[0037] 3.熔融挤出
[0038] 挤出温度控制在275-280°C,过滤器温度280-282 °C,挤出速度控制在76-78r/ min,设置适当的挤出速度可避免熔体流动过程中局部过热,导致降解,避免出现颗粒、杂质 等问题。
[0039] 4.模头铸片
[0040] 熔体由模头挤出后经25°C至30°C冷辊激冷,结晶度大幅提高形成铸片,经静电贴 附系统施加8KV以上静电。使用高压贴附系统可使铸片紧贴冷辊表面,减少由铸片与冷辊 接触面进入的空气,避免在铸片上产生气泡。
[0041] 5.纵向拉伸
[0042] 模头铸片后,进入纵向拉伸机,纵向拉伸温度为82°C至84°C,拉伸倍数为3. 3至 3. 35 倍。
[0043] 6.凹辊涂布
[0044] 中间泵将中间料罐中的涂布液泵入密闭的刮刀腔内,凹辊将腔内涂布液通过与薄 膜的接触包角转移到薄膜表面,在薄膜表面形成涂布层。
[0045] 涂布时湿涂布层厚度控制3. 5 μπι至4. 5 μπι,过高的涂布厚度会造成固化不良,横 拉时频繁断膜,过低的涂布厚度会造成涂布不匀,影响后续加工质量。
[0046] 7.横向拉伸(涂布液干燥)
[0047] 覆有涂布液的薄膜随后进入横向拉伸设备,在横向拉伸预热段内,涂布液经干 燥过程挥发水份,最终在薄膜表面形成均匀的化学处理层。在此阶段设置预热温度为 100-102°C、风量为预热段风机最大功率的60-62%。横向拉伸烘箱的进风温度为103°C至 105°C、进排风风量为烘箱风机最大功率的60-70%,热定型温度为240-242°C。过低的温度 会造成铸片在预热段破裂,过高的温度会影响薄膜的厚度均匀性。
[0048] 预热段温度和风量都要比普通产品高10%~20%,以利与涂布液及时固化,根据 不同厚度调整车速,避免车速过快涂布液固化不良。生产车速控制在235-238m/min。
[0049] 8.牵引收卷
[0050] 在收卷过程,需要设定一定的张力,同时对张力进行衰减设置,使张力随着卷径增 大而递减,避免薄膜出皱,影响外观质量。在收卷前端,需要通过接触辊对母卷施加一定压 力,排出薄膜间的空气,防止出现皱折。通过张力和压力的调整,可以保证薄膜的收卷平整, 减少皱折,保证产品质量的稳定。
[0051] 9.分切
[0052] 分切过程也需要设定合适的收卷张力和收卷压力,保证分切过程的膜卷平整,同 时必须控制分切车速,过快的速度会影响排气效果,产生皱折;还需设定张力曲线,使收卷 张力随直径增大递减,同时调整张力速度曲线,使张力在提速后适当减小,控制产品平整 度,保证产品质量。
[0053] 使用本公开的方法制备得到的耐高温蒸煮用在线涂布的聚酯薄膜具有以下的性 能指标:
[0054]
[0055] 以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点,其目的在于使本领域内 的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施,不能仅以本实施例来限定本发明的专利范 围,即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰,仍落在本发明的专利范围内。
【主权项】
1. 一种耐高温蒸煮用在线涂布复合聚酯薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步 骤: 1) 涂布液的配置:按照质量百分比,水性丙烯酸占33% -35%,催化剂硫氰酸铵 1. 35% -1. 5%,余量为去离子水,搅拌均匀后备用; 2) 原料的结晶干燥:原料结晶温度160°C至165°C,结晶时间15至30分钟,之后进入 干燥系统;干燥温度170°C至175°C,干燥时间5至7小时; 3) 熔融挤出:耐高温蒸煮用在线涂布的聚酯薄膜采用三层共挤,挤出温度控制在 275-280°C,过滤器温度280-282°C,挤出速度控制在76-78r/min ; 4) 模头铸片:熔体由模头挤出后经25°C至30°C冷辊激冷,经静电贴附系统施加8KV以 上静电,形成铸片; 5) 纵向拉伸:模头铸片后,进入纵向拉伸机,纵向拉伸温度为82°C至84°C,拉伸倍数为 3. 3 至 3. 35 倍; 6) 凹辊涂布:将步骤1)制备的涂布液,通过供液泵打入中间料罐,中间泵将中间料罐 中的涂布液泵入密闭的刮刀腔内,凹辊将腔内涂布液通过与薄膜的接触包角转移到薄膜表 面,在薄膜表面形成涂布层; 7) 横向拉伸:覆有涂布液的薄膜随后进入横向拉伸设备,在横向拉伸预热段内,涂布 液经干燥过程挥发水分,在薄膜表面形成均匀的化学处理层,在此阶段设置预热温度为 100-102°〇、风量为预热段风机最大功率的60-62%,横向拉伸烘箱的进风温度为103°〇至 105°C、进排风风量为烘箱风机最大功率的60-70%,热定型温度为240-242°C,生产车速控 制在 235-238m/min; 8) 牵引、收卷和分切:薄膜成型后,进行牵引、收卷和分切。2. 根据权利要求1所述的耐高温蒸煮用在线涂布复合聚酯薄膜的制备方法,其特征在 于,所述步骤3)中聚酯薄膜的芯层采用仪化FG600大有光聚酯切片,配比在88%-90%,仪 化FG610含二氧化硅添加剂的聚酯切片,配比在10% -12%;面层采用仪化FG600大有光聚 酯切片,配比在40 % -50 %,仪化FG610含二氧化硅添加剂的聚酯切片,配比在50 % -60 %, 所述百分比为质量百分比。3. 根据权利要求1所述的耐高温蒸煮用在线涂布复合聚酯薄膜的制备方法,其特征在 于,所述步骤6)中涂布时涂布层厚度控制3. 5ym至4. 5ym。
【专利摘要】本发明公开了一种耐高温蒸煮用在线涂布复合聚酯薄膜的制备方法,是在聚酯薄膜的表面上进行功能性涂布,其作用是增加薄膜表面的附着力,并且能够有效避免高温消毒灭菌之后表面功能层脱落的问题,可直接用于食品包装,满足食品包装的安全要求,热稳定性好、无毒性、高阻隔性以及防止表面功能层脱落成的特点。
【IPC分类】B32B38/04, B32B37/08, B32B37/06, B32B27/36, B32B37/10, B32B38/12
【公开号】CN104890335
【申请号】CN201510323363
【发明人】苏志钢, 赵富, 田立斌, 刘伯骏, 徐京姬, 任大鹏
【申请人】天津万华股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月12日